WO2005086207A1 - Übergabeeinrichtung in handhabungs- und/oder bearbeitungszentren - Google Patents

Abstract

Eine Übergabeeinrichtung für Substrate wird mit mehreren, ins­besondere zwei Übergabekammern ausgebildet, die etagenartig ü­bereinander im Körper eines Schiebers angeordnet und über ge­häuseseitige Beschickungsöffnungen zugänglich sind und durch Verstellung des Schiebers gegenüber dem Gehäuse angefahren wer­den.

Description

Übergabeeinrichtung in Handhabungs- und/oder Bearbeitungszentren

Die Erfindung betrifft eine Übergabeeinrichtung in Handhabungsund/oder Bearbeitungszentren für Substrate, insbesondere von in Clusterbauweise aufgebauten Handhabungs- und/oder Bearbeitungszentren von Reinraumsystemen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Übergabeeinrichtungen der vorgenannten Art sind aus der DE 100 38 168 C2 bekannt und werden in dieser bekannten Ausgestaltung durch zwei Speichermodule gebildet, welche jeweils als Verbindungsglied zwischen einer Förderstation und einem Speicherkarussell angeordnet sind, wobei über an die Förderstation anzudockende Transportboxen Substrate in Form von Wafern angeliefert werden, die im Weiteren über die Speichermodule, das Speicherkarussell und mit diesem verbundene weitere Stationen das unter Nutzung der Übergabeeinrichtung aufgebaute Handhabungsund Bearbeitungszentrum durchlaufen. Die die Übergabeeinrichtung bildenden Speichermodule liegen mit ihren Übergabekammern atmosphärisch trennend zwischen der Förderstation und dem nach- geordneteή Speicherkarussell, wobei im Regelfall in Richtung auf das Speicherkarussell mit den diesem nachgeordneten Bearbeitungsstationen ein Druckgefälle herrscht, ausgehend von der Förderstation, die unter atmosphärischen Bedingungen oder bei geringem Unterdruck arbeitet bis hin zu Arbeitsstationen, für die unter Umständen Reinstraumbedingungen gefordert sind. Den Speichermodulen sind dementsprechend bezüglich ihrer zugangs- und abgangsseitigen Beschickungsöffnungen Schleusen zugeordnet, um eine entsprechende Abschottung zu erreichen, sowie auch durch entsprechende Druckanpassung in den abgeschotteten Übergabekammern bei Freigabe der auf das Speicherkarussell ausmündenden Beschickungsöffnungen Beeinträchtigungen der für das Speicherkarussell geforderten Reinraumatmosphäre möglichst zu vermeiden. Dies bedeutet, dass die Übergabekammern vor Öffnung gegen das Speicherkarussell stets in Anpassung an das dort gegebene Unterdruckniveau evakuiert werden müssen, was mit einem entsprechenden Zeit- und Energieaufwand verbunden ist, ungeachtet dessen, dass den Speichermodulen auch Mehrfachablagen für Substrate zugeordnet sind, so dass mit der bekannten Konstruktion eine zwar vorteilhafte und in der Praxis bewährte Lösung angeboten wird, für die aber insbesondere hinsichtlich des Raum- und Energiebedarfes und der Kosten noch weitere Verbesserungen möglich sind.

Eine Übergabeeinrichtung zwischen zwei auf unterschiedlichem Reinraumniveau arbeitenden Reinräumen ist auch aus der DE 199 05 882 CI bekannt. Die Reinräume sind raumsparend aufeinander folgenden Geschossen eines Gebäudes zugeordnet, die über die Übergabeeinrichtung verbunden sind. Die Übergabeeinrichtung um- fasst einen in einem Schacht verlaufenden Senkrechtförderer. Der Schacht ist gegen den unteren Reinraum offen, in dem ein höheres Reinraumniveau gegeben ist. Im Bereich des unteren Reinraumes und des oberen Reinraumes ist der Senkrechtförderer mit zwischen den Reinräumen umzusetzenden Behältern zu beschicken. Die Beschickung im Bereich des oberen Reinraumes erfolgt auf eine Schleusenkammer, die innerhalb des Schachtes durch eine untere und eine obere Schleusentür abgegrenzt ist. Zum Be- schicken der Schleusenkammer aus dem oberen Reinraum wird die obere Schleusentür geöffnet. Aus der beschickten Schleusenkammer wird der umzusetzende Behälter nach. Schließen der oberen Schleusentür und Öffnen der unteren Scb-leusentür zur Übergabe auf den unteren Reinraum nach unten verfahren. Da die Schleusentüren wechselseitig geöffnet und geschlossen werden, ist die über den Schacht führende Verbindung zwischen unterem und oberem Reinraum immer geschlossen und das zwischen den Reinräumen über die Übergabeeinrichtung beim Transport der Behälter übertretende atmosphärische Volumen auf das Volumen der Schleusenkammer beschränkt.

Weiter betrifft die DE 43 32 657 C2 die Anlieferung von flächigen Substraten in hermetisch abgeschlossenen Transportboxen und die Übergabe der Substrate aus den Transportboxen auf nachfolgende Stationen. Die Transportboxen bestehen aus einer Boxenhaube und einem Boxenboden und es wird die randseitige über den Boxenboden vorstehende Boxenhaube über einen untergreifenden Rahmen vom Boxenboden abgehoben. Der Rahmen ist gegenüber dem unabhängig abgestützten Boxenboden höhenverstellbar und Bestandteil einer über die auf den Rahmen, aufgesetzte Boxenhaube geschlossenen Einhausung, die mit einem, zugehörigen Wandteil ein Schleusentor bildet, das einer Beschickungsöffnung zu einer nachgeordneten Station zugeordnet ist. Mit der Höhenverstellung des Rahmens zum Abheben der Boxenhaube vom Boxenboden wird die Beschickungsöffnung freigegeben, wobei die in der über die Beschickungsöffnung zugeordneten Station herrschende Atmosphäre weitgehend unbeeinträchtigt bleiben kann, wenn die angedockte Transportbox entsprechend konditioniert ist, da über die Einhausung vorgelagert zur Beschickungsöffnung ein atmosphärisch abgegrenzter Raum geschaffen ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Übergabeeinrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich des Raum- und E- nergiebedarfes und sowie der Kosten zu verbessern.

Erreicht wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1, demzufolge die Übergabekammern zu einer Baueinheit zusamengefasst werden, in der die einem Schieber zugeordneten Übergabekammern durch Trennböden des Schiebers gegeneinander abgegrenzt und durch Verlagerung des Schiebers mit jeweils gewünschten Beschickungsöffnungen in Überdeckung gebracht werden können. Damit sind die Grundvoraussetzungen für eine sehir kompakte Übergabeeinrichtung geschaffen, die sich sehr kostengünstig gestalten lässt, unter anderem durch die durch die Verlagerung der Übergabekammern eröffnete Möglichkeit, die Zahl der Beschickungsöffnungen zu reduzieren, und dadurch auch die Anzahl der den Beschickungsöffnungen fallweise zuzuordnenden Schleusen.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich insbesondere als zweckmäßig, den Schieber mit zwei in Verstellrichtung des Schiebers übereinander liegenden Übergabekammern zu versehen, wobei eine Abtrennung dieser Übergabekammern gegeneinander über im Bereich der Trennböden liegende und zwischen diesen und dem Schiebergehäuse wirkende Dichtungen vorgenommen werden kann, wobei die Trennböden die in Verschieberichtung des Schiebers beabstande- ten, also axialen Begrenzungen für die Übergabekammern bilden.

Besonders zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, die Trennböden randnah mit Axialdichtungen zu versehen, denen gehäuse- seitig durch flanschartige, nach radial innen ragende Vorsprünge gebildete Gegenflächen zugeordnet sind, so dass sich ein Aufbau ähnlich einem Doppelsitzventil ergibt, in dessen Ventilkörper Ablagen integriert sind. Zweckmäßig ist es hierzu, die Trennböden über gegenüber dem Gehäuse nach radial innen versetzte Tragabstützungen miteinander zu verbinden, wobei die Tragabstützungen insbesondere mit dem mittleren, die Übercjabekammern gegeneinander abgrenzenden Tragboden einstückig verbunden sein können, so dass sich ein einfacher Schieberaufbau realisieren lässt. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, die Tragabstützungen durch mit Ausschnitten versehene Tragringe zu bilden, wobei über die Ausschnitte bei korrespondierender Überlagerung zu entsprechenden ge?häuseseiti- gen Beschickungsöffnungen die Beschickung der den Übergabekammern zugeordneten Ablagen erfolgen kann. Hierbei kann im Rahmen der Erfindung mit einer Ablage gearbeitet werden, bevorzugt finden aber zwei kassettenartig gestaltete, gegebenenfalls auch mehrere, als Kassette gestaltete Ablagen Verwendung, so dass auch Zwischenspeicherfunktionen wahrgenommen werden können .

In konstruktiver Ausgestaltung sind den Übergäbekammern im Bereich des Schieberweges, also axial versetzt, gehäuseseitig Beschickungsöffnungen in der Weise zugeordnet, dass durrch Verstellung des Schiebers jede der Übergabekammern mit einer der Beschickungsöffnungen, und über diese mit einer durcti eine anschließende Station vorgegebenen Anschlussatmosphäre,, hier als erste und zweite Anschlussatmosphäre bezeichnet, zu verbinden ist. Der Anschluss an die erste bzw. zweite Anschlussatmosphäre erfolgt erfindungsgemäß für eine Übergabekammer bevorzugt jeweils separat in zueinander versetzten Schieberstellungen. Ein erfindungsgemäß gestalteter Schieber kann aber auch genutzt werden, um bei gleicher Schieberstellung eine Übergabekammer wahlweise an die eine oder andere Anschlussatmosphäre anzuschließen.

Im Rahmen der Erfindung können die jeweiligen Beschickungsöffnungen jeweils absperrbar sein, wobei diesbezüglich entsprechende Schleusen vorrgesehen sein können. Eine zweckmäßige und besonders kostengünstige Lösung besteht aber darin, dass bei der zweiten Anschlussatmosphäre zugeordneter zweiter Besc i- ckungsöffnung, und bei bezogen auf die erste Anschlussatmosphäre auf höherem Unterdruckniveau liegender zweiter Anschlussatmosphäre, für diese zweite Beschickungsöffnung auf eine dieser zugeordnete Absperrbarkeit, beispielsweise durch eine Schleuse, verzichtet wird.

Im Hinblick auf die Ausbildung der Übergabeeinrichtung als gekapselte, jeweils lediglich über die Beschickungsöffnungen mit anschließenden Stationen verbundene Einheit erweist sich die Anordnung des Schiebers in einem geschlossenen Gehäuse als zweckmäßig, womit sich durch den Schieber in seiner jeweiligen Endstellung zumindest an seinem bezogen auf die jeweilige Verschieberichtung rückwärtigen Ende jeweils gegen das Gehäuse die Abgrenzung eines Endraumes ergibt. Bezüglich der so bei Verstellung des Schiebers abwechselnd entstehenden Endräume erweist sich im Rahmen der Erfindung eine Bypassverbindung als zweckmäßig, die auf den jeweiligen Endraum einen Anschlussquer- schnitt aufweist, wobei die jeweils in der Überdeckung zu diesem Anschlussquerschnitt liegende Übergabekammer gegen diesen Anschlussquerschnitt offen ist. Dadurch ist in zweckmäßiger Weise die Möglichkeit geschaffen, den jeweiligen vom Schieber freigegebenen Endraum mit einer der Anschlussatmosphären zu verbinden, wobei erfindungsgemäß diese Verbindung zur zweiten, auf niedrigerem Druckniveau liegenden Atmosphäre besteht, so dass auch die Verstellkräfte für den Schieber sowie die Volumina minimiert werden, die in der Übergabeeinrichtung durch Evakuieren jeweils auf das niedrigere Druckniveau der zweiten Anschlussatmosphäre gebracht werden müssen.

In Verbindung damit ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, die den Endräumen jeweils zugeordneten Anschlussquerschnitte über eine Bypassverbindung aneinander anzuschließen, die eine Querverbin- düng zur zweiten Anschlussatmosph.äre aufweist, wobei die Querverbindung zur Bypassverbindung zweckmäßigerweise so gestaltet ist, dass auch jeweils lediglich einer der Anschlussquerschnitte mit der zweiten Anschlussatmosphäre zu verbinden ist.

Bezüglich des Aufbaus einer Übergabeeinrichtung in der vorgeschilderten erfindungsgemäßen Art kann für den Schieber mit einer einfachen Linearverstellung gearbeitet werden, die bevorzugt den Endlagen des Schiebers zugeordnete Totlagen aufweist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 eine Übergabeeinri chtung gemäß der Erfindung in verschiedenen Arbe itsphasen und einer stark schematisierten Sc nittdarsteilung,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus der Darstellung gemäß Fig. 2, wobei ergänzend., und wiederum stark schematisiert, ein gesteue rte Verbindung zu einer Anschlussatmosphäre gezeigt ist,

Fig. 6 bis 9 verschiedene Stellungsbilder des in Fig. 5 in der Verbindung der Bypassverbindung zur Anschlussatmosphäre liegenden Steuerelementes, und zwar, in der Reihenfolge der Aufzählung, in in den Arbeitsphasen gemäß Fig. 1 bis 4 entsprechender Schaltstel lung,

Fig. 10 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung mit abweichender Ausge staltung der Verbindung zur Anaschlussatmosphäre, und Fig. 11 ein weiteres Stellungslbild für das in der Bypassverbindung in Fig. 10 vorgesehene Steuerelement .

Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Arbeitsphasen einer Übergabeeinrichtung 1, wie sie in Handhabungs- und Bearbeitungszentren für Substrate, insbesondere von in Cl^~usterbauweise aufgebauten Handhabungs- und/oder Bearbeitungszentren von Reinraumsystemen, einzusetzen ist, wobei ein solches System ausschnittsweise in der DE 100 38 168 C2 veranschaulicht ist, und zwar mit einer Übergabeeinrichtung, die durch zwei e igenständige und räumlich getrennte Speichermodule mit Übergabe kammern gebildet ist, die gemeinsam in der Verbindung zweier an schließender Stationen liegen.

Eine in entsprechender Weise zwischen zumindest zwei anzuschließenden Stationen liegende Übergabeeinrichtung 1 ist in den Fig. 1 bis 4 gezeigt, und zwar in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung, in der Übergabekammern 2 und 3 vorgesehen sind, die zu einer Baueinheit zusammengefas st Bestandteile eines Schiebers 4 bilden, der axial verschi eblich in einem Gehäuse 5 angeordnet ist, wobei die Übergabeeinrichtung 1 mit ihren Beschickungsöffnungen 7 bis 9 unterschi edlichen Anschlussatmosphären 10 und 11 zugeordnet sein kan:n.

Die Anschlussatmosphären 10 und 11 sind durch die jeweils mit den Beschickungsöffnungen 7, 8 sowie 9 verbundenen, hier nicht dargestellten Stationen vorgegeben, wobei bezogen auf das Ausführungsbeispiel die Beschickungsöffnungen 7 und 8 als erste Beschickungsöffnungen einer ersten Anschlussatmosphäre 10 und die Beschickungsöffnung 9 als zweite IBeschickungsöffnung einer zweiten Anschlussatmosphäre 2 zugeordnet sind. Weiter geht das dargestellte erfindungsgemäße Ausführταngsbeispiel davon aus, dass die zweite Anschlussatmosphäre 11 höheren Reinraumbedin- gungen als die erste Anschlussatmosphäre 10 genügt, die erste Anschlussatmosphäre 10 also beispielsweise analog zu den Darstellungen in der DE 100 38 168 C2 den atmosphärischen Bedingungen einer Förderstation entspricht, und die zweite Anschlussatmosphäre 11 den atmosphärischen Reinraumbedingungen eines Speicherkarussells, über das unter verschärften Reinraumbedingungen arbeitende, angedockte Arbeitsstationen zu beschicken sind. Mit anderen Worten ist der Evakuierungsgrad bezüglich der zweiten Anschlussatmosphäre 11 höher als bezüglich der ersten Anschlussatmosphäre 10, der die ersten Beschickungsöffnungen 7 und 8 zugeordnet sind, wobei bezüglich jeder dieser ersten Beschickungsöffnungen 7 und 8, beispielsweise durch An- schluss an verschiedene Stationen, auch unterschiedliche atmosphärische Anschlussbedingungen gegeben sein können, die jeweils aber im Verhältnis zur zweiten Anschlussatmosphäre 11 nur niedrigeren Reinraumbedingungen als die zweite Anschlussatmosphäre 11 genügen.

Die Beschickungsöffnungen 7 bis 9 sind dem Gehäuse 5 zugeordnet und in Abhängigkeit von der Stellung des Schiebers 4 ist jeweils eine erste Beschickungsöffnung 7, 8 mit jeweils einer der Übergabekammern 2, 3 verbunden, während die zweite Beschickungsöffnung 9 abwechselnd mit der einen oder der anderen U- bergabekammer 2, 3 verbunden ist. Die Zuordnung der Beschickungsöffnungen 7 bis 9 zu den Übergabekammern 2, 3 ist in Abhängigkeit von der Stellung des Schiebers 4 derart, dass bei Überdeckung der Übergabekammer 2 zur in der Darstellung oberen ersten Beschickungsöffnung 7 die Übergabekammer 3 mit der zweiten Beschickungsöffnung 9 in Verbindung steht, und dass, nach Verschieben des Schiebers 4 in seine entgegengesetzte Endlage, die Übergabekammer 3 mit der in der Darstellung unteren, ersten Beschickungsöffnung 8 in Überdeckung liegt, wenn die Übergabekammer 2 an die zweite Beschickungsöffnung 9 angeschlossen ist. Bezeichnet man, wie vorstehend definiert, die auf die erste Anschlussatmosphäre 10 ausmündenden Beschickungsöffnungen 7 und 8 als erste Beschickungsöffnungen und die auf die zweite Anschlussatmosphäre 11 ausmündende Beschickungsöffnung 9 als zweite Beschickungsöffnung, so liegt, bezogen auf den /erschie- beweg des Schiebers 4, die zweite Beschickungsöffnung 9 zwischen den ersten Beschickungsöffnungen 7 und 8. Die Übergabekammern 2, 3 sind axial durch Trennböden 12 bis 14 des Schiebers 4 begrenzt, die ihrerseits radial an die Wandung des Gehäuses 5 angrenzen und randnah mit flanschartigen radial nach innen ragenden Vorsprüngen des Gehäuses bei entsprechender Anlage zu den flanschartigen Vorsprüngen 15, 16 Dichtgrenzen bilden. Den Trennböden 12 bis 14, und gegebenenfalls auch den flanschartigen Vorsprüngen 15, 16 können in ihren einander zugewandten Flächen einerseits oder beiderseits Dichtungen 17 zugeordnet sein, wie für die Trennböden 12 bis 14 veranschaulicht .

Jeweils aufeinander folgende und eine Übergabekammer 2 bzw. 3 axial begrenzende Trennböden 12, 13 bzw. 13, 14 sind über Tragabstützungen 18, 19 verbunden, die durch einzelne Stützen oder auch durch Wandelemente, beispielsweise in Form von Tragringen, gebildet sein können, wobei in der Ausbildung als Tragrringe diese mit den Beschickungsöffnungen entsprechenden und zu diesen korrespondierenden Ausschnitten, hier jeweils mit 20 bezeichnet, versehen sind. Die Tragabstützungen 18, 19 sind gegenüber der Innenkontur des Gehäuses 5 bzw. dem Umfang der Trennböden 12 bis 14 in Abstimmung auf die radialen Vorrsprünge 15, 16 radial nach innen versetzt. Ferner sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Tragabstützungen 18, 19 mit dem mittleren Trennboden 13 einstückig verbunden, so dass der Trennboden 13 mit den Tragabstützungen 18, 19 quasi ein Traggerüst für die axial äußeren Trennböden 12, 14 bildet. Der Trennboden 14 ist mit einer Hubstange 21 einer linearen Stelleinrichtung 22 ver- bunden, über die der Schieber 4 axial innerhalb des Gehäuses 5 zu verlagern ist, wobei in Abhängigkeit von der jeweils vom Schieber 4 eingenommenen Endlage stirnseitig zu diesem ein freier Endraum 23 (Fig. 1 und 2) bzw. 24 (Fig. 3 und 4) entsteht. Den Endräumen 23 und 24 sind jeweils Anschlussquerschnitte 25, 26 zugeordnet, über die der Anschluss des jeweils freigegebenen Endraumes 23 bzw. 24 zur zweiten Anschlussatmosphäre 11 erreicht wird, wobei eine diesbezügliche Steuerschaltung in den Fig. 5 bis 9 schematisch veranschaulicht ist.

Fig. 5 zeigt, dass die den Endräumen 23 bis 24 zugeordneten An- schlussquerschnitte 25 bzw. 26 über eine Bypassverbindung 27 miteinander in Verbindung stehen, in der, zur Veranschaulichung des Prinzips, ein Steuerelement 28 angeordnet ist, das in einer Querverbindung 29 zwischen der zweiten Anschlussatmosphäre 11 und der Bypassverbindung 27 liegt, wobei die zweite Anschlussatmosphäre über das Steuerelement 28 mit jeweils einem der Anschlussquerschnitte 25, 26 oder beiden Anschlussquerschnitten 25, 26 zu verbinden ist.

Das Steuerelement 28 ist zur Veranschaulichung als Drehschieber dargestellt, und die entsprechenden Schaltstellungen des Drehschiebers, die in den Fig. 6 bis 9 aufgezeigt sind, entsprechen in der Reihenfolge der Aufzählung den in Fig. 1 bis 4 dargestellten Arbeitsphasen der Übergabeeinrichtung 1. Von den zwischen dem Steuerelement 28 und den Anschlussquerschnitten 25, 26 der Bypassverbindung 27 verlaufenden Zweigen der Bypassverbindung 27 ist der auf den Anschlussquerschnitt 25 ausmündende mit 30 und der auf den Anschlussquerschnitt 26 ausmündende mit 31 bezeichnet. Entsprechende Bezeichnungen finden auch in Fig. 6 bis 9 Verwendung, die zeigen, dass in der Arbeitsphase gemäß Fig. 1 beide Endräume 23, 24 an die zweite Anschlussatmosphäre 11 angeschlossen ist (siehe Fig. 6), in der in Fig. 2 dargestellten Arbeitsphase aber lediglich der Endraum 23 mit der zweiten Anschlussatmosphäre 11 verbunden ist. In Fig. 3 ist die zu Fig. 1 und 2 entgegengesetzte Endstellung des Schiebers 4 erreicht und zum Erreichen dieser Endstellung ist die Verbindung der Bereiche beider Endräume 23, 24, analog zur Umstellung auf eine Endstellung gemäß Fig. 1 zur zweiten Anschlussatmosphäre gegeben. In der Arbeitsphase gemäß Fig. 4 ist, wie in Fig. 9 veranschaulicht, die Verbindung der zweiten Anschlussatmosphäre 11 zum Endraumbereich 23, in dem sich nunmehr die Ü- bergabekammer 3 befindet, abgesperrt und lediglich der gegenüberliegende, freie Endraum 24 mit der zweiten Atmosphäre verbunden.

Von den Beschickungsöffnungen ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 4 lediglich den der ersten Anschlussatmosphäre 10 zugeordneten Beschickungsöffnungen 7 und 8 als Absperrmittel eine Schleuse 32, 33 zugeordnet, von denen über die Schleuse 32 die Beschickungsöffnung 7 und über die Schleuse 33 die Beschickungsö fnung 8 absteuerbar ist. Den Schleusen 32 und 33 ist jeweils ein Stellorgan 34, 35, beispielsweise in Form eines Stellzylinders, zugeordnet.

Der auf die zweite Anschlussatmosphäre 11 ausmündenden Beschickungsöffnung 9 kann ebenfalls eines Schleuse zugeordnet sein, was im Ausführungsbeispiel aber nicht gezeigt ist.

Die Übergabekammern 2, 3 enthalten Ablagen für Substrate 36, beispielsweise in Form von Wafern, und im gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese als Ablagen durch Auflageflächen 37 für zwei übereinander liegende Wafer veranschaulicht. Selbstverständlich können anstelle von Ablagen mit ein oder zwei Auflageflächen 37 auch Ablagen, beispielsweise in Form von Kassetten, mit einer größeren Anzahl von Auflageflächen vorgesehen sein. Die lediglich beispielsweise veranschaulichte Stelleinrichtung- 22 bildet für den Schieber 4 eine Zwangsführung, welche eine auf einer Drehachse 38 angeordnete Exzenterscheibe 39 umfasst, die mit einer Ringnut 40 versehen ist, in die ein der Hubstang"e 21 zugeordneter, hier nicht gezeigter Führungszapfen eingreift , so dass der Schieber 4 entsprechend der Drehstellung der Exzen- terscheibe 39 in seiner Höhe verstellbar ist, wobei den Endlagen des Schiebers 4 Totlagen der Exzenterscheibe 39 entsprechen, deren Drehachse 38 in einer Ebene mit der Hubachse des Schiebers 4 bei senkrechter Erstreckung zur Hubachse liegt. Die Hubstange 21 ist ihrerseits über einen säulengeführten Führungsschlitten 41 gegen das Gehäuse 5 abgestützt, so dass eine verkantungsfreie Führung des Schiebers 4 gegenüber dem Gehäuse 5 gewährleistet ist.

Die Fig. 1 bis 4 veranschaulichen diverse Arbeitsphasen, und i der Arbeitsphase gemäß Fig. 1 ist die zur Stelleinrichtung 22 abgelegene, im Ausführungsbeispiel obere Übergabekammer 2 in ihrer der oberen Endlage des Schiebers 4 entsprechenden Überde - ckungslage zur Beschickungsöffnung 7 gezeigt, wobei beide Schleusen 32, 33 geschlossen sind. Fig. 1 ergibt sich durch di e Umstellung des Schiebers 4 aus seiner unteren Lage. Die Umstellung wird vorgenommen, sobald die untere Schleuse 33 geschlos- . sen wurde.

Bevor die Übergabekammer 2 durch Öffnen der Schleuse 32 über die Beschickungsöffnung 7 gegen die erste Anschlussatmosphäre 10 geöffnet wird, wird, gemäß Fig. 7, der Endraum 24 gegen die zweite Anschlussatmosphäre 11 abgesperrt, wobei im Ausführungs - beispiel davon ausgegangen wird, dass die zweite Anschlussatmo - Sphäre 11 einen höheren Reinheitsgrad als die erste Anschlussatmosphäre 10 aufweist. Nach erfolgtem Beschicken der Übergabekammer 2, das bevorzugt gleichzeitig zum Beschicken der Übergabekammer 3 erfolgt, wird die Schleuse 32 geschlossen und auch die zuvor gegen die erste Anschlussatmosphäre 10 offene Übergabekammer 2 über die Bypassverbindung 27 gemäß Fig. 5 bei einer Schaltstellung des Steuerelementes 28 gemäß Fig. 8 an die zweite Anschlussatmosphäre 11 angeschlossen. Danach erfolgt die Verschiebung des Schiebers 4 aus seiner oberen Endlage gemäß Fig. 1 und 2 in seine untere Endstellung gemäß Fig. 3 und 4, und zwar bei Anschluss beider Endraumbereiche an die zweite Anschlussatmosphäre 11, so dass keine der Stellbewegung entgegenwirkenden Drücke zu überwinden sind. Aufgrund der AufSchaltung der zweiten Anschlussatmosphäre auf die in Fig. 1 und 2 obere Übergabekammer 2 sind für diese weitgehend bereits der zweiten Anschlussatmosphäre 11 entsprechende Konditionen gegeben, wenn die untere Endstellung für den Schieber 4 erreicht wird und die Übergabekammer 2 nunmehr in Überdeckung zur Beschickungsöffnung 9 steht, so dass sehr kurze Schaltzeiten zu realisieren sind.

In der gemäß Fig. 3 erreichten unteren Stellung des Schiebers 4 sind für die Übergabekammer 3 zunächst noch die in der Stellung gemäß Fig. 2 gegebenen atmosphärischen Bedingungen, entsprechend der zweiten Anschlussatmosphäre 11, gegeben, die erst bei Aufsteuern der der Beschickungsöffnung 8 zugeordneten Schleuse 33 abgebaut werden. Ist die untere Stellung für den Schieber 4 angefahren, so wird die Bypassverbindung auf den unteren Endraum 23, der nunmehr von der Übergabekammer 3 überdeckt ist, abgesteuert, so dass bei Öffnen der Schleuse 33 keine Kurz- schlussverbindung zur zweiten Anschlussatmosphäre 11, bzw. der entsprechenden Arbeitsstation, entsteht. Nach Schließen der Schleuse 33 wird die Bypassverbindung gemäß Fig. 1 geöffnet, beide Endräume werden an die zweite Anschlussatmosphäre 11 angeschlossen und der Schieber 4 wird in die obere Endstellung verlagert. Danach schließt der Arbeitsprozess in entsprechender Wiederholung sich fort.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus ist das in Verbindung mit der Umstellung des Schiebers 4 zwischen seinen Endlagen abzusaugende Volumen trotz der Umstellung zweier Übergabekammern auf das Volumen einer Übergabekammer beschränkt, so dass hohe Schaltgeschwindigkeiten realisiert werden können und der für die Aufrechterhaltung eines hohen Unterdruckniveaus bezüglich der zweiten Anschlussatmosphäre gering ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Übergabeeinrichtung mit etagenartig übereinander liegenden und in den Körper eines Schiebers integrierten Übergabekammern, die durch Dichtgrenzen umfassende Ringzonen des Schiebers gegen das den Schieber aufnehmende Gehäuse und dem Schieberkörper zugeordnete Trennböden gegeneinander abgegrenzt sind, macht eine Reduzierung der Beschickungsöffnungen möglich und bietet zudem die Möglichkeit, lediglich einen Teil der Beschickungsöffnungen mit Schleusen auszustatten, so dass sich ein sehr kompakter und auch kostengünstiger Aufbau ergibt, der vor allem auch zu kurzen Übergabezeiten für die umzusetzenden Substrate in Verbindung mit geringem Evakuierungsbedarf führt.

Der Evakuierungsbedarf lässt sich im Rahmen der Erfindung weiter noch dadurch reduzieren, dass die Endräume 23, 24 zu Ringräumen 42, 43 reduziert werden, wie in Fig. 1 bis 4 angedeutet, wobei die Ringräume beispielsweise durch Faltenbälge 44, 45 abgegrenzt sind.

Eine Steuerung der Bypass-Verbindung 27, wie in Fig. 6 bis 9 veranschaulicht, führt in Schaltstellungen gemäß Fig. 7 und 9 zu unterschiedlichen Drücken in den Endräumen 23, 24, die eine entsprechend steife Ausbildung der Stelleinrichtung 22 bedin- gen, wobei sich die über die Stelleinrichtung 22 abzufangenden Kräfte durch eine Reduzierung der beaufschlagten Flächen des Schiebers 4, das sind die voneinander abgewandten Flächen der Trennböden 12 und 14, erreichen lässt. Eine solche Flächenreduzierung ist prinzipiell beispielsweise durch über die Faltenbälge 44 und 45 abgegrenzte Ringräume 42, 43 zu erreichen, auf die die Anschlussquerschnitte 25, 26 ausmünden.

Eine weitere im Rahmen der Erfindung liegende Ausgestaltung für eine Bypassverbindung zwischen den Endräumen 23 und 24 zeigt Fig. 10, in der die Bypassverbindung mit 46 bezeichnet ist und im Überdeckungsbereich zu den Stirnseiten 47, 48 der Trennböden 12 und 14 des Schiebers 4 liegende Anschlussquerschnitte 49, 50 umfasst. Diese Anschlussquerschnitte 49, 50 liegen jeweils radial innerhalb einer Dichtgrenze 51, 52, die in der jeweiligen Endstellung des Schiebers 4 den zugehörigen Endraum 23 bzw. 24 randnah umgrenzt, wie dies in Fig. 10 für den in der gezeigten Endlage des Schiebers 4 auf ein minimales Volumen verringerten Endraum 23 dargestellt ist. Die Anschlussquerschnitte 49, 50 durchsetzen die Stirnwände 60 bzw. 61 des Gehäuses 5 und sind jeweils mit einem der Zweige 53 bzw. 54 der Bypassverbindung 46 verbunden, in der in der Verbindung der Zweige 53, 54 das Steuerelement 55 liegt, das, wie schon in Fig. 5, der Einfachheit halber durch einen Drehschieber symbolisiert ist, der in der gezeigten Ausgestaltung Querverbindungen 56, 57 zur ersten Anschlussatmosphäre 10 und zur zweiten Anschlussatmosphäre 2 aufweist, und über den fallweise die erste Anschlussatmosphäre 10 über die Querverbindung 56 oder die zweite Anschlussatmosphäre 11 über die Querverbindung 57 gegen die Zweige 53 und 54 zu verschalten ist, wie dies in Fig. 10 und 11 veranschaulicht ist. Entsprechend dieser Verschaltung sind jeweils beide Endräume 23, 24 mit der gleichen Anschlussatmosphäre 56 bzw. 57 verbunden, wobei die Verbindung zur Reinraum- oder Vakuumseite - Querverbindung 57 - zur zweiten Anschlussatmosphäre zur Ver- Stellung des Schiebers 4 geschaltet ist, während der Anschluss an die Querverbindung 56 - erste Anschlussatmosphäre 10 - in den jeweiligen Endlagen des Schiebers 4 geschaltet ist. Die Dichtgrenzen 51 bzw. 52 sind symbolisch durch über den Stirnseiten 47, 48 der Trennböden 12, 14 zugeordnete Dichtringe 58, 59 veranschaulicht, welche in der jeweiligen Endstellung des Schiebers 4 gegen die Stirnwände 60, 61 die Anschlussquerschnitte 49 bzw. 50 umschließend anliegen.

In einer solchen Ausgestaltung ist bezüglich der Endräume 23, 24 ein Druckausgleich gegeben und es ist des Weiteren auch der Evakuierungsbedarf minimiert, so dass hohe Schaltgeschwindigkeiten bei geringem Energieaufwand realisierbar sind.

Anstelle des Steuerelementes 55 mit zugehörigen Querverbindungen können die Bypasszweige 53, 54 auch jeweils über gesonderte Steuerelemente versorgt werden; ferner können anstelle von Steuerelementen auch Pumpen vorgesehen sein, die entsprechend angeschlossen und ansteuerbar sind.

Claims

Patentansprüche

1. Übergabeeinrichtung in Handhabungs- und/oder Bearbeitungszentren für Substrate, insbesondere von in Clusterbauweise aufgebauten Handhabungs- und/oder Bearbeitungszentren für Substrate, mit über die Übergabeeinrichtung atmosphärisch trennend zu verbindenden Stationen, wobei die Übergabeeinrichtung mehrere Übergabekammern mit in deren Gehäuse vorgesehenen Beschickungsöffnungen, mit Ablagen für Substrate und mit den Beschickungsöffnungen zugeordneten Schleusen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabekammern (2, 3) der Übergabeeinrichtung (1) zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, die einen Schieber (4) mit dessen Verschieberichtung, und damit axial beabstandeten Trennböden (12 - 14) aufweist, welche die axiale Begrenzung von Übergabekammern (2, 3) bilden, und dass von den Übergabekammern (2, 3) der Übergabeeinrichtung (1) jede durch Verschiebung des Schiebers (4) jeweils mit einer anderen Station und deren Anschlussatmosphäre (10, 12) zu verbinden ist.

2. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (4) mit zwei Übergabekammern (2, 3) versehen ist.

3. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabekammern (2, 3) durch im Bereich der Trennböden (12, - 14) liegende Dichtungen (17) gegen das Schiebergehäuse (15) gegeneinander abtrennbar sind.

4. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennböden (12 - 14) randnah mit Axialdichtungen (17) versehen sind, denen gehäuseseitig durch flanschartige Vorsprünge (15, 16) gebildete Gegenflächen zugeordnet sind.

5. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennböden (12- 14) über gegenüber dem Gehäuse (5) radial nach innen versetzte Tragabstützungen (18, 19) miteinander verbunden sind.

6. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragabstützungen (18, 19) mit dem mittleren, die Übergabekammern (2, 3) gegeneinander abgrenzenden Tragboden (13) einstückig verbunden sind.

7. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragabstützungen (18, 19) durch mit Ausschnitten (20) versehene Tragringe gebildet sind.

8. Übergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf den Verschiebeweg des Schiebers (4), von den den Übergabekammern (2, 3) zugeordneten, gehäuseseitigen Be- schickungsöffnungen (7 - 9) die der einen, zweiten Anschlussatmosphäre (11) zugeordnete zweite Beschickungsöffnung (9), zwischen den der anderen, ersten Anschlussatmosphäre (10) zugeordneten ersten Beschickungsöffnungen (7, 8) liegt.

9. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Anschlussatmosphäre (10, 11) auf unterschiedlichem Druckniveau liegen.

10. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bezogen auf den Verschiebeweg des Schiebers (4) zwischen den ersten Beschickungsöffnungen (7, 8) liegende zweite Beschickungsöffnung (9) an die auf niedrigerem Druckniveau liegende zweite Anschlussatmosphäre (11) angeschlossen ist.

11. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die der ersten Anschlussatmosphäre (10) zugeordneten ersten Beschickungsöffnungen (7, 8) absperrbar sind.

12. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die der zweiten Anschlussatmosphäre (11) zugeordnete zweite Beschickungsöffnung (9) absperrbar ist.

13. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass den Beschickungsöffnungen (7, 8) Schleusen zugeordnet sind.

14. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (14) in seiner jeweiligen Endstellung zumindest an seinem bezogen auf die Verschieberichtung jeweiligen rückwärtigen Ende gegen das Gehäuse (5) einen Endraum (23, 24) abgrenzt und dass zwischen den in den jeweiligen Endstellungen gegebenen Bereichen der Endräume (23, 24) eine Bypassverbindung (27) gegeben ist.

15. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassverbindung (27) auf die jeweiligen Endräume (23, 24) Anschlussquerschnitte (25, 26) aufweist, von denen der vom Schieber (4) in der jeweiligen Endstellung überdeckte gegen die im Überdeckungsbereich liegende Übergabekammer (2, 3) offen ist .

16. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassverbindung (27) eine umsteuerbare Querverbindung

(28) zur zweiten Anschlussatmosphäre (11) aufweist.

17. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Querverbindung (29) zur Bypassverbindung (27) absperrbar ist.

18. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Querverbindung (29) zur Bypassverbindung (27) bei gegen die erste Anschlussatmosphäre (10) offener Verbindung einer zugehörigen Beschickungsöffnung (7, 8) absperrbar ist.

19. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Querverbindung (29) zur Bypassverbindung (27) lediglich bezüglich des einen der Zweige (30, 31) der Bypassverbindung (27) absperrbar ist, der auf den Anschlussquerschnitt (25, 26) ausmündet, welcher in der jeweiligen Endstellung des Schiebers (4) im Überdeckungsbereich zur jeweiligen Übergabekammer (2, 3) liegt.

20. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Querverbindung (29) bei Verstellung des Schiebers (4) gegen beide Anschlussquerschnitte (25, 26) offen ist.

21. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassverbindung (46) auf die jeweiligen Endräume (23, 24) stirnseitige Anschlussquerschnitte (49, 50) zu den Endräumen (23, 24) aufweist, die jeweils über die Bypassverbindung (46) verbunden und an die erste Anschlussatmosphäre (10) oder an die zweite Anschlussatmosphäre (11) anzuschließen ist.

22. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussquerschnitte (49, 50) bei zum jeweiligen Anschlussquerschnitt (49, 50) benachbarter Endstellung des Schiebers (4) innerhalb einer stirnseitigen Dichtgrenze (51, 52) zwischen Schieber (4) und gehäuseseitiger Stirnwand (60, 61) liegen.

23. Übergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schieber (4) eine Stelleinrichtung (22) zugeordnet ist.

24. Übergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (22) als in jeder Stellrichtung arbeitende Zwangsführung für den Schieber (4) ausgebildet ist.

25. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (22) den Endlagen des Schiebers (4) zugeordnete Totlagen aufweist.