專利名稱：傳送，存儲(chǔ)，以及傳遞襯底的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳送，存儲(chǔ)，及傳遞襯底，特別是在制造微電元件，例如
制造微電機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)或微光電機(jī)械系統(tǒng)(M0EMS)的步驟間。更特 別地，本發(fā)明屬于傳送和存儲(chǔ)襯底的艙體以及傳遞這些襯底的接口裝置。
背景技術(shù)：
襯底主要以正方形掩?；蛴砂雽?dǎo)體材料如硅制成的圓形晶片的形式 出現(xiàn)。
在目前使用的裝置中，在制造半導(dǎo)體的各種步驟間，襯底在傳送艙中 傳送和存儲(chǔ)，防止被寒冷場(chǎng)所氣氛中的粒子污染。通常，傳送艙包括一個(gè) 或多個(gè)堆疊的襯底。襯底可以是掩?；蛘吖杈?，直徑為例如200mm或 300mm?，F(xiàn)在，通常使用的傳送艙包括1到25個(gè)襯底。
在一個(gè)傳送艙中，襯底在一種單片架，已知為盒或籃中相互緊密堆疊。 傳送艙包括具有可通過(guò)門封閉的開(kāi)口 ，和其中存儲(chǔ)襯底的籃。 傳送艙可以與半導(dǎo)體制造設(shè)備的輸入-輸出接口連接。它們通過(guò)自動(dòng) 化鎖連接。第一機(jī)械手從傳送艙單獨(dú)傳送每個(gè)襯底到一中間鎖，它可以是 一傳遞腔，或載入鎖。傳遞腔或載入鎖處于低壓。然后，傳遞腔的機(jī)械手 將襯底從載入鎖傳送到處理腔。機(jī)械手操作的襯底下方的空間必須足夠 大，首先，允許機(jī)械手的手臂安裝到襯底的下方。其次，機(jī)械手的手臂必 須可以充分地上升，移動(dòng)襯底，使襯底不再擱置在其支撐架上，而是僅擱 置在機(jī)械手的手臂上，從而可以移動(dòng)襯底到處理腔。
這樣，傳送艙的籃尺寸必須足夠大，使其容納的相鄰的襯底永久分隔 足夠的距離，以允許機(jī)械手的手臂安裝到其間。結(jié)果，必須包含籃的傳送 艙體積相對(duì)龐大，而不能容納大量的襯底。
然而，由于建筑及維護(hù)成本的問(wèn)題，寒冷場(chǎng)所的存儲(chǔ)空間減少。所能 存儲(chǔ)的傳送艙的總量有限，由此構(gòu)成對(duì)可存儲(chǔ)的襯底的數(shù)量的限制。傳送艙可以設(shè)計(jì)成包含大氣壓氣氛，或者包含低壓氣氛或真空。在后 一種情形中，艙壁必須加固使其能夠承受外界壓力，不發(fā)生明顯的彎曲或 變質(zhì)。結(jié)果壁很厚重，如果艙的尺寸增加，艙的重量可能過(guò)大而無(wú)法處理。
因此需要減小形狀因子和傳送艙的重量，和/或每個(gè)艙的襯底容量， 以最佳地利用寒冷場(chǎng)所的空間并確保可以方便地處理傳送艙。
傳送艙具有可以保持襯底周圍的受控氣氛的優(yōu)勢(shì)，盡可能避免污染物 的出現(xiàn)。
目前使用的第一種類型的傳送艙，己知為SMIF (標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口)。這 種傳送艙包括鐘形的艙殼，擱置在基板上，封閉其下端開(kāi)口并構(gòu)成一道門。 籃通常放置或者支撐在基板頂上。襯底水平堆疊在籃內(nèi)。
在其他地方，如美國(guó)專利4， 532， 970中可以找到SMIF傳送艙的詳細(xì) 說(shuō)明。
為從SMIF傳送艙傳遞襯底至處理腔，將傳送艙放置在接口表面上，打 開(kāi)其下方艙門并使整個(gè)籃及其中包含的襯底降到處理腔。然后用機(jī)械手將 襯底從籃中依次取出，從而可以將它們插入處理腔。
第二種傳送艙，已知為FOUP (前開(kāi)口式通用艙)，包括一個(gè)側(cè)面開(kāi)口 的艙殼，目前也在使用。
在兩種情形中，接合在藍(lán)中的襯底間都必須有足夠的間隔，使得選定 的襯底可以被機(jī)械手夾緊并移出籃內(nèi)的支撐架。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要在于減小傳送艙的形狀因子，或相反地，在相同的給定空 間內(nèi)，在容納襯底的數(shù)量方面，提高它們的容量，從而優(yōu)化它們占用的寒 冷場(chǎng)所的空間。
本發(fā)明的另一目的是通過(guò)減少傳遞、盡可能地減少傳遞腔或者載入 鎖，以簡(jiǎn)化設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的是降低襯底在傳送艙中移動(dòng)以及傳遞入或傳遞出 傳送艙時(shí)被污染的風(fēng)險(xiǎn)。為此，通過(guò)在使用這種傳送艙時(shí)深度觀測(cè)可能影 響襯底的污染源做出本發(fā)明。
而且，本發(fā)明的目的在于便于在使用期之間簡(jiǎn)化傳送艙和籃。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明首先揭示了一種用于襯底如半導(dǎo)體襯底的傳 送艙，具有裝備有外壁的艙殼并包括開(kāi)口，密封封閉開(kāi)口的門，以及放置 在艙殼內(nèi)的籃，襯底可以存儲(chǔ)在其中。
籃可以穿過(guò)開(kāi)口，使其可以插入艙殼并從艙殼移出。籃由一連串堆疊 的平行平板構(gòu)成，每個(gè)平板支撐一個(gè)襯底，當(dāng)籃在艙殼內(nèi)時(shí)，平板彼此堆 疊，以及當(dāng)藍(lán)在艙殼外時(shí)，平板可以沿著垂直于襯底的平面移動(dòng)的方向彼 此分離。
由于平板可以相對(duì)彼此地移動(dòng)，從而可以這樣安排，當(dāng)平板堆疊時(shí)， 襯底彼此相對(duì)靠攏，因此僅占很小的體積，然而，當(dāng)用機(jī)械手傳遞時(shí)，平 板可以彼此分離開(kāi)以允許機(jī)械手的手臂安裝到其間。因此，在傳送期間， 由于襯底彼此更緊密，傳送艙可以有較小的體積或容納更多的襯底。
而且，由于在傳送艙傳送期間以及籃移入或者移出傳送艙期間，襯底 彼此緊密接近，襯底彼此間互相保護(hù)，大大地降低了襯底的有源表面被粒 子污染的風(fēng)險(xiǎn)。
優(yōu)選地，當(dāng)平板處于堆疊位置，插入艙殼的籃緊密地安裝在所述艙殼 內(nèi)。這樣，減少了平板周圍的大氣量，這同時(shí)可以降低空氣或者大氣中的 粒子的污染。
優(yōu)選地，平板可以這樣設(shè)計(jì)，當(dāng)它們?cè)诙询B位置，相鄰襯底彼此直接 接近。這最大地減小了傳送艙的體積。例如，當(dāng)平板在堆疊位置，相鄰襯
底間的距離小于約5mm，更有利。
在一個(gè)有利的實(shí)施例中，籃與門形成整體并通過(guò)門移動(dòng)。這樣，通過(guò) 操作傳送艙的門就可以將籃傳遞進(jìn)入或者移出艙殼。
在第一應(yīng)用中，傳送艙可以是底開(kāi)口SMIF。在這種情形中，優(yōu)選地， 籃由門支撐。
在另一應(yīng)用中，傳送艙可以是前開(kāi)口FOUP。在這種情形中，藍(lán)與門形 成整體。
優(yōu)選地，當(dāng)平板處于堆疊位置，相鄰平板的外圍區(qū)域至少在襯底的邊 緣的一部分上靠攏在一起，這確保襯底至少部分被限制在籃中。這樣，襯 底至少部分地與傳送艙內(nèi)的籃周圍的大氣隔離，這進(jìn)一步減低襯底周圍的 大氣量，并減小污染的風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)選地，傳送艙包括當(dāng)艙殼被門關(guān)閉時(shí)在艙殼內(nèi)將平板相互壓縮的裝 置。這減小了籃相對(duì)艙殼移動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，這可能因摩擦或空隙錯(cuò)位而產(chǎn)生污 染。
另外，平板被設(shè)計(jì)成在傳送期間夾緊兩相鄰平板間的襯底，更有利。 這確保襯底有效地保持在平板中，減少傳送艙在操作過(guò)程中受到?jīng)_撞而損 壞襯底的風(fēng)險(xiǎn)。這進(jìn)一步減小襯底被污染的風(fēng)險(xiǎn)。
在一個(gè)有利的實(shí)施例中，每一個(gè)平板包括
_開(kāi)口向外的側(cè)面凹槽，所述側(cè)面凹槽能夠容納平板鎖緊系統(tǒng)，
_具有輪廓配合形狀的兩相對(duì)的主表面，用于配合相鄰平板，并確保
防止平板平行于襯底平面橫向相對(duì)移動(dòng)，
_支撐面，用于接收襯底的外圍部分的第一表面，
_保持面，用于鄰接另一襯底的外圍部分的第二表面，
-支撐面和保持面設(shè)計(jì)成夾緊兩相鄰平板間的襯底的外圍部分。
優(yōu)選地，保持面包括圓形邊緣，這構(gòu)成一個(gè)對(duì)襯底的相應(yīng)表面損害小
的區(qū)域，并將襯底保持在中心。
有利地，保持面包括彈性釋放件(relief),如有彈性的柔性帶，進(jìn) 一步防止對(duì)襯底相應(yīng)表面的損害。
或者，還可以提供將襯底靜電保持到平板上的裝置。
在一個(gè)有利的實(shí)施例中，平板設(shè)計(jì)成允許它們?cè)谄淦矫鎯?nèi)以一范圍內(nèi) 的角度相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)，使校正它們傳送的襯底的對(duì)準(zhǔn)成為可能。
根據(jù)發(fā)明的另一方面，本發(fā)明揭示了一種與至少一個(gè)傳送艙配合的接
口裝置，因此它可以與一個(gè)襯底處理設(shè)備連接，包括
-接口裝置腔，包括用于連接到傳送艙的入孔，以及與設(shè)備配合的通 孔，優(yōu)選地，所述入孔通過(guò)襯墊以密封狀態(tài)連接到傳送艙， -接收裝置，用于接收并支撐傳送艙，其門面向入孔， -籃控制裝置，用于在傳送艙與接口裝置腔間移動(dòng)包含襯底的籃， -機(jī)械手，用于夾緊襯底并在接口裝置的腔內(nèi)的籃與設(shè)備間傳遞襯底， -平板控制裝置，其設(shè)計(jì)成有選擇地從一個(gè)或多個(gè)相鄰平板中沿著它 們移動(dòng)的方向分離一個(gè)選定的平板，使得機(jī)械手可以有選擇地抓取襯底并 將它移向或移離選定的平板。優(yōu)選地，接口裝置還包括門控制裝置，用于打開(kāi)和關(guān)閉傳送艙的門。 當(dāng)籃連接到傳送艙的門上的情況下，門控制裝置還可以用作籃控制裝置。
接口裝置還可以包括機(jī)械手，用于夾緊襯底并在放置在接口裝置腔內(nèi) 籃和設(shè)備間傳遞襯底。
在使用水平平板的傳送艙中，例如SMIF，平板控制裝置包括平板鎖緊 裝置，其設(shè)計(jì)成有選擇地防止選定平板向下移動(dòng)，以將選定平板從其下方 的相鄰平板分離。
可選地，平板鎖緊裝置還設(shè)計(jì)成選擇地防止選定平板上方的相鄰平板 向下移動(dòng)，以保持選定平板從其上方的相鄰平板分離。
有利地，平板鎖緊裝置還設(shè)計(jì)成選擇地防止選定平板向下移動(dòng)，以及 防止其上的相鄰平板向下移動(dòng)，以保持選定平板從兩相鄰平板中分離。
根據(jù)接口裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，平板鎖緊裝置設(shè)計(jì)成可以在平板的 平面內(nèi)，以一定范圍內(nèi)的角度，樞轉(zhuǎn)平板，使相對(duì)于其他堆疊的襯底校正 對(duì)準(zhǔn)該平板支撐的襯底成為可能。
包括水平平板的傳送艙可以有一種特殊的有利用途，傳送艙本身可以 構(gòu)成接口裝置的一個(gè)外延部分，從而可以減小接口裝置的體積。
接口裝置的高度可以減小到僅夠接收裝有緊密堆疊在一起的襯底的 籃，及僅僅另加為夾緊襯底而需在上端平板和上端襯底間留出的空間的高 度。下端的襯底可以在籃部分接合入傳送艙時(shí)夾緊。
由于接口裝置的尺寸小，根據(jù)本發(fā)明，可以將接口裝置與設(shè)備傳遞腔 本身的內(nèi)部形成一體，這目前可以在微電元件制造設(shè)備中看到。
這節(jié)省了空間并改進(jìn)真空發(fā)生設(shè)備。


本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方式
的 說(shuō)明將更明顯，其中
-圖l是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的傳送和存儲(chǔ)艙的部分截面示意圖， 其處于存儲(chǔ)位置；
-圖2是支撐襯底晶片的平板的部分截面示意圖；-圖3和4是部分截面示意圖，顯示從發(fā)明的傳送艙移出襯底的兩個(gè)步
驟，使其可以傳遞到處理腔中；圖3是前視圖，其中可以看到襯底的側(cè)面 開(kāi)口；圖4是相對(duì)圖3旋轉(zhuǎn)90度角后的側(cè)視圖，顯示襯底的后面開(kāi)口；以及 -圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的襯底支撐平板的頂視圖。
具體實(shí)施例方式
這些圖顯示的實(shí)施例中，本發(fā)明的傳送艙1是一個(gè)SMIF。在圖1中，顯 示的傳送艙l隔離在關(guān)閉位置。在圖3中，傳送艙l在關(guān)閉位置，與接口裝 置2連接。在圖4中顯示，傳送艙l在打開(kāi)位置，與接口裝置2連接。
在本實(shí)施例中，傳送艙l包括具有底端開(kāi)口lb (圖4)的艙殼la，它可 通過(guò)艙門lc封閉。
在傳送功能位置，傳送艙1中包含其中存儲(chǔ)有要被傳送的襯底4的籃3。
籃3包含一連串平行平板，其中每個(gè)平板都設(shè)計(jì)來(lái)存儲(chǔ)襯底4。因此， 在這些圖中可以看到平板3a， 3b， 3c， 3d， 3e和3f?？梢岳斫?，本發(fā)明并 不是限制于圖示的具有6個(gè)平板的籃；而是，傳送艙l可以根據(jù)其體積以及 每個(gè)平板所占據(jù)的體積包含不同數(shù)量的平板。
在這樣的SMIF艙中，艙殼la包括近似鐘型的壁，具有艙殼側(cè)部分和水 平的頂部。艙門lc聯(lián)合襯墊和艙門鎖緊裝置le密封覆蓋下端開(kāi)口lb。
艙門lc可以在圖l所示的關(guān)閉位置和圖4所示的打開(kāi)位置間垂直移動(dòng)， 以打開(kāi)或者關(guān)閉。
如圖所示，艙門鎖緊裝置le可以例如包括，閂鎖，它由艙門lc支撐， 并且通過(guò)徑向滑動(dòng)由連接裝置lf操作，連接裝置lf自身從接口裝置2操作， 接合到設(shè)置在艙殼la的外壁內(nèi)的凹槽中。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，連接裝置lf可以是接合到鎖內(nèi)的鍵的機(jī)械連接裝置。
然而，這種機(jī)械連接由于鍵與溝槽間的機(jī)械摩擦而產(chǎn)生不利條件；這 種摩擦?xí)a(chǎn)生污染粒子，并最終影響襯底。因此，為減少污染的危險(xiǎn)，可 以使用磁連接裝置lf。
當(dāng)艙關(guān)閉，如圖1和圖3所示，平板3a-3f彼此堆疊在頂上。每個(gè)平板 3a-3f支撐一個(gè)襯底4。在此位置，相鄰的平板，如平板3a和3b相互直接接角蟲。
平板3a-3f可以由塑料材料制成。
如圖1和3所示，當(dāng)平板在堆疊位置且傳送艙l關(guān)閉，籃3插入艙殼la中 并且被艙殼la緊密覆蓋。這樣，籃3的邊緣直接接近艙殼la的惻壁，僅在 它們之間留下很小的外圍空間。下端平板3a直接與艙門lc接觸。上端平板 3f直接與艙殼la的上壁接觸，并且在它們之間的上端空隙和下端空隙也僅 留下很小的空間。
而且，當(dāng)籃3中的平板3a-3f彼此堆疊在頂上并且容納在傳送艙l中， 艙門lc關(guān)閉，在由艙門lc關(guān)閉的艙殼內(nèi)，通過(guò)將平板向彼此壓縮的裝置使 平板3a-3f堆疊保持壓縮狀態(tài)。在如圖所示的實(shí)施例中，平板3a-3f堆疊通 過(guò)彈性檔塊lh和li壓縮，它們可以是，例如，由如聚合物或抗化學(xué)作用的
全氟彈性體的彈性材料制成的密封環(huán)。
當(dāng)門lc打開(kāi)，以及當(dāng)籃3至少部分地包含在接口裝置2內(nèi)，平板3a-3f
可以彼此分離，沿著垂直于襯底4平面移動(dòng)的方向。圖4顯示了這種移動(dòng)的 可能如圖所示，中間的平板3c相對(duì)于放置在艙門lc上的下端平板3a和3b 被向上提升，上端的平板3d， 3e和3f本身相對(duì)于中間平板3c被提升。相對(duì) 運(yùn)動(dòng)沿著垂直的軸向發(fā)生，垂直于襯底放置的水平平面。垂直方向運(yùn)動(dòng)的 可能使得可以在中間平板3c的兩側(cè)留出足夠的空間，首先能夠使機(jī)械手臂 5通過(guò)(圖4)，然后能夠在平板3c上方提升中間襯底4a，從而它可以被水 平地移出籃3。
相反地，當(dāng)平板3a-3f彼此堆疊在頂上，如圖1和3所示，相鄰襯底間 的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于允許機(jī)械手臂通過(guò)和允許襯底在水平移動(dòng)之前垂直移動(dòng) 所需的空間。
如圖1和3所示，當(dāng)平板3a-3f在堆疊位置，相鄰平板的外圍區(qū)域至少 在襯底4的邊緣的一部分上靠攏在一起，確保襯底4至少部分被限制在籃3 中。
圖2和5更具體地顯示的實(shí)施例中，每個(gè)平板，如平板3a，從頂視 5看，大致呈馬蹄形結(jié)構(gòu)，具有相對(duì)的兩側(cè)部31a和32a，它們的第一末端 通過(guò)橫閂33a連接，它們的第二末端彼此分離，形成一前端通道37a，使機(jī) 械手臂5可以移動(dòng)。側(cè)部31a和32a具有適合待傳送的襯底的輪廓的外形。例如，它們是曲線形的以容納碟形的襯底4，或者是直線形的以容納矩形 襯底。
如圖2所示的截面圖中可見(jiàn)，平板3a包括向外開(kāi)口的側(cè)面凹槽34a。該 側(cè)面凹槽34a可以容納將參考圖4說(shuō)明的平板鎖緊系統(tǒng)。平板3a還包括相對(duì) 的主表面35a和36a，它們具有輪廓配合的形狀，與相鄰平板配合，并確保 平板相對(duì)于襯底4的平面的橫向平行移動(dòng)被防止。實(shí)踐中，表面35a包括肩 部135a，表面36a包括肩部136a，肩部135a和136a被設(shè)置成允許兩個(gè)堆疊 的平板相對(duì)重疊。
上表面36a包括支撐面236a，其設(shè)計(jì)成可以支撐襯底4外圍部分的第一 表面。下表面35a包括保持面235a，鄰接另一襯底的外圍部分的第二表面。 支撐表面236a和支持表面235a設(shè)計(jì)成將兩相鄰平板間的襯底4的外圍部分 夾緊在它們之間，如圖1和3中所示。
在圖2所示的實(shí)施例中，保持面235a包含圓形邊緣335a，它包括在夾 緊裝置中，并確保平板3a支撐的襯底4相對(duì)居中。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，保持面235a可以包括一個(gè)彈性釋放件 (relief),圖中未顯示。該彈性釋放件可以是有彈性的柔性帶，其第一 末端與支持表面235a形成為一體，通過(guò)彎曲操作，其另一末端區(qū)域與襯底 4彈性鄰接。
在使用中，襯底4放置在平板的平坦支撐面236a上。支撐面236a必須 完全干凈，沒(méi)有污染粒子。
圓形保持面235a可以引導(dǎo)襯底并在其上邊緣擠夾(pinch)襯底，這 防止它與襯底有源表面接觸，從而避免附加的污染風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)傳送艙l關(guān)閉，用于存儲(chǔ)或傳送，保持面235a鄰接就在平板3a下方 的襯底，在一固定的位置保持襯底晶片，以防止在傳送艙移動(dòng)期間它受到 損害。所有的襯底4沿著它們的邊緣被擠夾，通過(guò)壓縮艙殼la的上壁和艙 門lc之間的壓縮裝置lh-li固定所有的平板3a-3f。傳送艙l可以在任意方 向移動(dòng)，襯底4也不會(huì)有任何在籃3內(nèi)移動(dòng)的可能。無(wú)論傳送艙是滿的或者 部分地填充襯底4，襯底4都被可靠地支撐。事實(shí)上，即使有些平板沒(méi)有承 載襯底，由于所有的平板3a-3f都?jí)嚎s在一起，并且每一對(duì)連續(xù)的平板將 襯底縮緊在其間，使得其中的所有襯底都被固定在相對(duì)傳送艙l固定的位置。
參見(jiàn)圖l，當(dāng)平板3a-3f彼此堆疊在頂上，兩個(gè)連續(xù)的襯底間的間隙E 減小到2或3mm，而不是先有的傳送艙中需要的約10mm。通過(guò)平板相對(duì)于其 他平板的相對(duì)移動(dòng)，使這種布局成為可能，根據(jù)本發(fā)明，這種布局使設(shè)計(jì) 為傳送單片襯底的現(xiàn)有的傳送艙，可以容納多至5個(gè)襯底，且不需要對(duì)傳 送艙的外殼的幾何形狀做修改。
參見(jiàn)圖3和4，其顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的連接接口裝置2的傳送艙1。
在本實(shí)施例中，如圖3所示，接口裝置2可以連接傳送艙1和襯底處理 設(shè)備200。其目的是通過(guò)接口裝置2在傳送艙1與設(shè)備200之間傳遞襯底。 艙殼la通過(guò)接收裝置2k，如可移動(dòng)的凸緣，支撐在接口裝置2上。 接口裝置2包括接口裝置腔2a，它具有對(duì)應(yīng)于傳送艙l的開(kāi)口lb的上方 入孔2b，以及具有對(duì)應(yīng)于設(shè)備200的側(cè)面通孔2c，其可以通過(guò)設(shè)備門200a 封閉。
接口裝置門2d被設(shè)計(jì)成選擇地封閉入孔2b，為此，可以通過(guò)圓柱體2e 的作用垂直移動(dòng)。
當(dāng)傳送艙l裝配在接口裝置2上，傳送艙的門lc與接口裝置門2d通過(guò)裝 置lf連接。這樣，圓柱體2e構(gòu)成了門控制裝置，用于打開(kāi)和關(guān)閉傳送艙l 的門lc，并同時(shí)構(gòu)成籃控制裝置，用于在傳送艙l與接口裝置的腔2a之間 移動(dòng)包含襯底4的籃3。
對(duì)于接合到艙門lc內(nèi)的鎖內(nèi)的接口門2d的鍵的連接用的機(jī)械連接裝 置lf，因?yàn)榕撻Tlc/接口門2d組件在包含被處理的襯底的低壓氣氛中，由 于摩擦產(chǎn)生的污染粒子會(huì)進(jìn)入傳送艙1和接口裝置2內(nèi)的真空氣氛中。因
此，優(yōu)選磁連接裝置lf。
所述的實(shí)施例中，設(shè)備200包括機(jī)械手5，用于夾緊襯底4并在位于水 平接口2a內(nèi)的籃3和設(shè)備200之間傳遞襯底4。參見(jiàn)圖4和5，機(jī)械手確保沿 著箭頭5a方向的水平移動(dòng)，插入襯底的下方。可選地，機(jī)械手可形成為接 口裝置2的一部分。
接口裝置2還包括平板控制裝置，其沿著它們移動(dòng)的方向(垂直方向， 在這些圖所示的實(shí)施例中)，有選擇地從一個(gè)或多個(gè)相鄰平板中分離選定平板，使機(jī)械手可以有選擇地提取襯底4并移向或者移離選定的平板。
如圖所示的實(shí)施例中，平板控制裝置包括平板鎖定裝置，其有選擇地 防止選定平板在垂直方向運(yùn)動(dòng)。
實(shí)踐中，平板鎖定裝置是鎖銷2f， 2g， 2h和2i，由相應(yīng)的電機(jī)或圓柱 體控制，如鎖銷2f的圓柱體2j，以便沿徑向移向或者移離平板。鎖銷的末 端可以通過(guò)圓柱體的作用接合入相應(yīng)平板的凹槽內(nèi)。
例如，假設(shè)平板3d直接位于承載被選定移開(kāi)的襯底的平板3c上方；當(dāng) 平板3d位于理想的高度，鎖銷2f和2h防止平板3d下降，同時(shí)通過(guò)圓柱體2e 的作用降下平板3c。最終，當(dāng)襯底4a到理想的高度，鎖銷2g和2i防止平板 3c下降，同時(shí)通過(guò)圓柱體2e降低平板3b和3a。這樣，如圖4所示，在襯底 4a的上方和下方留出了足夠的空間，從而機(jī)械手5可以插入襯底4a下方并 提起襯底4a,以將它從平板3c上分離。
可以理解，鎖銷2f-2i分別接合入平板3a-3f的側(cè)面凹槽34a。
優(yōu)選地，鎖銷，例如銷2f，包括2個(gè)支撐點(diǎn)，以提供更好的穩(wěn)定性。
根據(jù)一種有利的可能性，為進(jìn)一步限制粒子造成的污染，平板鎖定裝 置可以包括一個(gè)或多個(gè)電磁體，設(shè)置在接口裝置2的外部，并且每一個(gè)平 板3a-3f可以包括一個(gè)磁性元件，從而可以通過(guò)電磁體來(lái)控制它們，以有 選擇地在垂直位置鎖定平板。
選擇鎖銷2f-2i的高度，使得在選定襯底4a上方的空余空間足以使機(jī) 械手5能夠提升選定襯底4a從而可以將它移到設(shè)備200。
還可以選擇鎖銷2f-2i的高度，使得在選定襯底4a下方的空間足以使 機(jī)械手能夠進(jìn)入到襯底4a的下方。
鎖銷2f-2i設(shè)置在接口裝置2的側(cè)面，垂直于具有通向設(shè)備200的通孔 的側(cè)面。鎖銷作用在平板3a-3f的側(cè)面部分，作用在襯底4朝向或者遠(yuǎn)離設(shè) 備200的移動(dòng)方向的任意一側(cè)。這樣，鎖銷2f-2i不會(huì)妨礙機(jī)械手5和襯底4 在接口裝置2和設(shè)備200間的移動(dòng)。
在設(shè)備200內(nèi)處理襯底4需要每個(gè)襯底4在處理腔內(nèi)都被精準(zhǔn)地導(dǎo)向。 當(dāng)在傳送艙1或者至少在接口裝置2內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行過(guò)對(duì)準(zhǔn)，則在處理腔內(nèi)的對(duì) 準(zhǔn)會(huì)容易些。為此，根據(jù)本發(fā)明，提供一種裝置，該裝置通過(guò)控制平板相 對(duì)彼此樞轉(zhuǎn)，執(zhí)行或者至少校正對(duì)準(zhǔn)支撐平板3c (圖4)的鎖銷2g和2i被機(jī)動(dòng)化，以沿適當(dāng)角度范圍樞轉(zhuǎn)保持在其平面內(nèi)的平板，以校正平板3c
的對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)記錄檢測(cè)器如刻痕40 (圖5)或者襯底4a邊緣上的其它標(biāo)記 的位置，可以檢測(cè)這種對(duì)準(zhǔn)。
可選地，該對(duì)準(zhǔn)可以通過(guò)嵌入接口裝置2或設(shè)備200的機(jī)械手5中的旋 轉(zhuǎn)裝置來(lái)校正。
現(xiàn)在考慮執(zhí)行傳送艙1與設(shè)備200之間的襯底傳遞步驟期間本發(fā)明的 設(shè)備的各種狀態(tài)。
傳送艙1連接到接口裝置2，門lc和2d關(guān)閉。接收裝置2k將艙殼la固定 到接口裝置2上，如圖3所示?？煞蛛x的連接裝置lf將艙門lc連接到接口艙 2d，并操作鎖緊裝置le以從艙殼la打開(kāi)艙門lc。
門操作裝置，由圓柱體2e組成，然后垂直移動(dòng)門lc和門2d間的阻塊， 離開(kāi)艙殼la進(jìn)入接口裝置2的接口裝置腔2a。
在圖4中，門打開(kāi)，圓柱體2e使包含襯底4的籃通過(guò)上端入孔2b進(jìn)入接 口裝置2。于是平板具有相互移開(kāi)所需要的空間。當(dāng)鎖銷2f-2i隔離平板3c 和它們運(yùn)送的襯底4a，機(jī)械手5可以提起襯底4a并通過(guò)接口裝置2的側(cè)面通 孔2c水平移動(dòng)到設(shè)備200。
如果另一襯底被選中，例如平板3d承載的襯底，圓柱體2e反向，向上 移動(dòng)門lc和2d，使下方的堆疊平板3a和3b上升到平板3c的高度；鎖銷2g和 2i可縮回。圓柱體2e提起3個(gè)堆疊的平板3a， 3b和3c至平板3d的高度。鎖 銷2f和2h可縮回。然后，圓柱體2e向下一步移動(dòng)這一疊平板，鎖銷2f和2h 鎖住平板3e，圓柱體2e繼續(xù)下降，鎖銷2g和2i鎖住平板3d，圓柱體2e繼續(xù) 下降使平板3d被隔離，從而其運(yùn)送的襯底可以被取出。
一旦完成襯底的傳遞，圓柱體2e提升門lc和2d，直到傳送艙l和接口 裝置2關(guān)閉，如圖3所示。傳送艙門lc通過(guò)鎖緊裝置le關(guān)閉，接收裝置2k可 以被解鎖從而從接口裝置2分離傳送艙1 。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，圖中未顯示，傳送艙1可以是F0UP，也即 是說(shuō)側(cè)面開(kāi)口的艙。在這種情形中，它在側(cè)面連接到接口裝置2。必須準(zhǔn) 備籃3在兩個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的移動(dòng)首先水平運(yùn)動(dòng)，艙門及接口裝置門打開(kāi)， 接著第二垂直運(yùn)動(dòng)，以分離選定平板，如圖4所示。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，發(fā)明的傳送艙l可以通過(guò)確保足夠的密封，以簡(jiǎn)單、低成本的方式保持襯底4周圍控制的氣氛，以防止它們?cè)趥魉秃?存儲(chǔ)過(guò)程中被污染。優(yōu)選地，控制的內(nèi)部氣氛是低壓氣氛。
為此，有利的是，艙殼la的外壁是密封的，并且通過(guò)在其間設(shè)置如圖 所示的襯墊ld將艙門lc安裝在艙殼la上。當(dāng)艙門lc關(guān)閉時(shí)，它的鎖緊裝置 必須優(yōu)選地設(shè)計(jì)成保持艙門lc的襯墊ld被彈性壓縮。
在傳送艙l的關(guān)閉動(dòng)作中，接口裝置2的圓柱體2e將艙門lc和接口門2d 軸向推向傳送艙l，輕微過(guò)度地壓縮門襯墊ld，使艙門鎖緊裝置le可以自 由滑動(dòng)，產(chǎn)生微小的摩擦或者沒(méi)有摩擦，從而防止污染粒子產(chǎn)生。通過(guò)彈 性檔塊li和lh可以實(shí)現(xiàn)過(guò)度推進(jìn)的移動(dòng)，它可以過(guò)度移動(dòng)艙門lc到傳送艙 l中而不被平板3阻止。在鎖緊之后，艙門被松開(kāi)，并被彈性檔塊lh和li以 及艙門lc的襯墊ld彈性推動(dòng)。
接口裝置前襯墊2m放置在傳送艙l和接口裝置2之間，以確保在傳送艙 l與在接口裝置的入孔2b周圍的外壁之間，它們?cè)谌肟?b和傳送艙l的開(kāi)口 lb周圍與外界氣體密封隔絕。
可以理解，具有可移動(dòng)邊緣的接收裝置2k向接口裝置2推動(dòng)傳送艙l， 壓縮接口裝置前襯墊2m，襯墊2m會(huì)像描述的那樣彎曲。
接口裝置前襯墊2m構(gòu)成外圍密封裝置，在傳送艙l的開(kāi)口lb和接口裝 置2的入孔2b的周圍，將傳送艙1和接口裝置2各自的前端面之間的連接區(qū) 域6與外界氣氛隔絕。連接區(qū)域6是在艙門lc、接口裝置門2d、艙襯墊ld、 接口裝置前襯墊2m以及接口裝置門襯墊2n之間截留的氣體空間，在圖3所 示的位置。當(dāng)艙門lc和接口裝置門2d打開(kāi)，該空間與傳送艙1和接口裝置2 的內(nèi)部腔室直接連通。最初，連接區(qū)域6的空間為大氣壓，也就是說(shuō)它的 氣體含量不可以忽略不計(jì)，并且用泵可以有效地在連接區(qū)域6獲得真空，
從而去除其中還有的主要污染物質(zhì)。為此，提供連接泵裝置。
如圖3和4所示的實(shí)施例，連接泵裝置包含連接泵管23，它的入口23a
與連接區(qū)域6的空間相通，它的出口連接至一個(gè)真空泵裝置，如泵22，連
接泵控制閥24設(shè)置在其間。
真空泵裝置還通過(guò)接口裝置泵管25連接到接口裝置2的內(nèi)部空間，其
間設(shè)置連接泵控制閥26。
連接泵裝置還設(shè)計(jì)成有選擇地在連接區(qū)域6的空間內(nèi)建立與裝置外圍的壓力大致相等的氣壓。為此，用裝有平衡閥28的平衡管27將連接泵管23
禾口/或連接區(qū)域6的空間與凈化氣體如氮?dú)獾淖⑷肫骰蚺c裝置的外界連接。
隔離閥29可以用來(lái)在真空釋放階段隔離泵22。
為了控制接口裝置2內(nèi)和連接區(qū)域6的空間內(nèi)的氣壓，連接泵裝置進(jìn)一 步包括控制裝置，如微處理器或者微控制器，根據(jù)從各種傳感器(圖中未 顯示)接收到的信號(hào)，并根據(jù)保存的程序，控制泵22以及閥24， 26， 28， 和29。
這樣，連接泵裝置設(shè)計(jì)成建立各種操作階段中的壓力平衡。 例如，在連接傳送艙1和接口裝置2的步驟中，連接區(qū)域6的空間開(kāi)始 處于大氣壓，而傳送艙l內(nèi)的氣氛可能是初始低氣壓，接口裝置3可能是另 一低壓，不同于傳送艙l內(nèi)的壓力。在艙門lc和接口裝置門2d打開(kāi)之前， 連接泵裝置22-29在連接區(qū)域6的空間內(nèi)設(shè)置與傳送艙l內(nèi)的壓力大致相等 l的氣壓。
如果需要，當(dāng)設(shè)備門阻塞接口裝置2的通孔2c時(shí)，連接泵裝置22-29在 接口裝置2內(nèi)設(shè)置與傳送艙1內(nèi)的壓力大致相等1的氣壓。于是可以打開(kāi)艙 門lc和接口裝置門2d。接下來(lái)，連接泵裝置在接口裝置2中和在傳送艙1中 有選擇地設(shè)置與設(shè)備200內(nèi)的壓力大致相當(dāng)?shù)臍鈮?。于是可以打開(kāi)阻塞側(cè) 面通孔2c的設(shè)備門200a，在傳送艙1和設(shè)備200間傳遞襯底。
在后面的步驟中，在襯底被傳遞后，設(shè)備門200a可以關(guān)閉，阻塞側(cè)面 通孔2c ，連接泵裝置22-29可以設(shè)計(jì)成有選擇地設(shè)置接口裝置2內(nèi)和傳送艙 l內(nèi)的氣壓，使其與傳送艙l內(nèi)的期望壓力大致相等。然后艙門lc和接口裝 置2d，連接泵裝置將連接區(qū)域的空間的壓力返回至大氣壓，這樣傳送艙l 可以從接口裝置2分離。
在使用期間， 一旦傳送艙l適應(yīng)接口裝置2并打開(kāi)艙門lc，可以將接口 裝置2內(nèi)設(shè)置成真空，也同樣可以在艙內(nèi)設(shè)置真空，從而通過(guò)脫氣凈化傳 送艙l。
本發(fā)明并不限于以上詳細(xì)描述的實(shí)施例；相反，它包括本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以想到的多種變化和概括。
權(quán)利要求
1.一種用于襯底(4)如半導(dǎo)體襯底的傳送艙(1)，所述傳送艙具有裝備有外壁的艙殼(1a)并包括開(kāi)口(1b)、密封封閉開(kāi)口(1b)的門(1c)以及插入艙殼(1a)內(nèi)的籃(3)，襯底(4)能夠存儲(chǔ)在所述籃中，其特征在于-籃(3)能夠穿過(guò)開(kāi)口(1b)，使其能夠插入艙殼(1a)并從艙殼(1a)移出，以及-籃(3)由一連串堆疊的平行平板(3a-3f)構(gòu)成，每個(gè)所述平板支撐一個(gè)襯底(4)，當(dāng)門(1c)關(guān)閉時(shí)，平板(3a-3f)在頂上相互堆疊，而當(dāng)門(1c)打開(kāi)時(shí)，所述平板能夠沿著垂直于襯底(4)的平面移動(dòng)的方向遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的傳送艙，其中，當(dāng)平板(3a-3f)在堆疊位置時(shí)， 相鄰襯底(4)間的距離(E)小于約5mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的傳送艙，其中籃(3)與門(lc)形成整體。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的傳送艙，其中，當(dāng)平板(3a-3f)在層疊 位置時(shí)，相鄰平板的外圍區(qū)域至少在襯底(4)的邊緣的一部分上靠攏在 一起。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的傳送艙，還包括裝置(lc， lh， li)，所 述裝置用于當(dāng)艙殼被門(lc)封閉時(shí)將艙殼(la)內(nèi)的平板(3a-3f)相 互壓縮。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的傳送艙，其中每一個(gè)平板(3a-3f)包括 -開(kāi)口向外的側(cè)面凹槽(34a)，所述側(cè)面凹槽能夠容納平板鎖緊系統(tǒng)(2f-2i)，-具有互鎖形狀的相對(duì)的主表面(35a， 36a)，用于配合相鄰平板，并確保防止平板平行于襯底(4)的平面橫向相對(duì)移動(dòng)，-支撐面(236a)，用于接收襯底(4)的外圍部分的第一表面， -保持面(235a)，用于推壓另一襯底的外圍部分的第二表面， -支撐面(236a)和保持面(235a)設(shè)計(jì)成鎖緊兩個(gè)相鄰平板間的襯底(4)的外圍部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的傳送艙，其中保持面(235a)包括圓形邊緣(335a)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7的傳送艙，其中保持面(235a)包括彈性釋 放件(335)。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的傳送艙，其中平板(3a-3f)設(shè)計(jì)成允許 該平板在其平面內(nèi)以一定范圍的角度相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)，使得能夠校正該平板 傳送的襯底(4)的對(duì)準(zhǔn)。
10. —種位于根據(jù)權(quán)利要求1至13中之一的至少一個(gè)傳送艙(1)與 一個(gè)襯底處理設(shè)備(200)之間的接口裝置(2)，包括-接口裝置腔(2a)，所述接口裝置腔包括用于連接到傳送艙(1)的 入孔(2b)以及與設(shè)備(200)配合的通孔(2c)，優(yōu)選地，所述入孔通過(guò) 襯墊(2m)以密封方式連接到傳送艙(1)，-接收裝置(2k)，用于容納并保持傳送艙(1)，該傳送艙的門(lc) 面向入孔(2b)，_籃控制裝置，用于在傳送艙(1)與接口裝置腔(2a)之間移動(dòng)包 含襯底(4)的籃(3)，-機(jī)械手(5)，用于夾緊襯底(4)并在接口裝置(2)的腔(2a)內(nèi) 的籃(3)與設(shè)備(200)之間傳遞襯底(4)，-平板控制裝置(2e， 2f-2i)，所述平板控制裝置設(shè)計(jì)成選擇性地從 一個(gè)或多個(gè)相鄰平板(3b， 3d)中沿著它們移動(dòng)的方向分離選定的平板 (3c)，以便機(jī)械手(5)能夠選擇性地抓取襯底(4)并將該襯底移向選 定的平板(3c)或遠(yuǎn)離選定的平板(3c)移動(dòng)該襯底。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的接口裝置，還包括門控制裝置(2e)，用于打 開(kāi)和關(guān)閉傳送艙(1)的門(lc)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11的接口裝置，用于與具有水平平板的至少 一個(gè)傳送艙配合，其中所述平板控制裝置包括平板鎖緊裝置(2f-2i)，所 述平板鎖緊裝置設(shè)計(jì)成選擇性地防止選定平板(3c)向下移動(dòng)，以將選定 平板(3c)從其下方的相鄰平板(3b)分離，和/或平板鎖緊裝置(2f-2i)， 所述平板鎖緊裝置設(shè)計(jì)成選擇性地防止選定平板(3c)上方的相鄰平板(3d)向下移動(dòng)，以將選定平板(3c)從其上方的相鄰平板(3d)分離。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的接口裝置，其中所述平板鎖緊裝置(2f-2i)包括鎖銷，通過(guò)圓柱體(2j)的作用，所述鎖銷的末端接合到相應(yīng)的平板(3a)的凹槽(34a)內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的接口裝置，其中所述平板鎖緊裝置(2f-2i) 包括機(jī)動(dòng)化的鎖銷。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12的接口裝置，其中所述平板鎖緊裝置(2f-2i) 包括一個(gè)或多個(gè)電磁體，所述一個(gè)或多個(gè)電磁體作用于平板(3a-3f)的 磁性部分以確保鎖緊。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，傳送容器(1)可以連接接口裝置(2)并包括其中放置襯底的籃(3)。籃(3)由一組平板(3a-3f)組成，平板(3a-3f)依次堆疊并可以單獨(dú)替換?；@(3)整個(gè)地移動(dòng)到接口裝置(2)內(nèi)，然后移動(dòng)裝置通過(guò)移動(dòng)相鄰的平板隔離選定的平板，使機(jī)械手(5)可以提取選定的襯底。當(dāng)在傳送位置，平板(3a-3f)相互接觸，從而減少襯底占據(jù)的空間。
文檔編號(hào)H01L21/677GK101496157SQ200780021476
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者埃爾萬(wàn)·戈多特, 拉斐爾·斯?fàn)柾├? 格洛里亞·索剛 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊