DE19916932C1 - Device for handling an object for loading and unloading a clean room - Google Patents
Device for handling an object for loading and unloading a clean roomInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Handhabung eines Gegenstandes für die Be- und Entladung eines Reinstraumes mit einem zu dem Reinstraum hin offenen Gehäuse, das aus einem feststehenden äußeren Teil sowie einem aus diesem teleskopartig ausfahrbaren inneren Teil besteht, welches ein Aufnahmeelement für den Gegenstand in seinem Deckbereich enthält, das zwischen mindestens zwei übereinanderliegenden Ebenen verstellbar und in das innere Teil absenkbar ist, wobei eine Ebene zur ergonomischen Bestückung mit dem Gegenstand und jede andere einem Zugriff auf den Gegenstand bei der Be- und Entladung des Reinstraumes dient und das äußere wie auch das innere Teil des Gehäuses in der von dem Reinstraum abgewandten Gehäusewand mit Öffnungen zum Luftaustritt versehen sind.The invention relates to a device for handling an object for loading and unloading a Clean rooms with one open to the clean room Housing that consists of a fixed outer part as well an inner part that can be extended telescopically which is a receiving element for the object in its deck area contains that between at least two superimposed levels adjustable and into the interior Part is lowerable, with one level being ergonomic Equipping the item and any other one Access to the item when loading and unloading the Clean rooms serve and the outer as well as the inner part of the housing in that facing away from the clean room Housing wall are provided with openings for air outlet.
Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE 44 25 208 C2 bekannt.Such a device is for example from the DE 44 25 208 C2 known.
Bei den bevorzugt zur Herstellung von Halbleiterchips als Magazinbehälter eingesetzten SMIF-Boxen ist für die Handhabung der in diesen Boxen enthaltenen Wafermagazine zunächst immer eine Öffnung der Boxen vor der Entnahme der Magazine und am Schluß des Bearbeitungsprozesses deren Rückführung und der Boxenverschluß erforderlich. Die seit langem dafür bekannte technische Lösung sieht das Aufsetzen der Box auf einen Öffnungsmechanismus eines Gehäuses vor, das einen lokalen Reinstraum umschließt. Box und Öffnungsmechanismus besitzen einander angepaßte Verschlußelemente, die übereinanderliegend sich gleichzeitig öffnen lassen, so daß außen auf den Ver schlußelementen aufliegende Staubpartikel dazwischenliegend eingeschlossen werden, wenn das Wafermagazin zusammen mit den beiden Verschlußelementen in die Einhausung hinein abgesenkt wird. Die Box selbst umschließt die entstehende Öffnung in der Einhausung.In the preferred for the production of semiconductor chips as Magazine containers used for the SMIF boxes Handling of the wafer magazines contained in these boxes Always open the boxes first before removing the Magazines and at the end of the processing process Return and box lock required. Which since long-known technical solution sees that Placing the box on an opening mechanism Housing that encloses a local clean room. box and opening mechanism have matched Closure elements that lie one above the other open at the same time so that the outside on the ver dust particles be included in between if that Wafer magazine together with the two closure elements in the housing is lowered into it. The box itself encloses the opening in the housing.
Andere Öffnungsmechanismen für derartige SMIF-Boxen heben die Boxenhaube an, um das innen liegende Magazin für einen Zugriff freizugeben. Der um das Magazin entstehende Freiraum wird zur Verhinderung des Partikelzutrittes von mitbewegten Seitenwandteilen bis auf eine Zugriffsöffnung umschlossen.Lift other opening mechanisms for such SMIF boxes the hood to the inside magazine for one Share access. The one created around the magazine Free space is used to prevent the entry of particles from moving side wall parts except for an access opening enclosed.
So ist es nach der DE 43 32 657 C2 bekannt, die Boxenhaube der SMIF-Box mit einer rahmenförmigen Hubplatte eines Hubwerkes anzuheben und wieder aufzusetzen. In die Rahmenöffnung, die so ausgebildet ist, daß sie den Boxenboden der Transportbox aufnehmen kann, ist eine ortsfeste Stützplatte eingesetzt, auf die der Boxenboden der Transportbox auflegbar ist.So it is known from DE 43 32 657 C2, the pit hood the SMIF box with a frame-shaped lifting plate Lift the hoist and put it back on. In the Frame opening, which is designed so that it Box bottom of the transport box is one Fixed support plate used on the box floor the transport box can be placed.
Es ist von Nachteil, daß die in dieser Patentschrift beschriebene Verdrängungsströmungsanordnung nicht den geforderten hohen Reinstraumerfordernissen gerecht wird, da die Durchströmung des Hubwerk- und Schleusenbereiches mit Reinstluft nicht mit der Effektivität gewährleistet ist, wie sie für eine ausreichende Partikelabfuhr bei erhöhten Reinstraumanforderungen notwendig wäre. Eine ständige Umspülung der Spindel ist eher ausgeschlossen. Da die vertikale Aufwärtsbewegung des Hubgliedes eine Luftverdrängung und damit verbundene Verwirbelungen verursacht, werden die Reinstraumverhältnisse durch eine weitgehend unkontrollierte Partikelausbreitung negativ beeinflußt. So können besonders im unteren Spindelbereich generierte Partikel von den Wirbeln erfaßt werden und in den Reinstraum gelangen. Der vorhandene Überdruck wirkt dieser negativen Erscheinung kaum entgegen. Der am Ort zwischen den beiden Räumen vorgesehene, zeitlich und örtlich auf die Spindel begrenzt wirkende Schlitz ist nicht in der Lage, effektiv die entstandenen Partikel entweichen zu lassen, zumal im gesamten Hubwerkbereich Zonen relativer Ruhe entstehen, so daß sich die Partikel wieder ablagern können.It is disadvantageous that the in this patent described displacement flow arrangement not the the required high clean room requirements, since the flow through the hoist and lock area with pure air not guaranteed with effectiveness is how they contribute to adequate particle removal increased clean room requirements would be necessary. A constant rinsing of the spindle is rather impossible. There the vertical upward movement of the lifting member Air displacement and associated turbulence the clean room conditions are caused by a largely uncontrolled particle spread negative influenced. So especially in the lower spindle area generated particles are captured by the vertebrae and in get the clean room. The existing overpressure works hardly counteracts this negative phenomenon. The one on site provided between the two rooms, temporally and slot acting locally limited to the spindle unable to effectively remove the resulting particles to let escape, especially in the entire hoist area Zones of relative calm arise, so that the particles can deposit again.
Weiterhin kann es von Nachteil sein, daß die SMIF-Box immer in Höhe der Be- und Entladeöffnung abzustellen ist. Befindet sich die Be- und Entladeöffnung in einer ungünstigen Höhe, so ist ein ergonomisches Arbeiten nicht mehr gewährleistet.It can also be a disadvantage that the SMIF box Always park at the level of the loading and unloading opening. The loading and unloading opening is in one unfavorable height, so ergonomic work is not more guaranteed.
Demgegenüber im Vorteil ist eine Einrichtung nach der DE 44 25 208 C2, mit der die Magazinentnahme aus der SMIF-Box durch Absenken des Magazins aus der geöffneten SMIF-Box in einen Mini-Reinstraum erfolgt. Die Einrichtung ist außerdem mit einer Greifereinrichtung zum Umsetzen des Magazins ausgestattet.In contrast, the advantage of a device after the DE 44 25 208 C2, with which the magazine removal from the SMIF box by lowering the magazine from the open SMIF box in a mini clean room is done. The facility is also with a gripper device for moving the Magazine.
Der Mini-Reinstraum wird von einem inneren Teil eines Gehäuses gebildet, das teleskopartig aus einem feststehenden äußeren Teil des Gehäuses ausfahrbar ist und das ein Aufnahmeelement für eine Be- und Entladeeinrichtung enthält. Das Aufnahmeelement ist zwischen mindestens zwei übereinanderliegenden Ebenen verstellbar. Jeweils auf der von dem Reinstraum abgewandten Rückwand sind die Be- und Entladeeinrichtung mit einer ein Filter und ein Gebläse umfassenden Einheit und das äußere wie auch das innere Teil des Gehäuses mit Öffnungen versehen.The mini clean room is made up of an inner part of a Formed housing that telescopically from a fixed outer part of the housing is extendable and which is a receiving element for loading and Unloader contains. The receiving element is between at least two superimposed levels adjustable. Each on the one of the clean room the rear wall facing away is the loading and unloading device with a unit comprising a filter and a blower and the outer as well as the inner part of the housing with Provide openings.
Die lufttechnischen Maßnahmen dieser bekannten Einrichtung gewährleisten eine aktive horizontale turbulenzarme Luftströmung während des Beschickungsvorganges.The ventilation measures of this known facility ensure active horizontal low turbulence Air flow during the loading process.
Von Nachteil sind jedoch die relativ hohen gerätetechnischen Aufwände für die aktiven lufttechnischen Maßnahmen, die Vertikalverstellung des Aufnahmeelementes der Be- und Entladestation und für die Absenkvorrichtung des Magazins.However, the relatively high ones are a disadvantage equipment expenditure for active ventilation Measures, the vertical adjustment of the receiving element the loading and unloading station and for the lowering device of the magazine.
Auch die US 5 810 537 beschreibt eine Öffnungsvorrichtung, mit der die Boxenhaube mittels eines Rahmens angehoben und wieder abgesenkt werden kann. Im Unterschied zur DE 43 32 657 C2 wird der um das Magazin entstehende Freiraum beim Anheben der Boxenhaube von flexiblen Seitenwandteilen, vorzugsweise in Form eines Faltenbalges umschlossen, der mit dem Rahmen und der Aufnahmeplatte für den Boxenboden verbunden ist.No. 5,810,537 also describes an opening device, with which the pit hood is raised by means of a frame and can be lowered again. In contrast to DE 43 32 657 C2 the space created around the magazine at Lifting the hood of flexible side wall parts, preferably enclosed in the form of a bellows with the frame and the mounting plate for the box floor connected is.
Von Nachteil ist auch hier das nicht zufriedenstellend gelöste Problem der Gewährleistung von Reinstraumerfordernissen.This is not a satisfactory disadvantage here either solved problem of guaranteeing Clean room requirements.
Der aufgezogene "Sack" bildet bis auf die Zugriffsöffnung einen geschlossenen Raum, der durch den in der Bearbeitungsanlage zumeist herrschenden Überdruck unkontrolliert von Luftwirbeln durchsetzt wird, so daß sich in dem Luftstrom mitgeführte Partikel innerhalb der Seitenwandumgrenzung ablagern. Besonders problematisch wirkt es sich aus, wenn die Seitenwandfläche zusätzlich durch Vorsprünge des verwendeten Faltenbalges vergrößert ist.The opened "sack" forms up to the access opening an enclosed space through which in the Processing plant mostly prevailing overpressure is infiltrated by air swirls so that particles entrained in the air flow within the Deposit sidewall boundary. Particularly problematic it affects if the side panel is additional enlarged by projections of the bellows used is.
Aufgabe der Erfindung ist es, die gerätetechnischen Aufwände für die Vertikalverstellung des Aufnahmeelementes der Be- und Entladestation, die Absenkvorrichtung des Magazins und für die lufttechnischen Maßnahmen unter Beibehaltung der ergonomischen Vorteile zu verringern und die Reinstraumbedingungen in dem Mini-Reinstraum weiter zu verbessern.The object of the invention is the technical equipment Expenses for the vertical adjustment of the receiving element the loading and unloading station, the lowering device of the Magazine and for the ventilation measures under Maintaining and reducing ergonomic benefits the clean room conditions in the mini clean room continue to increase improve.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Einrichtung zur Handhabung eines Gegenstandes für die Be- und Entladung eines Reinstraumes gelöst mit einem zu dem Reinstraum hin offenen Gehäuse, das aus einem feststehenden äußeren Teil sowie einem aus diesem teleskopartig ausfahrbaren inneren Teil besteht, welches ein Aufnahmeelement für den Gegenstand in seinem Deckbereich enthält, das zwischen mindestens zwei übereinanderliegenden Ebenen verstellbar und in das innere Teil absenkbar ist. Während eine Ebene zur ergonomischen Bestückung mit dem Gegenstand vorgesehen ist, dient jede andere einem Zugriff auf den Gegenstand bei der Be- und Entladung des Reinstraumes. Sowohl das äußere als auch das innere Teil des Gehäuses ist in der von dem Reinstraum abgewandten Gehäusewand mit Öffnungen zum Luftaustritt versehen. Zum teleskopartigen Ausfahren des inneren Teiles und zum Absenken des Aufnahmeelementes in das innere Teil sind eine gemeinsame Führungsschiene und ein gemeinsamer Antrieb für das innere Teil und das Aufnahmeelement vorgesehen, wobei der Antrieb mit dem Aufnahmeelement verbunden ist und das Aufnahmeelement zum teleskopartigen Ausfahren des inneren Teiles durch vertikale Aufwärtsbewegung an einem Mitnehmer des inneren Teiles angreift und nach Erreichen einer Ebene für den Zugriff auf den Gegenstand, in der eine Fixierung des inneren Teiles mit einem Riegelmechanismus erfolgt, in das innere Teil absenkbar ist. Das innere Teil des Gehäuses ist im Bereich einer jeden der übereinanderliegenden Ebenen mit der dem Reinstraum zugewandten offenen Seite benachbart zu mindestens einer Öffnung für einen Luftdurchtritt angeordnet, die in ein als Schnittstelle zu dem Reinstraum vorgesehenes Wandelement eingearbeitet ist.According to the invention, the task is performed by a device for handling an object for loading and Unloading a clean room solved with one to the Clean room open housing that from a fixed outer part and one of these telescopically extendable inner part, which a receiving element for the object in his Deck area contains that between at least two superimposed levels adjustable and into the interior Part can be lowered. While a level for ergonomic Equipping with the object is intended, each serves others have access to the item when loading and Unloading the clean room. Both the outside and that inner part of the housing is in that of the clean room facing away from the housing wall with openings for air outlet Mistake. For telescopic extension of the inner part and for lowering the receiving element into the inner part are a common guide rail and a common one Drive for the inner part and the receiving element provided, the drive with the receiving element is connected and the receiving element for telescopic Extension of the inner part by vertical Upward movement on a driver of the inner part attacks and after reaching a level for access on the object in which a fixation of the inner Part with a locking mechanism takes place in the inner Part can be lowered. The inner part of the housing is in the Area of each of the superimposed levels with adjacent to the open side facing the clean room at least one opening for air passage arranged in an as an interface to the clean room provided wall element is incorporated.
Auf der Führungsschiene sind Führungselemente gelagert, von denen jeweils eines in einem, dem Wandelement zugewandten unteren und oberen Bereich des inneren Teiles befestigt ist. Ein weiteres, auf der Führungsschiene zwischen diesen beiden Führungselementen angeordnetes Führungselement ist mit dem Aufnahmeelement verbunden, wobei das im oberen Bereich des inneren Teiles befestigte Führungselement als Mitnehmer dient.Guide elements are mounted on the guide rail, one in each, the wall element facing lower and upper area of the inner part is attached. Another, on the guide rail arranged between these two guide elements Guide element is connected to the receiving element, the one fastened in the upper area of the inner part Guide element serves as a driver.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der als Spindelantrieb ausgebildete gemeinsame Antrieb eine rohrförmige Schutzhülle enthält, die das innere Teil von einem Bereich, in dem Rollreibung durch Umlaufen einer Spindelmutter um eine Spindel entsteht, trennt.It when the spindle drive is particularly advantageous trained common drive a tubular Protective cover that contains the inner part of one Area in which rolling friction by circulating a Spindle nut around a spindle arises, separates.
Zum Luftaustritt aus dem Reinstraum sind außer einer Be- und Entladeöffnung weitere Luftdurchtrittsöffnungen unterhalb der Be- und Entladeöffnung in Höhe des feststehenden äußeren Teiles des Gehäuses in das Wandelement eingearbeitet.Except for a and discharge opening further air passage openings below the loading and unloading opening at the level of fixed outer part of the housing in that Wall element incorporated.
An dem inneren Teil sind Schilde zum Verschluß der Be- und Entladeöffnung und der weiteren Luftdurchtrittsöffnungen vorgesehen, wobei ein Verschluß einer Öffnung im Bereich einer Ebene erfolgt, wenn das innere Teil benachbart zu einer Öffnung im Bereich der anderen Ebene angeordnet ist.On the inner part there are shields for closing the loading and Discharge opening and the further air passage openings provided, a closure of an opening in the area a plane occurs when the inner part is adjacent to an opening is arranged in the area of the other level.
Vorteilhafterweise ist das Aufnahmeelement horizontal mit einer Schlittenführung verschiebbar, die von einer Halterung getragen wird, die mit dem Führungselement des Aufnahmeelementes und mit dem Spindelantrieb verbunden ist.The receiving element is advantageously horizontal with a slide guide that can be moved by a Bracket is worn, which with the guide element of the Receiving element and connected to the spindle drive is.
Es ist auch von Vorteil, wenn die Verschiebung des Aufnahmeelementes mit Hilfe von Endlagenschaltern gesteuert und überwacht ist. It is also beneficial if the shift of the Support element with the help of limit switches is controlled and monitored.
Mit der Erfindung wird unter Verwendung eines vorteilhaften Gehäuseaufbaus ein Mini-Reinstraum zur Verfügung gestellt, der mit geringem technischen Aufwand an verschiedene Arbeitshöhen angepaßt werden kann und dessen Reinstraumbedingungen, im Gegensatz zu den bekannten technischen Lösungen, effektiv allein durch die in dem Reinstraum der Bearbeitungsstation bereits vorhandenen reinraumtechnischen Mittel bei jeder Arbeitshöhe gewährleistet sind. Die Durchströmung des Mini-Reinstraumes erfolgt in einer Weise, daß Bereiche relativer Ruhe innerhalb dieses Raumes weitgehend ausgeschlossen sind.With the invention is using a advantageous housing structure for a mini clean room Made available with little technical effort can be adapted to different working heights and its clean room conditions, in contrast to the known technical solutions, effectively through the already in the clean room of the processing station existing clean room resources for everyone Working height are guaranteed. The flow of the Mini clean rooms are done in such a way that areas relative calm within this room largely excluded are.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is based on the schematic Drawing will be explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Handhabungseinrichtung angekoppelt an einen Be- und Entladebereich eines Reinstraumes und mit eingefahrenem inneren Teil des Gehäuses zur ergonomischen Bestückung Fig. 1 is a perspective view of a handling device coupled to a loading and unloading area of a clean room and with the inner part of the housing retracted for ergonomic assembly
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der angekoppelten Handhabungseinrichtung mit teleskopartig ausgefahrenem inneren Teil des Gehäuses Fig. 2 is a perspective view of the coupled handling device with telescopically extended inner part of the housing
Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht auf die Handhabungseinrichtung mit eingefahrenem inneren Teil des Gehäuses Fig. 3 is a partially sectioned side view of the handling device with the inner part of the housing retracted
Fig. 4 die Handhabungseinrichtung nach Fig. 3 mit teleskopartig ausgefahrenem inneren Teil des Gehäuses Fig. 5 die Handhabungseinrichtung mit teleskopartig ausgefahrenem inneren Teil des Gehäuses und mit abgesenktem Aufnahmeelement und einem darauf befindlichen Magazin Fig. 4, the handling device of FIG. 3 with telescopically ausgefahrenem inner part of the housing FIG. 5, the handling device with telescopically ausgefahrenem inner part of the housing and with a lowered receiving member and a magazine thereon
Fig. 6 die Handhabungseinrichtung mit abgesenktem und an die Be- und Entladeöffnung herangerücktem Magazin Fig. 6, the handling device with a lowered and herangerücktem to the loading and unloading magazine
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Verstellmechanismus für das Aufnahmeelement in einem Verstellzustand, bei dem das Magazin an die Be- und Entladeöffnung herangerückt ist Fig. 7 is a perspective view of an adjustment mechanism for the receiving element in an adjustment state in which the magazine has moved towards the loading and unloading opening
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Verstellmechanismus für das Aufnahmeelement in einem Verstellzustand, bei dem das Magazin vertikal bewegt werden kann Fig. 8 is a perspective view of an adjusting mechanism may be for the receiving member in an adjustment state in which the magazine can be moved vertically
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung der Handhabungseinrichtung aus der Sicht des Reinstraumes mit eingefahrenem inneren Teil des Gehäuses und verschlossener Be- und Entladeöffnung Fig. 9 is a perspective view of the handling device from the perspective of the clean room with the inner part of the housing retracted and the closed loading and unloading opening
Fig. 10 eine perspektivische Darstellung der Handhabungseinrichtung aus der Sicht des Reinstraumes mit teleskopartig ausgefahrenem inneren Teil des Gehäuses und geöffneter Be- und Entladeöffnung. Fig. 10 is a perspective view of the handling device from the perspective of the clean room with telescopically extended inner part of the housing and open loading and unloading opening.
Die in Fig. 1 bis 4 dargestellte Handhabungseinrichtung enthält zur Gewährleistung einer vorteilhaften Transportfähigkeit auf einem fahrbaren Gestell 1 ein Gehäuse 2, das aus einem feststehenden äußeren Teil 3 und einem für eine Be- und Entladung eines Reinstraumes teleskopartig ausfahrbaren inneren Teil 4 besteht. Das innere Teil 4 umschließt einen Mini-Reinstraum, zu dessen Reinhaltung das äußere Teil 3 wie auch das innere Teil 4 des Gehäuses 2 in der von dem Reinstraum abgewandten Gehäusewand mit Öffnungen 5, 6 zum Luftaustritt versehen sind. Die dem Reinstraum zugewandte Vorderseite der Gehäuseteile 3 und 4 ist vollständig offen und liegt bei der Kopplung an den Reinstraum an einem als Schnittstelle vorgesehenen Wandelement 7 an, in dem eine Be- und Entladeöffnung 8 eingearbeitet ist. An dem inneren Teil 4 ist ein erstes Schild 9 befestigt, das die Be- und Entladeöffnung 8 verschließt, wenn das innere Teil 4 in das äußere Teil 3 eingetaucht ist. Im teleskopartig ausgefahrenen Zustand wird das Schild 9 mit angehoben und gibt die Be- und Entladeöffnung 8 zum Durchgriff frei. In dem Deckbereich des inneren Teiles 4 ist ein als Türrahmen 10 ausgebildeter, als weitere Schnittstelle dienender Abstellbereich für einen Transportbehälter 11, der vorzugsweise in Form einer SMIF-Box bei eingefahrenem inneren Teil 4 ergonomisch vorteilhaft aufgesetzt werden kann. Eine in den Türrahmen 10 eingesetzte, in das innere Teil 4 absenkbare Tür 12 dient als Aufnahmeelement für den Gegenstand, zu dessen Handhabung die Einrichtung benutzt werden soll. Im vorliegenden Fall der Verwendung einer SMIF-Box wird der Gegenstand ein Magazin 13 sein, in das scheibenförmige Objekte, wie z. B. Halbleiterwafer eingeschoben sind. Der Türrahmen 10 und die Tür 12 sind in bekannter Weise mit standardisierten Elementen versehen, mit denen der Boxenboden 14 der SMIF-Box zur Boxenhaube 15 hin ent- bzw. verriegelt werden kann.The handling device shown in FIGS. 1 to 4 contains a housing 2 to ensure advantageous transportability on a mobile frame 1 , which consists of a fixed outer part 3 and an inner part 4 which can be telescopically extended for loading and unloading a clean room. The inner part 4 encloses a mini clean room, for the cleaning of which the outer part 3 and also the inner part 4 of the housing 2 are provided with openings 5 , 6 for air outlet in the housing wall facing away from the clean room. The front of the housing parts 3 and 4 facing the clean room is completely open and, when coupled to the clean room, lies against a wall element 7 provided as an interface, in which a loading and unloading opening 8 is incorporated. At the inner part 4, a first plate 9 is fixed, closing the loading and unloading opening 8, when the inner part is immersed in the outer part 3. 4 In the telescopically extended state, the shield 9 is also lifted and releases the loading and unloading opening 8 for passage. In the cover area of the inner part 4 there is a storage area, designed as a door frame 10 and serving as a further interface, for a transport container 11 , which can be placed ergonomically, preferably in the form of a SMIF box, with the inner part 4 retracted. A door 12 inserted into the door frame 10 and lowerable into the inner part 4 serves as a receiving element for the object for the handling of which the device is to be used. In the present case, the use of an SMIF box, the object will be a magazine 13 , in which disc-shaped objects, such as. B. semiconductor wafers are inserted. The door frame 10 and the door 12 are provided in a known manner with standardized elements with which the box bottom 14 of the SMIF box can be unlocked or locked towards the box hood 15 .
Zum teleskopartigen Ausfahren des inneren Teiles 4 und zum Absenken des Aufnahmeelementes in das innere Teil 4, wodurch der auf dem Aufnahmeelement aufsitzende Boxenboden 14 zusammen mit dem Magazin 13 aus der SMIF-Box in den Mini-Reinstraum befördert wird, dient eine gemeinsame vertikal gerichtete Führungsschiene 16. Zwischen Führungselementen 17, 18, die im unteren beziehungsweise oberen Bereich des inneren Teiles 4 angebracht sind, wird von der Führungsschiene 16 ein Führungselement 19 für das Aufnahmeelement getragen. Zur Erzeugung der vorgesehenen Vertikalbewegungen ist ein Spindelantrieb 20 vorgesehen, dessen nicht dargestellte Spindelmutter von einer rohrförmigen Schutzhülle 201 umschlossen ist. Die rohrförmige Schutzhülle 201, die zur Kraftübertragung an dem Aufnahmeelement angreift, dient gleichzeitig als Partikelschutz für den Mini-Reinstraum, indem dieser bei allen auszuführenden vertikalen Bewegungen von dem Bereich, in dem Rollreibung entsteht (Spindel 202 und Spindelmutter), getrennt wird.For the telescopic extension of the inner part 4 and for lowering the receiving element into the inner part 4 , whereby the box base 14 seated on the receiving element is conveyed together with the magazine 13 from the SMIF box into the mini clean room, a common, vertically directed guide rail is used 16 . Between guide elements 17 , 18 , which are attached in the lower or upper region of the inner part 4 , a guide element 19 for the receiving element is carried by the guide rail 16 . To generate the intended vertical movements, a spindle drive 20 is provided, the spindle nut (not shown) of which is enclosed by a tubular protective cover 201 . The tubular protective cover 201 , which acts on the receiving element for power transmission, also serves as particle protection for the mini clean room, in that it is separated from the area in which rolling friction occurs (spindle 202 and spindle nut) during all vertical movements to be carried out.
Selbstverständlich kann der Mini-Reinstraum durch Ausnutzung der Erfindung noch an weitere als die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten Arbeitshöhen angepaßt werden.Of course, the mini clean room can Exploitation of the invention to others other than that in this Embodiment shown working heights adjusted become.
Für die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgender Funktionsablauf vorgesehen:The following is for the operation of the facility Functional sequence provided:
In einer Ausgangslage (Fig. 3), bei der das innere Teil 4 in das äußere Teil 3 eingefahren ist, wodurch sich das innerhalb des Türrahmens 10 angeordnete Aufnahmeelement in einer ersten Ebene E1 - E1 in einer ergonomisch vorteilhaften Höhe befindet, wird zunächst ein Transportbehälter 11 in den Abstellbereich gebracht und dort ausgerichtet abgestellt. Anschließend wird das innere Teil 4 teleskopartig aus dem äußeren Teil 3 ausgefahren, indem das Aufnahmeelement durch vertikale Aufwärtsbewegung mit seinem Führungselement 19 an dem, als Mitnehmer wirkenden oberen Führungselement 18 des inneren Teiles 4 angreift. Die Aufwärtsbewegung erfolgt solange, bis das Aufnahmeelement eine zweite Ebene E2 - E2 erreicht hat, von der aus das Magazin 13 durch Absenken aus dem Transportbehälter 11 bis vor die Be- und Entladeöffnung 8 gebracht werden kann. Ist die zweite Ebene E2 - E2 erreicht, wird das innere Teil 4 mit Hilfe eines Riegelmechanismus 21 in dieser Höhe fixiert (Fig. 4). Der an dem Aufnahmeelement befestigte Spindelantrieb 20 erzeugt nunmehr eine vertikale Abwärtsbewegung, wodurch der auf dem Aufnahmeelement aufsitzende Boxenboden 14 unter vorheriger Entriegelung von der Boxenhaube 15 zusammen mit dem Magazin 13 aus der SMIF-Box heraus in den Mini- Reinstraum befördert wird (Fig. 5).In an initial position ( FIG. 3), in which the inner part 4 has been moved into the outer part 3 , as a result of which the receiving element arranged within the door frame 10 is at an ergonomically advantageous height in a first plane E 1 - E 1 a transport container 11 brought into the storage area and parked there aligned. Subsequently, the inner part 4 is telescopically extended from the outer part 3 in that the receiving element engages with its guide element 19 by vertical upward movement on the upper guide element 18 of the inner part 4, which acts as a driver. The upward movement continues until the receiving element has reached a second level E 2 -E 2 , from which the magazine 13 can be brought down from the transport container 11 to the loading and unloading opening 8 . If the second level E 2 - E 2 is reached, the inner part 4 is fixed at this height with the aid of a locking mechanism 21 ( FIG. 4). The fixed to the receiving element spindle drive 20 now generates a downward vertical movement is conveyed whereby the seated on the receiving element box bottom 14 with prior release of the pit cover 15 together with the magazine 13 from the SMIF box out in the mini-clean room (Fig. 5 ).
Häufig ist es erforderlich, daß das Magazin 13, wie in Fig. 6 dargestellt, näher an die Be- und Entladeöffnung 8 herangerückt werden muß. Auch eine teilweise oder vollständige Hindurchführung durch die Be- und Entladeöffnung 8 kann erforderlich sein. Zu diesem Zweck ist das Aufnahmeelement in der entsprechenden horizontalen Richtung mit Hilfe einer Schlittenführung 22 gemäß den Fig. 7 und 8 verschiebbar. Die Schlittenführung 22 wird von einer, mit dem Führungselement 19 und dem Spindelantrieb 20 verbundenen Halterung 23 getragen, an der ein Motor 24 befestigt ist. Auf der Antriebswelle des Motors 24 sitzt ein Hebel 25 mit einer an einem Hebelarmende drehbar gelagerten Koppel 26, die an der Unterseite des Aufnahmeelementes angreift. Die sich drehende Antriebswelle versetzt das schlittengeführte Aufnahmeelement mit Hilfe des Hebels 25 und der Koppel 26 in die durch den Pfeil gekennzeichnete Bewegung entlang der Schlittenführung 22. It is often necessary for the magazine 13 , as shown in FIG. 6, to have to be moved closer to the loading and unloading opening 8 . A partial or complete passage through the loading and unloading opening 8 may also be required. For this purpose, the receiving element can be displaced in the corresponding horizontal direction with the aid of a slide guide 22 according to FIGS. 7 and 8. The slide guide 22 is carried by a holder 23, which is connected to the guide element 19 and the spindle drive 20 and to which a motor 24 is attached. A lever 25 is seated on the drive shaft of the motor 24 with a coupling 26 which is rotatably mounted on a lever arm end and which engages on the underside of the receiving element. The rotating drive shaft sets the slide-guided receiving element in the movement indicated by the arrow along the slide guide 22 with the aid of the lever 25 and the coupling 26 .
Vorteilhafterweise vereinfacht die Verwendung eines Kurbelantriebes die Antriebsansteuerung. Die beiden Endlagen werden durch die Totpunkte der Kurbel bestimmt. Der Kurbelantrieb sorgt bei konstanter Drehzahl des Antriebes für eine sinusförmige Änderung der Geschwindigkeit und damit für einen optimalen Bewegungsablauf. Die jeweilige Wegänderung ergibt sich aus der Kurbellänge. Zur Erkennung der beiden Endlagen sind ein erster und ein zweiter Endlagenschalter 27, 28 vorgesehen. Während der erste Endlagenschalter 27 bei jeder halben Umdrehung des Hebels 25 von einem der Hebelarme betätigt wird und so jeweils eine der Endlagen signalisiert, dient der zweite Endlagenschalter 28 zur Unterscheidung der Endlagen bzw. der Position. Durch die entsprechende Gestaltung des Betätigungselementes für den Endlagenschalter 28 kann erreicht werden, daß dieser neben der Endlage auch die Position signalisiert, aus der eine gefahrlose Vertikalbewegung möglich ist. Für diese Ausführung ist eine Drehrichtung des Antriebes ausreichend.The use of a crank drive advantageously simplifies drive control. The two end positions are determined by the dead center of the crank. The crank drive ensures a sinusoidal change in speed at the constant speed of the drive and thus for an optimal motion sequence. The respective path change results from the crank length. A first and a second limit switch 27 , 28 are provided to detect the two limit positions. While the first end position switch 27 is actuated by one of the lever arms every half rotation of the lever 25 and thus signals one of the end positions, the second end position switch 28 serves to differentiate the end positions or the position. Through the corresponding design of the actuating element for the limit switch 28 it can be achieved that in addition to the end position this also signals the position from which a safe vertical movement is possible. One direction of rotation of the drive is sufficient for this version.
In einer anderen Ausführung können die Endlagenschalter 27, 28 eindeutig jeweils einer Endlage zugeordnet sein. Wird der Antrieb in zwei Drehrichtungen angesteuert, dann kann durch Verschieben der Endlagenschalter 27, 28 das Erreichen der jeweiligen Endposition verhindert werden, wodurch Anpassungen an die Geräteumgebung möglich sind.In another embodiment, the limit switches 27 , 28 can each be uniquely assigned to an end position. If the drive is actuated in two directions of rotation, the end position switches 27 , 28 can be prevented from reaching the respective end position, making adjustments to the device environment possible.
In den Fig. 9 und 10 sind technische Details erkennbar, mit denen die Reinstraumbedingungen innerhalb des Mini- Reinstraumes ohne einen zusätzlichen Einsatz aktiver Mittel, wie einer Filter-Lüfter/Gebläse-Einheit wesentlich verbessert werden können. Unterhalb der Be- und Entladeöffnung 8, die neben ihrem Zweck der Gewährleistung der Handhabung von Gegenständen auch als Öffnung zum Luftdurchtritt dient, sind weitere Luftdurchtrittsöffnungen 29 in das Wandelement 7 eingearbeitet. Die Funktionsweise der Durchströmung des Mini-Reinstraumes mit einem horizontalen verwirbelungsarmen Luftstrom ist derart konzipiert, daß das innere Teil 4 sowohl in der eingefahrenen unteren Position als auch im teleskopartig ausgefahrenen Zustand im Bereich einer jeden der übereinanderliegenden Ebenen jeweils Öffnungen zum Luftdurchtritt an der Schnittstelle zu dem Reinstraum benachbart ist. Befindet sich das innere Teil 4 in der eingefahrenen unteren Position vor den Luftdurchtrittsöffnungen 29, ist die Be- und Entladeöffnung 8 mit dem ersten Schild 9 verschlossen, währenddessen ein durch die weiteren Luftdurchtrittsöffnungen 29 in das Gehäuse 2 eintretender Luftstrom das gesamte Gehäuse 2 in waagerechter Richtung durchsetzt und über die Öffnungen 5, 6 nach außen tritt. Dagegen sind die Luftdurchtrittsöffnungen 29 durch ein mit dem inneren Teil 4 verbundenes zweites Schild 30 verschlossen, wenn sich das innere Teil 4 im teleskopartig ausgefahrenen Zustand befindet. Der Luftstromeintritt in den Mini-Reinstraum erfolgt über die Be- und Entladeöffnung 8 und der Luftaustritt über die Öffnungen 6. Mit einem derartigen Durchströmungskonzept werden Verwirbelungen weitgehend ausgeschlossen und mit geringem Aufwand ein hoher Reinheitsgrad gewährleistet. In FIGS. 9 and 10 are recognizable technical details with which the clean-room conditions within the mini-clean room without any additional use of active agents, such as a filter-fan / blower unit can be significantly improved. Below the loading and unloading opening 8 , which in addition to its purpose of ensuring the handling of objects also serves as an opening for air passage, further air passage openings 29 are incorporated in the wall element 7 . The functioning of the flow of the mini clean room with a horizontal low-swirl air flow is designed such that the inner part 4 both in the retracted lower position and in the telescopically extended state in the area of each of the superimposed levels in each case openings for air passage at the interface to the Reinstraum is adjacent. If the inner part 4 is in the retracted lower position in front of the air passage openings 29 , the loading and unloading opening 8 is closed with the first shield 9 , during which an air flow entering the housing 2 through the further air passage openings 29 leads the entire housing 2 in a horizontal direction interspersed and exits via the openings 5 , 6 . In contrast, the air passage openings are closed by a connected with the inner part 4 second shield 30 29 when the inner part 4 is in the telescopically extended condition. The air flow enters the mini clean room via the loading and unloading opening 8 and the air outlet via the openings 6 . With such a flow concept, turbulence is largely excluded and a high degree of purity is ensured with little effort.
11
fahrbares Gestell
mobile frame
22nd
Gehäuse
casing
33rd
äußerer Teil
outer part
44th
innerer Teil
inner part
55
, ,
66
Öffnungen
openings
77
Wandelement
Wall element
88th
Be- und Entladeöffnung
Loading and unloading opening
99
erstes Schild
first sign
1010th
Türrahmen
Door frame
1111
Transportbehälter
Shipping container
1212th
Tür
door
1313
Magazin
magazine
1414
Boxenboden
Pit floor
1515
Boxenhaube
Pit hood
1616
Führungsschiene
Guide rail
1717th
, ,
1818th
, ,
1919th
Führungselemente
Guide elements
2020th
Spindelantrieb
Spindle drive
2121
Riegelmechanismus
Locking mechanism
2222
Schlittenführung
Sled guide
2323
Halterung
bracket
2424th
Motor
engine
2525th
Hebel
lever
2626
Koppel
Paddock
2727
, ,
2828
Endlagenschalter
Limit switch
2929
Luftdurchtrittsöffnungen
Air vents
3030th
zweites Schild
second shield
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
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Owner name: BROOKS AUTOMATION GMBH, 07745 JENA, DE |
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