專利名稱：帶有疊置適配器板的晶片搬運器的制作方法
技術領域：
本申請涉及用于半導體晶片的搬運器，并尤其涉及一種用于存儲和運輸晶片的可閉合容器。
背景技術：
在半導體加工工業(yè)中，多年來利用一般稱為運輸模塊的可密封外殼在各加工步驟之間和/或各設備之間存放和運輸晶片。半導體基片以易于由諸如顆粒的污染物損壞而著稱。采取特殊的措施來消除潔凈室和在該處存放晶片并將晶片加工成電路的其他環(huán)境中的污染物。
對于200mm范圍內(nèi)或更小的晶片，已經(jīng)利用公知為SMIF箱(標準化的機械接口)的容器，來提供清潔的密封小環(huán)境。這些箱的示例在美國專利4532970和4534389中示出。這種SMIF箱一般利用透明的盒形殼體，該殼體具有下部門框架或凸緣和可閂鎖的門，而下部門框架或凸緣限定了一個開口的底部。門框架夾緊到加工設備上，而加工設備的門以及封閉開口底部的下部SMIF箱的門同時從殼體向下下降到所述加工設備內(nèi)的密封加工環(huán)境中。位于SMIF箱門的上表面內(nèi)側(cè)上、并承載有晶片的一個單獨的H桿載體隨著箱門下降，以用來接近和加工所述晶片。在這種箱中，在存放和運輸過程中晶片的重量直接作用在門上。
半導體加工工業(yè)朝著使用更大和更重的晶片、特別是30mm晶片的方向發(fā)展。用于這種晶片的運輸模塊利用前部開口的門來插入和去除晶片，而與從模塊向下降落的底部的門相反。這個門并不支承晶片的負荷，而是一容器部分將承載晶片的負荷，該容器部分包括一個潔凈的塑料(諸如聚碳酸酯)殼體和其他元件的容器部分，用來支承晶片，其他元件由低發(fā)粒(lowparticle generating)的塑料(諸如聚醚醚酮(polyetheretberketone))模制而成。這種容器部分必須由組裝到一起的多個部件制成。
對于這種300mm模塊的工業(yè)標準在模塊的底部需要一個機械接口，諸如運動偶接器，以便反復并精確地將模塊相對于加工設備對準。這允許機器人操縱裝置接合模塊前側(cè)上的門，打開門，并以所需大小的精度夾緊并移動特定水平布置的晶片。使晶片參照設備機械接口定位在特定高度并取向以便晶片在機器人去除和插入所述晶片的過程中不會錯位(located)和損壞是至關重要的。
300mm晶片尺寸和重量上顯著大于200mm模塊；因此，需要結構上更堅固的模塊來運輸成批的晶片。一般對于200mm的SIMF箱，模塊僅簡單地通過抓住殼體的門凸緣和門的接合點處的下邊緣來手工運送。對于底部開口的箱，在殼體頂部設置了手柄。為了承載更大、更重和龐大的用于300mm晶片的模塊，側(cè)部手柄是適當?shù)?。對于特定的用途，可以專門借助于機器人裝置移動300mm模塊。這種機器人裝置通過提升搬運器頂部上表面上的凸緣來完成任務。
在加工、存放或運輸過程中，在給定范圍內(nèi)將盡可能多的晶片容器組裝到一起是有益的。尤其在空間非常珍貴的工廠(fab)中，將裝載或未裝載的晶片容器疊置可以節(jié)省空間，并可以輕易接近多個晶片容器。通常，在給定范圍內(nèi)可存放的晶片容器越多則越好。
300mm晶片容器底部上的機械接口在該容器與配備有運動偶接器的加工設備連接時提供了一個非常穩(wěn)定的定位機構，然而，迄今為止，一個在一個之上地疊置這種晶片容器伴隨著危險，并且，一般這種晶片搬運器不可疊置。需要一種在少量空間內(nèi)穩(wěn)定疊置晶片搬運器的裝置。
另外，在半導體搬運器或容器中的任何位置處使用金屬緊固件或其他金屬零件是非常不期望的。金屬零件在摩擦或刮擦時會產(chǎn)生高度損壞性的顆粒。模塊與緊固件的組裝會導致這種摩擦和刮擦。從而，要避免使用需要金屬緊固件或其他金屬零件的運輸模塊。從而，要避免利用金屬緊固件的疊置裝置。

發(fā)明內(nèi)容
前部開口的晶片容器具有帶透明殼體的容器部分和關閉前部開口的門。容器部分在殼體底部上具有機械接口，如運動偶接器，并一般在殼體頂部具有插口，以接收諸如機器人提升凸緣的附件。適配器板理想地具有相配合的機械接口部分，以允許晶片搬運器疊置。在優(yōu)選實施例中，該插頭具有滑動支承導引部，該導引部具有根切部分，用于保持機器人提升凸緣或適配器板。附件理想地具有定位在附件上的棘爪，以便將所述附件可釋放地閉鎖在容器部分上的位置處。
本發(fā)明的特征和優(yōu)點在于晶片容器可以具有傳統(tǒng)的機器人操縱特征，并也具有可靠疊置的能力。疊置適配器板可拆卸地放置在或固定到容器部分上，以便為要疊置于其上的晶片容器的機械接口提供一個可靠基座。多個晶片容器可以疊置到一起以便節(jié)省工廠空間。
本發(fā)明特定實施例的其他特征和優(yōu)點在于疊置適配器板為適配器板所支承的上部晶片容器提供了三點接觸，并為支承適配器板的下部晶片搬運器提供了三點接觸。


圖1是具有附著到容器部分頂部上的機器人凸緣的現(xiàn)有技術晶片搬運器的透視圖；圖2是帶有運動偶接器機械接口的晶片搬運器的透視圖，且從該機械上移下相配合的疊置適配器；圖3是疊置適配器的正視圖；圖4是圖3中的疊置適配器的透視圖；圖5是圖3和4中的疊置適配器的透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的疊置的一對晶片搬運器的透視圖。
具體實施例方式
對于這種機械接口，圖1示出現(xiàn)有技術的晶片容器30。這種搬運器包括容器部分32、門34、和機器人凸緣36、以及手柄44。這種晶片搬運器具有多個水平的晶片狹槽，它們由定位在容器部分內(nèi)的多對晶片架形成。圖2示出另一種類型的晶片容器，類似地也具有容器部分32、手柄33，并也示出了構造成運動偶接器的第一構型的機械接口48。運動偶接器具有三個溝槽49，如在美國專利5755332、5944194、6010008和6010009中所描述的。這些專利都合并于此作為參考。運動偶接器已被證明是有效的機械接口并且是300mm晶片搬運器的工業(yè)標準。運動偶接器具有相配合的各部分，一個部分具有三個凸起，如定位在等邊三角形三個頂點處的部分球形，而另一部分具有容納該局部球形的三個溝槽，以可重復并精確地將兩個部分座靠到一起。這種運動偶接器部分可以如通過注模單獨形成，并適當?shù)馗街饺萜鞑糠值撞可?。這種部分在本申請共同擁有者的美國專利6216874中說明。由此所述專利合并于此作為參考。另外，機械接口可以是容器部分的一個整體部分，或可以是結構框架的一部分，如在美國專利6010008中所公開的。疊置適配器50被示出處于特定位置上，以便與圖2中的運動偶接器相接合。
圖3、4和5示出疊置適配器的優(yōu)選實施例。該適配器板具有主體部分54，主體部分54帶有頂側(cè)55和底側(cè)58，頂側(cè)具有運動偶接器部分56，而底側(cè)58具有附著部分59。運動偶接器部分包括至少三個圓形的凸起60，并如圖所示，具有另外一組三個輔助凸起62。三個支腿63水平延伸，并且每個支腿具有所述至少三個凸起中的至少一個。各凸起可以單獨形成，并用適當?shù)木o固件68附著；或者，各凸起與主體部分一體模制。底側(cè)58包括三個晶片搬運器接觸部分66，它們靠近運動偶接器凸起而放置在頂側(cè)上。另外，接觸部分70構造成與機器人凸緣的基底相對應，以代替機器人凸緣協(xié)同地與晶片搬運器頂部接合。適配器還具有作用為棘爪的鉤形元件71。
圖6示出容器部分32的插口部分73，其容放諸如機器人提升凸緣或疊置適配器板的附件。插口部分可以具有一對滑動導引元件72、74，它們具有限定狹槽78、79的根切部分75、76，根切部分可以與水平方向成一定角度，以允許附件楔入到位，使附件進一步固定在容器部分上。同樣，閂鎖部分80可以容放附件上的棘爪，以便可釋放地在插口部分處固定附件。圖6也示出在利用根據(jù)本發(fā)明的疊置適配器一個在另一個之上疊置過程中的一對晶片搬運器。
參照圖4，兩個楔形元件88、90與插口部分上的狹槽78、79配合。用于運動偶接器疊置適配器板的附著部分可以具有一個附著部，該附著部構造成與機器人凸緣的附著部相同，如圖所示。機器人凸緣和疊置適配器板可以適當?shù)赝ㄟ^注模熱塑性塑料(如碳纖維或碳填充的聚碳酸酯)形成?？梢岳闷渌芰希T如金屬的其他材料也是適當?shù)?。對于碳填充的塑料，碳提供了理想的防靜電(static dissipative)特性。疊置適配器板可以導電地連接到容器部分的運動偶接器上，其上附著適配器板，以用來通過疊置的晶片搬運器構成一條導電路徑。
在替換的實施例中，機器人凸緣可以保持原位，而疊置適配器板可以構造成與所述機器人凸緣配合，并優(yōu)選地直接附著到機器人凸緣上。在另一實施例中，疊置適配器可以圍繞或覆蓋機器人凸緣而配裝到容器部分的頂部上。在不具有插口或機器人凸緣的晶片搬運器中，疊置適配器的特定實施例可以接合晶片搬運器上的其他可用的頂部結構。在特定實施例中，疊置適配器可以永久固定到晶片搬運器的頂部上或與之成為一體。在特定實施例中，疊置適配器板可以如美國專利6010009等所示的開口的晶片搬運器上。
在不背離本發(fā)明精髓或基本屬性前提下，本發(fā)明可以以其他特定形式實施；因此，本實施例在各個方面都被認為是說明性的，而非限制性的，本發(fā)明的范圍應參照所附的權利要求書，而不是前面的描述。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種晶片容器系統(tǒng)，包括a)帶有開口的前部、頂部和底部的容器部分；b)用于關閉開口的前部的門；c)在容器部分底部上的機械接口，該機械接口具有多個形成在其底面上的凹槽；d)在容器部分頂部上的插口部分；以及e)疊置適配器板，其具有頂側(cè)和底側(cè)，所述底側(cè)適于與插口部分接合，所述頂側(cè)具有多個圓形凸起，該圓形凸起適于接合在單獨晶片容器的機械接口中的多個凹槽中，其中，所述疊置適配器板不是緊固到所述容器部分上，由此所述疊置適配器板利于多個晶片容器的疊置。
2.如權利要求1所述的晶片容器系統(tǒng)，其中，所述疊置適配器板的頂側(cè)具有至少三個圓形凸起。
3.如權利要求1所述的晶片容器系統(tǒng)，其中，所述疊置適配器板的底側(cè)具有三個容器部分接觸部分，它們向下延伸并靠近所述至少三個圓形凸起定位。
4.一種用于疊置多個晶片容器的疊置適配器板，該容器分別具有頂部、底部和在所述底部上的運動偶接器，疊置適配器板適于接合晶片容器，并具有面朝上的運動偶接器部分，該運動偶接器部分適于接合其上疊置的單獨的晶片容器的運動偶接器。
5.如權利要求4所述的疊置適配器板，其中，適配器板具有用于將該板可拆卸地附著到晶片容器上的棘爪。
6.一種晶片容器系統(tǒng)，包括容器部分，該容器部分其中具有多個狹槽，用于固定多個晶片，容器部分還包括頂部、底部、位于底部的機械接口、以及適于可拆卸地與晶片容器的頂部接合的適配器板，在單獨的晶片容器疊置于其上時，適配器板適于與所述單獨的晶片容器的機械接口接合。
7.如權利要求6所述的疊置適配器板，其中，適配器板具有用于將該板可拆卸地附著到晶片容器上的棘爪。
8.如權利要求6所述的疊置適配器板，其中，該適配器板還包括三個支腿，這三個支腿水平延伸且彼此等間隔。
9.如權利要求6所述的疊置適配器板，其中，該機械接口是運動偶接器，適配器板具有水平延伸的三個支腿，而所述三個支腿中每一個具有向上指向的圓形凸起，用于接合其上疊置的單獨的晶片容器的運動偶接器。
10.一種晶片容器系統(tǒng)，包括容器部分，該容器部分其中具有多個狹槽，用于固定多個晶片，容器部分還包括頂部、底部、位于底部的機械接口、以及在晶片容器頂部處的疊置適配器，該機械接口包括三個溝槽，作為運動偶接器的一個部分，適配器板包括至少三個圓形凸起，該圓形凸起包括運動偶接器的相配合的部分，由此多個所述晶片容器可以通過彼此正好相鄰的運動偶接器的兩個部分疊置到一起。
11.一種晶片容器疊置系統(tǒng)，包括至少第一和第二晶片容器，每個所述晶片容器具有外殼部分，而外殼部分至少具有底部和頂部，每個晶片容器還具有位于所述底部上的機械接口部分；以及用于利于所述第一和第二晶片容器疊置的裝置，所述裝置可拆卸地附著到所述第一晶片容器的頂部上，并與所述第二晶片容器的機械接口相接合。
12.如權利要求1所述的晶片容器疊置系統(tǒng)，其中，所述用于利于疊置的裝置包括至少一個疊置適配器板，所述板具有頂側(cè)和底側(cè)，所述頂側(cè)在所述第二容器疊置其上時適于與所述第二晶片容器的機械接口部分相接合，所述底側(cè)適于接合所述第一晶片容器的所述頂部。
13.如權利要求12所述的晶片容器疊置系統(tǒng)，其中，每個所述機械接口部分是運動偶接器。
14.如權利要求13所述的晶片容器疊置系統(tǒng)，其中，所述每個運動偶接器具有三個圓形溝槽，而所述適配器板具有三個圓形凸起，用于接合所述溝槽。
15.如權利要求12所述的晶片容器疊置系統(tǒng)，其中，所述第一晶片容器具有適配器板容納部分，而所述適配器板的所述底側(cè)具有可拆卸地與所述適配器板容納部分相接合。
16.如權利要求15所述的晶片容器疊置系統(tǒng)，其中，所述適配器板容納部分是機器人操縱凸緣。
17.一種疊置晶片容器的方法，包括
提供一個疊置適配器板，該適配器板具有頂側(cè)和底側(cè)，所述頂側(cè)適于與晶片容器的機械接口部分相接合，而所述底側(cè)適于與晶片容器的頂部接合；將所述疊置適配器板放置在第一晶片容器的頂部上；以及通過將第二晶片容器的機械接口部分與所述疊置適配器板相接合而將第二晶片容器疊置在所述第一晶片容器上。
權利要求
1.一種晶片容器系統(tǒng)，包括a)帶有開口的前部、頂部和底部的容器部分；b)用于封閉開口的前部的門；c)在容器部分底部上的機械接口，該機械接口具有第一構型；d)在容器部分頂部上的插口部分；以及e)用于在插口部分處與容器部分接合的疊置適配器板，疊置適配器構造成與第一構型的機械接口配合。
2.如權利要求1所述的晶片容器系統(tǒng)，其中，疊置適配器板具有至少三個圓形的凸起和在插口部分處閂鎖在容器部分上的棘爪。
3.如權利要求1所述的晶片容器系統(tǒng)，其中，疊置適配器板具有三個容器部分接觸部分，這三個接觸部分向下延伸并靠近所述三個圓形凸起定位。
4.一種用于疊置多個晶片容器的疊置適配器板，所述容器分別具有頂部、和其上具有運動偶接器的底部，疊置適配器板適于配合到晶片容器的頂部上，以利于多個晶片容器的疊置，并具有面朝上的運動偶接器部分。
5.如權利要求4所述的疊置適配器板，其中，適配器板具有用于將板可拆卸地附著到晶片容器上的棘爪。
6.一種晶片容器系統(tǒng)，包括容器部分，該容器部分其中具有多個狹槽，用來固定多個晶片，該容器部分還包括頂部、底部和定位在底部的機械接口，該晶片容器系統(tǒng)還包括適于與晶片容器頂部接合的適配器板，該適配器板包括至少三個圓形凸起，而此圓形凸起包括運動偶接器的一個部分。
7.如權利要求4所述的疊置適配器板，其中，適配器板具有用于將該板可拆卸地附著到晶片容器上的棘爪。
8.如權利要求6所述的疊置適配器板，其中，該適配器板還包括三個支腿，這三個支腿水平延伸，并彼此等間隔。
9.如權利要求6所述的疊置適配器板，其中，該適配器板具有三個支腿，這三個支腿水平延伸，且一個支腿具有所述至少三個圓形凸起之一。
10.一種晶片容器系統(tǒng)，包括容器部分，該容器部分其中具有多個狹槽，用于固定多個晶片，容器部分還包括頂部、底部、定位于底部處的機械接口、以及在晶片容器頂部處的疊置適配器，機械接口包括作為運動偶接器的一個部分的三個溝槽，而適配器板包括至少三個圓形凸起，該圓形凸起包括運動偶接器的相配合部分，由此，多個所述晶片容器可以通過彼此正好鄰近的運動偶接器的兩個部分疊置到一起。
全文摘要
一種前部開口的晶片容器(30)具有帶透明殼體的容器部分(32)和關閉開口的前部的門(34)。容器部分(32)在殼體底部上具有機械接口，如運動偶接器(56)，以及在殼體頂部處的插口(73)，以容納附件，尤其是機器人提升凸緣或適配器板(50)。適配器板(50)理想地具有相配合的機械接口部分，以允許晶片搬運器疊置。在優(yōu)選實施例中，插口(73)具有滑動支承部(72、74)，該滑動支承部帶有根切部分(75)，用于保持機器人提升凸緣或適配器板(50)。附件理想地具有定位在附件上的棘爪，以可釋放地將所述附件閉鎖到容器部分(32)的特定位置處。
文檔編號B65D21/02GK1478293SQ01819931
公開日2004年2月25日 申請日期2001年12月4日 優(yōu)先權日2000年12月4日
發(fā)明者菲爾·格林, 菲爾 格林 申請人:恩特格里斯公司