WO2022069130A1 - Berührungslose beförderungsvorrichtung - Google Patents

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WO2022069130A1
WO2022069130A1 PCT/EP2021/073955 EP2021073955W WO2022069130A1 WO 2022069130 A1 WO2022069130 A1 WO 2022069130A1 EP 2021073955 W EP2021073955 W EP 2021073955W WO 2022069130 A1 WO2022069130 A1 WO 2022069130A1
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transport
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stator
housing
payload
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PCT/EP2021/073955
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Stefan Teusch
Heike Raatz
Joachim Frangen
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a non-contact transport device according to the preamble of patent claim 1 .
  • the conveying device according to the invention is suitable for industrial applications in assembly technology, the biological, chemical, pharmaceutical and food industries, as well as in solar cell/display production, medical technology, laboratory automation and logistics.
  • the use of the transport device in the semiconductor industry is particularly preferred.
  • both contact and non-contact conveying devices are known, which are used, for example, in mechanical and plant engineering, for example for transporting objects or payloads in packaging machines, for positioning machine elements or for aligning tools as precisely as possible on the workpiece, for example for laser processing, or in the semiconductor industry for coating, exposure or structuring of substrates in wafer cluster or stepper systems.
  • Systems for levitation of objects can be used.
  • a challenge in magnetic levitation is to create a structure that levitates stably in a magnetic field.
  • Another challenge is to automatically position and/or move the levitating structure in all six degrees of freedom (three each in translation and rotation) according to a target, also known as full magnetic levitation.
  • DE 10 2016 224 951 A1 allows a transport body carrying a payload to be transported and positioned in a controlled manner relative to a stator by making one of the two elements at least partially movable via a large number of arranged control magnets, whose respective position and/or orientation relative to this element can be specified in a controlled manner via control elements, and the other of the two elements has at least two stationary magnets immovably connected to this element, the stationary magnets being magnetically coupled to control magnets.
  • the transport device is set up to transport the transport body relative to the stator by controlled positioning and/or orientation of actuating magnets. In this case, the transport body is also brought and held in a desired position and/or orientation relative to the stator.
  • This enables complete magnetic levitation of the transport body in six degrees of freedom, i.e. in three translational and three rotational degrees of freedom relative to the stator. This has the advantage that the transport of the transport body can be carried out more flexibly.
  • DE 10 2016 224 951 A1 offers the advantage that a levitation and/or a forward movement of the transport body relative to the stator is made possible by a corresponding positioning and/or orientation of the actuating magnets by means of the respective actuating elements.
  • a levitation and/or a forward movement of the transport body relative to the stator is made possible by a corresponding positioning and/or orientation of the actuating magnets by means of the respective actuating elements.
  • This not only reduces the complexity of the transport device and thus the production costs, but also allows the use of permanent magnets, which can often provide a much higher flux density than magnetic coils that can be used for such purposes.
  • This in turn can allow for a greater lifting height or a larger gap between the stator and the transport body, which can result in a greater freedom of movement for movements in the Z direction and/or in the pitch and roll angle range.
  • this offers the advantage that even an interruption in the supply of electrical energy does not necessarily have to lead to a malfunction or even cause damage.
  • an interruption in the power supply does not lead to a loss of the magnetic field or the magnetic coupling between the stator and the transport body.
  • the coupling forces between the actuating magnets and the stationary magnets can increase as soon as the position and/or the orientation of the Actuating magnets give way to the attractive force of the stationary magnets, whereupon the transport body is pulled onto the stator and is thus secured against uncontrolled falling.
  • the magnetic coupling between the stator and the transport body can cause both a levitation of the transport body, ie a lift above the stator, and a movement of the transport body relative to the stator, ie carriage, without the need for further contacting or contactless systems .
  • This enables contactless transport, so that the disclosed transport device can also be used in environments with increased cleanliness requirements.
  • the transport body can be conveyed in the environment with the increased cleanliness requirement, while the stator is arranged outside in an environment with lower cleanliness requirements. Separating elements can run through a gap between the stator and the transport body in order to separate the different cleanliness areas.
  • the disclosed conveying device is thus also suitable for use in biological, chemical and/or pharmaceutical processes, as well as, for example, in gas-tight, liquid-tight and/or encapsulated areas.
  • wafers are processed on fabs and transported between fabs by conveyors. Wafers are usually transported under normal pressure in transport containers, with the transport taking place as a lot with a typical lot size of 25 pieces.
  • a manufacturing facility comprises at least one process station for processing the wafers, a conveying device for transporting the wafers in a vacuum, and a storage area for storing unprocessed and processed wafers.
  • the at least one process station, the transport device and the storage area are enclosed in vacuum-tight chambers and can be evacuated to UHV.
  • the chambers are arranged laterally adjacent to one another and are connected to one another—possibly via vacuum-tight locks.
  • a so-called vacuum load lock is located on the production system for transferring the wafers between the transport container and the production system and for storing several wafers in the vacuum area.
  • the transport container is inserted into the Vacuum Load Lock under normal pressure, and then the Vacuum Load Lock is evacuated.
  • a vacuum sluice then opens between the vacuum load lock and the conveying area of the cluster tool and the wafers are removed from the transport container through the sluice by the conveying device or inserted into the transport container.
  • the vacuum lock is closed and the vacuum load lock is aerated.
  • the transport container is then removed from the Vacuum Load Lock under normal pressure and transported to the next cluster tool.
  • Venting the wafers can affect the wafer surface and result in reduced yield.
  • the wafer is coated with a protective layer in some cluster tools in the last process step and is thus prepared for transport under normal conditions. Before the next processing step, the protective layer must be removed again.
  • the invention is based on the object of creating a transport device for payloads, in particular for wafers, which have to be processed in various processing stations under special surroundings, ie not under normal conditions.
  • the transport of the payloads by means of the transport device should also be made possible in a special environment, that is to say not under normal conditions.
  • the claimed transport device is designed for transporting a plurality of payloads, in particular wafers, at the same time, with each payload being assigned a transport body (mover) which can be moved and positioned while hovering over a surface of a stator.
  • the movement and the positioning preferably take place with respect to all six degrees of freedom.
  • the transport bodies and the associated payloads are accommodated in a sealed transport space.
  • the stator is arranged below the sealed transport space.
  • a floor of the transport space is arranged parallel to the surface of the stator above the latter.
  • the respective housings of the transport bodies are preferably also sealed. This creates a transport device for payloads, in particular wafers, which can be processed in different processing stations under special conditions, ie not under normal conditions.
  • the transport of the payloads by means of the transport bodies of the transport device according to the invention also takes place in a special environment, ie not under normal conditions.
  • the transport space can also be referred to as a transport chamber or as a transport housing and can be rectilinear and elongated and tunnel-like.
  • the ground can be street-like.
  • a gas e.g. protective gas, nitrogen or inert gas
  • a gas mixture e.g. purified air
  • a vacuum or an ultra-high vacuum e.g. up to 10' 7 or up to 10' 8 bar
  • an aseptic area e.g. up to 2 bar
  • a liquid e.g. up to 2 bar
  • the ultra-high vacuum UHV
  • the vacuum would penetrate there without the corresponding UHV-tight housing of the transport body.
  • the components e.g. the electronic components or a battery
  • these especially the battery and electrolytic capacitors on the printed circuit board
  • the transport body can be constructed from vacuum-capable components in an open housing, which allows the atmosphere or the vacuum to penetrate.
  • the processing stations can be arranged in process chambers adjacent to the transport space, with each transport body having a receptacle for the payload.
  • a jib end effector
  • the stator does not extend below the process chambers. In special cases, a separate stator under a process chamber could be useful.
  • the process chambers should be shielded from the magnetic fields of the stator, as these magnetic fields can disrupt the processes taking place in the process chambers.
  • a respective distance between the stator or the transport space and the process chambers is particularly preferably provided, which can be bridged with the cantilever.
  • the jib can be so long that a free lateral distance between the housing and the receptacle for the payload corresponds at least to the extent of the housing and/or the extent of the payload.
  • An additional dipole compensation magnet can also be used below an array of actuating magnets in the stator for far-field compensation. It causes the sum of all dipole moments in a solenoid array to be equal to zero, which means that far fields in particular are very effectively eliminated.
  • the actuating magnets which are currently not required for levitation, can also be actively moved to an angular position that promotes the cancellation of the magnetic far field in the adjacent process chamber.
  • a magnetic field shield made of a material with a high permeability number is also possible.
  • the entire stator is placed in a continuous "iron pot" that completely covers the lower half of the space up to the surface of the stator.
  • Sheet iron, especially mu-metal, is suitable.
  • ferrite ceramic could also be used.
  • the special environment of the transport space and the special environment of the processing stations or the process chambers can be the same or different.
  • the process chambers can be designed as side rooms that are directly connected to the transport space.
  • the transport bodies move within a cluster tool under ultra-high vacuum. Nevertheless, there can be individual process chambers that have a different vacuum or gas atmosphere during processing and are therefore separated from the transport space with a lock.
  • An optical position detection device is preferably provided which has at least one camera and a common flat (e.g. less than 1 mm) two-dimensional code arrangement for each transport body.
  • the code arrangement is arranged passively or without current on the floor of the transport space.
  • At least one permanent magnet array is arranged in the housings of the transport bodies (preferably on the respective bottom of the housing), which array can be brought into operative connection with the stator and can be moved by it. This means that no power supply is required for the transport bodies with regard to the drive technology.
  • the at least one permanent magnet array can be ring-shaped.
  • the housing can have multiple permanent magnet arrays.
  • a center of the permanent magnet array is particularly preferably arranged in the center of gravity of the respective transport body.
  • the center of gravity can be calculated or determined with or without a payload.
  • a counterweight can be arranged in a region of the housing opposite the boom.
  • the counterweight can be implemented as a solid body (for example as a metallic block) or as a tank in which a liquid is carried.
  • the counterweight can be shifted spatially, in particular along the direction of the retrieval, in order to adapt the transport body to different loads.
  • a service station for the transport bodies can be arranged in the transport space, which is flown to by the transport bodies cyclically or as required and can be brought into operative connection with it.
  • the service station can have a changing station for the counterweights of the transport bodies.
  • the dissipation of heat from the transport body can be problematic for use in a vacuum, since then of the three basic heat transport mechanisms - thermal conduction (through mechanical contact), convection (through a gas or air flow) and thermal radiation (electromagnetic effect) - only thermal radiation functions. If the heat input into the transport bodies due to internal and/or external heating is greater than the heat radiation, the transport bodies continue to heat up until thermal equilibrium is established. In order to prevent overheating, heat dissipation measures are provided, especially for use in a vacuum.
  • a heat accumulator absorbs the thermal energy over a certain period of operation (eg a few hours) (ie the temperature of the heat accumulator increases continuously) and is exchanged or cooled at intervals at the service station (thermal discharge). It is particularly advantageous in terms of device technology if the counterweight and the heat accumulator are formed together by a metallic block (eg made of brass). The counterweight and the heat accumulator can also be formed from a plurality of metal blocks in order to adapt to the loading condition of the transport body.
  • the service station can have a device for charging or changing the electrical energy store, e.g. a rechargeable battery, in the transport body.
  • the energy store supplies the position detection device, for example.
  • Payloads, such as wafers, that are at risk from the effects of electrostatic discharge are protected by means of static electricity dissipation measures.
  • a safety concept preferably allows the transport bodies and the transported payloads to be brought into a safe holding state without damage in the event of a power failure and to resume operation automatically after the power supply is restored.
  • Figure 1 shows the conveying device according to the invention according to the embodiment in a cross section
  • FIG. 2 shows the first exemplary embodiment of the transport body from FIG. 1 in a partially sectioned plan view
  • FIG. 3 shows the transport body from FIGS. 1 and 2 in a longitudinal section
  • FIG. 4a shows a second exemplary embodiment of the transport body for use in the transport device according to the invention from FIG. 1 in a partially sectioned plan view
  • FIG. 4b shows the transport body from FIG. 4a in a longitudinal section
  • FIG. 5 shows a circuit diagram of electronic assemblies of the transport device from FIG. 1 with the transport body from FIGS. 4a and 4b.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the conveying device. It has a stator 20 composed of a plurality of drive modules 21 and at least one transport body 1, the transport device being set up to transport and position the at least one transport body 1 on the stator 20 in a controlled manner relative to the stator 20.
  • the transport device is set up for the contactless transport of wafers 12 in semiconductor production under a gas atmosphere or under vacuum conditions.
  • the transport bodies 1 can be moved automatically in all six degrees of freedom (three translations X, Y, Z and three rotations rot_X, rot_Y, rot_Z) according to a target specification.
  • a transport space 30 is designed as a transport line whose main transport direction runs perpendicular to the plane of the drawing. In particular, an ultra-high vacuum (about 10-7 bar) can prevail in the transport space 30 .
  • Adjacent process chambers 33 are arranged to the side of the transport space 30, of which only one process chamber 33 is shown in FIG. 1 by way of example.
  • a boom 11 is attached to the transport body 1 and is used to hold the wafer 12 .
  • the cantilever 11 increases the lateral distance between the wafer 12 and the transport body 1 so that the wafer 12 can be introduced into the process chambers 33 . If necessary, there is a sluice 32 which is opened to load the process chamber 33 .
  • the long arm 11 and the free positioning of the transport body 1 make it possible to introduce the wafer 12 into the process chamber 33 even if the opening of the lock 32 is not significantly larger than the diameter of the wafer 12.
  • the structure of the first embodiment of the transport body 1 is shown in FIG.
  • the transport body 1 can be used under various atmospheric conditions. In particular, it can be operated in an ultra-high vacuum. It can be operated in various gases and gas mixtures.
  • the transport body 1 has a vacuum-tight and pressure-tight sealed housing 9, which separates the atmosphere in the interior of the transport body from the outside atmosphere, ie, for example, the atmosphere inside the transport space 30.
  • a ventilation valve is present in the housing 9, which is normally closed and, if required, enables a pressure equalization in the housing 9 or a gas exchange.
  • the interior of the housing 9 is preferably under normal pressure.
  • the housing 9 is made of metal, plastic, ceramics, glass or a composite of materials, for example. Glass plates are let into the bottom of the housing 9 and allow the camera modules 4 inside the housing 9 to optically record a two-dimensional code arrangement 23 on the bottom of the transport space 30 .
  • the Halbach arrangement causes the side of the permanent magnet array 2 facing the stator 20 to have a strong magnetic field and the side facing the transport surface to have a weak magnetic field.
  • the influence of the conveyor's far magnetic field on the processes is minimized by maximizing the distance between the transport space 30 and the process chamber 33 .
  • the boom 11 has a corresponding length for this purpose.
  • Another measure consists in the magnetic shielding 34 of the stator 20 with the usual measures, for example with ferromagnetic material or a stack of layers, the material having a particularly high permeability number (e.g. sheet iron, ferrite, mu-metal).
  • a position determination unit is integrated into the transport device, preferably based on several camera modules 4 per transport body 1 and an inertial sensor 7.
  • Each camera module 4 periodically captures a digital image of a section of the two-dimensional code arrangement 23. By evaluating the image information, it is able to determine its own position in up to six dimensions.
  • FIG 2 shows the transport body 1 with three camera modules 4, which are located at points on the housing 9 that are far apart. This maximizes the base distance between the camera modules 4, which increases the accuracy of the angle detection.
  • the positions recorded by several camera modules 4 are partially redundant due to their rigid mechanical arrangement in the housing 9 .
  • the redundancy can be used to increase the accuracy of the calculated position of the transport body 1, for example by averaging the position data determined by a plurality of camera modules 4.
  • erroneous measurements of individual camera modules 4 can be recognized and corrected with a diagnostic function by comparing the independently obtained position values and making them plausible. If a position value deviates significantly from the others, this is treated as an incorrect measurement and not included in the evaluation.
  • the inertial sensor 7 is provided in the housing 9 . It is in a fixed dimensional relationship to the camera modules 4.
  • the inertial sensor 7 is preferably designed to determine all six degrees of freedom, i.e. it preferably comprises a combination of at least one 3D acceleration sensor and at least one 3D yaw rate sensor.
  • the inertial sensor 7 can be designed to determine fewer than six degrees of freedom, such as only the translational and/or rotational degrees of freedom.
  • the control unit 6 determines the position of the transport body 1 by merging the sensor data.
  • the control unit 6 is designed to detect the temporary failure of one or more camera modules 4 and/or to determine the position of the transport body 1 based on the measurement data of the inertial sensor 7 in the event of detection problems.
  • the control unit 6 in the housing 9 of the transport body 1 transmits the calculated position or intermediate values, optionally with additional information, to the stator 20 via a wireless communication interface. Wireless inductive data transmission is preferably used.
  • the binary serial data stream is frequency-coded using an FSK modem 6.1 and converted into a variable magnetic field via a transport body coil 3 .
  • a coil 24 which, due to its spatial arrangement, is inductively coupled to the transport body coil 3 via a gap 26 .
  • the signal received from the stator coil 24 is demodulated with an FSK modem 28.1 in the stator 20 and converted into a serial data stream.
  • stator coil 24 is not integrated in the stator 20 but in the process chamber 33, for example below the two-dimensional code arrangement 23.
  • the electrical connection between the stator coil 24 and the stator 20 is carried out through a current feedthrough in the wall of the process chamber 33.
  • radio transmission or optical data transmission can be used, with further LEDs and photodiodes being provided in the housing 9 of the transport body 1 and in the stator 20, which are used for information transmission.
  • the transport body 1 is equipped with an electrical energy store 5 for its wireless operation.
  • a rechargeable battery is preferably used, for example a lithium polymer rechargeable battery (LiPo), a lithium iron phosphate rechargeable battery (LFP) or a lithium titanate rechargeable battery (LTO), which is characterized by high operational reliability and high cycle stability (durability).
  • LiPo lithium polymer rechargeable battery
  • LFP lithium iron phosphate rechargeable battery
  • LTO lithium titanate rechargeable battery
  • a capacitor with a high storage capacity can be used (supercap).
  • the energy store 5 is constantly being used and continuously discharged. It is therefore charged or recharged cyclically at fixed intervals or as required.
  • a device for contacting or contactless energy transmission 8 is provided for this purpose.
  • the contacting transfer of energy takes place, for example, via charging contacts on the outside of the housing 9, which are connected to the charging electronics inside the housing 9 via a current bushing.
  • Contactless energy transmission can take place by inductive coupling between two coils, one of which is arranged in the housing 9 and the other outside, with the housing 9 in the coupling area consisting primarily of non-metallic material in order not to dampen the coupling.
  • the energy can be transmitted optically, using a highly efficient solar cell that is attached to the outside of the transport body 1 .
  • the energy store 5 can be designed as a replaceable component that is located outside of the housing 9 and is mechanically and electrically connected to the transport body 1 .
  • the connection is detachable so that a discharged energy store 5 can be exchanged for a charged energy store 5 in a short time.
  • Charging can take place outside of regular operation or during operation.
  • contactless recharging is preferably carried out during operation.
  • FIG. 3 shows the state of equilibrium of the floating transport body 1 from FIG. 2 with its cantilever 11 and the wafer 12.
  • the vector sum of all forces acting on the transport body 1 is 0N, and the vector sum of all moments is equal to ONm.
  • the lever arms shown are considered as distances r_c, r_h, r_e and r_p of the individual centers of gravity from the point at which the magnetic force F_m is introduced into the permanent magnet array 2 .
  • equilibrium is achieved by the weight of the transport body 1 with all units attached to it being opposed by one same force F_m is compensated, which is introduced via the permanent magnet array 2 in the transport body 1.
  • the sum of all torques acting on the transport body 1 is compensated with an opposing torque, which is introduced via the permanent magnet array 2 .
  • the long cantilever 11 and the wafer 12 on the cantilever 11 continuously exert a high torque on the transport body 1 .
  • at least one counterweight 10 generates a counter-torque and thus reduces the remaining torque that has to be compensated for by the permanent magnet array 2 .
  • it increases the total weight of the transport body 1 .
  • the use of a counterweight 10 thus reduces the moment load on the transport body 1 and increases the force load. This is particularly useful when the working range of the torque has already been exhausted, but the working range of the force still has reserves.
  • the counterweight 10 can be integrated in the housing 9 of the transport body 1, attached as a separate component outside of the housing 9, or distributed over several installation locations.
  • the counterweight 10 forms a structural unit with the cantilever 11 which is fastened to the housing 9 .
  • the transport device can be set up to automatically pick up or set down a separate counterweight 10 and/or the boom 11 with the transport body 1 in order to adapt the weight distribution or the boom 11 to an upcoming transport task.
  • the permanent magnet array 2 consists of two ring-shaped sub-arrays 2a and 2b, which are mechanically firmly connected to one another via the housing 9. They can be treated like the coherent permanent magnet array 2 from FIGS. 2 and 3 by the controller.
  • the largest dimension of the permanent magnet array 2 preferably extends in the direction of the cantilever 11 .
  • the working area of the permanent magnet array 2 is expanded in a targeted manner so that it is higher Can output torques M_m to compensate for the load from the cantilever 11 and the wafer 12.
  • a counterweight 10 can be dispensed with if the dimensions are suitable.
  • the transport body 1 can heat up, both through external influences (e.g. when used in close proximity to a heating process) and through the power loss of the electrical components in the transport body 1.
  • the transport body 1 In order to avoid overheating, the transport body 1 must be cooled . This poses a challenge, especially when operating in a vacuum, since there is no possibility of heat conduction or cooling by convection during levitation operation.
  • the surface of the transport body 1 has a high emissivity.
  • the emissivity of a metallic housing 9 is increased by coating or structuring the surface.
  • the heat sources in the housing 9, for example electronic components such as microprocessors, are thermally connected to the housing 9 in order to promote heat dissipation.
  • An additional measure is to collect the lost heat in a heat accumulator in the transport body 1.
  • the heat accumulator can be designed as an additional component (not shown) or can form a functional unit with the counterweight 10 by using it as an additional heat accumulator.
  • the heat accumulator can consist of a solid body or a liquid-filled tank, with a liquid having a high specific heat capacity being used as the storage medium.
  • the heat sources are thermally connected to the water tank, possibly supported by a pipe/hose connection or a micropump.
  • a latent heat storage device can be used, which uses the supplied thermal energy to change the phase from solid to liquid and thus stores the heat.
  • the thermal discharge takes place by replacing the heat accumulator or the heat accumulator medium, or by dissipating the heat from the heat accumulator, for example by bringing it into contact over a large area with a cold plate at a service station.
  • the thermal discharge takes place cyclically after a specified period of operation or when a critical temperature threshold is exceeded.
  • the electrical charging process and the thermal discharging process can take place simultaneously.
  • a spring-loaded contact needle is located on the cantilever 11, which hits an electrically grounded contact surface on the nest immediately before the wafer 12 is placed/removed.
  • the restoring force of the over-springing is low compared to the force of the transport body 1, so that the handling process is not impaired by the contacting process.
  • the grounded and spring-loaded contact needle is stationary on the nest and touches a contact surface on the cantilever 11.
  • the transport body 1 together with the wafer 12 can be brought into a secure holding state.
  • an uninterruptible power supply is provided, which supplies the transport device with power for a few seconds after a power failure.
  • the transport bodies 1 are brought to a standstill in a controlled manner and landed on the floor of the transport space 30 at the respective location.
  • a safety function causes the actuator magnet arrays 25 (see FIG. 1) to automatically move into a stable position under the influence of the magnetic coupling with the permanent magnet array 2 of the transport body 1 (mover clamping). In this position, the transport body 1 is fixed on the floor of the system even when the system is de-energized.
  • the Transport body 1 on the underside of the housing at least three flat feet, so that the mechanical contact when landed is only selective with a minimal contact surface.
  • the controller can bring the transport body 1 back into levitation mode and continue the process.
  • the position detection device can be operated without an inertial sensor 7 if the measurement rate of the camera module 4 is approximately the same as the measurement rate of the inertial sensor 7, since the inertial sensor 7 no longer brings any speed advantage in this case.
  • the mounting locations of camera modules 4 and code arrangement 23 can be reversed: the camera modules 4 with the LEDs 35 are mounted in the stator 20, looking at the underside of the transport body 1 on which the code arrangement 23 is located.
  • the transport body 1 can be operated without current. This eliminates many components in the transport body 1, the transport body 1 is then a purely mechanical unit. The problem of cooling the transport body 1 is eliminated since there are no longer any electronics in the transport body 1 that give off heat loss.
  • a transport device which is designed to transport a plurality of payloads 12, in particular wafers, at the same time, with each payload 12 being assigned a transport body 1 (mover) which can be moved and positioned while hovering over a surface of a stator 20.
  • the movement and the positioning preferably take place with respect to all six degrees of freedom.
  • the transport bodies 1 and the associated payloads 12 are accommodated in a sealed transport space 30 .
  • the stator 20 is arranged below the sealed transport space 30 .
  • a bottom of the transport space 30 is arranged parallel to the surface of the stator 20 above the latter.
  • Respective housing 9 of the transport body 1 are also sealed.

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Abstract

Offenbart ist eine Beförderungsvorrichtung, die zum gleichzeitigen Befördern mehrerer Nutzlasten, insbesondere Wafer, ausgelegt ist, wobei jeder Nutzlast ein Transportkörper (Mover) zugeordnet ist, der schwebend über einer Oberfläche eines Stators bewegbar und positionierbar ist. Vorzugsweise erfolgt das Bewegen und das Positionieren bezüglich aller sechs Freiheitsgrade. Dabei sind die Transportkörper und die zugeordneten Nutzlasten in einem gedichteten Transportraum aufgenommen. Der Stator ist unterhalb dem gedichteten Transportraum angeordnet. Ein Boden des Transportraums ist parallel zur Oberfläche des Stators über dieser angeordnet. Jeweilige Gehäuse der Transportkörper sind vorzugsweise ebenfalls gedichtet.

Description

Berührungslose Beförderungsvorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine berührungslose Beförderungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Beförderungsvorrichtung für industrielle Anwendungen in der Montagetechnik, biologischen, chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie sowie in der Solarzellen-ZDisplayherstellung, Medizintechnik, Laborautomatisierung und Logistik. Besonders bevorzugt ist die Anwendung der Beförderungsvorrichtung in der Halbleiterindustrie.
Im Rahmen der technischen Fertigung müssen oftmals Objekte bzw. Nutzlasten wie Werkstoffe, Werkstücke, Werkzeuge oder Erzeugnisse transportiert oder positioniert werden. Dazu sind sowohl berührende als auch berührungslose Beförderungsvorrichtungen bekannt, welche beispielsweise im Maschinen- und Anlagenbau Anwendung finden, beispielsweise zum Transport von Objekten bzw. Nutzlasten in Verpackungsmaschinen, zur Positionierung von Maschinenelementen oder zur möglichst präzisen Ausrichtung von Werkzeugen auf das Werkstück, beispielsweise zur Laserbearbeitung, oder in der Halbleiterindustrie zur Beschichtung, Belichtung oder Strukturierung von Substraten in Wafer-Cluster- bzw. Stepper-Anlagen. Dabei können Systeme zur Levitation von Objekten zum Einsatz kommen.
Eine Herausforderung bei der magnetischen Levitation besteht darin, eine stabil in einem Magnetfeld schwebende Konstruktion zu erstellen. Eine weitere Herausforderung besteht darin, die schwebende Konstruktion entsprechend einer Zielvorgabe automatisch in allen sechs Freiheitsgraden (jeweils drei in Translation und Rotation) zu positionieren und/oder zu bewegen, was auch als vollständige magnetische Levitation bezeichnet wird.
Die DE 10 2016 224 951 A1 ermöglicht eine kontrollierte Beförderung und Positionierung eines eine Nutzlast tragenden Transportkörpers relativ zu einem Stator, indem eines der beiden Elemente über eine Vielzahl zumindest teilweise beweglich angeordneter Stellmagneten verfügt, deren jeweilige Position und/oder Orientierung relativ zu diesem Element über Stellelemente in kontrollierter Weise vorgegeben werden kann, und das andere der beiden Elemente über zumindest zwei unbeweglich mit diesem Element verbundene Stationärmagneten verfügt, wobei die Stationärmagneten mit Stellmagneten magnetisch gekoppelt sind. Die Beförderungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, den Transportkörper relativ zum Stator durch eine kontrollierte Positionierung und/oder Orientierung von Stellmagneten zu befördern. Dabei wird der Transportkörper auch in eine gewünschte Position und/oder Orientierung relativ zum Stator gebracht und gehalten.
Dabei wird eine vollständige magnetische Levitation des Transportkörpers in sechs Freiheitsgraden ermöglicht, d.h. in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden relativ zum Stator. Dies hat den Vorteil, dass die Beförderung des Transportkörpers flexibler erfolgen kann.
Ferner bietet die DE 10 2016 224 951 A1 den Vorteil, dass eine Levitation und/oder eine Vorwärtsbewegung des Transportkörpers relativ zum Stator durch eine entsprechende Positionierung und/oder Orientierung der Stellmagneten mittels der jeweiligen Stellelemente ermöglicht wird. Dadurch kann auf eine Bereitstellung einer komplexen Anordnung und Ansteuerung von Magnetspulen verzichtet werden. Dies reduziert nicht nur die Komplexität der Beförderungsvorrichtung und somit die Herstellungskosten, sondern erlaubt auch den Einsatz von Permanentmagneten, welche oftmals eine sehr viel größere Flussdichte bereitstellen können als für derartige Zwecke verwendbare Magnetspulen. Dies kann wiederum eine größere Hubhöhe bzw. einen größeren Spalt zwischen dem Stator und dem Transportkörper ermöglichen, wodurch sich ein größerer Bewegungsspielraum bei Bewegungen in Z-Richtung und oder im Nick- und Roll-Winkelbereich ergeben kann. Ferner bietet dies den Vorteil, dass auch eine Unterbrechung der Versorgung mit elektrischer Energie nicht zwangsläufig zu einer Fehlfunktion oder gar der Verursachung eines Schadens führen muss. Insbesondere führt eine Unterbrechung der Leistungsversorgung nicht zu einem Verlust des Magnetfelds bzw. der magnetischen Kopplung zwischen Stator und Transportkörper. Beispielsweise können im Falle einer Unterbrechung der Leistungsversorgung die Kopplungskräfte zwischen den Stellmagneten und den Stationärmagneten zunehmen, sobald die Position und/oder die Orientierung der Stellmagneten der anziehenden Kraftwirkung der Stationärmagneten nachgibt, woraufhin der Transportkörper auf den Stator gezogen wird und so gegen unkontrolliertes Herabfallen gesichert ist. Die magnetische Kopplung zwischen dem Stator und dem Transportkörper kann sowohl eine Levitation des Transportkörpers, d.h. einen Hub über dem Stator, bewirken, als auch eine Fortbewegung des Transportkörpers relativ zum Stator, d.h. Beförderung, ohne dass dafür noch weitere berührende oder berührungslose Systeme zwingend erforderlich wären. Dadurch ist ein berührungsloser Transport ermöglicht, so dass die offenbarte Beförderungsvorrichtung auch in Umgebungen mit erhöhten Sauberkeitsanforderungen zum Einsatz gelangen kann. Beispielsweise kann der Transportkörper in der Umgebung mit der erhöhten Sauberkeitsanforderung befördert werden, während der Stator außerhalb in einer Umgebung mit geringeren Sauberkeitsanforderungen angeordnet ist. Durch einen Spalt zwischen dem Stator und dem Transportkörper können Trennelemente verlaufen, um die verschiedenen Sauberkeitsbereiche zu trennen. Somit eignet sich die offenbarte Beförderungsvorrichtung auch zur Anwendung bei biologischen, chemischen und/oder pharmazeutischen Verfahren, sowie beispielsweise in gasdichten, flüssigkeitsdichten und/oder abgekapselten Bereichen.
In einer typischen Halbleiter-Fertigungslinie werden Wafer auf Fertigungsanlagen bearbeitet und mit Beförderungsvorrichtungen zwischen den Fertigungsanlagen transportiert. Üblicherweise werden Wafer unter Normaldruck in Transportbehältern transportiert, wobei der Transport als Los mit einer typischen Losgröße von 25 Stück erfolgt.
Innerhalb einer Fertigungsanlage (Cluster Tool) werden die Wafer üblicherweise unter Ultra-Hochvakuum (UHV) bearbeitet und transportiert. Eine Fertigungsanlage umfasst mindestens eine Prozessstation zum Bearbeiten der Wafer, eine Beförderungsvorrichtung zum Transport der Wafer im Vakuum und ein Vorratsbereich zur Bevorratung unbearbeiteter und bearbeiteter Wafer. Die mindestens eine Prozessstation, die Beförderungsvorrichtung und der Vorratsbereich sind in vakuumdichten Kammern eingefasst und können auf UHV evakuiert werden. Die Kammern sind seitlich zueinander benachbart angeordnet und - ggf. über vakuumdichte Schleusen - miteinander verbunden. Zur Übergabe der Wafer zwischen Transportbehälter und Fertigungsanlage und zur Bevorratung mehrerer Wafer im Vakuumbereich befindet sich an der Fertigungsanlage ein sogenanntes Vacuum Load Lock. Der Transportbehälter wird unter Normaldruck in das Vacuum Load Lock eingesetzt, anschließend wird das Vacuum Load Lock evakuiert. Dann öffnet sich eine Vakuum-Schleuse zwischen dem Vacuum Load Lock und dem Beförderungsbereich des Cluster Tools und die Wafer werden von der Beförderungsvorrichtung durch die Schleuse hindurch aus dem Transportbehälter entnommen oder in den Transportbehälter eingesetzt.
Nachdem alle Wafer aus dem Transportbehälter entnommen, bearbeitet und wieder im Transportbehälter abgelegt wurden, wird die Vakuum-Schleuse geschlossen und das Vacuum Load Lock belüftet. Anschließend wird der Transportbehälter unter Normaldruck aus dem Vacuum Load Lock entnommen und zum nächsten Cluster Tool transportiert.
Das Belüften der Wafer kann die Wafer-Oberfläche beeinträchtigen und zu reduzierter Ausbeute führen. Um diesen Effekt zu reduzieren, wird der Wafer in einigen Cluster Tools im letzten Prozessschritt mit einer Schutzschicht beschichtet und so für den Transport unter Normalbedingungen vorbereitet. Vor dem nächsten Bearbeitungsschritt muss die Schutzschicht wieder entfernt werden.
Dieser Nachteil gilt auch für die Beförderungseinrichtung für Wafer gemäß der Druckschrift DE 102018 006 259 A1 .
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Beförderungsvorrichtung für Nutzlasten, insbesondere für Wafer, zu schaffen, die in verschiedenen Bearbeitungsstationen unter besonderer Umgebung, also nicht in Normalbedingungen, bearbeitet werden müssen. Der Transport der Nutzlasten mittels der Beförderungsvorrichtung soll ebenfalls in einer besonderen Umgebung, also nicht in Normalbedingungen, ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beförderungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 . Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die beanspruchte Beförderungsvorrichtung ist zum gleichzeitigen Befördern mehrerer Nutzlasten, insbesondere Wafer, ausgelegt, wobei jeder Nutzlast ein Transportkörper (Mover) zugeordnet ist, der schwebend über einer Oberfläche eines Stators bewegbar und positionierbar ist. Vorzugsweise erfolgt das Bewegen und das Positionieren bezüglich aller sechs Freiheitsgrade. Erfindungsgemäß sind die Transportkörper und die zugeordneten Nutzlasten in einem dichten Transportraum aufgenommen. Der Stator ist unterhalb des dichten Transportraumes angeordnet. Ein Boden des Transportraums ist parallel zur Oberfläche des Stators über dieser angeordnet. Vorzugsweise sind die jeweiligen Gehäuse der Transportkörper ebenfalls dicht. Damit ist eine Beförderungsvorrichtung für Nutzlasten, insbesondere Wafer, geschaffen, die in verschiedenen Bearbeitungsstationen unter besonderer Umgebung, also nicht in Normalbedingungen, bearbeitet werden können. Der Transport der Nutzlasten mittels der Transportkörper der erfindungsgemäßen Beförderungsvorrichtung erfolgt ebenfalls in einer besonderen Umgebung, also nicht in Normalbedingungen.
Der Transportraum kann auch als Transportkammer oder als Transportgehäuse bezeichnet werden und kann geradlinig und länglich und tunnelartig sein. Der Boden kann straßenartig sein.
Vorzugsweise ist in dem Transportraum ein Gas (z.B. Schutzgas, Stickstoff oder Inertgas) oder ein Gasgemisch (z.B. gereinigte Luft) oder ein Vakuum oder ein Ultra- Hochvakuum (z.B. bis 10’7 oder bis 10’8 bar) oder ein aseptischer Bereich oder ein ABC geschützter Bereich oder eine Flüssigkeit (z.B. bis 2 bar) vorgesehen.
Wenn z.B. das Ultra-Hochvakuum (UHV) vorgesehen ist, würde ohne die entsprechenden UHV-dichten Gehäuse der Transportkörper das Vakuum dort eindringen. Es könnte einerseits die Komponenten beschädigen (z.B. die elektronischen Bauteile oder einen Akku), andererseits könnten diese (insbesondere der Akku und Elektrolytkondensatoren auf der Leiterplatte) ausgasen und so den Aufbau des Ultra- Hochvakuums im Transportraum stören. Um dies zu vermeiden, sind die (vorzugsweise lebenslang) UHV-dichten Gehäuse der Transportkörper eine geeignete Lösung. Alternativ ist ein Aufbau des Transportkörpers aus Vakuum-tauglichen Komponenten in einem offenen Gehäuse vorgesehen, welches ein Eindringen der Atmosphäre bzw. des Vakuums ermöglicht.
Benachbart zu dem Transportraum können die Bearbeitungsstationen in Prozesskammern angeordnet sein, wobei jeder Transportkörper eine Aufnahme für die Nutzlast besitzt. Vorzugsweise ist ein Ausleger (Endeffektor) vorgesehen, an dessen vom Gehäuse abgewandten Endabschnitt eine Aufnahme für die Nutzlast vorgesehen oder ausgebildet ist. Der Stator erstreckt sich nicht unter die Prozesskammern. In Sonderfällen könnte ein getrennter Stator unter einer Prozesskammer sinnvoll sein.
Die Prozesskammern sollten vor den Magnetfeldern des Stators abgeschirmt werden, da diese Magnetfelder den in den Prozesskammern ablaufenden Prozesse stören können.
Zur Abschwächung eines Magnetfeldes des Stators gegenüber den Prozesskammern ist besonders bevorzugt ein jeweiliger Abstand zwischen dem Stator bzw. dem Transportraum und den Prozesskammern vorgesehen, der mit dem Ausleger überbrückbar ist. Der Ausleger kann z.B. derart lang sein, dass ein freier seitlicher Abstand zwischen dem Gehäuse und der Aufnahme für die Nutzlast mindestens der Ausdehnung des Gehäuses und / oder der Ausdehnung der Nutzlast entspricht. Diese Ausdehnungen sind in Richtung des Auslegers betrachtet. Im Falle des Wafers ist diese Ausdehnung dessen Durchmesser.
Es kann auch ein zusätzlicher Dipol-Kompensationsmagnet unterhalb eines Stellmagnet-Arrays des Stators zur Fernfeld-Kompensation eingesetzt werden. Er bewirkt, dass die Summe aller Dipolmomente in einem Stellmagnet-Array gleich Null ist, wodurch insbesondere Fernfelder sehr effektiv getilgt werden.
Es können auch die Stellmagnete, die aktuell nicht für die Levitation benötigt werden, aktiv in eine Winkelstellung gefahren werden, die die Auslöschung des magnetischen Fernfeldes an der benachbarten Prozesskammer begünstigt. Eine Magnetfeld-Abschirmung aus einem Material mit hoher Permeabilitätszahl ist auch möglich. Idealerweise wird der gesamte Stator in einen durchgängigen „Eisentopf“ gesetzt, der den unteren Halbraum bis zur Oberfläche des Stators komplett abdeckt. Geeignet sind Eisenbleche, vor allem aus Mumetall. Aber auch Ferrit-Keramik könnte eingesetzt werden.
Grundsätzlich können die besondere Umgebung des Transportraumes und die besondere Umgebung der Bearbeitungsstationen bzw. der Prozesskammern gleich oder unterschiedlich sein.
Im ersten Fall können die Prozesskammern als mit dem Transportraum direkt verbundene Nebenräume ausgestaltet sein.
Die Transportkörper bewegen sich bei einer bevorzugten Anwendung der erfindungsgemäßen Beförderungsvorrichtung innerhalb eines Cluster-Tools unter Ultra- Hochvakuum. Dennoch kann es einzelne Prozesskammern geben, die während der Bearbeitung ein anderes Vakuum oder eine Gasatmosphäre haben und daher mit einer Schleuse vom Transportraum getrennt sind.
Vorzugsweise ist eine optische Positionserfassungseinrichtung vorgesehen, die für jeden Transportkörper mindestens eine Kamera und eine gemeinsame flache (z.B. weniger als 1 mm) zweidimensionalen Codeanordnung aufweist. Die Codeanordnung ist passiv bzw. stromlos am Boden des Transportraumes angeordnet.
In den Gehäusen der Transportkörper (vorzugsweise am jeweiligen Boden der Gehäuse) ist mindestens ein Permanentmagnet-Array angeordnet, das in Wirkverbindung mit dem Stator bringbar und von diesem bewegbar ist. Damit ist bezüglich der Antriebstechnik keine Stromversorgung der Transportkörper nötig. Das mindestens eine Permanentmagnet-Array kann ringförmig sein. Das Gehäuse kann mehrere Permanentmagnet-Arrays aufweisen.
Ein Zentrum des Permanentmagnet-Arrays ist besonders bevorzugt im Schwerpunkt des jeweiligen Transportkörpers angeordnet. Der Schwerpunkt kann mit oder ohne Nutzlast berechnet oder ermittelt sein. Dazu kann ein Gegengewicht in einem dem Ausleger gegenüber liegenden Bereich des Gehäuses angeordnet sein.
Das Gegengewicht kann als Festkörper (beispielsweise als metallischer Block) realisiert sein oder als Tank, in dem eine Flüssigkeit mitgeführt wird. Optional kann das Gegengewicht räumlich verlagert werden, insbesondere entlang der Richtung des Auslagers verschoben werden, um den Transportkörper an unterschiedliche Belastungen anzupassen.
In dem Transportraum kann eine Servicestation für die Transportkörper angeordnet sein, die zyklisch oder bedarfsorientiert von den Transportkörpern angeflogen wird und damit in Wirkverbindung bringbar ist.
Es können verschiedene Gegengewichte für verschiedene Nutzlasten vorgehalten werden. Die Servicestation kann eine Wechselstation für die Gegengewichte der Transportkörper aufweisen.
Die Abführung von Wärme aus dem Transportkörper kann für die Anwendung im Vakuum problematisch sein, da dann von den grundsätzlich drei Wärmetransportmechanismen - Wärmeleitung (durch mechanischen Kontakt), Konvektion (durch einen Gas- oder Luftstrom) und Wärmestrahlung (elektromagnetischer Effekt) - nur die Wärmestrahlung funktioniert. Wenn der Wärmeeintrag in die Transportkörper durch Eigen- und/oder Fremderwärmung größer ist als die Wärmeabstrahlung, heizen sich die Transportkörper weiter auf, bis ein thermisches Gleichgewicht hergestellt ist. Um eine Überhitzung zu verhindern, sind insbesondere für die Anwendung im Vakuum Maßnahmen zur Entwärmung vorgesehen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Entwärmungskonzeptes nimmt ein Wärmespeicher über eine gewisse Betriebsdauer (z.B. einige Stunden) die Wärmeenergie auf (d.h. die Temperatur des Wärmespeichers nimmt kontinuierlich zu) und wird in Intervallen an der Servicestation getauscht oder gekühlt (thermische Entladung). Vorrichtungstechnisch besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gegengewicht und der Wärmespeicher gemeinsam von einem metallischen Block (z.B. aus Messing) gebildet sind. Das Gegengewicht und der Wärmespeicher können auch zur Anpassung an den Beladungszustand des Transportkörpers aus mehreren metallischen Blöcken gebildet sein.
Die Servicestation kann eine Vorrichtung zum Laden oder Wechseln des elektrischen Energiespeichers, z.B. eines Akkus, im Transportkörper aufweisen. Der Energiespeicher versorgt z.B. die Positionserfassungseinrichtung.
Nutzlasten wie beispielsweise Wafer, die durch Einwirkung elektrostatischer Entladung gefährdet sind, werden durch Maßnahmen zur Ableitung der statischen Elektrizität geschützt.
Ein Sicherheitskonzept erlaubt es vorzugsweise, die Transportkörper und die beförderten Nutzlasten im Falle eines Stromausfalls ohne Beschädigung in einen sicheren Haltezustand zu bringen und nach Wiederanlauf der Stromversorgung den Betrieb automatisch wieder aufzunehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beförderungsvorrichtung mit zwei Ausführungsbeispielen von Transportkörpern sind in den Figuren dargestellt.
Es zeigen
Figur 1 die erfindungsgemäße Beförderungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem Querschnitt,
Figur 2 das erste Ausführungsbeispiel des Transportkörpers aus Figur 1 in einer teils geschnittenen Draufsicht,
Figur 3 den Transportkörper aus den Figuren 1 und 2 in einem Längsschnitt,
Figur 4a ein zweites Ausführungsbeispiel des Transportkörpers zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Beförderungsvorrichtung aus Figur 1 in einer teils geschnittenen Draufsicht,
Figur 4b den Transportkörper aus Figur 4a in einem Längsschnitt, und Figur 5 einen Schaltplan von elektronischen Baugruppen der Beförderungsvorrichtung aus Figur 1 mit dem Transportkörper aus den Figuren 4a und 4b.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Beförderungsvorrichtung. Sie hat einen Stator 20, der aus mehreren Antriebsmodulen 21 zusammengesetzt ist und mindestens einen Transportköper 1 , wobei die Beförderungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, den mindestens einen Transportkörper 1 auf dem Stator 20 in kontrollierter Weise relativ zum Stator 20 zu befördern und zu positionieren.
Die Beförderungsvorrichtung ist zum kontaktlosen Transport von Wafern 12 in der Halbleiterfertigung unter Gasatmosphäre oder unter Vakuumbedingungen eingerichtet. Die Transportkörper 1 können automatisch entsprechend einer Zielvorgabe in allen sechs Freiheitsgraden (drei Translationen X, Y, Z und drei Rotationen rot_X, rot_Y, rot_Z) bewegt werden. Ein Transportraum 30 ist als Transportstraße ausgebildet, deren Haupt-Transportrichtung senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Insbesondere kann in dem Transportraum 30 ein Ultrahochvakuum (etwa 10-7 bar) herrschen. Seitlich vom Transportraum 30 sind benachbarte Prozesskammern 33 angeordnet, von denen in Figur 1 beispielhaft nur eine Prozesskammer 33 gezeigt ist.
An dem Transportkörper 1 ist ein Ausleger 11 angebracht, der zur Aufnahme des Wafers 12 dient. Der Ausleger 11 vergrößert den seitlichen Abstand zwischen Wafer 12 und Transportkörper 1 , so dass der Wafer 12 in die Prozesskammern 33 eingeführt werden kann. Ggf. ist eine Schleuse 32 vorhanden, die zum Beschicken der Prozesskammer 33 geöffnet wird. Der lange Ausleger 11 und die freie Positionierbarkeit des Transportkörpers 1 ermöglichen es, den Wafer 12 auch dann in die Prozesskammer 33 einzuführen, wenn die Öffnung der Schleuse 32 nicht wesentlich größer ist als der Durchmesser der Wafer 12.
Der Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels des Transportkörpers 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Der Transportkörper 1 kann unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen eingesetzt werden. Insbesondere kann er im Ultrahochvakuum betrieben werden. Er kann in verschiedenen Gasen und Gasgemischen betrieben werden. Dazu besitzt der Transportkörper 1 ein vakuumdicht und druckdicht verschlossenes Gehäuse 9, welches die Atmosphäre im Innenraum des Transportkörpers von der äußeren Atmosphäre, also z.B. der Atmosphäre im Innern des Transportraumes 30, trennt. Optional ist ein Belüftungsventil im Gehäuse 9 vorhanden, welches regulär geschlossen ist und bei Bedarf einen Druckausgleich im Gehäuse 9 oder einen Gasaustausch ermöglicht. Vorzugsweise steht der Innenraum des Gehäuses 9 unter Normaldruck.
Das Gehäuse 9 ist beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Keramik, Glas oder einem Verbund von Werkstoffen gefertigt. Im Boden des Gehäuses 9 sind Glasplatten eingelassen, die Kameramodulen 4 im Innern des Gehäuses 9 die optische Erfassung einer zweidimensionalen Codeanordnung 23 am Boden des Transportraumes 30 ermöglichen.
Gemäß einem grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsprinzips besitzt der Transportkörper 1 beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 3 ein z.B. kreisringförmiges Array von Permanentmagneten 2, vorzugsweise als Halbach-Anordnung in Form eines Kreisringes, zur Einleitung der Antriebskräfte und -momente. Die Halbach-Anordnung bewirkt, dass die dem Stator 20 zugewandte Seite des Permanentmagnetarrays 2 ein starkes Magnetfeld und die der Transportfläche zugewandte Seite ein schwaches Magnetfeld besitzt.
Der Einfluss des magnetischen Fernfeldes der Beförderungsvorrichtung auf die Prozesse wird minimiert, indem der Abstand zwischen dem Transportraum 30 und der Prozesskammer 33 maximiert wird. Dazu hat der Ausleger 11 eine entsprechende Länge. Eine weitere Maßnahme besteht in der magnetischen Abschirmung 34 des Stators 20 mit üblichen Maßnahmen, beispielsweise mit ferromagnetischem Material oder einem Schichtpaket, wobei das Material eine besonders hohe Permeabilitätszahl aufweist (z.B. Eisenblech, Ferrit, Mumetall).
Weiterhin ist in der Beförderungsvorrichtung eine Positionsbestimmungseinheit integriert, vorzugsweise basierend auf mehreren Kameramodulen 4 pro Transportkörper 1 und einem Inertialsensor 7. Jedes Kameramodul 4 erfasst periodisch ein digitales Bild eines Ausschnittes der zweidimensionalen Codeanordnung 23. Durch Auswertung der Bildinformation ist es in der Lage, die eigene Position in bis zu sechs Dimensionen zu ermitteln.
Fig. 2 zeigt den Transportkörper 1 mit drei Kameramodulen 4, die sich an weit auseinander liegenden Punkten des Gehäuses 9 befinden. Dadurch wird der Basisabstand zwischen den Kameramodulen 4 maximiert, was die Genauigkeit der Winkelerfassung erhöht.
Die von mehreren Kameramodulen 4 erfassten Positionen sind aufgrund ihrer starren mechanischen Anordnung im Gehäuse 9 teilweise redundant. Die Redundanz kann genutzt werden, um die Genauigkeit der berechneten Position des Transportkörpers 1 beispielsweise durch Mittelung über die von mehreren Kameramodulen 4 ermittelten Positionsdaten zu erhöhen. Zusätzlich können mit einer Diagnosefunktion Fehlmessungen einzelner Kameramodule 4 erkannt und korrigiert werden, indem die unabhängig gewonnenen Positionswerte verglichen und plausibil isiert werden. Falls ein Positionswert stark von den übrigen abweicht, wird dieser als Fehlmessung behandelt und nicht in die Auswertung mit einbezogen.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Inertialsensor 7 im Gehäuse 9 vorgesehen. Er steht in festem Maßbezug zu den Kameramodulen 4. Der Inertialsensor 7 ist vorzugsweise zur Bestimmung aller sechs Freiheitsgrade ausgebildet, d.h. er umfasst vorzugsweise eine Kombination von mindestens einem 3D Beschleunigungssensor und mindestens einem 3D Drehratesensor. Alternativ kann der Inertialsensor 7 ausgebildet sein, weniger als sechs Freiheitsgrade zu bestimmen, wie zum Beispiel nur die translatorischen und/oder rotatorischen Freiheitsgrade.
Fig. 5 zeigt, dass die Kameramodule 4, die mit ihren LEDs 35 die Codeanordnung 23 beleuchten, und der Inertialsensor 7 ihre Messsignale und/oder Messdaten der Steuerungseinheit 6 des Transportkörpers 1 zur Verfügung stellen. Die Steuerungseinheit 6 ermittelt die Position des Transportkörpers 1 durch Fusion der Sensordaten. Insbesondere ist die Steuerungseinheit 6 dazu ausgebildet, den zeitweisen Ausfall eines oder mehrerer Kameramodule 4 zu erkennen und/oder bei Detektionsproblemen die Position des Transportkörpers 1 auf Basis der Messdaten des Inertialsensors 7 zu bestimmen. Die Steuerungseinheit 6 im Gehäuse 9 des Transportkörpers 1 überträgt die errechnete Position oder Zwischenwerte, ggf. mit Zusatzinformationen, über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle an den Stator 20. Vorzugsweise kommt eine drahtlose induktive Datenübertragung zum Einsatz. Dabei wird der binäre serielle Datenstrom mittels eines FSK-Modems 6.1 frequenzcodiert und über eine Transportkörper-Spule 3 in ein veränderliches Magnetfeld gewandelt. Im Stator 20 befindet sich ebenfalls eine Spule 24, die aufgrund ihrer räumlichen Anordnung mit der Transportkörper-Spule 3 über einen Spalt 26 induktiv gekoppelt ist. Das von der Stator- Spule 24 empfangene Signal wird mit einem FSK-Modem 28.1 im Stator 20 demoduliert und in einen seriellen Datenstrom gewandelt.
Um die induktive Kopplung der Transportkörper-Spule 3 in der Prozesskammer 33 und der Stator-Spule 24 außerhalb der Prozesskammer 33 über den Spalt 26 nicht zu blockieren, ist es erforderlich, den Boden der Prozesskammer 33 im Arbeitsbereich der Transportkörper 1 vorwiegend aus nichtmetallischen Werkstoffen anzufertigen. Alternativ wird die Stator-Spule 24 nicht im Stator 20, sondern in der Prozesskammer 33 integriert, beispielsweise unterhalb der zweidimensionalen Codeanordnung 23. Die elektrische Verbindung der Stator-Spule 24 mit dem Stator 20 wird durch eine Stromdurchführung in der Wandung der Prozesskammer 33 geführt.
Alternativ zur induktiven Datenübertragung kann beispielsweise Funkübertragung oder optische Datenübertragung eingesetzt werden, wobei weitere LED’s und Photodioden im Gehäuse 9 des Transportkörpers 1 und im Stator 20 vorgesehen sein können, die zur Informationsübertragung genutzt werden.
Gemäß Fig. 2 ist der Transportkörper 1 zu dessen kabellosen Betrieb mit einem elektrischen Energiespeicher 5 ausgerüstet. Vorzugsweise kommt ein Akkumulator zum Einsatz, beispielsweise ein Lithium-Polymer Akku (LiPo), ein Lithium-Eisenphosphat Akku (LFP) oder ein Lithium-Titanat Akku (LTO), der sich durch hohe Betriebssicherheit und hohe Zyklenfestigkeit (Dauerhaltbarkeit) auszeichnet. Alternativ kann ein Kondensator mit hoher Speicherkapazität eingesetzt werden (Supercap). Während des Betriebes wird der Energiespeicher 5 ständig beansprucht und entlädt sich kontinuierlich. Daher wird er zyklisch in festen Intervallen oder bedarfsabhängig geladen oder nachgeladen. Dazu ist eine Vorrichtung zur kontaktierenden oder kontaktlosen Energieübertragung 8 vorgesehen.
Die kontaktierende Energieübertragung erfolgt beispielsweise über Ladekontakte an der Außenseite des Gehäuses 9, die über eine Stromdurchführung mit der Ladeelektronik im Innern des Gehäuses 9 verbunden sind.
Eine berührungslose Energieübertragung kann durch induktive Kopplung zwischen zwei Spulen erfolgen, von denen eine im Gehäuse 9 und die andere außerhalb angeordnet ist, wobei das Gehäuse 9 im Kopplungsbereich vorwiegend aus nichtmetallischem Werkstoff besteht, um die Kopplung nicht zu bedämpfen. Alternativ kann die Energieübertragung optisch erfolgen, mit einer Solarzelle mit hohem Wirkungsgrad, die an der Außenseite des Transportkörpers 1 angebracht ist.
Schließlich kann der Energiespeicher 5 als tauschbare Komponente ausgeführt sein, die sich außerhalb des Gehäuses 9 befindet und mechanisch und elektrisch mit dem Transportkörpers 1 verbunden ist. Die Verbindung ist lösbar ausgeführt, so dass ein entladener Energiespeicher 5 in kurzer Zeit gegen einen geladenen Energiespeicher 5 getauscht werden kann.
Das Laden kann außerhalb des regulären Betriebes erfolgen oder während des Betriebes. Bei Verwendung eines Energiespeichers 5 mit geringer Kapazität wie einem Kondensator wird bevorzugt während des Betriebes berührungslos nachgeladen.
Fig. 3 zeigt den Gleichgewichtszustand des schwebenden Transportkörpers 1 aus Figur 2 mit seinem Ausleger 11 und dem Wafer 12. Im Gleichgewicht ist die Vektorsumme aller auf den Transportkörper 1 einwirkenden Kräfte gleich 0N, und die Vektorsumme aller Momente ist gleich ONm. Dabei werden die gezeigten Hebelarme als Abstände r_c, r_h, r_e und r_p der einzelnen Schwerpunkte von der Stelle betrachtet, an der die Magnetkraft F_m in das Permanentmagnetarray 2 eingeleitet wird. Im statischen Zustand wird das Gleichgewicht erreicht, indem das Gewicht des Transportkörpers 1 mit allen daran befestigten Einheiten von einer entgegengesetzt gleichen Kraft F_m kompensiert wird, die über das Permanentmagnetarray 2 in den Transportkörper 1 eingeleitet wird. Weiterhin wird die Summe aller auf den Transportkörper 1 einwirkenden Drehmomente mit einem entgegengesetzt wirkenden Drehmoment kompensiert, welches über das Permanentmagnetarray 2 eingeleitet wird.
Der lange Ausleger 11 und der Wafer 12 auf dem Ausleger 11 üben laufend ein hohes Drehmoment auf den Transportkörper 1 aus. Optional erzeugt mindestens ein Gegengewicht 10 ein Gegenmoment und reduziert so das verbleibende Moment, welches durch das Permanentmagnetarray 2 kompensiert werden muss. Gleichzeitig erhöht es das Gesamtgewicht des Transportkörpers 1 . Der Einsatz eines Gegengewichtes 10 reduziert also die Momentenbelastung des Transportkörpers 1 und erhöht die Kraftbelastung. Dies ist besonders dann sinnvoll, wenn der Arbeitsbereich des Drehmoments bereits ausgeschöpft ist, der Arbeitsbereich der Kraft aber noch Reserven hat.
Das Gegengewicht 10 kann im Gehäuse 9 des Transportkörpers 1 integriert sein, als separate Komponente außerhalb des Gehäuses 9 angebracht sein oder auf mehrere Anbauorte verteilt sein. In einer weiteren Variante bildet das Gegengewicht 10 mit dem Ausleger 11 eine bauliche Einheit, die auf dem Gehäuse 9 befestigt wird.
Die Beförderungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein separates Gegengewicht 10 und/oder den Ausleger 11 automatisch mit dem Transportkörper 1 aufzunehmen oder abzulegen, um die Gewichtsverteilung oder den Ausleger 11 an eine bevorstehende Beförderungsaufgabe anzupassen.
Fig. 4 zeigt einen Transportkörper 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit verteiltem Permanentmagnetarray 2. Das Permanentmagnetarray 2 besteht aus zwei ringförmigen Teil-Arrays 2a und 2b, die über das Gehäuse 9 mechanisch fest miteinander verbunden sind. Sie können von der Regelung wie das zusammenhängende Permanentmagnetarray 2 aus Figur 2 und 3 behandelt werden.
Die größte Abmessung des Permanentmagnetarrays 2 erstreckt sich vorzugsweise in Richtung des Auslegers 11 . Durch diese Anordnung wird der Arbeitsbereich des Permanentmagnetarrays 2 gezielt erweitert, so dass es höhere Drehmomente M_m zur Kompensation der Belastung durch den Ausleger 11 und den Wafer 12 ausgeben kann. Dadurch kann bei geeigneter Dimensionierung auf ein Gegengewicht 10 verzichtet werden.
Während des Betriebes kann sich der Transportkörper 1 aufheizen, sowohl durch äußere Einwirkung (beispielsweise bei Einsatz in räumlicher Nähe zu einem Heizprozess) als auch durch die Verlustleistung der elektrischen Komponenten im Transportkörper 1. Um eine Überhitzung zu vermeiden, ist die Entwärmung des Transportkörper 1 erforderlich. Besonders bei Betrieb im Vakuum stellt das eine Herausforderung dar, da während des Levitationsbetriebes keine Möglichkeit zur Wärmeleitung oder zur Kühlung durch Konvektion besteht.
Um die Entwärmung des Transportkörpers 1 durch thermische Abstrahlung zu verbessern, besitzt die Oberfläche des Transportkörpers 1 einen hohen Emissionsgrad. Beispielsweise wird der Emissionsgrad eines metallischen Gehäuses 9 durch Beschichtung oder Strukturierung der Oberfläche erhöht. Zusätzlich sind die Wärmequellen im Gehäuse 9, beispielsweise elektronische Bauelemente wie Mikroprozessoren, thermisch an das Gehäuse 9 angebunden, um die Wärmeableitung zu begünstigen.
Eine zusätzliche Maßnahme besteht darin, die Verlustwärme in einem Wärmespeicher im Transportkörper 1 zu sammeln. Der Wärmespeicher kann als zusätzliche Komponente ausgeführt sein (nicht dargestellt) oder eine Funktionseinheit mit dem Gegengewicht 10 bilden, indem dieses zusätzlich als Wärmespeicher genutzt wird. Der Wärmespeicher kann aus einem Festkörper bestehen oder aus einem flüssigkeitsgefüllten Tank, wobei eine Flüssigkeit mit hoher spezifischer Wärmekapazität als Speichermedium eingesetzt wird.
Besonders bevorzugt ist die Ausführung des Wärmespeichers als Wassertank, der im Transportkörper 1 integriert ist und gleichzeitig die Funktion des Gegengewichtes 10 übernimmt. Die Wärmequellen sind thermisch mit dem Wassertank verbunden, ggf. unterstützt durch eine Rohr-/Schlauchverbindung oder eine Mikropumpe. Alternativ kann ein Latentwärmespeicher eingesetzt werden, der die zugeführte thermische Energie zur Phasenumwandlung von fest zu flüssig nutzt und so die Wärme speichert. Während einer kurzzeitigen Unterbrechung des regulären Betriebes des Transportkörpers 1 erfolgt die thermische Entladung durch Tausch des Wärmespeichers oder des Wärmespeicher-Mediums, oder durch Ableitung der Wärme aus dem Wärmespeicher, indem dieser z.B. großflächig mit einer kalten Platte einer Servicestation in Kontakt gebracht wird. Die thermische Entladung erfolgt zyklisch nach einer festgelegten Betriebsdauer oder bei Überschreiten einer kritischen Temperaturschwelle.
Um die Zeit der Betriebsunterbrechung effizient zu nutzen, kann der elektrische Ladevorgang und der thermische Entladevorgang gleichzeitig erfolgen.
Um eine Beschädigung des Wafers 12 durch elektrostatische Entladung zu vermeiden, kann vor der Aufnahme oder dem Ablegen eines Wafers 12 in ein Nest ein elektrischer Kontakt zwischen dem Ausleger 11 und dem Nest geschlossen werden. Dazu befindet sich an dem Ausleger 11 eine überfederte Kontaktnadel, die unmittelbar vor dem Ablegen/Abnehmen des Wafers 12 punktuell auf eine elektrisch geerdete Kontaktfläche am Nest trifft. Die Rückstellkraft der Überfederung ist gering gegenüber der Kraft des Transportkörpers 1 , so dass der Handhabungsvorgang nicht durch den Kontaktiervorgang beeinträchtigt wird. Alternativ befindet sich die geerdete und überfederte Kontaktnadel stationär am Nest und berührt eine Kontaktfläche am Ausleger 11.
Im Falle eines Stromausfalls kann der Transportkörper 1 mitsamt dem Wafer 12 in einen sicheren Haltezustand gebracht werden. Dazu ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung vorgesehen, welche die Beförderungsvorrichtung nach Stromausfall für einige Sekunden mit Strom versorgt. Während dieser Zeit werden die Transportkörper 1 geregelt zum Stillstand gebracht und am jeweiligen Ort auf dem Boden des Transportraumes 30 gelandet. Nach vollständiger Stromabschaltung bewirkt eine Sicherheitsfunktion, dass sich die Aktor-Magnetarrays 25 (vgl. Fig. 1) unter dem Einfluss der magnetischen Kopplung mit dem Permanentmagnetarray 2 des Transportkörpers 1 selbsttätig in eine stabile Stellung bewegen (Mover-Clamping). In dieser Stellung ist der Transportkörper 1 auch in stromlosem Zustand der Anlage auf dem Boden des es fixiert. Um Partikelübertrag zu vermeiden, besitzt der Transportkörper 1 auf der Gehäuse-Unterseite mindestens drei flache Füße, so dass der mechanische Kontakt im gelandeten Zustand nur punktuell mit minimaler Auflagefläche erfolgt.
Nach dem Wiederanlauf der Stromversorgung kann die Steuerung den Transportkörper 1 wieder in den Levitationsbetrieb bringen und den Prozessablauf fortsetzen.
Die Positionserfassungseinrichtung kann ohne Inertialsensor 7 betrieben werden, wenn die Messrate der Kameramodule 4 etwa genau so hoch ist wie die Messrate des Inertialsensors 7, da der Inertialsensor 7 in diesem Fall keinen Geschwindigkeitsvorteil mehr bringt.
Die Anbauorte von Kameramodulen 4 und Codeanordnung 23 können vertauscht sein: die Kameramodule 4 mit den LEDs 35 sind im Stator 20 montiert, mit Blick auf die Unterseite der Transportkörper 1 , auf der sich die Codeanordnung 23 befindet.
Bei Entfall des Inertialsensors 7 und Einbau der Kameramodule 4 im Stator 20 kann der Transportkörper 1 stromlos betrieben werden. Dadurch entfallen viele Komponenten im Transportkörper 1 , der Transportkörper 1 ist dann eine rein mechanische Einheit. Die Problematik der Kühlung des Transportkörpers 1 entfällt, da sich keine Elektronik mehr im Transportkörper 1 befindet, die Verlustwärme abgibt.
Offenbart ist eine Beförderungsvorrichtung, die zum gleichzeitigen Befördern mehrerer Nutzlasten 12, insbesondere Wafer, ausgelegt ist, wobei jeder Nutzlast 12 ein Transportkörper 1 (Mover) zugeordnet ist, der schwebend über einer Oberfläche eines Stators 20 bewegbar und positionierbar ist. Vorzugsweise erfolgt das Bewegen und das Positionieren bezüglich aller sechs Freiheitsgrade. Dabei sind die Transportkörper 1 und die zugeordneten Nutzlasten 12 in einem gedichteten Transportraum 30 aufgenommen. Der Stator 20 ist unterhalb des gedichteten Transportraumes 30 angeordnet. Ein Boden des Transportraums 30 ist parallel zur Oberfläche des Stators 20 über dieser angeordnet. Jeweilige Gehäuse 9 der Transportkörper 1 sind ebenfalls gedichtet. Bezugszeichenliste:
1 Transportkörper
2 Permanentmagnetarray
2a Teil-Array
2b Teil-Array
4 Kameramodul
5 Energiespeicher
6 Steuerungseinheit
6.1 FSK-Modem
7 Inertialsensor
8 Vorrichtung zur Energieübertragung
9 Gehäuse
10 Gegengewicht
11 Ausleger
12 Nutzlast / Wafer
20 Stator
21 Antriebsmodul (des Stators)
22 Deckplatte (des Antriebsmoduls)
23 Codeanordnung
24 Stator-Spule
25 Aktor-Magnetarray
26 Spalt
27 Gehäuse (des Antriebsmoduls)
28 Steuerungseinheit (des Antriebsmoduls)
28.1 FSK-Modem
30 Transportraum
32 Schleuse
33 Prozesskammer
34 Abschirmung
35 LED
F_c Gewichtskraft des Gegengewichts F_h Gewichtskraft des Gehäuses und des Permanentmagnetarrays und des Energiespeichers
F_e Gewichtskraft des Auslegers
F_p Gewichtskraft der Nutzlast
F_m Magnetkraft r_c Abstand des Schwerpunktes des Gegengewichts r_h Abstand des Schwerpunktes des Gehäuses und des Permanentmagnetarrays und des Energiespeichers r_e Gewichtskraft des Schwerpunktes des Auslegers r_p Gewichtskraft des Schwerpunktes der Nutzlast

Claims

Patentansprüche
1 . Beförderungsvorrichtung zum Befördern mindestens einer Nutzlast, wobei jeder Nutzlast ein Transportkörper (1 ) zugeordnet ist, der schwebend über einer Oberfläche eines Stators (20) bewegbar und positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Nutzlast (12) und der mindestens eine Transportkörper (1) in einem dichten Transportraum (30) aufgenommen sind, wobei der Stator (20) außerhalb des dichten Transportraums (30) angeordnet ist.
2. Beförderungsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei ein Gehäuse (9) des Transportkörpers (1) ebenfalls dicht ist.
3. Beförderungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Transportraum (30) ein Gas oder ein Gasgemisch oder eine Flüssigkeit, oder ein Vakuum oder ein Ultra-Hochvakuum oder ein aseptischer Bereich oder ein ABC geschützter Bereich vorgesehen ist.
4. Beförderungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei benachbart zu dem Transportraum (30) mehrere Prozesskammern (33) zur Bearbeitung der Nutzlast (12) angeordnet sind, und wobei der Transportkörper (1 ) einen Ausleger (11 ) hat, an dessen vom Gehäuse (9) abgewandten Endabschnitt eine Aufnahme für die Nutzlast (12) vorgesehen oder ausgebildet ist.
5. Beförderungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei zur Abschwächung eines Magnetfeldes des Stators (20) gegenüber den Prozesskammern (33) ein jeweiliger Abstand zwischen dem Stator (20) und den Prozesskammern (33) vorgesehen ist, der mit dem Ausleger (11 ) überbrückbar ist, wobei ein Abstand zwischen dem Gehäuse (9) und der Aufnahme für die Nutzlast (12) mindestens der Ausdehnung des Gehäuses (9) und / oder der Ausdehnung der Nutzlast (12) in Richtung des Auslegers (11 ) entspricht. Beförderungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei zumindest eine der Prozesskammern (33) von dem Transportraum (30) über eine Schleuse (32) getrennt ist. Beförderungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer optischen Positionserfassungseinrichtung, die mindestens eine Kamera (4) im Gehäuse (9) des Transportkörpers (1 ) und eine flache Codeanordnung am Boden des Transportraumes (30) aufweist. Beförderungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Gehäuse (9) des Transportkörpers (1) mindestens ein Permanentmagnet- Array (2) angeordnet ist, das in Wirkverbindung mit dem Stator (20) bringbar und von diesem bewegbar ist. Beförderungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei ein Zentrum des Permanentmagnet-Arrays im Schwerpunkt des Transportkörpers (1) angeordnet ist. Beförderungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei ein Gegengewicht (10) in einem vom Ausleger beabstandeten Bereich des Gehäuses (9) angeordnet ist. Beförderungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei in dem Transportraum (30) eine Servicestation angeordnet ist, die zyklisch oder bedarfsorientiert mit den Transportkörpern (1) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei die Servicestation eine Wechselstation für das Gegengewicht (10) des Transportkörpers (1) ist oder aufweist. Beförderungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Transportraum (30) eine Servicestation angeordnet ist, die zyklisch oder bedarfsorientiert mit den Transportkörpern (1 ) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei die Servicestation eine Kühlstation oder eine Wechselstation für einen Wärmespeicher des Transportkörpers (1) ist oder aufweist. Beförderungsvorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, wobei das Gegengewicht (10) und der Wärmespeicher gemeinsam von einem metallischen Block gebildet sind. Beförderungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Transportraum eine Servicestation angeordnet ist, die zyklisch oder bedarfsorientiert mit den Transportkörpern (1 ) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei die Servicestation eine Ladestation oder eine Wechselstation für einen elektrischen Energiespeicher des Transportkörpers (1 ) aufweist.
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