DE3874892T2

DE3874892T2 - Verfahren und einrichtung zum ausrichten von siliciumplaettchen.

Info

Publication number: DE3874892T2
Application number: DE8888906274T
Authority: DE
Inventors: L Hine
Original assignee: Hine Design Inc
Current assignee: Hine Design Inc
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2008-05-24
Also published as: WO1988009303A1; EP0365589A4; JPH03501840A; EP0365589B1; EP0365589A1; DE3874892D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Transportieren von Siliziumplättchen, insbesondere auf solche Verfahren, in denen das Plättchen ausgerichtet ist, und auf eine Einrichtung, die zum Benutzen in solchen Verfahren geeignet ist.
Bei der Herstellung von Festkörpereinrichtungen werden Siliziumplättchen zwischen verschiedenen Arbeitsstationen bewegt, oft in Kassetten, die eine Zahl von in einem Abstand zueinander angeordnete Plättchen halten, die benachbart zueinander in Taschen gestapelt sind. Viele Prozesse benötigen, daß das Plättchen genau ausgerichtet ist. Die benötigte Ausrichtung kann die präzise Positionierung der Mitte des Plättchens und/oder die präzise Orientierung des Plättchens relativ zu seiner Kristallebene sein, die auf dem Plättchen durch eine Markierung irgendeiner Art angezeigt ist, gewöhnlich eine flache Stelle oder eine Kerbe auf dem Umfang des Plättchens. Das Transportieren indivudueller Plättchen (einschließlich insbesondere ihr Entfernen aus Kassetten, ihr Einsetzen in Kassetten und ihre Ausrichtung als auch ihr einfacher Transport von einem Ort zu einem anderen) ist eine Sache von lebenswichtiger Bedeutung für die Halbleiterindustrie.
Die meisten Verfahren zum Transportieren individueller Siliziumplättchen beinhalten Kontakt zwischen (a) der Unterseite des Plättchens und (b) einer festen Tragoberf läche oder Luftstrahlen, die wahrscheinlich feste Teilchen enthalten. Zum Beispiel beschreibt die WO-A-8 404739 ein Gerät zum gleichzeitigen Drehen aller Siliziumplättchen in einer Kassette so, daß die flachen Stellen auf allen Plättchen in einer gewünschten Orientierung sind. Diese Verfahren können das Plättchen beschädigen.
Die GB-A-2171978 beschreibt einen computergesteuerten Roboterarm zum seitlichen Transportieren eines individuellen Plättchens; der Arm weist drei coplanare, parallele, nachgiebig angebrachte Finger auf, wobei der mittlere Finger länger als die zwei äußeren Finger ist und relativ zu ihnen bewegbar ist, so daß ein Plättchen zwischen festen Knöpfen ergriffen werden kann, die an dem Ende eines jeden Fingers angebracht sind.
Diese Erfindung sieht ein Verfahren und eine Einrichtung zum Transportieren eines individuellen Siliziumplättchens vor, wobei es im wesentlichen keine innewohnende Gefahr der Beschädigung oder Verunreinigung der Arbeitsoberfläche des Plättchens gibt. Der Ausdruck "Transportieren" wird hierin in dem oben angegebenen weiten Sinn aufgefasst, so daß jedes Vorgehen enthalten ist, bei dem das Plättchen einer gerichteten und/oder rotierenden Bewegung unterliegt.
Diese Erfindung sieht nicht nur wichtige Vorteile in der Leichtigkeit, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit vor, mit der die Plättchen transportiert werden können, insbesondere wenn Ausrichtung der Plättchen benötigt wird. Zusätzlich kann sie benutzt werden, da die Erfindung wesentlich die Möglichkeit der Beschädigung der Unterseite der Plättchen verringert oder ausschließt, für Siliziumplättchen, die zwei Arbeitsoberflächen aufweisen.
Gemäß einem Aspekt sieht diese Erfindung ein Verfahren zum Transportieren eines individuellen Siliziumplättchens vor, bei dem das Plättchen ausschließlich mittels Plättchenträgern getragen wird, die (a) in der Form von Rädern vorliegen, die in der Ebene des Plättchens drehen können, und (b) das Plättchen nur um seinen Umfang berühren, wodurch die Notwendigkeit des Berührens einer der Oberflächen des Plättchens ausgeschlossen wird. Ein bevorzugtes Verfahren schließt ebenfalls den Schritt des Drehens von mindestens einem der Plättchenträger mittels eines elektrischen Motors ein, so daß eine Ausrichtungsmarke genau angeordnet werden kann, die die Kristallebene des Plättchens anzeigt.
Nach einem anderen Aspekt sieht diese Erfindung eine Einrichtung vor, die geeignet ist zur Benutzung in dem oben definierten Verfahren und die aufweist
(1) einen Montierungsrahmen und
(2) mindestens zwei Plättchenunterstützungen
(a) von denen jede eine Mehrzahl von Plättchenträgern aufweist, die in der Form von Rädern sind, die drehbar in der Ebene des Plättchens sind, und
(b) die relativ zueinander bewegt werden können zwischen (i) einer geschlossenen Position, in der ein zu transportierendes Plättchen ausschließlich durch den Kontakt zwischen dem Umfang des Plättchens und den Plättchenträgern getragen werden kann, und (ii) einer offenen Position in der ein zu transportierendes Plättchen frei zwischen den Plättchenträgern durchgehen kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Einrichtung Mittel zum Bestimmen, ob ein von den Plättchenträgern getragenes Plättchen richtig ausgerichtet ist. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Plättchenunterstützungen und der Rahmen so, daß eine Kassette von Plättchen benachbart zu der Einrichtung angeordnet werden kann, zusammen mit einem Mittel zum Bewegen der Kassette und der Plättchenunterstützungen relativ zueinander, und die Plättchenunterstützungen können dann zum aufeinanderfolgen Transportieren individueller Plättchen von der Kassette benutzt werden. Die Erfindung wird durch die folgenden Zeichnungen erläutert, in denen
Figur 1 eine Seitenansicht einer Einrichtung der Erfindung ist,
Figur 2 Draufsichten auf die Einrichtung in Figur 1 bei und 3 verschiedenen Stufen ihres Betriebes sind,
Figur 4 eine detaillierte Ansicht eines Teiles von Figur 1 ist,
Figur 5 eine Draufsicht im Schnitt entlang der Linie AA von Figur 1 ist,
Figur 6 eine Draufsicht auf ein Teil der Einrichtung von Figur 1 ist, die zum Vorsehen motorisierter Drehung des Plättchens modifiziert ist,
Figur 7 eine perspektivische Zeichnung eines Transportmechanismus für mehrere Kassetten zusammen mit der Einrichtung der Erfindung ist, und
Figur 8 einen bevorzugten Antriebsmechanismus zum Steuern der Bewegung der Plättchenunterstützungen in der Einrichtung der Erfindung darstellt.
Silikonplättchen liegen allgemein in der Form von kreisförmigen Scheiben vor, die Durchmesser von z. B. ungefähr 10,2, 12,7, 15,25 oder 20,3 cm (ungefähr 4, 5, 6 oder 8 Zoll) aufweisen und an ihrem Umfang eine flache Stelle oder eine Kerbe aufweisen, die die kristalline Achse des Siliziums bezeichnet. Viele der Behandlungen, denen Siliziumplättchen ausgesetzt sind, hängen kritisch von der Ausrichtung ab. Daher gibt es eine Notwendigkeit für Transportsysteme, die das Plättchen sehr genau ausrichten oder eine solche Ausrichtung prüfen oder aufrechterhalten. Eine der Vorteile der vorliegenden Erfindung ist, daß sie es sehr einfach macht, zu prüfen, ob ein Plättchen die gewünschte Ausrichtung hat, und wenn es sie nicht hat, das plättchen seitlich und/oder drehungsmäßig in die gewünschte Ausrichtung bewegt. Die vorliegende Erfindung wird daher hauptsächlich unter Bezugnahme auf die Verfahren und die Einrichtung beschrieben, bei denen der Transport des Plättchens seine Ausrichtung beinhaltet. Es ist jedoch zu verstehen, daß dort, wo es angebracht ist, beispielhafte und bevorzugte Merkmale der Erfindung anwendbar sind auf alle Formen des Plättchentransports. Wo ein beispielhaftes oder bevorzugtes Merkmal insbesondere in einem speziellen Zusammenhang oder in Kombination mit einem oder mehreren speziellen Merkmalen beschrieben wird, kann entsprechend ein beispielhaftes oder bevorzugtes MerkiLal wo geeignet auch in anderen Zusammenhängen und Kombination mit einem oder mehreren Merkmalen, die woanders in dieser Beschreibung beschrieben sind, benutzt werden.
In einem bevorzugten Verfahren, in dem ein Plättchen ausgerichtet wird,
(a) weisen die Plättchenträger ein erstes und zweites Paar von Rädern auf, die drehbar in der Ebene des Plättchens sind, wird die Ebene, die die Achsen der Räder des ersten Paares enthält, parallel zu der Ebene gehalten, die die Achse der Räder des zweiten Paares enthält, und liegt die Mitte des Plättchens zwischen zwei Paaren von Rädern, und
(b) werden das erste und zweite Paar von Rädern zueinander gedrückt und richten dadurch das Plättchen so aus, daß seine Mitte auf der Linie liegt, die (a) den Mittelpunkt einer Linie, die die Achsen der Räder des ersten Paares in der Ebene der Scheibe verbindet, und (b) den Mittelpunkt einer Linie, die die Achsen der Räder des zweiten Paares in der Ebene der Scheibe verbindet, verbindet.
Wenn dieses Verfahren mit einem Plättchen benutzt wird, das eine flache Stelle zur Ausrichtung auf seinem Umfang aufweist und eines der Räder die flache Stelle berührt, wird das Plättchen nicht nur seitlich ausgerichtet, sondern es wird so gedreht, daß es drehungsmäßig ausgerichtet ist.
Andere Verfahren können verwendet werden, bei denen die gewünschte drehungsmäßige Ausrichtung des Plättchens herbeigebracht werden kann, in dem die Ausrichtungsunterbrechung auf dem Umfang eines Plättchens mit gerichteten Kräften, die auf das Plättchen durch die Plättchenträgereinrichtung ausgeübt werden, kombiniert werden. Solche Richtungskräfte (und die anderen Richtungskräfte, auf die hier Bezug genommen wird) können durch Federn, bevorzugt durch Zugfedern konstanter Kraft, durch hydraulischen Druck, durch pneumatischen Druck (bei dem z. B. der Luftdruck in einem Zylinder zum Erzielen einer gewünschten Kraft eingestellt werden kann) oder sonstwie erzeugt werden. Die drehungsmäßige Ausrichtung ist auf diese Weise schwierig oder unmöglich, wenn die Unterbrechung sehr klein ist (z. B. in der Form einer Ausrichtungskerbe) oder nicht existiert, und sie von begrenztem Wert, wenn die Plättchen nicht in einer ungefähr vorläufig ausgerichteten Orientierung zugeführt werden, z. B. innerhalb 10º der gewünschten Ausrichtung. Unter solchen Umständen ist es bevorzugt, einen Motor, bevorzugt einen Elektromotor zu benutzen zum Antreiben von mindestens einem der Plättchenträger zum Bewirken oder zum Unterstützen der Drehung des Plättchens in eine gewünschte Ausrichtung. Der Motor kann mit mindestens einem Rad, bevorzugt mit mindestens zwei Rädern verbunden sein, die an dem Umfang der Einrichtung liegen, bevorzugt über eine elastomere Beschichtung auf der anliegenden Oberfläche des Rades. Jedoch, die gewünschte drehungsmäßige Ausrichtung ist erreicht, ein Sensor kann zum Bestimmen benutzt werden, ob das Plättchen ausgerichtet ist. Jeder geeignete physikalische, optische, elektrische oder andere Sensor kann benutzt werden. Bei einem gekerbten Plättchen kann ein Stift, der kleiner als die Kerbe ist, gegen den Umfang des Plättchens gedrückt werden und tritt in die Kerbe ein, wenn die Ausrichtung erreicht ist. Wenn ein Motor zum Drehen des Plättchens benutzt wird, ist es wichtig, daß er so schnell wie möglich angehalten wird, nachdem der Sensor die Ausrichtung erfaßt. Wir haben es als nützlich empfunden, wenn ein Elektromotor benutzt wird, eine magnetische Bremse oder eine Steuerschaltung zu verwenden, die die Richtung des Stromflußes durch den Motor für eine sehr kurze Zeit umdreht, nachdem der Sensor bestimmt, daß das Plättchen richtig ausgerichtet ist.
Die in dieser Erfindung benutzten Plättchenträger sind Räder, die in der Ebene des Plättchens drehbar sind. Die Räder können gleichmäßig oder ungleichmäßig um das Plättchen angeordnet sein und können zum Helfen beim Erzielen der gewünschten Ausrichtung, z. B. zum Finden der flachen Stelle, wie oben beschrieben wurde, vorgespannt sein oder einfach in eine radiale Richtung vorgespannt sein. Wenn das Plättchen mit der Hilfe eines Motors gedreht wird, wird bevorzugt eines oder mehrere der Trägerräder durch den Motor gedreht. Die Räder weisen bevorzugt elastomere Abschnitte (oder Reifen) auf, die an den Plättchen anliegen, wodurch das Plättchen gegen physische und elektrische Schäden gedämpft wird. Bevorzugt weist mindestens eines der Räder Flansche auf, die gegen die Rotationsachse des Rades so geneigt ist, daß für den Fall, in dem sich die Plättchenunterstützungen von der offenen Position zu der geschlossenen Position bewegen, wobei ein Plättchen zwischen den Plättchenträgern ist, das Plättchen sich auf dem Flansch in eine Richtung in rechten Winkeln zu der Ebene des Plättchens bewegt. Solche Aufwärtsbewegung kann von einer seitlichen Bewegung zum Ausrichten des Plättchens in der seitlichen Richtung begleitet werden. Wenn das Plättchen horizontal ist, ist ein einzelner Flansch an der unteren Seite des Rades geeignet. Wenn das Plättchen vertikal ist, wird ein Flansch auf jeder Seite des Rades bevorzugt.
Zusätzlich zu dem Montierungsrahmen und den Plättchenunterstützungen weist die Einrichtung der Erfindung bevorzugt ebenfalls auf
(3) eine Schließeinrichtung, die kontinuierlich und federnd die Plättchenunterstützungen zu der geschlossenen Position drücken, und
(4) eine Bewegungssteuereinrichtung, die (i), wenn die Plättchenunterstützungen in der offenen Position sind, die von der Schließeinrichtung ausgeübte Kraft überwinden kann, und (ii) so betätigt werden kann, daß sie den Plättchenunterstützungen ermöglichen, auf eine gesteuerte Weise in die geschlossene Position zu bewegen.
Siliziumplättchen sind spröde, und es ist wichtig, daß Auftreffen der Plättchenträger gegen den Umfang der Plättchen zu minimieren. Wir haben gefunden, daß es für diesen und andere Zwecke, z. B. zum Ermöglichen einer minimalen Gesamttransportzeit ohne die Gefahr des versehentlichen Freigebens des Plättchens, wünschbar ist, die lineare Bewegung der Plättchenunterstützungen auf eine zyklische Weise zu steuern, bevorzugt so, daß sich die Träger der Kante des Plättchens mit sehr geringer Geschwindigkeit nähern. Dieses kann auf jede geeignete Weise erzielt werden, z. B. durch die Benutzung einer Magnetkupplung, die betätigt wird, wenn das Plättchen geeignet angeordnet ist. Wir haben jedoch gefunden, daß es ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zum Erzielen dieses Resultates ist, die Bewegungssteuereinrichtung für die Plättchenunterstützung auf zyklische Weise anzutreiben, bevorzugt auf eine zykloide Weise, die durch Umsetzen der linearen Bewegung eines Getriebe-(oder anderen) Motors mittels einer Kurbelwelle und einer Verbindungsstange erzielt wird, wie z. B. unten in Zusammenhang mit Figur 8 beschrieben wird. Auf die gleiche Weise kann die Verringerung der linearen Geschwindigkeit, mit der das Plättchen transportiert wird, an einem oder mehreren mittleren Punkten entlang und/oder an dem Ende eines Lieferweges erzielt werden, z. B. von einer Kassette zu einer Arbeitsstation. An solchen mittleren Punkten kann z. B. das Plättchen auf Identifikationsmarkierungen untersucht werden, oder der Transport kann für eine gewünschte Zeitdauer unterbrochen werden, z. B. während weniger Sekunden, während das Plättchen mit einem Laser markiert wird. Ein geeigneter zyklischer Antrieb kann z. B. durch eine rampenhafte synusförmige Beschleunigung und Bremsung an beiden Enden des Weges vorgesehen werden, wodurch die genaue Positionierung des Plättchens an den Grenzen des Weges erleichtert wird.
Wie kurz oben angemerkt wurde, ist die Erfindung insbesondere nützlich zum Transportieren eines individuellen Plättchens von einem Stapel von in einer Kassette gespeicherten Plättchen. Für diesen Zweck enthält die Einrichtung der Erfindung bevorzugt zwei Plättchenunterstützungen von denen jede aufweist
(a) ein Joch, das verschiebbar auf dem Rahmen angebracht ist,
(b) ein aufsteigendes Teil, das an dem Joch befestigt ist und sich nach außen von dem Joch um eine Distanz erstreckt, die größer als die entsprechende Abmessung ist, d. h. die Höhe oder die Breite der Kassette; und
(c) einen Vorleger, der an dem aufsteigenden Teil befestigt ist und an dem mindestens zwei der Räder angebracht sind;
wobei die Vorleger und daran angebrachten Räder dünn genug sind, um zwischen die benachbarten Plättchen in der Kassette zu passen, wenn die Plättchenunterstützungen aus der offenen Position in die geschlossene Position bewegt werden.
Eine derartige Einrichtung kann allein zum Ausrichten des Plättchens und dann zum Ersetzen des Plättchens in der Kassette benutzt werden, oder sie kann benutzt werden zum Liefern des Plättchens an eine Position außerhalb der Kassette, zum optionalen Ausrichten des Plättchens vor, während oder nach der linearen Bewegung des Plättchens. Für eine derartige Lieferung weist die Einrichtung bevorzugt weiter auf
(6) eine Einrichtung zum Bewegen der Plättchenunterstützungen zwischen (i) einer Aufnahmestelle, an der ein Plättchen in der Kassette aufgenommen werden kann, und (ii) einer Freigabestelle, an der ein durch die Plättchenunterstützungen getragenes Plättchen vollständig außerhalb der Kassette vorhanden ist und an der die Plättchenunterstützungen in die offene Position zum Freigeben des Plättchens bewegt werden können.
Das die Räder tragende Joch kann mit einer horizontalen oder vertikalen Trägerstruktur ausgebildet sein. Mit einer vertikalen Trägerstruktur ist es möglich, den notwendigen Freiraum zum Transportieren von Kassetten seitlich (horizontal und senkrecht der Vorlegerbewegung) durch den Joch/Vorleger-Mechanismus vorzusehen, wenn er in der offenen Position ist. Dies macht es möglich, eine oder mehr zusätzliche Kassetten auf zureihen, so daß es ein kontinuierlicher Maschinenbetrieb ermöglicht wird."Verarbeitete" Kassetten, die nicht an der Fahrstuhl "Arbeits"-Station angeordnet sind, können dann gegen "unverarbeitete" Kassetten während des normalen Maschinenbetriebes ausgewechselt werden. Wenn die Vorlegerstruktur horizontal ausgebildet ist, kann ein kompakterer Mechanismus entworfen werden, er ist jedoch auf einen Einzelkassettenbetrieb beschränkt.
Es wird jetzt Bezug genommen auf die Figuren 1 bis 5 der Zeichnung, diese zeigen eine bevorzugte Einrichtung zum seitlichen und drehungsmäßigen Ausrichten von Plättchen 50, die ungefähr in einer Kassette 51 vorausgerichtet sind und die eine flache Stelle zur Ausrichtung auf ihrem Umfang aufweisen. Die Einrichtung weist auf
einen Montierungsrahmen 1, an dem feste lineare Gleitbahnen 2 bef estigt sind;
eine erste Plättchenunterstützung, die aufweist (a) ein erstes Joch 3, das mit einer linearen Bewegung entlang der Gleitbahnen 2 gleitet, (b) ein erstes aufsteigendes Teil 4, das an dem Joch 3 befestigt ist und das groß genug ist, den oberen Schlitz einer Kassette zu erreichen, dessen Tragblattform oberhalb der gleitenden Teile des Joches ist, (c) einen ersten Vorleger 5, der an dem aufsteigenden Teil 4 befestigt ist, und (d) zwei mit Flanschen versehene Räder, von denen jedes einen Flansch 181 und eine elastomere Antriebsoberfläche 182 aufweist, die an dem Vorleger 5 angebracht sind und die frei drehbar in der gleichen Ebene wie das Plättchen sind, und die in größerem Detail in Figur 4 gezeigt sind;
eine zweite Plättchenunterstützung, die aufweist (a) ein zweites Joch 6, das mit einer linearen Bewegung entlang der gleichen Gleitbahnen wie das erste Joch/gleitet (oder das parallel gleitet zu denen, die benutzt werden von dem ersten Joch), (b) ein zweites aufsteigendes Teil 7, das an dem Joch 6 befestigt ist und das so groß ist wie das erste aufsteigende Teil, (c) einen zweiten Vorleger 8, der an dem aufsteigenden Teil 7 befestigt ist, und (d) zwei mit Flanschen versehene Räder l9, die identisch zu den Rädern 18 sind, die an dem Vorleger 8 angebracht sind und die drehbar in der gleichen Ebene wie das Plättchen sind;
einen Sensor 9, der anzeigt, wenn das Plättchen genau ausgerichtet ist;
eine geschlitzte Platte 10, die auf den gleichen Gleitbahnen wie die Joche gleitet (oder parallel zu denen gleitet, die benutzt werden von den Jochen) und an einem linearen Betätigungsglied 13 angebracht ist und durch die Schlitze an jedem der Joche, wobei die Schlitze so dimensioniert und positioniert sind, daß sie eine begrenzte relative Bewegung der Joche zwischen der offenen und geschlossenen Position ermöglichen;
einen Hebel 11, der an jedem Ende von einem der Joche angebracht ist und ein Nockenfolgerlager 20 aufweist, das daran befestigt ist und mit festen Anschlägen 21 und 22 ausgerichtet ist (alternativ kann ein flexibles Teil oder eine Spannungsverbindung, die an einem Ende des Hebels angebracht ist, anstelle des Nockenfolgers benutzt werden);
eine Zugfeder 12, die an den Jochen angebracht ist und sie zueinander mit einer leichten und gesteuerten Kraft zieht, die ausreichend ist, um ein zwischen den mit Flanschen versehenen Rädern angeordnetes Plättchen zu erhalten, ohne das Schaden dem Plättchen zugefügt wird;
ein lineares Betätigungsglied 13, das an dem Hebel 11 befestigt ist und das in Kombination mit der Feder 12 und den Anschlägen 21 und 22 die Bewegung der Joche relativ zueindander und relativ zu dem Montierungsrahmen steuert; und
einen Fahrstuhl 14, der an dem Montierungsrahmen angebracht ist und die Kassette so anheben und absenken kann, daß jedes in der Kassette gelagerte Plättchen nacheinander in der Ebene der Vorleger positioniert ist.
Im Betrieb der in Figur 1 bis 5 gezeigten Einrichtung wird die mit ungefähr vorausgerichteten Plättchen 50 geladene Kassette 51 auf den Fahrstuhl 14 gesetzt. Die Plättchenunterstützungen sind in der offenen Position. Das unterste Plättchen wird durch den Fahrstuhl in Übereinstimmung mit der Ebene der Räder auf den Vorlegern gebracht.
Das linieare Betätigungsglied (13) beginnt seine Bewegung von der Grenzposition, in der der Stützpunkt des Hebels (11) hart an dem Anschlag 21 liegt, wodurch verursacht wird, daß die Feder (12) gedehnt wird und die Vorleger in ihrer offenen Position sind. Während das lineare Betätigungsglied die geschlitzte Platte (10) bewegt, ermöglicht dies dem Hebel (11), daß er sich dreht und daß sich die Feder (12) zusammenzieht, wodurch das erste Joch mit seinem Vorleger zu dem Plättchen bewegt wird. Das zweite Joch (6) und Vorleger (8) werden zu dem Plättchen von der anderen Seite durch das andere Ende des Hebels (11) unter der gleichen Federkraft bewegt. Wenn die Räder 18 und 19 das Plättchen berühren, wird das Plättchen durch die angeschrägten Flansche der Räder angehoben, und wenn sich die Räder dem Plättchen ganz nähern, wird die flache Stelle automatisch ausgerichtet und das Plättchen wird zentriert, während sich die Paare von Rädern aufeinander zu unter der Federkraft (12) bewegen. Wenn die äußeren Begrenzungen der Räder in engem Kontakt mit dem Plättchen sind, stoppen sie mit der Bewegung aufeinander zu. An diesem Punkt wird der Ausrichtesensorschalter 9 aktiviert, wobei angezeigt wird, daß die flache Stelle an der richtigen Stelle ist. Wenn die flache Stelle nicht an diesem Punkt ist, schaltet ein Steuersystem das lineare Betätigungsglied und sendet ein Fehlersignal. Wenn die flache Stelle richtig angeordnet ist, bewirkt die kontinuierliche Bewegung des linearen Betätigungsgliedes, daß das Plättchen aus der Kassette bewegt wird. Während sich die gesamte Anordnung der zwei Joche mit ihren entsprechenden Vorlegern und dem Plättchen herausbewegen, werden die Joche tatsächlich durch die Feder (12) zusammengehalten und durch das Plättchen auseinandergehalten. Wenn sich die Geschwindigkeit der Anordnung zu schnell ändert, könnten die Trägheits- und Reibungskraft die Federspannung überwinden und bewirken, daß das Plättchen während der Bewegung freigegeben wird oder daß zuviel Druckkraft auf das Plättchen am anderen Ende des Weges ausgeübt wird, wodurch Schaden verursacht wird. Zum Verhindern von diesem kann eine magnetische oder ähnliche Bremse (23) benutzt werden zum Blockieren der Joche in ihrer relativen Position, wenn sie durch den Sensorschalter (9) angesprochen werden.
Der Vorleger und das Unterstützungsjoch, die Anordnungen der aufsteigenden Teile können mit den notwendigen Freiräumen konstruiert werden, so daß die auf Plattformen angeordnete Plattformen seitwärts in und aus der Vorlegerarbeitsstation transportiert werden können. Der Kassettentransportmechanismus kann automatisiert werden, so daß ein kontinuierlicher Maschinenbetrieb möglich ist, während "verarbeitete" Kassetten durch eine Bedienungsperson oder einen Kassettenladeroboter ausgetauscht werden. Wenn solch eine Kassette mit Plattform in der Arbeitsstation positioniert ist, greift der Fahrstuhl die Plattform an und schiebt die Plattform, so daß jedes Plättchen nacheinander in Übereinstimmung mit der Betriebsebene des Vorlegers angeordnet wird.
Es wird jetzt Bezug genommen auf Figur 6, diese zeigt die Benutzung eines Stiftes 19 als Ausrichtungssensor für ein Plättchen 50 mit einer Ausrichtungskerbe 52. Der Stift 19 wird gegen den Umfang des Plättchens 50 federgespannt und tritt in die Kerbe ein, wenn das Plättchen ausgerichtet ist. Ebenfalls ist in Figur 6 ein Motor 15 gezeigt, der mit den Rädern 18 mit Flanschen zum Drehen des Plättchen 50 in die gewünschte Ausrichtung verbunden ist. Wenn der Stift 19 in die Kerbe 52 eintritt, aktiviert er einen Detektorschalter 9, der den Motor 15 abtrennt.
Es wird Bezug genommen auf Figur 7, diese zeigt, wie eine Mehrzahl von Kassetten, die auf einer Plattform 25 angebracht sind, nacheinander zu einer wie in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Einrichtung zugeführt werden können.
Es wird Bezug genommen auf Figur 8, diese zeigt, wie eine zykloidische Antriebseinrichtung zwischen einem Elektromotor und ein lineares Betätigungsglied eingepasst werden kann, wie es z. B. in Figur 5 gezeigt ist, so daß eine sinusförmige Haltezeit an der Aufnahmestelle, an der Freigabestelle und an einer mittleren Stelle vorgesehen wird, wobei eine rampenförmige sinusförmige Beschleunigung auf beiden Seiten der Haltezeit vorhanden ist. Dieses wird bewirkt durch einen zykloidischen Antriebsmechanismus, der mit konstanter Geschwindigkeit durch eine motorangetriebene Verstellschraubenspindel (oder eine ähnliche Einrichtung) angetrieben wird. Der zykloidische Antriebsmechanismus weist eine Verbindungsstange auf, die an einem Ende mit dem zweiten Joch und an dem anderen Ende mit einer Kurbel verbunden ist, die an einem drehbaren Ritzel angebracht ist, das im Lager in dem Antriebsgehäuse montiert ist. Es wird somit entlang einer Zahnstange bewegt, wobei bewirkt wird, daß es und die Kurbel gedreht werden, wenn sich das Antriebsgehäuse bewegt. Der Kurbelstift ist an einem Radius angeordnet, der der gleiche ist (oder nahezu der gleiche) dem Radius des Ritzels, so daß er sich entlang eines zykloidischen Weges bewegt (ähnlich dem Ventil eines Fahrradrades). Der Kurbelstift ist so angeordnet, daß er sich um zwei vollständige Drehungen während eines Hubes dreht und somit eine sinusförmige rampenartige Beschleunigung vorsieht auf eine maximale Geschwindigkeit bei 1/4 Hub, dann die Geschwindigkeit auf einen vollen Halt bei einem halben Hub reduziert, wo das Plättchen aufgenommen wird, worauf eine Beschleunigung auf volle Geschwindigkeit bei einem 3/4 Hub folgt, dann eine weiche Beschleunigung zur Nullgeschwindigkeit am Ende des Hubes. Durch die Betätigung des Motor-"Stopp"-Schalters nahe dieser Position wird eine sehr genaue Positionierung erreicht.

Claims

1. Verfahren zum Transportieren eines einzelnen Siliziumplättchens (50), das in der Form einer im allgemeinen kreisförmigen Scheibe vorliegt mit einer Hauptebene, einem Umfang und einer Mitte, welches Verfahren Transportieren des Plättchens aufweist, während es ausschließlich mittels Plättchenträger getragen wird, die das Plättchen nur um dessen Umfang berühren, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchenträger in Form von Rädern (18, 19) gebildet sind, die drehbar in der Hauptebene des Plättchens liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, während das Plättchen (50) durch die Plättchenträgerräder getragen wird, mindestens eines der drehbaren Räder (18, 19) mittels eines elektrischen Motors gedreht wird, bis das Plättchen eine gewünschte Rotationsausrichtung aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Plättchenträger ein erstes und zweites Paar von Rädern (18, 119) aufweist, die drehbar in der Hauptebene des Plättchens (50) liegen, die Räder des ersten Paares von Rädern Rotationsachsen aufweisen, die in der ersten Ebene liegen, und die Räder des zweiten Paares von Rädern Rotationsachsen aufweisen, die in einer zweiten Ebene liegen; die erste Ebene wird parallel zu der zweiten Ebene gehalten und die Mitte des Plättchens liegt zwischen den zwei Paaren von Rädern; und

(b) das erste und zweite Paar von Rädern (18, 19) zueinander gedrückt werden und dabei das Plättchen so ausrichten, daß seine Mitte auf der Linie liegt, die (a) den Mittelpunkt einer Linie, die die Achsen der Räder des ersten Paares in der Hauptebene des Plättchen verbindet, und (b) den Mittelpunkt einer Linie, die die Achsen der Räder des zweiten Paares in der Hauptebene des Plättchens verbindet, verbindet.

4. Einrichtung zum Transportieren eines einzelnen Siliziumplättchens, das in der Form einer im allgemeinen kreisförmigen Scheibe vorliegt, die eine Hauptebene, einen Umfang und eine Mitte aufweist, wobei die Einrichtung eine bewegbare Plättchenunterstützung und eine auf der Unterstützung angebrachte Mehrzahl von Plättchenträgern aufweist, die relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Position, in der ein Plättchen ausschließlich durch den Kontakt zwischen dem Umfang des Plättchens und den Plättchenträger getragen werden kann, und einer offenen Position, in der ein Plättchen zwischen die Plättchenträger angeordnet werden kann, bewegt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aufweist

(1) einen Montierungsrahmen (1) und

(2) mindestens zwei Plättchenunterstützungen,

(a) von denen jede eine Mehrzahl von Plättchenträgern aufweist, die in der Form von Rädern (18, 19) vorliegen, die drehbar in der Hauptebene der Plättchen (50) liegen, und

(b) die bewegbar auf dem Rahmen (1) so angebracht sind, daß sie relativ zueinander zwischen (i) einer geschlossenen Position, in der ein zu transportierendes Plättchen ausschließlich durch den Kontakt zwischen dem Umfang des Plättchens und den Plättchenträgern getragen werden kann, und (ii) einer of fenen Position, in der ein zu transportierendes Plättchen frei zwischen den Plättchenunterstützungen durchgehen kann, bewegt werden können.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Plättchenträgerräder (18, 19) Flansche (181) aufweisen, die zu der Rotationsachse des Rades so geneigt sind, daß, wenn sich die Plättchenunterstützungen aus der offenen Position zu der geschlossenen Position bewegen, wobei ein Plättchen zwischen den Plättchenträgern ist, sich das Plättchen aufwärts entlang der Flansche (181) in eine Richtung in rechten Winkeln zu der Hauptebene des Plättchens (50) bewegt.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter aufweist

(3) eine Schließeinrichtung (12), die kontinuierlich und federnd die Plättchenunterstützungen in die geschlossene Position drücken und

(4) eine Bewegungssteuereinrichtung (13), die, (i) wenn die Plättchenunterstützungen in der offenen Position sind, die durch die Schließeinrichtung (12) ausgeübte Kraft überwinden kann, und (ii) betätigt werden kann zum Ermöglichen der Plättchenunterstützungen, sich auf eine gesteuerte Weise in die geschlossene Position zu bewegen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter aufweist

(5) einen Elektromotor, der die Bewegungssteuereinrichtung auf zyklische Weise so antreibt, daß die lineare Geschwindigkeit der Bewegungssteuereinrichtung relativ klein ist, wenn sich die Plättchenunterstützungen in die geschlossene Position bewegen.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, die zum Transportieren eines individuellen Plättchens (50) von einem Stapel von in einem Abstand voneinander angeordneten parallelen Plättchen in einer Kassette (51) angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Plättchenunterstützungen gibt, wobei jede Plättchenunterstützung aufweist

(a) ein Joch (3, 6) das gleitend auf dem Montierungsrahmen (1) angebracht ist,

(b) ein aufsteigendes Teil (4, 7) das an dem Joch (3, 6) befestigt ist und sich auswärts von dem Joch um eine Distanz erstreckt, die größer als eine entsprechende Abmessung der Kassette ist, und

(c) einen Vorleger (5, 8), der an dem aufsteigenden Teil (5, 7) befestigt ist und auf dem mindestens zwei der Plättchenträgerräder (18, 19) angebracht sind;

wobei die darauf angebrachten Vorleger und Plättchenträgerräder dünn genug sind, um zwischen benachbarte Plättchen in der Kassette zu passen, wenn die Plättchenunterstützungen von der offenen Position zu der geschlossenen Position bewegt werden.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, die zum Herausziehen eines Plättchens aus einer Kassette und zum Liefern desselben an eine Position außerhalb der Kassette angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter aufweist

(6) eine Einrichtung (2, 13, 21, 22) zum Bewegen der Plättchenunterstützungen zwischen (i) einer Aufnahmeposition an der ein Plättchen in der Kassette aufgenommen werden kann, und (ii) einer Freigabeposition, an der ein von den Plättchenunterstützungen getragenes Plättchen vollkommen außerhalb der Kassette ist und an der die Plättchenunterstützungen in die offene Position zum Freigeben des Plättchens bewegt werden können.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter aufweist

(7) einen Sensor (9) zum Bestimmen, wann ein von den Rädern (18, 19) getragenes Plättchen die gewünschte drehungsmäßige Ausrichtung aufweist, und

(8) einen Elektromotor, der zum Antreiben von mindestens zwei der Räder (18, 19) betätigt werden kann, wenn ein von den Rädern getragenes Plättchen (50) nicht richtig rotationsmäßig ausgerichtet ist, und eine Einrichtung zum Anhalten des Motors, wenn der Sensor bestimmt, daß das Plättchen richtig rotationsmäßig ausgerichtet ist.