DE19781572C2 - Substratabstützvorrichtung und Substratträger für ein Substratgehäuse - Google Patents

Description

Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Substratabstützvorrichtung zum Halten von mindestens einem Substrat in einem Substratträger.

Beschreibung der verwandten Technik

Glas- oder Halbleitersubstrate, wie zum Beispiel Wafer, Masken, Flachbildschirme (FPDs), werden gewöhnlich zwischen und von einer oder mehreren automatischen Bearbeitungsstationen in einer im wesentlichen reinen Umgebung transportiert bzw. bear­ beitet. FPDs sind im allgemeinen flache, rechteckige Platten aus amorphem Glas in verschiedenen Größen, einschließlich relativ großer FPDs mit Maßen von 550 Millimetern (mm) mal 650 mm und 1,1 mm Dicke. Der Trend in der Flachbildschirmindustrie geht jedoch zu größeren Substraten, mit Maßen von 700 mm mal 1000 mm, 850 mm mal 1050 mm und größer. Des weiteren geht der Trend zu dünneren Substraten mit Dicken von 0,7 mm. Die vorlie­ gende Erfindung betrifft allgemein das Handhaben jeglicher Art eines Substrats und ist nicht auf die hier aufgeführten oder beschriebenen Substrate begrenzt.

Ein oder mehr solche Substrate werden oft in eine schachtelar­ tige Kunststoffkassette eingesteckt, die eine Reihe koplanarer Schlitze zum Halten und Abstützen der Substrate in einem Ab­ stand voneinander umfaßt. Jede Kassette ist der besonderen Art eines Substrats angepaßt und hat gewöhnlich eine offene Stirn­ fläche, um ein Einführen, Herausnehmen und Zugreifen auf die eingeführten Substrate zu ermöglichen, typischerweise durch automatische Bearbeitungssysteme. Die Kassette stellt eine Abstützung für und einen Zugriff auf die Substrate während eines Bearbeitens bereit, wodurch ein Bearbeitungssystem die Substrate einfacher entnehmen oder ablegen kann. Solche Kasset­ ten ermöglichen auch einen bequemeren Transport der Substrate innerhalb der Arbeitsumgebung von einer Bearbeitungsstation zu einer anderen. Oft transportiert ein Bediener eine oder mehrere solcher Kassetten auf einem Wagen oder dergleichen zwischen Bearbeitungsstationen, und entlädt dann Kassetten von der Station und/oder lädt neue Kassetten auf die Station.

Eine große Herausforderung bei Substraten, insbesondere bei großen Glassubstraten, ist das schwerkraftbedingte Durchhängen des Substrates aufgrund seines eigenen Gewichtes im Träger. Typische Kassetten stützen die Substrate an ihren äußersten Seitenrändern ab, wobei die vorderen und hinteren Ränder des Substrates nicht abgestützt waren. Diese nicht abgestützten Ränder waren, insbesondere an oder nahe der Mitte dieser Rän­ der, für einen durch Schwerkraft bedingten erheblichen Durch­ hang anfällig. Jedoch ist es der vordere oder hintere Rand, an dem automatische Bearbeitungseinrichtungen, wie zum Beispiel Roboter-Be- und Entladegeräte, zum Entnehmen und Bearbeiten auf das Substrat zugreifen. Überdies greifen solche Einrichtungen auf das Substrat nahe der Mitte des nicht unterstützten Randes zu, wo der Durchhang am größten ist. Diese Probleme werden durch größere und dazu noch dünnere Substrate verstärkt. Größe­ re FPDs sind schwerer. Ein Verringern der Substratdicke senkt das Gewicht und verbessert auch die elektrischen Eigenschaften des Substrates. Zum Beispiel geht der Trend zu 0,7 mm dicken FPDs, im Vergleich zu 1,1 mm. Die erhöhte Größe und die verrin­ gerte Dicke ergab jedoch eine Reduzierung der substrateigenen mechanischen Festigkeit, was des weiteren beim Halten in einer bisherigen Kassette zu einem größeren Durchhang führte. Zum Beispiel hängt ein Substrat mit einem nicht unterstützten Rand von 600 mm in der Mitte des Randes bis zu 8 bis 12 mm durch.

Ein derartiges Durchhängen verschlechtert das Substrat durch Hervorrufen von Eigenspannungen, sowohl innerhalb des Glases als auch innerhalb der dünnen Schichten und/oder Filme aus verschiedenen Metallen und Hilfsstoffen, die die entlang der Oberfläche und auf beliebigen inneren Schichten des Substrates aufgebrachten Miniaturschaltkreise bilden. Solche Spannung erhöhte die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung der dünnen Schichten, die typischerweise in einem Bereich von 1 Mikrometer (µm) liegen. Ein erheblicher Schaden führte oft zum Ausfall des Substrates. Des weiteren verringerte eine erhöhte Schadenswahr­ scheinlichkeit die Gesamtproduktionsausbeuten der Substrate.

Ein deutliches Durchhängen verkomplizierte den Automatisie­ rungsvorgang erheblich. Zum Beispiel mußte ein Handhabungsgerät das Substrat eine größere Strecke versetzen, um das Substrat aus seiner durchhängenden Stellung anzuheben. Diese größere Verlagerung erhöhte die Automatisierungskosten, da Handhabungs­ geräte mit einem vergrößerten Verfahrweg benötigt wurden. Ferner verursachte das Durchhängen Probleme beim Ausrichten der Substrate. Die Ränder eines durchhängenden Substrats sind nicht senkrecht zu den unteren und oberen Oberflächen des Substrates, was zu einer schlecht definierten Ebene führt. Das durchhängen­ de Substrat schien deshalb wegen der Biegung des Substrates eine geringere Breite zu haben. Dieses Merkmal machte ein Auffinden der Ränder des Substrats zum Zwecke des Ausrichtens schwierig.

Eine mögliche Lösung besteht im Abstützen der gesamten unteren Fläche des Substrates. Diese Lösung ist jedoch nicht wünschens­ wert, da die Größe der Substrate bedingt, daß sie mit automati­ schen Bearbeitungseinrichtungen gehandhabt werden, die Zugang zur Unterseite des Substrates benötigen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, daß eine Substratabstützungsvor­ richtung und ein Substratgehäuse zum Abstützen einer Mehrzahl Substrate ohne größeres Durchhängen bereitgestellt wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der geltenden Ansprüche 1, 8 und 14 gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen beschreiben die Unteransprüche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ein besseres Verständnis der Erfindung kann erhalten werden, wenn die folgende ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform zusammen mit den folgenden Zeichnungen betrach­ tet wird. Es zeigt:

Fig. 1 eine räumliche Ansicht eines Substratträgers, mit einer Mehrzahl erfindungsgemäß angepaßter Substrathal­ ter,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Substratträgers aus Fig. 1,

Fig. 3 eine detailliertere Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Substratabstützungen,

Fig. 4 eine Draufsicht des Substratträgers aus Fig. 1,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Substratträgers aus Fig. 1,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Abstützsystems aus dem Stand der Technik, und

Fig. 7A und 7B ein erfindungsgemäßes Abstützsystem.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bezugnehmend nun auf Fig. 1 ist eine räumliche Ansicht einer Substratkassette oder -trägers 100 mit einer Mehrzahl erfin­ dungsgemäßer Substrathalter 132 gezeigt. Der Substratträger 100 ist vorzugsweise eine schachtelartige, offene Einheit zum Aufnehmen, Halten und Ausrichten einer Mehrzahl rechteckiger Substrate mit Abstand zueinander, um die Substrate zwischen Bearbeitungsstationen zu transportieren und um ausgerichtete Substrate einer Bearbeitungsstation bereitzustellen. Es sei jedoch bemerkt, daß die vorliegende Erfindung auch für ge­ schlossene Träger verwendet werden kann, die während eines Transports der Substrate eine reine Umgebung gewährleisten. Der Substratträger 100 hat abhängig von der Art und Größe der gehandhabten Substrate eine beliebige angemessene Größe. Eine Bearbeitungsstation (nicht gezeigt) enthält vorzugsweise Robo­ ter-Be- und Entladegeräte zum Einführen und/oder Entnehmen der Substrate in den bzw. aus dem Substratträger 100.

Die Substrate sind vorzugsweise Flachbildschirme (FPDs), Halb­ leiterwafer, Masken, Mikrochipmodule (MCM) usw. In der bevor­ zugten Ausführungsform sind die Substrate vorzugsweise verhältnismäßig dünne Glassubtrate, die gewöhnlich zum Herstel­ len von FPDs oder dergleichen verwendet werden. Es sei jedoch bemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf Glassubstrate beschränkt ist, sondern auf jegliche Art eines Substrats ange­ wendet werden kann, wie z. B. Substrate aus Aluminium, Mylar®, Halbleitermaterialien. Ferner kann die vorliegende Erfindung für Leiterplatten (PCBs), wie z. B. Platten aus FR-4 oder 1060 Material oder anderem Glasfasermaterial, angewendet werden. Die Substrate sind vorzugsweise verhältnismäßig große Substrate mit einer Größe von 650 Millimetern (mm) mal 550 mm, 700 mm mal 1000 mm, 850 mm mal 1050 mm usw. Die Substrate können auch jede gewünschte Dicke, wie z. B. 1,1 mm, 0,7 mm, haben. Die vorlie­ gende Erfindung ist jedoch nicht auf irgendeine besondere Art, Größe oder Dicke der Substrate beschränkt.

Der Trend in der Industrie geht zu größeren und dünneren Glas­ substraten für FPDs. Bisher stützten Substratträger die Substrate entlang den Substraträndern, was zu einem deutlichen Durchhang des in den Träger geladenen Substrats führte. Dieses Problem des Durchhängens nimmt zu, wenn die Länge und Breite der Substrate zunimmt, während die Dicke abnimmt, wodurch die Substrate "papierartiger" sind. Beispielhaft ist ein in den Substrathalter 100 geladenes Glassubstrat 124 gezeigt, das 650 Millimeter (mm) mal 550 mm groß und 0,7 mm dick ist.

Der Substratträger 100 enthält eine im wesentlichen rechteckige obere Platte 102 und eine weitere im wesentlichen rechteckige untere Platte 104, die jeweils an der Ober- und Unterseite zweier Substratabstützgestelle 106 befestigt sind. Jedes Ab­ stützgestell 106 weist zwei flache Seitengestelle 108 auf, die mit einer Mehrzahl Strebeplatten 110 parallel zueinander befe­ stigt sind. Jedes Seitengestell 108 hat zwei Stützpfosten 112, die einstückig mit einem oberen Träger 114 und einem unteren Träger 116 (Fig. 2) verbunden sind und einen verhältnismäßig flachen rechteckigen Rahmen bilden. Auf diese Art und Weise umfaßt jedes Abstützgestell 106 zwei rechteckige Seitengestelle 108 mit zwei oberen Trägern 114 und zwei unteren Trägern 116, bei denen die Seitengestelle 108 durch die Strebeplatten 110 im wesentlichen zueinander parallel befestigt sind. Die obere Platte 102 ist an den vier oberen Trägern 114 und die untere Platte 104 ist an den vier unteren Trägern 116 durch mehrere Schrauben oder eine beliebige andere geeignete Art von Befesti­ gungsmitteln befestigt, so daß die Abstützgestelle 106 im wesentlichen zueinander ausgerichtet sind. Wie in Fig. 1 ge­ zeigt, bildet der Substratträger 100 ein offenes, schachtelar­ tiges Gebilde mit einer offenen Vorderseite 120 und einer offenen Rückseite 122, zum Aufnehmen und Abstützen eines oder mehrerer rechteckiger Substrate, wie z. B. das Substrat 124. Der Deutlichkeit halber ist nur ein Substrat 124 gezeigt, wobei es sich versteht, daß in den Substratträger 100 ein oder mehr Substrate eingeführt werden können.

In der bevorzugten Ausführungsform sind eine Mehrzahl Stützarme 126 einstückig an jedem Stützpfosten 112 jedes Abstützgestells 106 befestigt, wodurch sie einen in einer orthogonalen Ebene ausgerichteten Stapel von Stützarmen 126 bilden, der für jeden Stützpfosten 112 von der Unterseite zur Oberseite des Substrat­ trägers 100 verläuft. Jeder Stützarm 126 ist im allgemeinen ein balkenartiger Arm, der sich horizontal vom entsprechenden Stützpfosten 112 in das Innere des Substratträgers 100 er­ streckt. Vorzugsweise ist jeder Stützarm 126 mit einem anderen Stützarm 126 am gegenüberliegenden Stützpfosten 112 des glei­ chen Seitengestells 108 in einer horizontalen Ebene ausgerich­ tet, die zur unteren und oberen Platte 102, 104 parallel verläuft.

Es ist eine Mehrzahl Stützstangen 128 bereitgestellt, wobei jede Stützstange 128 zwischen je zwei ausgerichteten Stützarmen 128 zwischen gegenüberliegenden Stützpfosten 112 befestigt ist. Ferner ist jeder Stützarm 126 vorzugsweise mit einem anderen Stützarm 126 des benachbarten Seitengestells 108 des gleichen Abstützgestells 106 horizontal ausgerichtet, wobei der andere Stützarm 126 selbst mit einem anderen Stützarm 126 auf dem gegenüberliegenden Stützpfosten 112 horizontal ausgerichtet ist, und wobei auch diese gegenüberliegenden Stützarme 126 eine dazwischen befestigte Stützstange 128 haben. Überdies sind beide Abstützgestelle 106 miteinander ausgerichtet, so daß eine Gruppe von acht Stützarmen 126 und vier entsprechenden Stütz­ stangen 128 in einer horizontalen Ebene ausgerichtet ist, weitere acht Stützarme 126 und vier entsprechende Stützstangen 128 in einer zweiten parallelen horizontalen Ebene ausgerichtet sind usw., so daß sie eine Mehrzahl paralleler Schlitze 130 (Fig. 2) innerhalb des Substratträgers 100 bilden. Jede Gruppe von acht Stützarmen 126 und vier entsprechenden Stützstangen 128 jedes Schlitzes 130 wird als eine Substratabstützung 132 bezeichnet. Somit werden für jeden Schlitz 130, und somit für jedes Substrat 124, vier Substratabstützungen 132 bereitge­ stellt.

Nachdem ein oder mehr Substrate 124 in den Substratträger 100 geladen sind, wird ein Substratausrichter bereitgestellt, der eine vordere Greifeinrichtung 134 und eine hintere Greifein­ richtung 136 enthält, um die Substrate 124 zu greifen und sie in eine ausgerichtete Stellung zu zwingen. Dieser Substrataus­ richter ist in einer verwandten Anmeldung 08/563 134 mit dem Titel "Ausrichter für einen Substratträger" beschrieben, die am 27 November 1995 eingereicht wurde und den gleichen Erfinder und Anmelder, wie die vorliegende Offenbarung hat, und die hiermit unter Bezugnahme aufgenommen ist.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Substratträgers 100 aus Fig. 1. Fig. 2 zeigt deutlicher jeden der von den Substratabstützun­ gen 132 gebildeten parallelen Schlitze 130. In der gezeigten Ausführungsform sind zum Halten von bis zu zwanzig Substraten 124 zwanzig (20) solche Schlitze vorhanden, obwohl die Erfin­ dung beliebig viele Schlitze 130 in Betracht zieht. Fig. 2 veranschaulicht auch deutlicher die bevorzugte Ausführungsform, bei der die rechteckigen Seitengestelle 108 von zwei Seiten­ stützpfosten 112, einem oberen Träger 114 und einem unteren Träger 116 gebildet sind. Der unterste Schlitz weist dickere Stützarme 200 und ferner Stützbalken 202 auf, die zwischen den Armen 200 und dem unteren Träger 116 befestigt sind, um eine zusätzliche mechanische Abstützung für die Seitengestelle 108 bereitzustellen. Jeder Stützarm 126 ist freitragend, vorzugs­ weise einstückig mit seinem entsprechenden Stützpfosten 112 verbunden und erstreckt sich in das Innere des Substratträgers 100 eines entsprechenden Schlitzes 130. Somit erstreckt sich jeder Stützarm 126, 200 weit genug nach innen, um die Substrate 124 näher an ihren Mitten zu stützen, was an den Stellen 206 dargestellt ist. Dies steht im Gegensatz zu Stützmitteln aus dem Stand der Technik, die die Substrate nur an oder nahe ihren Seitenrändern stützen, und dadurch zulassen, daß die Substrate zu ihrer Mitte hin durchhängen, wie durch eine Mittellinie 204 angegeben ist. Dies trifft insbesondere auf größere und dünnere Substrate zu. Ein Stützen der Substrate 124 näher an ihren Mitten verringert einen solchen Durchhang erheblich. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Stellen 206 für Substrate 124 mit einer Breite von 550 mm ungefähr 155-160 mm von der Mittellinie 204 versetzt. Vorzugsweise ist jedes Substratab­ stützgestell 106 und die entsprechende Mehrzahl Stützarme 126 aus Aluminium hergestellt, um eine hervorragende Steifigkeit bereitzustellen und gleichzeitig auch leicht zu sein. Jedoch werden beliebige Materialien mit zum Stützen der Substrate 124 ausreichender Steifigkeit in Betracht gezogen.

Obwohl Aluminium eine ausreichende Steifigkeit der Stützarme 126, 200 zum Stützen der Substrate 124 bereitstellt, ist Alumi­ nium zum Berühren der Substrate nicht ideal, da ein erhöhtes Risiko eines Verkratzens der Oberfläche der Substrate besteht. Um das Risiko des Verkratzens der Oberflächen der Substrate 124 zu verringern, sind zum Annehmen und Abstützen der Substrate 124 die Stützstangen 128 bereitgestellt. Insbesondere sind zum Annehmen der Substrate 124 die Stützstangen 128 an den Enden der Stützarme 126, 200 befestigt. Vorzugsweise ist zum Annehmen der Substrate 124 jede Stützstange 128 aus einem Kunststoffma­ terial mit ausreichenden chemischen, Verschleiß- und mechani­ schen Eigenschaften hergestellt. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Substrate 124 aus Glas, so daß die Stützstangen vorzugsweise ein thermoplastisches Matrial aufwei­ en, wie z. B. Polyetheretherketon (PEEK) oder dergleichen. Selbstverständlich kann jedes Material mit ausreichenden chemi­ schen, Verschleiß- und mechanischen Eigenschaften verwendet werden.

Fig. 3 ist eine detailliertere Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Stützarme 126, 200 und der Stützstangen 128 der Substrathalter 132. Allgemein sind die Stützstangen 128 dicker als die Stütz­ arme 126 und so befestigt, daß sie sich zum Schützen der Substrate 124 über und unter die Stützarme 126 erstrecken. In der bevorzugten Ausführungsform haben die Stützarme 126 vor­ zugsweise eine Dicke von ungefähr 4 mm, wohingegen die Stütz­ stangen 128 rund sind und einen Umfang von mehr als 6 mm, vorzugsweise ungefähr 6,35 mm haben. Für den untersten Stützarm 200 ist eine Stützstange 128 befestigt, die sich über den Arm 200 erstreckt und einen Kontakt mit dem Substrat 124 verhin­ dert.

Fig. 4 ist eine Draufsicht des Substratträgers aus Fig. 1, bei dem die obere Platte 102 entfernt ist. Das Substrat 124 hat, wie dargestellt, eine Breite von ungefähr 550 mm, die sich zwischen den Seiten des Substratträgers 100 erstreckt. Das Substrat 124 hat zwei Seitenränder 124c und 124d, die ungefähr bezüglich einer von vorne nach hinten verlaufenden Mittellinie 400 des Substratträgers 100 zentriert sind. Das Substrat 124 hat auch einen vorderen Rand 124a und einen hinteren Rand 124b und eine sich zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende des Substratträgers 100 erstreckende Länge von ungefähr 650 mm. Die vorderen und hinteren Ränder 124a, 124b des Substrats 124 sind vorzugsweise ausgerichtet und bezüglich einer von einer zur anderen Seite des Substratträgers 100 verlaufenden, anderen Mittellinie 402 zentriert.

Vorzugsweise sind die Substratabstützgestelle 106 parallel zu, aber gegenüber der Mittellinie 402 versetzt ausgerichtet, wobei das zur Mittellinie 402 am nächsten liegende Seitengestell 108 jedes Abstützgestells 106 mit einem Versatz von ungefähr 100 mm zur Mittelline 402 befestigt ist. Die zwei Seitengestelle 108 der beiden Substratabstützgestelle 106 sind ungefähr 150 man weit voneinander entfernt befestigt, so daß das entfernteste Seitengestell 108 jedes Substratabstützgestells 106 ungefähr 250 mm von der Mittellinie 402 versetzt ist. Ferner ist jede Stützstange 128 ungefähr 150 mm lang. Jede Stützstange 128 ist mit einem Versatz von ungefähr 150 mm parallel zur Mittellinie 400 ausgerichtet. Zum Stützen jedes Substrats 124 sind vier Stützstangen 128 bereitgestellt. Somit ist jede Stützstange 128 parallel zu den Seitenrändern 124c und 124d ausgerichtet, wobei für jedes Substrat zwei der Stützstangen 128 kolinear und ungefähr 115-120 mm von der Seite 124c versetzt sind, und die anderen zwei Stützstangen 128 kolinear und ungefähr 115-120 mm von der anderen Seite 124d versetzt sind. Wie in Fig. 4 dargestellt, sind zwei Stützstangen 128a und 128b jeder Vierer­ gruppe kolinear zu einer Linie 404 ausgerichtet, die von der Mittellinie 402 des Substrates 124 ungefähr 155-160 mm ver­ setzt ist. Ferner sind die zwei anderen Stützstangen 128c und 128d kolinear zu einer Linie 406 ausgerichtet, die von der Mittellinie 402 des Substrates 124 ungefähr 155-160 mm ver­ setzt ist.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Substratträgers 100, die jedes Substratabstützgestell 106 und die entsprechend ausge­ richteten Stützstangen 128 für jeden Schlitz 130 zeigt.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Haltesystems für ein Substrat 600 gemäß dem Stand der Technik. Zum Stützen des Substrates 600 wurden gewöhnlich zwei Halter 602 und 606 be­ reitgestellt, wobei der Halter 602 entlang einer Halteberührli­ nie 604 relativ nahe an einem Rand 600a und der Halter 606 entlang einer Halteberührlinie 608 relativ nahe an dem anderen Rand 600b des Substrates 600 angeordnet wurde. Eine solche Halteart gemäß dem Stand der Technik erlaubt es dem Substrat 600, aufgrund der Schwerkraft durchzuhängen. Ein solcher Durch­ hang ist an oder nahe der Mitte 610 des Substrats 600 am größ­ ten. Da die Substrate größer werden, einschließlich Größen von 650 mm mal 550 mm, 700 mm mal 1000 mm, 850 mm mal 1050 mm usw., und die Substrate dünner werden, von 1,1 mm auf 0,7 mm usw., verringert sich die substrateigene mechanische Festigkeit und die Substrate werden empfindlicher gegenüber Schwerkräften. Dies verursacht größeres Durchhängen der Substrate 600. Aus vielen Gründen ist ein solches Durchhängen nicht wünschenswert. Der Durchhang im Substrat 600 erzeugt Eigenspannungen, sowohl innerhalb des Glases als auch innerhalb der dünnen Schichten und/oder Auflagen aus verschiedenen Metallen und Hilfsstoffen, die die Miniaturschaltkreise entlang der Oberfläche und/oder auf inneren Schichten des Substrats bilden. Solche Spannung erhöht die Schädigungswahrscheinlichkeit der dünnen Schichten, die gewöhnlich in einem Bereich von 1 Mikrometer (µm) sind. Solche Schädigung verursachte oft ein Ausfallen des Substrats 600. Ferner verringert die Schadenswahrscheinlichkeit die Gesamtproduktionsausbeuten der Substrate 600.

Fig. 7A und 7B veranschaulichen ein Haltesystem eines Substrats 700 gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 7A ist eine Seiten­ ansicht, die zwei Halter 702 und 706 zum Halten des Substrats 700 zeigt. Der Halter 702 ist entlang einer Halteberührlinie 704 parallel zu und bezogen auf die Mittellinie 710 des Substrates 700 versetzt vom Rand 700a angeordnet. Ebenso ist der Halter 706 entlang einer anderen Halteberührline 708 paral­ lel zu und bezogen auf die Mittellinie 710 versetzt vom Rand 700b angeordnet. Vorzugsweise sind die Abstände zwischen der Mittellinie 710 und den Haltelinien 704 und 708 gleich. Der genaue Abstand wird durch Verwenden einer Finite-Elemente- Analyse ermittelt, um die diskreten Punkte oder Linien auf dem Substrat 700 zum Verringern des Durchhangs zu bestimmen. Die Haltelinien 704 und 708 entsprechen den optimalen Halteberühr­ linien für das Substrat 700. Jedoch ist festgestellt worden, daß für jedes beliebige gesonderte Substrat ein Bereich festge­ legt ist, innerhalb dessen der Durchhang entlang der gesamten Oberfläche des Substrats auf ein akzeptables Maß verringert ist. Zum Beispiel stellen zwei Versatzlinien 712a und 712b auf jeder Seite der Haltelinie 704 und zwei Versatzlinien 714a und 714b auf jeder Seite der Haltelinie 708 einen akzeptablen Bereich für jeden Halter 702 und 706 dar. Fig. 7B ist eine Draufsicht, die veranschaulicht, daß die Halter 702 und 706 sich entlang der gesamten Länge des Substrates 700 erstrecken können.

Innerhalb des Substratträgers 100 könnte anstatt eine Gruppe von vier Substratabstützungen 132 ein Paar Halter 702 und 706 verwendet werden. Auf diese Art ersetzt eine einzelne Stütz­ stange oder -balken jedes Paar Stützstangen 128 und erstreckt sich über die Länge des Substrates 124. Die Halter 702, 706 sind aus einem ähnlichen Material wie die Stützstangen 128 hergestellt, wie z. B. Kunststoffmaterial mit zum Annehmen der Substrate 124 ausreichenden chemischen, Verschleiß- und mecha­ nischen Eigenschaften. Die Halter 702, 706 sind vorzugsweise aus einem Thermoplast, wie z. B. PEEK, hergestellt. Zwei Stütz­ arme, wie z. B. zwei der Stützarme 126, sind an jedem Ende jedes Halters 702 und 706 befestigt, um die Halter 702 und 706 in der gewünschten Haltestellung für das Substrat 124 zu halten. Auf diese Art werden anstatt acht, nur vier solche Stützarme für jedes Substrat verwendet.

Das in den Fig. 1-5 gezeigte Substrat 124 ist vorzugsweise ein 550 mm mal 650 mm großes Substrat mit einer Dicke von ungefähr 0,7 mm. Es wurde ermittelt, daß das Substrat 124 entlang Berührlinien gestützt sein kann, die ungefähr 315 mm voneinander entfernt und konzentrisch zu einer parallel mit den 650 mm-Seitenrändern verlaufenden Mittellinie sein können. Diese optimalen Berührlinien stützen das Substrat 124 mit weniger als 1 mm Durchhang entlang der gesamten Oberfläche des Substrats 124. Weiteres Experimentieren hat jedoch ergeben, daß jede Berührlinie in einem akzeptablen Stützbereich zentriert ist, der 25 mm breit, oder 12,5 mm zu jeder Seite der optimalen Berührlinie, ist. Somit führt ein irgendwo innerhalb dieses Bereichs angeordneter paralleler Halter zu einem Durchhang, der entlang der gesamten Oberfläche des Substrats 124 auf weniger als 1 mm verringert ist. Für das in Fig. 7B gezeigte Substrat 700 ist dieser Bereich zwischen den Linien 712a und 712b und zwischen den Linien 714a und 714b festgelegt.

Versuche haben auch ergeben, daß die parallelen Halteberührli­ nien sich nicht über die gesamte Länge des Substrates erstrec­ ken müssen. Stattdessen können die Haltelinien in einzelne Abschnitte mit insgesamt 35%-50% der gesamten Haltelinie aufgeteilt werden. Z. B. ist jede Haltelinie des Substrates 124 650 mm lang. Jede Stützstange 128 ist ungefähr 150 mm lang, für insgesamt ungefähr 300 mm je Halteberührlinie, was ungefähr 45% jeder Gesamthalteberührlinie ist.

Ein Substrathaltesystem gemäß der vorliegenden Erfindung hat viele Vorteile für das Halten und Bearbeiten von Substraten, insbesondere für Glas-FPDs. Durch Minimieren des Durchhangs der Substrate, sind die Spannungen im Glas und an den Auflagen erheblich verringert, was die Ausbeute und die Leistung der Substrate erhöht. Das Substrat wird in einer dünneren, präzise­ ren und vorhersagbareren Ebene gehalten, was automatische Bearbeitungseinrichtungen, wie z. B. Roboter-Be- und Entladege­ räte, unterstützt. Automatische Bearbeitungssysteme können in einer dünneren und engeren Toleranz-Substratebene arbeiten und müssen somit nicht eine dickere Substratebene aufnehmen. Auto­ matische Bearbeitungssysteme können ferner den Hebeweg zum Entnehmen eines Substrats aus einem Träger verringern. In der bekannten Technik mußte z. B. ein Handhabungssystem das Substrat eine größere Strecke bewegen, um das Substrat aus seiner durch­ hängenden Stellung anzuheben. Diese vergrößerte Bewegung führte beim Automatisieren zu zusätzlichen Kosten, da Roboter mit vergrößertem Bewegungsweg erforderlich waren. Da das Substrat bei Verwenden eines Haltesystems gemäß der vorliegenden Erfin­ dung nicht durchhängt, sind überdies die Ränder jedes Substra­ tes erheblich senkrechter zu den unteren und oberen Oberflächen des Substrats, wodurch sie die Lage der Ränder zum Ausrichten besser festlegen.

Obwohl die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist nicht beabsichtigt, daß es auf die besondere hier dargestellte Form beschränkt sein soll, sondern im Gegensatz dazu ist beabsichtigt, solche Alternativen, Modifikationen, und Gleichwertigkeiten abzudecken, wie sie in den Gedanken und Bereich der in den beigefügten Ansprüchen festge­ legten Erfindung angemessen eingeschlossen werden können.

Claims (19)

1. Substratabstützvorrichtung (106) zum Halten mindestens eines Substrats (124) in einem Substratträger (100), mit:
einer ersten Stützstange (128), die so angeordnet ist, daß sie eine Seite eines Substrats (124) entlang einer ersten Halteberühr-linie parallel zu und versetzt von einer Mittelli­ nie (402) des Substrats stützt,
einer zweiten Stützstange (128), die so angeordnet ist, daß sie die andere Seite des Substrats entlang einer zweiten Halteberührlinie parallel zu und versetzt von der Mittellinie (402) des Substrats (124) stützt, und
mindestens einem Stangenhalteelement (126, 200), das an jeder ersten und zweiten Stützstange (128) befestigt ist und zum Befestigen am Substratträger (100) dient, und
bei der die ersten und zweiten Haltelinien durch Finite- Elemente-Analyse des Substrates (124) ermittelt werden, um das Substrat (124) mit einem minimalen Durchhang zu halten.

2. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 1, bei der mindestens ein Stangenhalteelement (126, 200) zwei Auslegerbalken für jede erste und zweite Stützstange (128) umfaßt, und bei der die zwei Auslegerbalken an jeweiligen Enden der ersten und zweiten Stützstangen (128) befestigt sind.

3. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit:
einer Mehrzahl erster und zweiter Stützstangen (128) und einer entsprechenden Mehrzahl Stangenhalteelemente (126, 200), um eine entsprechende Mehrzahl Substrate (124) zu halten.

4. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Mehrzahl Stangenhalteelemente (126, 200) zwei Auslegerbalken für jede erste und zweite Stützstange (128) aufweist, und bei der die zwei Auslegerbalken an entsprechenden Enden einer zugehörigen Stützstange (128) der Mehrzahl erster und zweiter Stützstangen (128) befestigt ist.

5. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 4, bei der jede der Mehrzahl Stangenhalteelemente (126, 200) aus Aluminium gefertigt ist.

6. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die ersten und zweiten Stützstangen (128) aus Thermo­ plast hergestellt sind.

7. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die ersten und zweiten Stützstangen (128) jeweils die gesamte Länge des Substrates (124) stützen.

8. Substratabstützvorrichtung zum Halten mindestens eines Substrats (124) in einem Substratträger (100), mit:
ersten und zweiten Stützstangen (128), die so angeordnet sind, daß sie eine Seite des Substrates (124) entlang einer ersten Halteberührlinie parallel zu und versetzt von einer Mittellinie (402) des Substrates (124) halten,
dritten und vierten Stützstangen (128), die so angeordnet sind, daß sie die andere Seite des Substrates (124) entlang einer zweiten Halteberührlinie parallel zu und versetzt von der Mittellinie (402) des Substrates (124) halten, und
mindestens einem Stangenhalteelement (126, 200), das an jeder ersten, zweiten, dritten und vierten Stützstange (128) befestigt ist und zum Befestigen am Substratträger (100) dient, und
bei dem die ersten und zweiten Haltelinien durch Finite- Elemente-Analyse des Substrates (124) ermittelt werden, um das Substrat (124) mit einem minimalen Durchhang zu halten.

9. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das mindestens eine Stangenhalteelement (126, 200) zwei Auslegerbalken für jede Stützstange (128) aufweist, und bei dem die zwei Auslegerbalken an jeweilige Enden der ersten und zweiten Stützstangen (128) befestigt sind.

10. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das mindestens eine Stangenhalteelement (126, 200) aus Aluminium hergestellt ist.

11. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die ersten und zweiten Stützstangen (128) eine zusam­ mengesetzte Länge von weniger als der Hälfte der ersten Halte­ berührlinie haben, und bei die dritten und vierten Stützstangen (128) eine zusammengesetzte Länge von weniger als der Hälfte der zweiten Halteberührlinie haben.

12. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die ersten, zweiten, dritten und vierten Stützstangen (128) aus Thermoplast hergestellt sind.

13. Substratabstützvorrichtung nach Anspruch 8, ferner mit:
einer Mehrzahl erster, zweiter, dritter und vierter Stützstan­ gen (128) und einer entsprechenden Mehrzahl Stangenhalteelemen­ te (126, 200) zum Halten einer entsprechenden Mehrzahl Substrate (124).

14. Substratträger (100) zum Halten einer Mehrzahl Substrate (124) in einem Abstand voneinander, mit:
ein Gehäuse (108),
einer Mehrzahl Stützstangen (128), die so angeordnet sind, daß sie beide Seiten jedes Substrates (124) entlang erster und zweiter Halteberührlinien an jeweiligen Seiten jedes Substrates (124) halten, wobei die ersten und zweiten Halteberührlinien parallel zu und versetzt an jeder Seite einer Mittellinie (402) jedes Substrates (124) sind, und
einer Mehrzahl Stangenhalteelemente (126, 200), die an entsprechenden Stützstangen (128), der Mehrzahl Stützstangen (128), und am Gehäuse (108) befestigt sind, und
bei der die Haltelinien durch Finite-Elemente-Analyse der Substrate (124) ermittelt werden, um jedes Substrat (124) mit einem minimalen Durchhang zu halten.

15. Substratträger nach Anspruch 14, bei dem die Mehrzahl Stangenhalteelemente (126, 200) einstückig auf einem Substratabstützgestell befestigt ist, und bei dem das Substratabstützgestell (106) zwei Stangenhalteelemente (126, 200) für jede der Mehrzahl Stützstangen (128) enthält.

16. Substratträger nach Anspruch 15, bei dem das Substratabstützgestell (106) vier Stangenhalteele­ mente (126, 200) für jedes Substrat (124) enthält, von denen zwei Stangenhalteelemente (126, 200) der ersten Halteberührli­ nie und zwei Stangenhalteelemente (126, 200) der zweiten Halte­ berührlinie entsprechen.

17. Substratträger nach Anspruch 16, bei dem das Substratabstützgestell (106) ferner zwei Seitenge­ stelle (108) enthält, von denen jedes zum Befestigen von je­ weils zwei der vier Stangenhalteelemente (126, 200) dient, die jeweils der ersten und zweiten Halteberührlinie jedes Substra­ tes (124) entsprechen, und bei dem die Mehrzahl Stützstangen (128) zwischen den zwei Seitengestellen (108) befestigt ist.

18. Substratträger nach Anspruch 17, bei dem jedes der zwei Seitengestelle (108) ferner zwei Stütz­ pfosten (112) enthält, die zwischen einem oberen und einem unteren Träger (114, 116) befestigt sind, und bei dem jeder der Stützpfosten (112) an zwei der vier Stangenhalteelemente (1.26, 200) auf jeder Seite jedes Substrats (124) einstückig befestigt ist.

19. Substratträger nach Anspruch 18, bei dem die Mehrzahl der Stangenhalteelemente (126, 200) auf zwei Substratabstützgestellen (106) einstückig befestigt ist, die jeweils zur Vorder- und Rückseite des Substratträgers (100) gerichtet sind, und bei dem vier Stützstangen (128), der Mehr­ zahl Stützstangen (128), jedes Substrat (124) halten.