DE102013016597A1 - System for loading and unloading clean room systems with large-area substrates - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen (1) mit Substraten (12), die in einem geschlossenen Transportbehälter (9) mit stirnseitiger Beschicköffnung (11) aufgenommen sind, der über eine Tragauflage (13) in einer Andocklage zu einer Station (2) der Anlage (1) zu positionieren ist, in der die Beschicköffnung (11) eine Anschlusslage zu einer Ladeöffnung (4) dieser Station (2) der Reinraumanlage einnimmt, wobei die Tragauflage (13) an einem Transportwagen (14) vorgesehen und zusammen mit einem jeweils aufsitzenden Transportbehälter (9) für großflächige Substrate über den Transportwagen (14) längs einer Fahrebene (16) verfahrbar ist und wobei der Transportwagen (14) auf seine der Andocklage des Transportbehälters (9) zu einer jeweiligen Station (2) entsprechende Anschlusslage zumindest im Annäherungsbereich an diese gesteuert angetrieben, gedämpft verstellbar und in seiner Anschlusslage fixierbar ist.The invention relates to a system for loading and unloading clean room systems (1) with substrates (12) which are accommodated in a closed transport container (9) with an end feed opening (11), which via a support surface (13) in a docking to a Station (2) of the plant (1) is to be positioned, in which the feed opening (11) occupies a connection position to a loading opening (4) of this station (2) of the clean room system, wherein the support pad (13) on a transport carriage (14) and along with a respective seated transport container (9) for large-area substrates on the trolley (14) along a driving plane (16) is movable and wherein the trolley (14) to its docking the transport container (9) to a respective station (2) corresponding connection position driven driven at least in the vicinity of this approach, damped adjustable and can be fixed in its connection position.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen mit großflächigen Substraten gemäß dem Anspruch 1.The invention relates to a system for loading and unloading clean room systems with large-area substrates according to claim 1.

Unter Reinraumbedingungen zu behandelnde flächige Substrate weisen zunehmend größere Flächenmaße auf. Entsprechend der Anzahl der für eine solche Behandlung zu durchlaufenden Stationen sind dadurch – falls die Substrate während des ganzen Behandlungsdurchlaufs im Reinraum verbleiben sollen – entweder sehr groß dimensionierte, in sich geschlossene Reinräume erforderlich, die technisch nur noch schwer zu realisieren und wirtschaftlich kaum noch zu vertreten sind. Alternativ hierzu werden deshalb die in einem Behandlungszyklus zu durchlaufenden Stationen für solch großflächige Substrate auf mehrere, jeweils unter Reinraumbedingungen zu betreibende Baueinheiten aufgeteilt. Dies mit der Folge, dass die jeweils zu behandelnden Substrate zwischen den Behandlungseinheiten umgesetzt werden müssen und dadurch mit verunreinigten Atmosphären in Berührung kommen oder durch mechanische Gegebenheiten bei der Umsetzung verunreinigt werden können.Surface substrates to be treated under clean-room conditions increasingly have larger surface dimensions. Depending on the number of stations to be passed through for such a treatment, if the substrates are to remain in the clean room during the entire treatment run, either very large, self-contained clean rooms are required, which are technically difficult to realize and hardly economically feasible are. As an alternative to this, therefore, the stations to be passed through in a treatment cycle for such large-surface substrates are divided into a plurality of units to be operated under clean-room conditions. This with the result that the respective substrates to be treated between the treatment units must be implemented and thereby come into contact with contaminated atmospheres or can be contaminated by mechanical conditions during the implementation.

Um dies zu vermeiden werden die Substrate zwischen unterschiedlichen Behandlungseinheiten in atmosphärisch geschlossenen Transportbehältern, häufig sogenannten SMIF- oder FOUP-Boxen umgesetzt, was bei großflächigen Substraten zu entsprechend voluminösen und schweren Transportbehältern führt. Dies bedingt mechanische Umsetzhilfen, da ein händisches Umsetzen zwischen den jeweiligen Behandlungseinheiten kaum noch machbar ist. Mechanische Umsetzeinrichtungen, wie beispielsweise Hängeförderer und automatisiert geführte Flurfördersysteme sind letztlich aber nur bei auf große Kapazitäten ausgelegten Anlagen wirtschaftlich vertretbar und kommen somit für auf kleinere Kapazitäten ausgelegte Anlagen kaum in Frage.To avoid this, the substrates are implemented between different treatment units in atmospherically closed transport containers, often referred to as SMIF or FOUP boxes, resulting in large-area substrates to correspondingly bulky and heavy transport containers. This requires mechanical Umsetzhilfen, since a manual transfer between the respective treatment units is hardly feasible. However, mechanical transfer devices, such as overhead conveyors and automated guided material handling systems, are ultimately economically justifiable in systems designed for large capacities and are thus hardly suitable for plants designed for smaller capacities.

Dementsprechend ist es insbesondere für Anlagen kleinerer Kapazität und für die Behandlung von vor allem flächenmäßig meist kleineren Substraten zum Beispiel aus der DE 101 44 955 B4 bereits bekannt, die die Substrate aufnehmenden Transportbehälter – bei vor allem händischer Umsetzung zwischen Behandlungseinheiten zur Erleichterung dieser Umsetzung mit der erforderlichen Präzision – der jeweiligen Behandlungseinheit über eine Übergabevorrichtung zuzuführen, die ein Bauteil dieser Prozessstation bildet und die eine dem jeweiligen Beschicker geneigt zugewandte Tragabstützung für einen jeweiligen, an die Prozessstation anzudockenden Transportbehälter aufweist. Zum Andocken des Transportbehälters an die jeweilige Ladeöffnung der Prozessstation wird der Transportbehälter durch Verschwenken der Tragabstützung in seine Andocklage gebracht, in der er mit seiner deckelseitigen Stirnfläche randseitig die Ladeöffnung dichtend umschließt, so dass nach Entfernen des Deckels ein Zugriff auf die im Transportbehälter mit Abstand geschichteten Substrate durch die Ladeöffnung möglich ist. Bis zum dichtenden Ansetzen des Transportbehälters ist die Ladeöffnung durch eine diese überdeckende, hubverschiebliche Torplatte geschlossen, die durch Verlagerung gegen den Deckel des Transportbehälters mit diesem verbunden wird, so dass durch die Hubverstellung der Torplatte diese und der Deckel in eine die Übergabeöffnung freigebende Öffnungsstellung versetzt werden. Schon die für großflächige Substrate, wie etwa 450 mm Wafer, erforderlichen Dimensionen für Transportboxen wie auch das Gewicht solcher, mit Wafern gefüllter Transportboxen machen deutlich, dass trotz solcher Hilfen händisch deren Handhabung schwer möglich ist.Accordingly, it is particularly for smaller capacity plants and for the treatment of mostly mostly in terms of area smaller substrates, for example, from DE 101 44 955 B4 already known to supply the substrates receiving transport containers - in particular manual implementation between treatment units to facilitate this implementation with the required precision - the respective treatment unit via a transfer device which forms a component of this process station and a the respective feeder inclined facing supporting support for a has respective, to be docked to the process station transport container. For docking of the transport container to the respective loading opening of the process station, the transport container is brought by pivoting the support support in its docking, in which it surrounds the loading opening sealingly with its lid-side end face, so that after removal of the lid access to the stratified in the transport container by far Substrates through the loading opening is possible. Until the sealing attachment of the transport container, the loading opening is closed by a covering, hubverschiebbare gate plate, which is connected by displacement against the lid of the transport container with this, so that by the stroke adjustment of the door plate and the cover are placed in a transfer opening releasing opening position , Even the dimensions required for large-area substrates, such as 450 mm wafers for transport boxes, as well as the weight of such, filled with wafers transport boxes make it clear that despite such aids by hand, their handling is difficult.

Weiter ist es auch durch die DE 199 16 932 C1 bekannt, eine Übergabevorrichtung für plattenförmige Substrate als verfahrbare Montageeinheit auszubilden, die mit der jeweiligen Behandlungseinheit oder einer jeweiligen Prozessstation lagefest verbunden wird, derart, dass sie mit ihrer Beschicköffnung in Überdeckung zu einer entsprechenden Ladeöffnung in der Behandlungseinheit oder einer Prozessstation liegt. Zu diesen Öffnungen ist seitens der Übergabevorrichtung ein hubverstellbares Schleusentor vorgesehen.It is also through the DE 199 16 932 C1 It is known to form a transfer device for plate-shaped substrates as a movable assembly unit, which is fixedly connected to the respective treatment unit or a respective process station, such that it lies with its feed opening in register with a corresponding loading opening in the treatment unit or a process station. For these openings, a stroke-adjustable lock gate is provided by the transfer device.

Zur Erleichterung des Ansetzens eines Transportbehälters an einer solchen Übergabevorrichtung weist diese zwei in Hochrichtung teleskopisch gegeneinander verstellbare Kammerteile auf, zu deren oberem das Schleusentor in Hochrichtung überstehend lagefest angeordnet ist, derart, dass Beschick- und Ladeöffnung in der in dem unteren Kammerteil eingefahrenen Lage des oberen Kammerteils über das Schleusentor verschlossen sind. In dieser eingefahrenen Lage des oberen Kammerteils bildet dessen Oberseite eine in Zugriffshöhe liegende Tragabstützung, auf die ein jeweiliger Transportbehälter aufzusetzen ist. Durch Ausfahren des oberen Kammerteils aus dem unteren Kammerteil unter Verbleib des Gehäuses des Transportbehälters auf der die Oberseite des obigen Kammerteils als Tragabstützung bei Verriegelung des oberen Kammerteils in seiner ausgefahrenen Lage werden die im Transportbehälter gestapelten Substrate in den oberen Kammerteil überführt und so in eine Anschlusslage zu Beschick- und Ladeöffnung gebracht.To facilitate the attachment of a transport container to such a transfer device, these two telescopically adjustable in the vertical direction chamber parts on top of which the lock gate is arranged in the vertical direction overhanging fixed position, such that loading and loading opening in the retracted in the lower chamber part position of the upper Chamber parts are closed via the floodgate. In this retracted position of the upper chamber part whose upper side forms an access level lying support support on which a respective transport container is set up. By extending the upper chamber part from the lower chamber part while retaining the housing of the transport container on the top of the above chamber part as support support in locking the upper chamber part in its extended position, the substrates stacked in the transport container are transferred to the upper chamber part and so in a connection position Loading and loading opening brought.

Weiter ist es aus der US 5 364 219 bekannt, gegebenenfalls automatisch geführte Flurförderwagen zur Beschickung von Behandlungseinheiten oder Prozessstationen zu verwenden, wobei seitens der Behandlungseinheit oder Prozessstation und des Flurförderwagens Übergabeöffnungen vorgesehen sind, die durch Andocken des Flurförderwagens dichtend umschlossen sind. Der Ladeöffnung der Behandlungseinheit oder Prozessstation ist ein über einen Hubantrieb verstellbares Schleusentor zugeordnet, das in der Andockstellung des Flurförderwagens zum dessen Beschicköffnung zugeordneten Deckel festgelegt und zusammen mit diesem in Hubrichtung verstellbar ist. Die seitens des Flurförderwagens vorgesehene Beschicköffnung ist einer Reinraumkammer zugeordnet, in der ein Handhabungsgerät vorgesehen ist, über das Zugriff auf die Behandlungseinheit sowie auf einen mit der Reinraumkammer gegenüberliegend in Verbindung stehenden, ebenfalls dem Flurförderwagen zugeordneten Ablageraum für Substrate genommen werden kann, so dass im Flurförderwagen verschiedenste Funktionen zusammengefasst sind, die eine recht spezielle Ausgestaltung bedingen.Next it is from the US 5,364,219 known to use optionally automatically guided trolley for loading of treatment units or process stations, being provided on the part of the treatment unit or process station and the floor conveyor transfer openings that by docking the Industrial truck are sealingly enclosed. The loading opening of the treatment unit or process station is assigned an adjustable via a lifting drive lock gate, which is set in the docking position of the truck to its associated charge opening cover and adjustable together with this in the stroke direction. The provided by the industrial truck feed opening is associated with a clean room in which a handling device is provided, can be taken on the access to the treatment unit and on a with the clean room opposite, also associated with the trolley storage compartment for substrates, so that in the truck various functions are combined, which require a very special design.

Auch aus der US 5 609 459 ist ein System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen mit Substraten bekannt, die in einem geschlossenen Transportbehälter mit stirnseitiger Beschicköffnung aufgenommen sind, wobei der Transportbehälter auf einer Tragabstützung abgesetzt in einer Andocklage zu einer Station der Anlage zu positionieren ist und die Beschicköffnung eine Anschlusslage zu einer Ladeöffnung dieser Station einnimmt.Also from the US 5,609,459 a system for loading and unloading of clean room systems with substrates is known, which are housed in a closed transport container with frontal feed opening, the transport container is placed on a supporting support discontinued in a docking position to a station of the system and the feed opening a connection position to a Loading opening of this station occupies.

Grundsätzlich bieten die bekannten Lösungen zwar Möglichkeiten zur Erleichterung des Andockens von geschlossenen Transportbehältern an jeweilige Bearbeitungseinheiten oder Prozessstationen und zur Reduzierung oder Vermeidung von Verunreinigungen jeweils vom Transportbehälter auf die jeweilige Anlage oder Station zu übergebende Substrate. Diese Möglichkeiten beinhalten auch Lösungen, insbesondere in Verbindung mit Hubverstellung von Schleusentoren und/oder Deckeln, reibungsbedingt auftretende Verunreinigungen der jeweiligen Atmosphäre dadurch zu vermeiden, dass Schleusentore und/oder Deckel für die Hubverstellung durch Querverlagerung aus ihrer Anlage zur jeweiligen Dichtfläche abgehoben werden.In principle, the known solutions indeed offer possibilities for facilitating the docking of closed transport containers to respective processing units or process stations and for reducing or avoiding contaminants in each case from the transport container to the respective system or station to be transferred substrates. These options also include solutions, especially in conjunction with stroke adjustment of floodgates and / or lids, to avoid contamination caused by friction of the respective atmosphere, that lock gates and / or covers are lifted for the stroke adjustment by transverse displacement from their investment to the respective sealing surface.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen für großflächige Substrate im Hinblick auf die Umsetzung solcher Substrate in atmosphärisch geschlossenen Transportbehältern so zu gestalten, dass ungeachtet der Größe und des Gewichtes solcher Transportbehälter deren Handhabung auch ohne aufwändige Hilfseinrichtungen, bevorzugt auch benutzergeführt, möglich ist, somit vor allem Anlagen mit geringer Kapazität noch wirtschaftlich erstellt und betrieben werden können.The invention has for its object to make an initially mentioned system for loading and unloading clean room systems for large substrates with regard to the implementation of such substrates in atmospherically closed transport containers so that regardless of the size and weight of such transport containers handling them without consuming Auxiliaries, preferably also user-guided, is possible, thus especially plants with low capacity can still be economically created and operated.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein System gemäß dem Anspruch 1 vorgesehen. Mit den Unteransprüchen werden zweckmäßige Ausgestaltungen angesprochen, die ebenso wie die Lösung gemäß Anspruch 1, insbesondere orientiert auch an den Zeichnungen, erläutert werden.According to the invention, a system according to claim 1 is provided for this purpose. With the dependent claims expedient embodiments are addressed, which are as well as the solution according to claim 1, in particular oriented to the drawings explained.

Gemäß dem Anspruch 1 ist zur Positionierung eines atmosphärisch geschlossenen, großflächige Substrate aufnehmenden und deshalb entsprechend voluminösen und schweren Transportbehälters in seiner Andocklage zu einer Station einer Reinraumanlage eine Tragauflage vorgesehen, die nicht Bestandteil der Station ist, sondern an einem relativ zur Station verfahrbaren Transportwagen vorgesehen ist und die durch Fixierung des Transportwagens in seiner Andocklage zur Station gegen die Station positioniert wird. Bei solchermaßen positionierter Transportauflage ist die Übergabe der Substrate zwischen Transportbehälter und Station zum Be- und Entladen der jeweiligen Station bei entsprechend zur Station fixiertem Transportwagen möglich.According to claim 1 is provided for positioning an atmospherically closed, large-area substrates receiving and therefore correspondingly voluminous and heavy transport container in its docking to a station of a clean room system a support pad, which is not part of the station, but is provided on a movable relative to the station trolley and which is positioned by fixing the trolley in its docking position to the station against the station. In such a positioned transport support the transfer of the substrates between the transport container and station for loading and unloading the respective station is possible in accordance with the station fixed transport vehicle.

In Abhängigkeit von jeweiligen Prozessabläufen ergeben sich mehr oder minder lange Verweilzeiten für den Transportbehälter in seiner angedockten, gegen die Station offenen Lage, wobei der Transportbehälter in dieser Zeit über den Transportwagen getragen ist, der hierzu relativ zur Station lagefixiert ist. Die Umsetzung eines jeweiligen Transportbehälters zwischen verfahrensbedingt anzulaufenden Stationen erfolgt also unter Belassen des Transportbehälters auf dem Transportwagen, so dass Größe und Gewicht des Transportbehälters insoweit gut zu beherrschen sind und insbesondere mit dem manuellen Umsetzen von Transportbehältern verbundene Belastungen für die jeweiligen Bedienpersonen ebenso vermieden werden wie mit einem solchen Umsetzen von Transportbehältern verbundene mechanische Belastungen für die jeweiligen Substrate.Depending on the respective process sequences, more or less long dwell times for the transport container in its docked position open against the station result, the transport container being carried over the transport trolley during this time, which is fixed in position relative to the station for this purpose. The implementation of a respective transport container between procedural to be approached stations is thus leaving the transport container on the trolley so that size and weight of the transport container are so far well controlled and in particular associated with the manual transfer of transport containers loads for the respective operators are avoided as well mechanical loads associated with such a transfer of transport containers for the respective substrates.

Die Umsetzung der Transportbehälter zwischen ihren jeweiligen Andocklagen durch Verfahren des Transportwagens ist somit schnell, einfach und auch mit geringem Kraftaufwand durchzuführen. Dies wiederum bringt die Gefahr mit sich, dass in Verbindung mit einem händischen Verbringen eines jeweiligen Transportwagens und des von diesem getragenen Transportbehälter in die Anschlusslage zu einer jeweiligen Station auftretende stoßartige Belastungen zu Schäden an den jeweils transportierten Substraten oder zu Verunreinigungen dieser Substrate führen. Dem wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, dass das Verbringen eines Transportwagens auf seine Anschlusslage zu einer jeweiligen Station zumindest im Annäherungsbereich an diese über einen Zwangsantrieb und insbesondere auch gedämpft erfolgt. Als Zwangsantrieb kann eine entsprechende Stellvorrichtung, beispielsweise ein Hydraulikzylinder mit integrierter Dämpfung eingesetzt werden.The implementation of the transport container between their respective Andocklagen by moving the trolley is thus carried out quickly, easily and with little effort. This in turn brings with it the danger that in connection with a manual movement of a respective trolley and carried by this transport container occurring in the connection position to a respective station shock loads lead to damage to each transported substrates or contamination of these substrates. This is counteracted according to the invention in that the movement of a transport vehicle to its connection position to a respective station takes place, at least in the vicinity of it, via a positive drive and, in particular, also damped. As a positive drive, a corresponding adjusting device, such as a hydraulic cylinder with integrated damping can be used.

Besonders zweckmäßig ist eine solche Ausgestaltung in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung, bei der die seitens des Transportwagens vorgesehene Tragauflage in der Andocklage und in der Fahrlage des Transportwagens zur Fahrebene unterschiedlich geneigt ist, insbesondere in der Fahrlage des Transportwagens in Andockrichtung ansteigend zur Fahrebene. Eine solche Schrägstellung der Tragauflage erleichtert nicht nur das Aufsetzen von Transportbehältern auf den Transportwagen, auch wenn dies in einem erfindungsgemäßen System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen fallweise nur selten notwendig ist, sondern ergibt in der Transportlage für die im Transportbehälter befindlichen Substrate entsprechend der Schrägstellung schon eine gewichtsabhängige Fixierung der Substrate.Such a configuration is particularly useful in connection with an embodiment of the invention, in which the part of the Transport carriage provided support pad is inclined differently in the docking position and in the driving position of the trolley to the driving level, especially in the driving position of the trolley in the docking direction rising to the driving level. Such an inclination of the support pad not only facilitates the placement of transport containers on the trolley, even if this is rarely necessary in a system according to the invention for loading and unloading clean room facilities, but results in the transport position for the substrates located in the transport container according to the inclination already a weight-dependent fixation of the substrates.

Eine unterschiedliche Neigung der Tragauflage ist in besonders einfacher Weise dadurch zu erreichen, dass der Transportwagen als Kippwagen ausgebildet ist, der zwischen einer zur Andocklage geneigten Transportlage und seiner Andocklage um eine zur Fahrebene nahe Achse gekippt wird. Das Kippen des Transportwagens ist zweckmäßig, um möglichst reibungsarm und spielfrei die jeweilige Andocklage zu erreichen, wobei die Kippbewegung über den Stellantrieb gemäß Vorgaben gesteuert erfolgen kann und über den Stellantrieb auch die Andocklage gesichert werden kann, bei verschwenkbarer Abstützung des Transportwagens im Nahbereich zu dessen Fahrwerk um eine zur Fahrebene parallele Schwenkachse, zu der der Stellantrieb in Hochrichtung versetzt liegt.A different inclination of the support surface is achieved in a particularly simple manner in that the trolley is designed as a dump truck, which is tilted between a docking inclined transport position and its docking position about an axis close to the driving plane. The tilting of the trolley is useful to achieve the lowest possible friction and play the respective docking position, the tilting movement can be controlled by the actuator according to specifications and on the actuator and the docking can be secured with pivotal support of the trolley in the vicinity of the chassis about a parallel to the driving plane pivot axis, to which the actuator is offset in the vertical direction.

Für den Transportwagen erweist sich eine Ausbildung als zweckmäßig, bei der dessen bevorzugt als Traggerüst gestalteter Aufbau aufsetzend auf dem Fahrwerk entsprechend der Neigung der Tragauflage geneigt verläuft, bei zur Andockebene des auf der Tragauflage aufsitzenden Transportbehälters im Wesentlichen in Flucht verlaufender Frontseite des Aufbaus. Zu dieser gegenüberliegend ist der Aufbau in Anpassung an die Maße von Transportbehälter und Tragauflage im oberen Bereich gegenüber der Grundfläche des Fahrwerks auskragend gestaltet, so dass sich ein geknickter Verlauf der rückwärtigen Begrenzung des Aufbaus des Transportwagens ergibt, mit einem entsprechenden Freiraum für eine eventuelle Bedienperson in deren Kniebereich.For the trolley, a training proves to be expedient in which its preferably designed as a support structure scaffolding is inclined to the chassis according to the inclination of the support surface, at the docking level of the seated on the support carrier transport container substantially in alignment running front of the structure. To this opposite, the structure in adaptation to the dimensions of the transport container and supporting support in the upper area with respect to the base of the chassis is cantilevered, so that a kinked course of the rear boundary of the structure of the trolley results, with a corresponding space for a possible operator in their knee area.

Das Fahrwerk des Transportwagens ist bevorzugt als Räderfahrwerk mit schwenkbar abgestützten Rädern ausgebildet, bei federnder und/oder dämpfender Abstützung der Räder gegen den Aufbau.The chassis of the trolley is preferably designed as a wheel gear with pivotally supported wheels, with resilient and / or damping support of the wheels against the structure.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert, die in den 1 bis 6 in Zuordnung zu einer Prozessstation einer solchen Reinraumanlage einen Transportwagen mit einem auf einer Tragauflage aufsitzenden, atmosphärisch geschlossenen Transportbehälter in verschiedenen Stadien des Andockvorgangs des Transportbehälters an die Prozessstation zeigen, wobei ergänzend in 6 ein Schnitt gemäß Linie VI-VI vereinfacht dargestellt ist.The invention will be explained with reference to the drawings, which in the 1 to 6 in association with a process station of such a clean room installation, a transport vehicle with a seated on a support pad, atmospherically closed transport container in different stages of the docking operation of the transport container to the process station show, in addition to 6 a section according to line VI-VI is shown in simplified form.

In den 1 bis 5, die jeweils einen gleichen Ausschnitt aus einer Reinraumanlage in verschiedenen Arbeitssituationen veranschaulichen, ist als Teil einer solchen Reinraumanlage 1 eine Prozessstation 2 veranschaulicht, mit einer Kammer 3, die stirnseitig an ein Zwischenstück 6 anschließt und über eine Ladeöffnung 4 zugänglich ist. Die Ladeöffnung 4 ist über eine in einem Übergangsraum 7 des Zwischenstückes 6 hubverstellbare Torplatte 5 zu verschließen.In the 1 to 5 , each illustrating a similar section of a clean room facility in different work situations, is as part of such a clean room facility 1 a process station 2 illustrated with a chamber 3 , the front side of an intermediate piece 6 connects and via a loading opening 4 is accessible. The loading opening 4 is about one in a transitional space 7 of the intermediate piece 6 stroke-adjustable gate plate 5 to close.

Weiter zeigen die Figuren einen Transportbehälter 9 mit einem Gehäuse 10, das stirnseitig eine über einen Deckel 8 zu verschließende Beschicköffnung 11 (siehe 4) aufweist. Im Behälter 9 sind mit Abstand gestapelt übereinanderliegend Substrate 12 in Form großflächiger Wafer von beispielsweise 450 mm Durchmesser angeordnet, woraus sich für den atmosphärisch geschlossenen, mit den Substraten 12 befüllten Transportbehälter 9 große Abmessungen und ein erhebliches Gewicht ergeben, das händisch kaum noch zu handhaben ist.Next, the figures show a transport container 9 with a housing 10 , the front one over a lid 8th to be closed feed opening 11 (please refer 4 ) having. In the container 9 are stacked by far superimposed substrates 12 arranged in the form of large-area wafer, for example, 450 mm diameter, resulting in the atmospherically closed, with the substrates 12 filled transport container 9 large dimensions and a considerable weight, which is hard to handle by hand.

Der Transportbehälter 9 ist über eine Tragauflage 13 auf einen Transportwagen 14 aufgesetzt, der ein Fahrwerk 15 aufweist. Auf der bodenseitigen Begrenzung der Reinraumanlage 1 sind die Prozessstationen 2 aufgestellt und es bildet diese Begrenzung im Verfahrbereich für den Transportwagen 14 die Fahrebene 16, auf der der Transportwagen 14 über die Räder 17, 18 seines Fahrwerks 15 abgestützt ist, die im gezeigten Ausführungsbeispiel sämtlich als Teewagenräder sowie gefedert und gedämpft veranschaulicht sind.The transport container 9 is over a support pad 13 on a dolly 14 put on a suspension 15 having. On the floor-side boundary of the clean room system 1 are the process stations 2 set up and it forms this limit in the travel range for the trolley 14 the driving plane 16 on which the dolly 14 over the wheels 17 . 18 his landing gear 15 is supported, which are illustrated in the illustrated embodiment all as Teewagenräder and sprung and damped.

Die Tragauflage 13 bildet in den Darstellungen zum Aufbau des Transportwagens 14 ein Kopfteil, das zum Fahrwerk 15 über ein Traggerüst 19 abgestützt ist, wobei das Traggerüst 19 mit seiner Frontseite 20 im Wesentlichen in Flucht zur Frontseite des auf den Transportwagen 14 aufgesetzten Transportbehälters 9 liegt.The support pad 13 forms in the illustrations for the construction of the trolley 14 a headboard leading to the landing gear 15 over a shoring 19 supported, wherein the supporting framework 19 with its front 20 essentially in flight to the front of the on the dolly 14 attached transport container 9 lies.

Die Tragauflage 13 bildet ein Funktionselement, über das der Transportbehälter 9 relativ zum Transportwagen 14 entsprechend dem Pfeil 21 in oder entgegengesetzt zur Andockrichtung verstellbar ist.The support pad 13 forms a functional element over which the transport container 9 relative to the trolley 14 according to the arrow 21 in or opposite to the docking direction is adjustable.

Gegenüberliegend zur Frontseite 20 ist das Traggerüst 19 ausgehend von der Tragauflage 13 in Richtung auf die Frontseite 20 eingezogen und läuft gegen das Fahrwerk 15 in einem zur Frontseite 20 nahezu parallelen Bereich aus, so dass die Rückseite 22 des Traggerüstes 19 ausgehend von der Fahrebene 16 einen Freiraum 23 lässt, der ungeachtet der insgesamt zur Rückseite hin geneigten Anordnung des Aufbaus 24 des Transportwagens 14 eine günstige Stellung einer jeweiligen Bedienperson zum Wagen ermöglicht.Opposite to the front 20 is the shoring 19 starting from the support pad 13 towards the front 20 retracted and runs against the chassis 15 in one to the front 20 almost parallel area, leaving the back 22 of the shoring 19 starting from the travel plane 16 a free space 23 regardless of the total backward inclined arrangement of the structure 24 of the trolley 14 allows a favorable position of a respective operator to the car.

Entsprechend vorstehender Erläuterung der Gestaltung des Transportwagens 14, der kopfseitig zu diesem vorgesehenen Tragauflage 13 und des auf der Tragauflage 13 aufsitzenden Transportbehälters 9 ergibt sich in der Fahrlage des Transportwagens 14 eine Neigung der genannten Einheit gegenüber der Fahrebene 16 entgegengesetzt zur Andockrichtung auf die jeweilige Prozessstation 2.According to the above explanation of the design of the trolley 14 , the head side to this intended support pad 13 and that on the support pad 13 mounted transport container 9 results in the driving position of the trolley 14 an inclination of said unit relative to the driving plane 16 opposite to the docking direction on the respective process station 2 ,

Diese Rücklage wird genutzt, um den auf dem Transportwagen 14 aufsitzenden Transportbehälter 9 durch Verschwenken um eine Drehachse 25 in seine Andocklage zu dem der Prozessstation 2 vorgelagerten Zwischenstück 6 zu versetzen. Ausgangslage hierfür ist, dass der Transportwagen 14 aus seiner zu Prozessstation 2 und Zwischenstück 6 abgesetzten Verfahrlage gemäß 1 in eine schwenkbare Abstützlage zu Prozessstation 2 bzw. Zwischenstück 6 gebracht wird, in der der Transportwagen 14 etwa in Höhe seines Fahrwerkes 15 gegen die zur Fahrebene 16 parallel und bodenseitig abgestützte Drehachse 25 über ein Halterungsteil 26, beispielsweise eine Überwurffalle, festgelegt wird.This reserve is used to transport the car 14 mounted transport container 9 by pivoting about a rotation axis 25 in its docking position to that of the process station 2 upstream intermediate piece 6 to move. Starting point for this is that the dolly 14 from his to process station 2 and intermediate piece 6 settled Verfahrlage according to 1 in a swiveling support position to process station 2 or intermediate piece 6 is brought in which the dolly 14 at about the height of its chassis 15 against the to the driving level 16 parallel and bottom supported rotary axis 25 via a mounting part 26 , For example, a Überwurffalle is set.

Ergänzend zu dieser schwenkbaren Festlegung erfolgt über einen seitens der Prozessstation 2 abgestützten Stellzylinder 27 in dessen ausgefahrener Lage ein Zugriff auf ein frontseitig zum Transportwagen 14 vorgesehenes Gegenstück 28, so dass sich beim Einfahren des Stellzylinders 27 eine Schwenkbewegung des Transportwagens 14 mit aufgesetztem Transportbehälter 9 um die Drehachse 25 ergibt und der Transportbehälter 9 mit seinem Gehäuse 10 in eine dichte Andocklage zum Zwischenstück 6 einschwenkt. Für den Deckel 8 ergibt sich hierbei eine zum Zwischenstück 6 freie Übergangslage auf den Übergangsraum 7, womit es möglich wird, durch Verlagerung und nachfolgende Verriegelung der Torplatte 5 gegen den Deckel 8 Torplatte 5 und Deckel 8 in eine in 4 veranschaulichte Zwischenlage zu überführen, aus der Torplatte 5 und Deckel 8 in eine den Übergang zwischen Transportbehälter 9 und Kammer 3 freigebende Ablagestellung zu verstellen. Die Hubverstellung erfolgt über eine Hubeinrichtung 45 mit einem Stellzylinder 38, der über seine Stellstange 39 an der Torplatte 5 angreift.In addition to this pivotal fixing takes place via a side of the process station 2 supported actuating cylinder 27 in its extended position, access to a front of the trolley 14 provided counterpart 28 , so that when retracting the adjusting cylinder 27 a pivoting movement of the trolley 14 with attached transport container 9 around the axis of rotation 25 yields and the transport container 9 with his case 10 in a tight docking to the intermediate piece 6 pivots. For the lid 8th this results in an intermediate piece 6 free transition to the transitional space 7 , which makes it possible by relocation and subsequent locking of the door plate 5 against the lid 8th A door panel 5 and lid 8th in an in 4 illustrated liner, from the gate plate 5 and lid 8th in a transition between transport containers 9 and chamber 3 to adjust the releasing storage position. The stroke adjustment via a lifting device 45 with a positioning cylinder 38 who is above his control rod 39 at the gate plate 5 attacks.

Zur Querverlagerung der Torplatte 5 dient eine Stelleinrichtung 46, wobei die Stellstange 9 in ihrem vom Zylinder 38 abgelegenen Endbereich ein über ein Lenkerparallelogramm 41 abgestütztes Joch 40 durchsetzt, das durch ein entsprechendes Verschwenken des Lenkerparallelogramms 41 in Querrichtung verlagerbar ist und die Stellstange 39 mitnimmt, was aufgrund der kleinen Stellwege möglich ist. Die Verstellung des Lenkerparallelogramms 41 erfolgt über einen Doppelzylinder 42, der zwei in getrennten Kammern einander gegenüberliegende Stellkolben aufweist, die in ihrer jeweils eingefahrenen, benachbarten Lage für die Stellstange 39 eine Lage vorgeben, in der die Torplatte 5 und der Deckel 8 gemeinsam in ihre den Durchgang freigebende Lage durch Hubverstellung mittels des Stellzylinders 38 verfahren werden. Die so erreichte Freiganglage ist in 5 gezeigt. Hubeinrichtung 45 und Stelleinrichtung 46 bilden eine Führungsmechanik 44.For transverse displacement of the door plate 5 serves an adjusting device 46 , where the control rod 9 in her from the cylinder 38 remote end area via a handlebar parallelogram 41 supported yoke 40 interspersed, by a corresponding pivoting of the Lenkerparallelogramms 41 is displaceable in the transverse direction and the control rod 39 takes along, which is possible due to the small travel ranges. The adjustment of the handlebar parallelogram 41 takes place via a double cylinder 42 , Which has two in separate chambers opposing actuating piston, in their respective retracted, adjacent position for the control rod 39 pretend a location in which the gate plate 5 and the lid 8th together in their passage releasing position by stroke adjustment by means of the adjusting cylinder 38 be moved. The clearance reached in this way is in 5 shown. lifting device 45 and adjusting device 46 form a leadership mechanic 44 ,

Ein Vergleich der 1, 2 mit den 3 bis 5 zeigt, dass durch das Einschwenken des Transportwagens 14 in die Andocklage für den Transportbehälter 9 in Abhängigkeit von den geometrischen Verhältnissen der Transportwagen 14 mit seinem Fahrwerk 15 ungeachtet der federnden Abstützung der Räder 17, 18 gegenüber der Fahrebene 16 ausgehoben ist.A comparison of 1 . 2 with the 3 to 5 shows that by swiveling in the trolley 14 in the docking position for the transport container 9 depending on the geometric conditions of the trolley 14 with his suspension 15 regardless of the resilient support of the wheels 17 . 18 opposite the driving level 16 is dug.

Der bereits geschilderte grundsätzliche Aufbau des Transportwagens 14 lässt ich – bezogen auf die in den Figuren dargestellte Seitenansicht – als U-förmig mit entgegen der Andockrichtung, also zur Rückseite 22 des Wagens 14 offenem und liegendem U beschreiben, mit einem das Fahrwerk 15 tragenden unteren Schenkel, einem der Tragauflage 13 zugeordneten oder die Tragauflage 13 bildenden oberen Schenkel und einem verbindenden Stegteil, das in der Seitenansicht bezogen auf die Fahrlage des Transportwagens 14 entgegen der Andockrichtung geneigt ist, wobei in dieser Seitenansicht entsprechend der Schrägstellung des Stegteiles der obere Schenkel gegenüber dem fahrwerkseitigen unteren Schenkel entgegen der Andockrichtung nach hinten versetzt ist sowie auch schräg gegen die Fahrebene 16 nach hinten unten geneigt verläuft.The already described basic structure of the trolley 14 I leave - based on the side view shown in the figures - as a U-shaped with counter to the docking direction, ie the back 22 of the carriage 14 describe the open and lying U, with the suspension 15 carrying lower leg, one of the support pad 13 assigned or the support pad 13 forming upper leg and a connecting web part, which in the side view relative to the driving position of the trolley 14 is inclined against the docking direction, wherein in this side view according to the inclination of the web portion of the upper leg relative to the chassis-side lower leg is offset against the docking direction to the rear and also obliquely against the driving plane 16 slanted downwards at the bottom.

Durch die in der Fahrstellung des Transportwagens 14 schräg nach hinten geneigte Lage des Transportbehälters 9 und der in diesem aufgenommenen Substrate 12 ist für diese eine schwerkraftgesicherte rückwärtige Lage gegeben, die als Schräglage der Tragauflage 13 das Aufsetzen des Transportbehälters 9 auch bei händischem Aufsetzen erleichtert.By in the driving position of the trolley 14 obliquely backward inclined position of the transport container 9 and in this recorded substrates 12 is given for this a gravity-secured rearward position, as the inclined position of the support 13 the placing of the transport container 9 facilitated by manual touchdown.

Durch die geschilderte, in der Fahrlage gegen die Fahrebene 16 abknickende Ausbildung des Transportwagens 14 ergibt sich zudem rückseitig zum Transportwagen 14 untergreifend zur nach hinten ausgreifenden Lage von Tragauflage 13 und Transportbehälter 9 eine günstige Arbeitsposition für jeweilige Bedienpersonen sowohl beim Aufsetzen des Transportbehälters 9 wie auch beim Verfahren des Transportwagens 14, der, wie in den Zeichnungen gezeigt, rückseitig zum Transportbehälter 9 eine von der Tragauflage 12 aufragende Handhabe 43 aufweist.By the described, in the driving position against the driving level 16 kinking training of the trolley 14 results in addition to the back of the trolley 14 under intervening to the back extending position of support 13 and transport containers 9 a favorable working position for respective operators both when placing the transport container 9 as well as when moving the trolley 14 which, as shown in the drawings, back to the transport container 9 one of the support pad 12 towering handle 43 having.

Zweckmäßigerweise ist zum Transportwagen 14 eine Energieversorgung gegeben, die sowohl über eine eigene, dem Transportwagen 14 zugeordnete Energiequelle – oder einen Energiespeicher – erfolgen kann, wie auch über einen Anschluss zu einer externen Energiequelle. Als Arbeitsenergien kommen insbesondere Fluide oder Elektrizität in Frage. An die Energieversorgung kann insbesondere die Tragauflage 13 als Interface zwischen Transportbehälter 9 und Transportwagen 14 angeschlossen werden, dem funktional insbesondere die Aufgabe zukommt, den Transportbehälter 9 entsprechend dem Pfeil 21 gegenüber dem Traggerüst 19 zu verlagern und/oder die Verriegelung des Transportbehälters 9 gegenüber der Tragauflage zu schließen oder zu öffnen.Conveniently, the trolley 14 given an energy supply, both on its own, the dolly 14 associated energy source - or an energy storage - can be done, as well as via a connection to an external power source. As working energy in particular fluids or electricity in question. In particular, the support pad can be connected to the power supply 13 as an interface between transport containers 9 and dolly 14 be connected, the function of the particular task, the transport container 9 according to the arrow 21 opposite the support frame 19 to relocate and / or the locking of the transport container 9 Close or open opposite the support.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 19916932 C1 [0005] DE 19916932 C1 [0005]
  • US 5364219 [0007] US 5364219 [0007]
  • US 5609459 [0008] US 5609459 [0008]

Claims (9)

System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen (1) mit Substraten (12), die in einem geschlossenen Transportbehälter (9) mit stirnseitiger Beschicköffnung (11) aufgenommen sind, der über eine Tragauflage (13) in einer Andocklage zu einer Station (2) der Anlage (1) zu positionieren ist, in der die Beschicköffnung (11) eine Anschlusslage zu einer Ladeöffnung (4) dieser Station (2) der Reinraumanlage einnimmt, wobei dass die Tragauflage (13) an einem Transportwagen (14) vorgesehen und zusammen mit einem jeweils aufsitzenden Transportbehälter (9) für großflächige Substrate über den Transportwagen (14) längs einer Fahrebene (16) verfahrbar ist und wobei der Transportwagen (14) auf seine der Andocklage des Transportbehälters (9) zu einer jeweiligen Station (2) entsprechende Anschlusslage zumindest im Annäherungsbereich an diese gesteuert angetrieben, gedämpft verstellbar und in seiner Anschlusslage fixierbar ist.System for loading and unloading clean room systems ( 1 ) with substrates ( 12 ) stored in a closed transport container ( 9 ) with front loading opening ( 11 ), which are supported by a support ( 13 ) in a docking position to a station ( 2 ) the plant ( 1 ), in which the feed opening ( 11 ) a connection layer to a loading opening ( 4 ) of this station ( 2 ) occupies the clean room system, wherein that the support pad ( 13 ) on a trolley ( 14 ) and together with a respective transport container ( 9 ) for large-area substrates via the trolley ( 14 ) along a driving plane ( 16 ) is movable and wherein the trolley ( 14 ) on its docking the transport container ( 9 ) to a respective station ( 2 ) corresponding connection position driven at least in the vicinity of this controlled controlled, damped adjustable and can be fixed in its connection position. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitens des Transportwagens (14) vorgesehene Tragauflage (13) in der Andocklage und in der Fahrlage des Transportwagens (14) zur Fahrebene (16) unterschiedlich geneigt ist, insbesondere in der Fahrlage des Transportwagens (14) in Andockrichtung ansteigend zur Fahrebene (16).System according to claim 1, characterized in that the part of the transport vehicle ( 14 ) provided support pad ( 13 ) in the docking position and in the driving position of the trolley ( 14 ) to the driving level ( 16 ) is inclined differently, in particular in the driving position of the trolley ( 14 ) in the docking direction rising to the driving level ( 16 ). System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportwagen (14) als Kippwagen ausgebildet ist, der zwischen seiner Andocklage und einer zur Andocklage geneigten Transportlage um eine zur Fahrebene (16) benachbarte Schwenkachse (25) gekippt wird.System according to claim 2, characterized in that the trolley ( 14 ) is formed as a dump truck, which is moved between its docking position and a transport position inclined to the docking position about a to the driving level ( 16 ) adjacent pivot axis ( 25 ) is tilted. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportwagen (14) ein vom Fahrwerk (15) gegen die Tragauflage (13) sich erstreckendes Traggerüst (19) aufweist, das zur Fahrebene (16) eine zur Neigung der Tragauflage (13) komplementäre Neigung aufweist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the trolley ( 14 ) from the chassis ( 15 ) against the support ( 13 ) extending shoring ( 19 ) to the driving level ( 16 ) one to the inclination of the support ( 13 ) has complementary inclination. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportwagen (14) in seiner Andocklage zu einer jeweiligen Prozessstation (2) im Bereich der Fahrebene (16) um eine lagefeste Drehachse (25) schwenkbar und hierzu in Hochrichtung beabstandet über einen Stellantrieb abgestützt ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the trolley ( 14 ) in its docking position to a respective process station ( 2 ) in the area of the driving level ( 16 ) about a position-fixed axis of rotation ( 25 ) is pivotally supported and this spaced apart in the vertical direction via an actuator. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragauflage (13) Funktionselemente zur Identifizierung des Transportbehälters (9), zur Positionierung des Transportbehälters (9) gegenüber dem Transportwagen (14) und/oder zur Positionierung des Transportwagens (14) aufweist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the support pad ( 13 ) Functional elements for identifying the transport container ( 9 ), for positioning the transport container ( 9 ) opposite the trolley ( 14 ) and / or for positioning the trolley ( 14 ) having. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportbehälter (9) in seiner Andocklage zu einer Prozessstation (2) mit seinem Deckel (8) in Überdeckung zu einer Ladeöffnung (4) einer Prozessstation (2) und einer diese abdeckenden Torplatte (5) liegt und dass der Deckel (8) und die Torplatte (5) miteinander verbunden über eine an der Torplatte (5) angreifende Führungsmechanik (44) gemeinsam hubverstellbar in eine die Übergangsöffnung freigebende Lage abzusenken sind, wobei die Führungsmechanik (44) ergänzend zu einer Hubeinrichtung (45) eine Stelleinrichtung (46) aufweist, die Torplatte (5) über die Stelleinrichtung (46) quer zur Hubrichtung zwischen ihrer die Übergangsöffnung abdichtenden Schließstellung und einer Anschlussstellung zum den Transportbehälter (9) verschließenden Deckel (8) verstellbar ist und die Torplatte (5) und der Deckel (8) gegeneinander verkuppelt in eine zwischen ihre Schließstellungen liegende Freiganglage als Ausgangsstellung für die Hubverstellung verstellbar sind.System according to one of the preceding claims, characterized in that the transport container ( 9 ) in its docking position to a process station ( 2 ) with its lid ( 8th ) in overlap to a loading opening ( 4 ) a process station ( 2 ) and a covering this door plate ( 5 ) and that the lid ( 8th ) and the gate plate ( 5 ) connected to each other via one on the door plate ( 5 ) attacking guide mechanism ( 44 ) are lowered together adjustable in a position releasing the transition opening position, wherein the guide mechanism ( 44 ) in addition to a lifting device ( 45 ) an adjusting device ( 46 ), the gate plate ( 5 ) via the adjusting device ( 46 ) transversely to the stroke direction between its closed position sealing the transition opening and a connection position to the transport container ( 9 ) closing lid ( 8th ) is adjustable and the gate plate ( 5 ) and the lid ( 8th ) verkuppelt against each other in a lying between their closed positions clearance position are adjustable as a starting position for the stroke adjustment. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (46) ein quer zur Hubrichtung verschwenkbares Lenkerparallelogramm (41) aufweist, das in Hubrichtung ausgerichtet mit der Torplatte (5) verbunden ist, wobei das Lenkerparallelogramm (41) über die Stelleinrichtung (46) in Schwenkrichtung zwischen der Schließlage der Torplatte (5), der Anlagestellung der Torplatte (5) zum den Transportbehälter (9) verschließenden Deckel (8) und einer Freigangstellung entsprechenden Lage als Anschlaglagen verstellbar ist.System according to claim 7, characterized in that the adjusting device ( 46 ) a transversely pivotable to the stroke direction Lenkerparallelogramm ( 41 ), which in the stroke direction aligned with the door plate ( 5 ), wherein the steering parallelogram ( 41 ) via the adjusting device ( 46 ) in the pivoting direction between the closed position of the door plate ( 5 ), the installation position of the gate plate ( 5 ) to the transport container ( 9 ) closing lid ( 8th ) and a clearance position corresponding position as stop positions is adjustable. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportwagen (14) ein gefedertes Fahrwerk (15) aufweist und/oder mit einer eigenen Energieversorgung ausgestattet oder an eine externe Energieversorgung angeschlossen ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the trolley ( 14 ) a sprung suspension ( 15 ) and / or equipped with its own power supply or connected to an external power supply.
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