DE2551567A1 - Transportband - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH Ο —8 MÖNCHEN

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN SteinsdorfstraBe

Dr. ,.,. „o, W. KÖRBER _OKC1Kß7 ·-»—·'

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS 2 O O I 0 O / PATENTANWÄLTE

17. November 1975

CHEMICAL REACTOR EQUIPMENT A/S Nr. 62 Haandvaekervej 4000 Roskilde/Dänemark

Patentanmeldung

Transportband

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CHEMlCAL REACTOR EQUIPMENT A/S, Roskilde, Dänemark

Anlage zum berührungslosen Transportieren gleichartiger, schei benförmiger Objekte, insbesondere bei der Herstellung von Halb leitern anzuwendender Substratscheiben

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum berührungslosen Transportieren gleichartiger, scheibenförmiger Objekte, insbesondere bei der Herstellung von Halbleitern anzuwendender Substratseheiben, unter Ausnutzung des Bernoullisehen Prinzips, welche Anlage wenigstens eine sich in einer gewünschten Transportrichtung erstreckende Schienensektion umfasst, die eine im wesentlichen plane Tragplatte mit als Führung für die zu transportierenden Objekte dienenden, seitlichen Anschlägen hat und wobei im Inneren der Schienensektion ein für den Anschluss an eine Luft- oder Gasblasvorrichtung eingerichteter Kanal ausgebildet ist, mit dem eine Anzahl schräggestellter, in der gewünschten Transportrichtung orientierter Düsen in Verbindung steht, die in der Tragplatte, und zwar im wesentlichen längs der in der Transportrichtung verlaufenden Symmetrielinie derselben, münden.

Die deutsche Patentanmeldung P 25.39«036.7 der Anmelderin betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum berührungslosen Aufnehmen und Transportieren von Objekten der genannten Art unter Ausnutzung des aus der Physik wohlbekannten Bernoullischen. Prinzips, nach welchem man dadurch, dass man einen Luft- oder Gasstrom durch eine Düse in einer planen Tragplatte ausbläst, ein flaches Objekt mit einer im wesentlichen planen, der Tragplatte zugekehrten Seite an die Tragplatte anziehen kann, weil sich, wenn man die Tragplatte dem Objekt nähert, der Luftstrom wie ein Kissen über dem Objekt ausbreitet, wodurch in einem engen Raum zwischen dem Objekt und der Tragplatte ein Unterdruck erzeugt wird, und hierdurch wird es ermöglicht, das Objekt vollständig berührungslos aufzunehmen und zu transportieren, wobei es von seiner Oberseite her sicher festgehalten wird.

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Durch die Anwendung einer derartigen Vorrichtung, die der genannten Anmeldung gemäss als manuell zu bedienendes Werkzeug ausgebildet ist, welches sich speziell dazu einrichten lässt, im Zusammenhang mit Standardmagazinen für Halbleitersubstratscheiben Anwendung zu finden, wird eine Reihe erheblicher Vorteile erreicht in bezug auf die Anwendung der bekannten Methoden und Mittel, wie z.B. Pinzetten oder Zangen, zum Hantieren der sehr* empfindlichen Halbleitersubstrate, und zwar unter diesen in erster Linie eine erhebliche Reduktion der verhältnismässig grossen Ausschussrate, die bei Anwendung der bekannten Methoden fast unvermeidlich ist.

Durch eine Weiterentwicklung der für das Werkzeug gemäss der obengenannten Anmeldung kennzeichnenden Eigenschaften, dass die Luft- oder Gasdüse mit einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte einen vorgeschriebenen Winkel bilden muss, um das aufzunehmende Objekt gegen einen festen Anschlag anziehen zu können, bezweckt die vorliegende Erfindung, eine Anlage anzugeben, mit deren Hilfe Objekte der genannten Art ohne jegliche manuelle Bedienung eines Werkzeugs transportiert und insbesondere in ein Standardmagazin für derartige Objekte eingeführt bzw. aus einem solchen entnommen werden können.

Es sind bereits Versuche gemacht worden, derartige, auf der Ausnutzung des Bernoullischen Prinzips beruhende Transportsysteme für Halbleitersubstratscheiben zu entwickeln, wie z.B. aus einem Aufsatzim "IBM Technical Disclosure Bulletin", Bd. 16, Kr. 9, Februar 1974, Seite 2906, hervorgeht. Keiner dieser Versuche hat" jedoch zu Anlagen geführt, die'in der Praxis verwendbar waren, und zwar in erster Linie, weil lediglich von einer Weitergabe zwischen planen Unterstützungsflächen für die Substratscheiben die Rede war, über denen sich eine Transportschiene ungehindert anordnen liess, wozu noch kommt, dass es Schwierigkeiten machte, zulängliche Kontrolle über die vollständig·friktionsfreie Bewegung dertransportierten Substratscheiben zu gewinnen.

Es sind bisher noch keine Anlagen vorgeschlagen worden, die den bei der Herstellung von Halbleitern am häufigsten auftretenden

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Transportbedarf berücksichtigen, nämlich die Entnahme derartiger Scheiben aus einem Magazin zwecks Anbringung in einer Prozessstation und die Wiederanbringung in einem Magazin nach Ausführung eines Herstellungsschrittes in einer solchen Prozessstation.

Um diese Aufgabe zu lösen, ist eine Anlage der angegebenen Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schienensektion auf einem Stück von ihrem einen Ende ohne seitliche Anschläge ausgebildet ist, so dass sie sich bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe in ein -auf der einen Seite offenes Magazin mit separaten Objektnuten einführen lässt.

Hierdurch wird eine Unzahl von Variationsmöglichkeiten für die Ausgestaltung automatischer Anlagen für den internen Transport von Halbleitersubstratscheiben während deren Herstellung erzielt. Als praktisches Beispiel kann das überführen von Substraten von einem Standardmagazin auf eine plane Unterstützungsfläche in einer Prozessstation, wobei die Substrate so auf die Unterstützungsfläche gelegt werden, dass ihre empfindliche, z.B. dünnfilmbeschichtete Oberfläche, die einer physikalischen oder chemischen Behandlung unterworfen werden soll, nach oben gekehrt und direkt für die gewünschte Behandlung zugänglich ist, sowie der anschliessende Weitertransport der Substrate nach der Behandlung zu einem anderen Magazin genannt werden.

Da gerade das mechanische Hantieren und Transportieren von Substratscheiben bei der Produktion von Halbleitern sozusagen einen Flaschenhals dargestellt hat, macht die Erfindung somit eine erhebliche Erleichterung und Verbilligung dieser Produktion möglich. Insbesondere sei in diesem Zusammenhang auch erwähnt, dass es sich bei_? Anwendung einer automatischen Transportanlage, die in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebaut ist, 'vermeiden lässt, spezielle Massnahmen zu ergreifen, wenn Substratscheiben in Prozessstationen angebracht werden sollen, wo physikalische Bedingungen herrschen, die eine manuelle Anbringung von Substratscheiben in einer solchen Station in der Praxis erschweren oder unmöglich machen, z.B. sehr hohe Temperaturen.

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Mit Hilfe einer erfindungsgemässen Schienensektion können Substratscheiben, die aus einem Magazin entnommen werden, beispielsweise auf einer beweglichen Unterstützungsfläche in der Form eines Förderbandes oder eines Schlittens angebracht werden, die die Scheiben in die Prozessstation hineinführt, so dass durch Anwendung eines an sich bekannten Indexmechanismus zur Erstellung relativer Bewegungen zwischen Schienensektion und Magazin eine kontinuierliche Überführung von Substratscheiben aus dem Magazin zur Prozessstation erreicht werden kann. Die bewegliche Unterstützungsfläche kann, nachdem sie sich durch die Prozessstation hindurchbewegt hat, die Substratscheiben wieder in derselben Reihenfolge an eine andere Schienensektion abgeben, so dass die Scheiben durch entsprechende Anwendung eines an sich bekannten Indexmechanismus nacheinander in ein Empfängermagazin tiberführt werden.

Eine Schienensektion für die Entnahme von Substratscheiben aus einem Magazin am einen Ende der Sektion hat erfindungsgemäss Düsen, deren Achsen in Richtung des entgegengesetzten Endes der Schienensektion orientiert sind, und die Abstände zwischen den Mündungen dieser Düsen in der Tragplatte und der Abstand zwischen dem in das Magazin eingeführten Ende der Sektion und der Mündung der am nächsten befindlichen Düse sind derart bemessen, dass sich bei in das Magazin eingeführter Schienensektion nur die Mündung einer der Düsen über den im Magazin angebrachten Scheiben befindet.

Bei einer derartigen Schiene ist es, um zu gewährleisten, dass eine Scheibe nicht aus dem Magazin herausgenommen wird, bevor die vorherige Scheibe das Magazin ganz verlassen hat, zweckmässig, dass die Achse der genannten einen Düse mit einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte einen solchen Winkel bildet, dass nur das der Tragplatte am nächsten befindliche Objekt im Magazin bei Anbringung einer Schienensektion mit der Tragplatte in einem vorgeschriebenen Abstand von diesem Objekt von dem durch die Düse ausgeblasenen Luft- oder Gasstrom in einem Bereich getroffen wird, der in einem vorgeschriebenen Minimumabstand von der der offenen

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Seite des Magazins zugekehrten Kante des Objekts liegt.

Dementsprechend hat eine Schienensektion zum Einführen von Substratscheiben in ein Magazin am einen Ende der Sektion Düsen, deren Achsen in Richtung des betreffenden Endes der Sektion orientiert sind.

Um zu verhindern, dass die Substratscheiben beim Einführen in ein solches Magazin eine zu grosse Geschwindigkeit haben, und um sicherzustellen, dass eine Scheibe, bevor sie in eine Objektnut im Magazin eingeführt wird, mit dieser auch in ein und derselben Ebene liegt, ist es erfindungsgemäss für eine solche Schienensektion zweckmässig, dass die Achse wenigstens der dem genannten Ende am nächsten befindlichen Düse mit einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte einen Winkel von wenigstens 5 und höchstens 15° bildet und dass der Abstand zwischen der Mündung dieser Düse und der Mündung der, vom Schienenende aus gerechnet, nächsten Düse wenigstens 65$ und höchstens Öo^ des Quermasses derjenigen Objekte entspricht, die transportiert werden sollen.

Tm folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erklärt. Es zeigt

Fig. 1 in der Draufsicht eine erfindungsgemässe Anlage zum Transportieren von Halbleitersubstratscheiben von einem Magazin zu einer Prozessstation und weiter zu einem anderen Magazin,

Fig. 2 und 3 Längsschnitte durch Schienensektionen in der erfindungsgemässen Anlage längs der Linien II-II und III-III in Fig. 1,

Fig. 4 die in Fig. 2 dargestellte Schienensektion, und zwar von unten her gesehen,

Fig. 5'und 6 einen Längsschnitt und eine Unteransicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Transportanlage, bei der zwei Schienensektionen zusammen eine ungebrochene Schiene bilden, bei welcher die transportierten Objekte in einer Mittelstellung zwischen einem Abgabe- und einem Empfängermagazin angehalten werden, und

Fig. 7 eine Unteransicht einer alternativen Ausführung einer Transportanlage nach Fig. 5 und 6.

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Fig. 1 zeigt rein schematisch einen Teil einer fialbleiterproduktionsanlage. Üblicher, bekannter Technologie gemäss wird durch eine Reihe von Prozessschritten, von denen in Fig. 1 nur ein einzelner andeutungsweise veranschaulicht ist, eine grosse Anzahl identischer Halbleiterbausteine oder -schaltungen auf einer gemeinsamen Unterlage, einer sogenannten Substratscheibe, hergestellt, die z.B. eine hauptsächlich kreisförmige, sehr dünne Siliciumscheibe mit einem geradlinigen Anschnitt der Peripherie zur Festlegung der Kristallachsenorientierung in der auf die Scheibe aufgebrachten monolithischen Halbleiterstruktur sein kann.

Tn einer Prozessstation 1 in dem in Fig. 1 gezeigten Teil der Produktionsanlage soll die dünnfilmbeschichtete, sehr empfindliche Seite der Substratscheiben einer physikalischen oder chemischen Behandlung, z.B. einem chemischen Aufdampfungsprozess unterworfen werden. Die Substratscheiben, die behandelt werden sollen, befinden sich in einem Abgabemagazin 2, welches von dem für die Anbringung derartiger Substratscheiben gewöhnlich benutzten Standardtyp sein kann, und nach der Behandlung sollen die Substratscheibeη in einem entsprechenden Empfängermagazin 3 angebracht werden. In diesen Magazinen, die zwecks Entnahme und Einführung von Substratscheiben auf ihrer einen Seite offen sind, sind die Substratscheiben in separaten, durch Abstandsschienen voneinander getrennten Nuten angebracht, so dass sie in geeigneten Abständen voneinander gehalten werden.

Nach der bisher benutzten Technologie ist man beim Überführen von Substratscheiben vom Abgabemagazin 2 zur Prozessstation 1 darauf angewiesen gewesen, die Scheiben mit Hilfe einer Pinzette oder Zange aus dem Magazin zu entnehmen und sie auf einer beweglichen Unterstützungsflache in der Form eines Schlittens oder eines Förderbandes anzubringen, wie in Fig. 1 dargestellt und mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet« ist. Die sehr empfindlichen Scheiben werden hierbei einer mechanischen Hantierung unterzogen, die eine erhebliche Gefahr birgt, dass die Scheiben beschädigt werden, und deshalb

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sind mit dieser bisher benutzten Technologie auch verhältnismässighohe ProduktionsVerluste verbunden gewesen.

Durch die Anwendung eines Verfahrens und eines Werkzeugs wie den in der eingangs erwähnten Patentanmeldung der Anmelderin beschriebenen wird ein berührungsloses Aufnehmen und Transportieren der Substratscheiben ermöglicht, so dass die Gefahr einer mechanischen Beschädigung beseitigt oder wesentlich gemindert wird, aber das Überführen der Scheiben vom Magazin 2 zur Prozessstation 1 erfordert ständig einen zeitraubenden manuellen Arbeitsgang.

Fei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Anlage kann das Überführen von Substratscheiben vom Abgabemagazin 2 auf das an sich bekannte Förderband, mit dessen Hilfe die Substratscheiben, die mit 5 bezeichnet sind, in die Prozessstation 1 hineingeführt werden, und nach der Behandlung in der Station 1 die weitere Überführung vom Band 4-ZUiTi Empfänger magazin 3 automatisch und ohne manuellen Arbeits operationen durch Ausnutzung des aus der Physik wohlbekannten Bernoulli sehen Prinzips in Transportschienensektionen 6 bzw. 7 erfolgen, die jeweils mit einer im wesentlichen planen Tragplatte mit als Führungen für die SubstratScheibenbewegung dienenden, seitlichen Anschlägen ausgebildet sind, wobei im Inneren jeder Schienensektion ein für den Anschluss an eine Luftoder Gasblasvorrichtung eingerichteter Kanal vorgesehen ist, mit dem eine Anzahl schräggestellter, in der gewünschten Trans portrichtung orientierter Düsen in Verbindung steht, die bei jeder Schienensektion in der Tragplatte, und zwar im wesentlichen längs der in der Transportrichtung verlaufenden Symmetrielinie derselben, münden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist jede der Schienensektionen 6 und 7 in Übereinstimmung mit der Erfindung auf einem Stück von ihrem einen Ende ohne seitliche Anschläge ausgebildet, so dass sie sich bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe in das Abgabemagazin 2 bzw. in das Empfängermagazin 3 "' einführen lässt.

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Die genauere Ausgestaltung von in einer erfindungsgemässen Transportanlage anzuwendenden Schienensektionen geht aus der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsformen solcher Schienensektionen hervor.

Im Längsschnitt in Fig. 2 ist wiedergegeben, wie Subs trat scheiben 5 in einer Anzahl separater, durch Abstandsschienen ß voneinander getrennter Nuten 9 im Abgabemagazin 2 untergebracht sind. Tm Inneren der Schienensektion 6 ist ein in Längsrichtung verlaufender Kanal 11 ausgebildet, der auf rein sohematisch dargestellte Weise zur Oberfläche der Schienensektion herausgeführt und über ein Ventilelement 13 an eine Luft- oder Gasblasvorrichtung 12 angeschlossen ist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist es die Unterseite 14 der Schienensektion 6, die die tragplatte für die zu transportierenden Substpatscheiben bildet. Zwecks Führung der Bewegung der Substratscheiben wird die Tragplatte 14 an ihren Seiten durch Anschläge in der Form von in Längsrichtung verlaufenden, von der Unterseite der Schienensektion 6 nach unten ragenden Vorsprüngen 15 begrenzt, so wie es auch aus der Unteransicht in Fig. 4 ersichtlich ist.

Zwecks Hervorbringung der zum Bewegen der Substratscheiben längs einer Transportschiene in Übereinstimmung mit dem Bernoullischen Prinzip erforderlichen, richtungsbestimmten Luftoder Gasströme ist an den Kanal 11 eine Anzahl schräggesteliter Düsen 16-21 angeschlossen, die alle in der gewünschten Trahsportrichtung orientiert sind, in diesem Fall in der vom Abgabemagazin 2 abgekehrten Richtung, und in der Tragplatte, und zwar längs der in der Transportrichtung verlaufenden Symmetrielinie derselben, münden, so wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Damit sie in das Abgabemagazin 2 eingeführt werden kann, hat die Schienensektion 6 am einen Ende eine Einführzunge 22, die nicht mit seitlichen Anschlägen versehen ist und eine Breite hat, die etwas kleiner als der in Querrichtung gemessene Abstand zwischen zwei sich gegenüberliegenden Abstandsschieneη Ö im Magazin 2 ist. Am Übergang zwischen der Einführzunge 22 und

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der übrigen Länge der Schienensektion 6 wird hierdurch eine Schulterpartie 22» gebildet, die sich gegen die Vorderkanten sich gegenüberliegender Abstandsschienen Ö im Magazin legt und dadurch die Einführtiefe der Zunge in das Magazin 2 begrenzt.

Wie aus dem Längsschnitt in Fig. 2 ersichtlich ist, haben die Düsen 16-21 zwischen dem Kanal 11 und der Tragplatte 14 nicht alle dieselbe Neigung, sondern die Achsen der Düsen bilden mit einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte 14 verschiedene Winkel. Dies beruht auf einer Erkenntnis des Umstandes, dass an verschiedenen Stellen der Schienensektion verschiedene Anforderungen an den Einfluss gestellt werden, den die durch die Düsen ausgeblasenen Luft- oder Gasströme auf die Substratscheiben 5 haben, und dass dieser Einfluss in erster Linie vom Neigungswinkel der Düsen abhängig ist.

Genauer gesagt, verhält es sich so, dass die eine Bewegung in der gewünschten Transportrichtung bewirkende Beeinflussung desto stärker wird, je grosser der Winkel zwischen der Düsenachse und einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte ist, aber in gewissem Umfang auf Kosten der Fähigkeit, eine Substratscheibe an die Tragplatte anzuziehen. Tn der als Beispiel gezeigten ^r Ausführungsform in Fig. 1-4 bilden deshalb auf dem mittleren Teil der Schiene, wo lediglich ein Transport in einer vorgeschriebenen Richtung erwünscht ist, die Achsen der Düsen 17-20 einen relativ grossen Winkel mit einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte, z.B. von 45°, da die Substratscheiben 5 auf diesem Teil der Schienensektion bereits auf das unmittelbar unter der Tragplatte 14 befindliche Niveau, auf dem die Bewegung vor sich geht, hochgezogen sind.

An den Enden der Schienensektion 6 verhält es sich jedoch anders. Beispielsweise soll an dem in das Magazin 2 eingeführten Ende der Schienensektion sichergestellt werden, dass der durch die erste Düse 16 ausgeblasene Luft- oder Gasstrom, wenn sich die unmittelbar darunter befindliche Substratscheibe 5 an der Mündung dieser Düse vorbeibewegt hat, nicht so.auf die nächstfol-

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gende, tieferliegende Substratscheibe 5 einwirkt, dass diese sich aus dem Magazin 2 hinausbewegt. Um dies zu gewährleisten, liegt erstens nur die Mündung der Düse 16 über der Substratscheibe 5 im Magazin 2, und zweitens bildet die Achse dieser Düse einen solchen Winkel mit einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte 14, dass nur die nächste, in der sich unmittelbar unter der Tragplatte 14 befindlichen Nut 9 angebrachte Substratscheibe von dem durch die Düse 16 ausgeblasenen Luft- oder Gasstrom getroffen wird, dass der Luft- Oder Gasstrom eine Anziehung der Substratscheibe an die Tragplatte bewirkt. Untersuchungen haben erwiesen, dass eine solche Anziehung erfolgt, wenn nur der Luft- oder Gasstrom die Substratscheibe in einem Bereich auf die Substratscheibe trifft, der sich bei gewöhnlich benutzten Substratscheibendurchmessern, z.B. 76 mm, ein ganz kurzes Stück, z.B. 3-4 mm, von. der Kante der Scheibe an der Vorderseite des Magazins 2 erstreckt. Die Düse 16 muss deshalb so angeordnet sein und einen solchen Neigungswinkel haben, dass der von der Düse 16 kommende Luftstrom vorzugsweise an der Vorderkante der genannten, tieferliegenden Substratscheibe 5 vorbeigeht oder die Scheibe in einem Abstand von ihrer Kante trifft, der höchstens ca. 2 mm beträgt.

Auf der anderen Seite wird auch verlangt, dass eine Substratscheibe 5, so lange sich ein Teil derselben noch in einer der Nuten 9 3m Magazin 2 befindet, im wesentlichen planparallel mit der Symmetrieebene dieser Nut gehalten wird, also während ihrer Entnahme aus dem Magazin 2 nach Möglichkeit keine Kippbewegung erfährt, damit sie nicht beschädigt wird. Hierzu ist ein etwas kleinerer Winkel zwischen der Düsenachse und einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte erforderlich, z'.B. ein Winkel von 20 , so dass die Düse 16, um der erstgenannten Forderung genügen zu können, in einem so grossen Abstand von dem in das Magazin 2 eingeführten Ende der Schienensektion 6 liegen muss, dass sich ihre Mündung in verhältnismässig kleinem Abstand -von der Vorderkante der unmittelbar unter ihr befindlichen Substratscheibe 5 über dieser Scheibe befindet.

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Auch am entgegengesetzten Ende der Schienensektion 6, wo die Substratscheiben 5 auf dem in Fig. 1 gezeigten Förderband 4 angebracht werden sollen, das zu diesem Zweck mit zu den Scheiben 5 passenden Rezessen 23 ausgebildet sein kann, liegen spezielle Verhältnisse vor, und zwar muss hier vermieden werden, dass die Substratscheiben eine zu hohe Bewegungsgeschwindigkeit haben, so dass sie beim Anstossen gegen einen Anschlag 24, der zusammen mit den seitlichen Anschlägen 15 die Tragplatte 14 der Schienensektion 6 abgrenzt, nicht beschädigt werden. . Auch für die Düse 21 sollte deshalb ein kleinerer Winkel zwischen der Düsenachse und einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte gewählt werden, z.B. ein Winkel von 20°, wodurch gleichzeitig erreicht wird, dass die Substratscheibe 5, bevor sie auf das Förderband 4 gelegt wird, im wesentlichen planparallel mit diesem gehalten wird. F,in grösserer Düsenwinkel, z.B. ein Winkel von 45°, würde dagegen eine Neigung des in der Transportrichtung vorderen Endes einer Substratscheibe in bezug auf die Tragplatte bewirken, so wie es in Fig. 2 an Hand einer in Bewegung befindlichen Substratscheibe 5 unter den Düsen 19 und 20 veranschaulicht ist.

Bezüglich der Abstände zwischen den Düsen 16-21 wird in erster Linie gefordert, dass sie kleiner als das kleinste Quermass der Scheiben sind, damit sichergestellt wird, dass die transportierten Substratscheiben unter der Tragplatte 14 festgehalten werden. Auf der anderen Seite dilrfen die Abstände nicht zu klein sein, da die Bewegung·sgeschwindigkeit dann zu gross würde. Es hat sich erwiesen, dass die Abstände zwischen den Düsen zwischen 1+0% und 90$ des kleinsten Quermasses der transportierten Substratscheibeη sein sollten und passend z*B. 75%> dieses Masses sein können.

In Fig. 3 ist ein Längsschnitt der Schienen Sektion 7 in der Anlage nach Fig. 1 gezeigt, mitderen Hilfe Substratscheiben 5 vom Förderband 4 zum Empfängermagazin 3 überführt werden, in dem Substratscheiben 5 in gleicher Weise wie im Abgabemagazin 2 in separaten, durch Abstandsschienen 26 voneinander getrennten"' Nuten 25 angebracht sind« Die Schienensektion 7 enthält genau

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wie die Schienensektion 6 in ihrem Inneren einen in Längsrichtung verlaufenden Kanal 28, der über ein Ventilelement 30 an eine Luft- oder Gasblasvorrichtung 31 angeschlossen ist, und die Unterseite der Schienensektion 7 bildet eine Tragplatte 32, die durch als Fuhrungen dienende, seitliche Anschläge 33 und einen stirnseitigen Anschlag 34 abgegrenzt wird. Das zum Einführen in ein Empfängerma gazin 3 bestimmte Ende der Schienenaektion 7 ist, wie aus Fig. 4 hervorgeht, in derselben Weise ausgebildet wie das zum Einführen in das Abgabemagazin 2 bestimmte Ende der Schienensekt.ion 6. Mit dem Kanal 2Ö ist eine Anzahl schräggestellter Düsen 35-41 verbunden, die bei dieser Schienensektion jedoch in Richtung des Empfängermagazins 3 orientiert sind. Für die Düsen 36-39, die im mittleren Teil der Schienensektion 7 liegen, wo die Substratscheiben lediglich in Richtung des Empfängermagazins 3 transportiert werden sollen, kann derselbe Düsenwinkel gewählt werden wie für die entsprechenden Düsen in der Schienensektion 6, also z.B. 45°· Aber auch an den Enden der Schienensektion 7 machen sich wieder spezielle Verhältnisse geltend, die an diesen Stellen die Anwendung eines kleineren Winkels zwischen der Düsenachse und einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte als bein mittleren Teil der Schienensektion erforderlich machen.

Beispielsweise soll durch die Düse 35 in dem über dem Förderband 4 befindlichen Ende der Schienensektion 7 ein Luft- oder Gasstrom ausgeblasen werden, der die auf dem Förderband 4 Tippende Substratscheibe 5 mit Sicherheit unter die Tragplatte 32 hochziehen kann, was einen verhältnismässig kleinen Winkel zwischen der Düsenachse und einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte voraussetzt, z.B. einen Winkel von 10°. Ausserdem sollte, um zu vermeiden, dass eine Substratscheibe 5 beim. Einführen in eine Nut im Empfängermagazin 3 beschädigt wird, am anderen Ende der SchienenSektion 7 eine geeignet niedrige Bewegungsgeschwindigkeit eingehalten werden. Ferner sollte die Substratscheibe im wesentlichen planparallel mit der Tragplatte 32 und damit mit der Symmetrieebene für die Nut im Magazin 3 gehalten werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wurde

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deshalb für die beiden äusseren Düsen 40 und 41 am betreffenden Ende der Schienensektion 7 jeweils ein Winkel zwischen der Düsenachse und einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte von nur 5 gewählt, und um zu sichern, dass die Substratscheiben in korrektem Abstand von der Tragplatte 32 gehalten werden, wurde der Abstand zwischen den Mündungen dieser beiden Düsen etwas kleiner gewählt als die Abstände zwischen den Düsen im übrigen Teil der Schiene. Der Abstand zwischen den Mündungen der Düsen 40 und 41 kann passend zwischen 65$ und &O% des klein sten Quermasses der Substratscheiben betragen, z.B. 70%, während die Abstände zwischen den Mündungen der Düsen im übrigen Teil der Schienensektion 7 genau wie bei der SchienenSektion z.B. 75*f des genannten kleinsten Quermasses betragen können.

Die in den Fig. 1-4 veranschaulichte Ausführungsform stellt nur ein Beispiel für den Aufbau einer Anlage zum automatischen Transportieren von für die Herstellung von Halbleitern anztnvendenden Substrats ehe ibe η mit Hilfe von in Übereinstimmung mit. der Erfindung ausgebildeten Transportschienensektionen dar. Es steht dem nichts im Wege, dass die Substratscheiben zwischen einem Abgabemagazin und einem Empfängermagazin mehrere Prozessstationen durchlaufen können, indem für den Transport zwischen solchen Prozessstationen oder diesen zugeordneten Förderbändern Transportschienensektionen an sich ein und derselben Ausgstaltung Anwendung Tinden, bei denen das eine Ende der Schienensektion nur nicht zum Einführen in ein Magazin eingerichtet zu sein braucht, weil dann lediglich von einem Überführen von Substratscheiben von einer planen Unterstützungsfläche zu einer anderen planen Unterstützungsfläche die Pede ist. Obwohl es meistens von Vorteil ist, Transportschienensektionen mit nach unten gekehrter Tragplatte zu benutzen, so wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, um gerade die durch die Anwendung des Bernoulli sehen Prinzips bezweckte Wirkung zu erzielen, dass die empfindliche Seite einer Substratscheibe, die für die Behandlung in einer Prozessstation zugänglich sein soll, dem Transportmittel zugekehrt ist, so dass die Scheibe ohne weiteres derartig auf einer planen Unterstützungsfläche

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angebracht werden kann, dass die empfindliche Seite nach oben gekehrt ist, steht dem prinzipiell nichts im Wege, Schienen-Sektionen in Übereinstimmung mit der Erfindung mit nach oben gekehrter Tragplatte auszubilden. Von einer derartigen Ausr' führung kann z.B. die Rede sein, falls eine Substratscheibe von dem Ende einer Schienensektion, das bei der Ausführungsform nach Fig. 1-4 über dem Förderband 4 angeordnet ist, zum entsprechenden Ende einer anderen, in Obereinstimmung mit der Erfindung ausgebildeten Schienen Sektion überführt werden soll. Ebenso braucht die Tragplatte der Schienensektionen auch nicht waagerecht zu verlaufen, sondern sie kann, falls erwünscht, sogar fast lotrecht verlaufen.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Längsschnitt und eine Unteransicht einer Ausführungsf orm einer erfindungsgemässen Transportanlage gezeigt, bei der zwei SchienenSektionen von an sich der gleichen Art wie die Schienensektionen 6 und 7 in Fig. 2 und 3 Teilstrecken einer ungebrochenen Schiene 42 zwischen einem Abgabemagazin 2* und einem Empfängermagazin 3* bilden. Für jede Teilstrecke ist im Inneren der Schiene 42 ein separater Kanal 43 bzw. 44 ausgebildet, der über ein Ventilelement 45 bzw. 46 an eine Luft- oder Gasblasvorrichtung 47 bzw. 46 angeschlossen ist, welcher Kanal für alle Düsen eines zur betreffenden Teilstrecke gehörenden Düsensatzes gemeinsam ist. Auch bei dieser Ausführungsform hat die Schiene 42 eine nach unten gekehrte, durch seitliche Anschläge 50 begrenzte Tragplatte 49· Der Düsensatz für die erste, zu dem dem Abgabemagazin 2» zugeordneten Ende der Schiene 42 gehörende Teilstrecke umfasst Düsen 51-54» während der zu dem dem Empfängermagazin 3* zugeordneten Ende der Schiene 42 gehörende Düsensatz Düsen 55-59 umfasst. Für die Anordnung dieser Düsen in der Schiene 42, ihre Abstände voneinander sowie ihre Neigungswinkel gilt ebenfalls das bereits im Zusammenhang mit den Schienensektionen 6 und 7 in den Fig. und 3 Angeführte. Damit die beiden Düsensätze unabhängig vorfeinander bedient werden können, sind die Kanäle 43 und 44 am Obergang zwischen den beiden Teilstrecken, wo sich die Substratscheiben 5 in ihrer Bewegung vom Magazin 2» zum Magazin

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3^! stoppen lassen sollen, so aneinander vorbeigeführt, wie es aus Fig. 6 klar ersichtlich ist, und die Schiene 42 ist mit Elementen 60 versehen, die Anschläge für eine Substratscheibe 5 in der gewünschten Position in der Mitte der Schiene 42 bilden. Bei der in den Fig. 5 und 6 wiedergegebenen Ausführungsform sind diese Anschläge als nachgiebige Zapfen ausgebildet, die durch Bohrungen in der Schiene 42 hindurchgeführt und in vom Eingriff in die Bewegungsbahn der Substratscheiben 5 abgekehrter Richtung vorgespannt sind, z.B. mit Hilfe von Federn. Durch eine geeignete, nicht näher gezeigte Aktivierung, z.B. pneumatisch, können die Zapfen 60 so niedergedrückt werden, dass sie die Bewegung einer vom Abgabemagazin 2* kommenden, längs der Tragplatte 49 transportierten Substratscheibe stoppen. Wenn die Substratscheibe dann zum Empfängermagazin 3¹ weitertransportiert werden soll, werden die Zapfen 60 entaktiviert und geben dadurch die Bahn für den Weitertransport der Substratscheibe längs der Tragplatte 49 frei.

Eine Ausführungsform wie die in den Fig. 5 und 6 gezeigte ist insbesondere für Transportanlagen geeignet, bei denen als Unterstützungsfläche im Anschluss an eineProzessstation ein beweglicher Wagen oder Schlitten benutzt wird, auf'dem eine vom Abgabemagazin 2* kommende Substratscheibe 5 nach ihrem Transport längs der ersten Teilstrecke der Schiene 42 abgelegt wird, wonach der Wagen oder der Schlitten in die Prozessstation hineingeführt wird und anschliessend zu einer Position unter der Schiene 42 zurückkehrt, von der aus sich die Substratscheibe 5 längs der Tragplatte 49 der Schiene weiter zum Empfängermagazin 3^f transportieren lässt.

Schliesslich ist in Fig. 7 in der Unteransicht eine alternative Ausführung einer Transportanlage mit einer aus zwei erfindungsgemässen Schienensektionen aufgebauten, ungebrochenen Schiene, die hier mit der Bezugsziffer 61 bezeichnet ist. Die Teilstrecken oder Schienensektionen 62 und 63 der Schiene 61 bilden hier einen solchen Winkel miteinander, dass ein die Bewegung einer vom Abgabemagazin 2» transportierten Substrat- ·" scheibe 5 stoppender Anschlag von den als Führungen dienenden,

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auf der Aussenseite befindlichen, seitlichen Anschlägen 64 der Schiene am Übergang zwischen den Teilstrecken 62 und 63, d.h. im Scheitelpunkt des Winkels zwischen den beiden Schienensektionen, gebildet werden kann. Um die Gefahr einer Beschädigung der Substratscheibe zu mindern, können an dieser Stelle die der Tragplatte 65 zugekehrten Seiten der Anschläge 64 mit einer Schicht 66 aus einem geeigneten, nachgiebigen Material versehen sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 gehören genau wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6 separate Kanäle 67 und 6Ö mit zugehörigen Düsensätzen 69-75 bzw. 76-O3 zu jeder der beiden Teilstrecken 62 und 63. Für die Anordnung der Düsen, die Abstände ihrer Mündungen voneinander und die Düsenwinkel in diesen Düsensätzen gilt hauptsächlich dasselbe wie für die Düsen der bereits beschriebenen Ausführungsformen, und genaHwie bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 können die beiden Düsensätze von in Fig. 7 nicht eingezeichneten Luft- und Gasblasvorrichtungen dadurch unabhängig voneinander aktiviert werden, dass der Kanal 67 am Übergang zwischen den Teilstrecken 62 und 63 um das Ende des Kanals 6Ö herumgeführt ist. Hierdurch kann die im Übergang zwischen den beiden Teilstrecken befindliche Düse 75 in dem zum Kanal 67 gehörenden Düsensatz zu einem sicheren Festhalten einer Substratscheibe 5 gegen den vom seitlichen Anschlag 61+ gebildeten Stirnanschlag ausgenutzt werden. Für diese Düse ist der Winkel der Düsenachse mit einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte vorzugsweise so zu wählen, dass er dem Winkel für die Düse 55 in den Fig. 5 und 6 entspricht, z.B. 10°.

Aus dem Voranstehenden ist ersichtlich, dass die veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele für in Übereinstimmung mit der Erfindung ausgebildete'Transportanlagen darstellen. Innerhalb des Rahmens der Erfindung besteht bezüglich des Aufbaus derartiger Anlagen sehr grosse Flexibilität, und hierdurch wird die Möglichkeit für eine Rationalisation und Yerbilligung der Herstellung von Halbleitern geschaffen,

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indem sich die Aktivierung der Luft- und Gasblasvorrichtungen, die zum Ingangsetzen des Transports längs einer Schienensektion dienen, ohne Schwierigkeiten nach bekannten Prinzipien automatisieren lassen. Als besonderer Vorteil kann in einer erfindungsgemässen Transportanlage auf an sich bekannte Weise mit inaktivem Gas gearbeitet werden, so dass die Oberfläche der Substratscheiben während des Transports vor chemischen Angriffen, z.B. Oxydation, geschützt wird.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ( 1. JAnlage zum berührungslos en Transportieren gleichartiger, scheibenförmiger Objekte, insbesondere bei der Herstellung von Halbleitern anzuwendender Substratscheiben, unter Ausnutzung des Bernoullischen Prinzips, welche Anlage wenigstens eine sich in einer gewünschten Transportrichtung erstreckende Schienensektion umfasst, die eine im wesentlichen plane Tragplatte mit als Führung für die zu transportierenden Objekte dienenden, seitlichen Anschlägen hat und wobei im Inneren der Schienensektion ein für den Anschluss an eine Luft- oder Gasblas vor richtung eingerichteter Kanal ausgebildet ist, mit dem eine Anzahl schräggestellter, in der gewünschten Transportrichtung orientierter Düsen in Verbindung steht, die in der Tragplatte, und zwar im wesentlichen längs der in der Transportrichtung verlaufenden Symmetrielinie derselben, münden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schienensektion auf einem Stück von ihrem Ende ohne seitliche Anschläge ausgebildet ist, so dass sie sich bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe in ein auf der einen Seite offenes Magazin mit separaten Objektnuten einführen lässt.

   2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Schienensektion zum Entnehmen von Objekten aus einem Magazin Düsen hat, deren Achsen in Richtung des entgegengesetzten Endes der Schienensektion orientiert sind, und dass die Abstände zwischen den Mündungen dieser Düsen in der Tragplatte und der Abstand zwischen dem in das Magazin eingeführten Ende der Sektion und der Mündung der am nächsten befindlichen Düse derart bemessen sind, dass sich bei in das Magazin eingeführter Schienensektion nur die Mündung einer der Düsen über den im Magazin angebrachten Objekten befindet.

   3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der genannten einen Düse mit einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte einen solchen Winkel bildet, dass nur das der Tragplatte am nächsten befindliche Objekt im Magazin bei Anbringung

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   einer Schienensektion mit der Tragplatte in einem vorgeschriebenen Abstand von diesem Objekt von dem durch die Düse ausgeblasenen Luft- oder Gasstrom in einem Bereich getroffen wird, der in einem vorgeschriebenen Minimumabstand von der der offenen Seite des Magazins zugekehrten Kante des Objekts liegt.

   k· Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Schienensektion zum Einführen von Objekten in ein Magazin Düsen hat, deren Achsen in Richtung des betreffenden einen Endes der Sektion orientiert sind.

   5. Anlage nach Anspruch l+_t dadurch gekennzeichnet, dass die Achse wenigstens der dem genannten Ende am nächsten befindliche Düse mit einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte einen Winkel von wenigstens 5° und höchstens 15° bildet und dass der Abstand zwie sehen der Mündung dieser Düse und der Mündung der, vom Schienenende aus gerechnet, nächsten Düse wer stens 65$ und höchstens $0% des Quermasses derjenigen Objekte entspricht, die transportiert werden sollen.

   6. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Schienensektionen, die am einen Ende zum Entnehmen von Objekten aus einem Abgabemagazin bz.w. zum Einführen von ubjekten in ein Empfä'ngermagazin ausgebildet sind, wobei die Unterseiten der Schienensektionen Objekttragplatten bilden und die beiden Sektionen an ihren von den Magazinen abgekehrten Enden zum Abgeben bzw. Aufnehmen von transportierten Objekten auf eine bzw. von einer nach oben gekehrten Unterstützungsfläche ausgebildet sind.

   7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Schienensektionen Teilstrecken einer ungebrochenen Schiene mit separaten Düsensätzen für jede Teilstrecke bilden, welche Düsensätze an je einem für"311e Düsen ein und desselben Satzes gemeinsamen Kanal im Inneren der Schienen angeschlossen sind, wobei im Anschluss an die Unterstützungsfläche am Obergang zwischen den Teilstrecken von der Tragplatte vorspringende Anschlagelemente zum Anhalten der Objektbewegung in Richtung vom Abgabe- zum Empfängermagazin vorgesehen sind.

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   £. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Schiene zwischen dem Abgabe- und dem Empfängermagazin im wesentlichen geradlinig verläuft und dass die Anschlagelemente so ausgebildet sind, dass sie sich aus der Bewegungsbahn der Oberfläche der Objekte herausziehen lassen, wobei die den separaten Düsensätzen zugeordneten Kanäle am Übergang zwischen den Teilstrekken umeinander herumgeführt sind.

   9· Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstrecken einen solchen Winkel miteinander bilden, dass die auf der Aussenseite befindlichen, seitlichen Anschläge der Schiene am Übergang zwischen den Teilstrecken als die genannten Anschlacelemente dienen können, und dass am genannten Übergang eine Düse mündet, deren Achse in Richtung der von den genannten seitlichen Anschlägen gebildeten Anschlagelemente orientiert ist und die mit dem Kanal in der in das Abgabemagazin eingeführten Schienensektion verbunden ist, welcher Kanal am Übergang zwischen den Teilstrecken um den Kanal in der in das Empfängermagazin eingeführten Schienensektion herumgeführt ist.

   10. Anlage nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass bei einer in ein Abgabemagazin eingeführten Schienensektion der Winkel zwischen der Düsenachse und einer Senkrechten zur Ebene der Trapplatte wenigstens für die dem entgegengesetzten Ende der Sektion an der Unterstütz-ungsfläche am nächsten liegenden Düse wenigstens 5° und höchstens 25° beträgt.

   11. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer in ein Empfängermagazin eingeführten Schienensektion der Winkel zwischen der Düsenachse und einer Senkrechten zur Ebene der Tragplatte wenigstens für die dem entgegengesetzten Ende an der Unterstützungsfläche am nächsten liegenden Düse wenigstens 5° und höchstens 15° beträgt*

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