專利名稱：輸送機(jī)和半導(dǎo)體加工設(shè)備裝載端口間的接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0002本發(fā)明一般包括在材料處理系統(tǒng)和加工設(shè)備間傳送容器的傳送 機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
0003半導(dǎo)體制造廠內(nèi)將前開式晶圓盒(FOUP)和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口 (SMIF)晶圓盒等容器輸送至加工設(shè)備和裝載端口的成本較高。 一種在 加工設(shè)備間輸送FOUP或底開式容器的方法是置頂輸送(OHT)系統(tǒng)。 OHT系統(tǒng)降低FOUP至離制造廠地面約900毫米高的裝載端口的運(yùn)動(dòng)板 上。OHT系統(tǒng)使用復(fù)雜吊裝軌道和電纜絞盤車來輸送FOUP至例如加工 設(shè)備的裝載端口。平移、電纜絞盤伸展和單向運(yùn)行的組合必須協(xié)調(diào)以在 加工設(shè)備間快速輸送FOUP。為效率最佳而裝載或卸載加工設(shè)備時(shí)輸送車 必須可用。
0004OHT系統(tǒng)經(jīng)常安裝在廠房的天花板部分上，因此位于加工設(shè)備 和裝載端口的上方。因?yàn)榧庸ぴO(shè)備一般為落地式設(shè)備，所以O(shè)HT系統(tǒng)利 用制造廠的自由空間。吊裝OHT系統(tǒng)必須在OHT軌道和例如裝載端口 之間將容器提升或降低相當(dāng)大的距離。OHT系統(tǒng)優(yōu)選具有非常高的清潔 度性能，因?yàn)檠剀壍酪苿?dòng)FOUP所產(chǎn)生的任何顆粒可能落在位于下方的 設(shè)備區(qū)域上并可能損壞晶圓。
0005軌道導(dǎo)引車(RGV)和自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)常常用于半導(dǎo)體制造廠中以沿廠房地面在加工設(shè)備間移動(dòng)容器。RGV和AGV比OHT系統(tǒng) 容易進(jìn)行維護(hù)，且價(jià)格一般沒有吊裝OHT系統(tǒng)昂貴。顆?？刂埔脖缓喕?， 因?yàn)橛蒖GV或AGV產(chǎn)生的顆粒保持在裝載端口的基準(zhǔn)面以下。但是， RGV和AGV占據(jù)寶貴的地面空間——這在半導(dǎo)體制造廠是非常寶貴的 ——且造成安全問題(如，設(shè)備操作員和RGV操作員在同一空間內(nèi)操作)。
0006在轉(zhuǎn)讓給Asyst Technologies, Inc的名為"Direct Tool Loading" 的美國專利申請序列號11/064,880中描述了并要求保護(hù)半導(dǎo)體制造廠內(nèi) 的自動(dòng)材料處理系統(tǒng)(AMHS)輸送機(jī)和加工設(shè)備間的接口的示例，該 申請結(jié)合于此以供參考。例如，"Direct Tool Loading"發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例包括輸送半導(dǎo)體材料容器至加工設(shè)備的輸送機(jī)。該輸送機(jī)優(yōu)選位于裝 載端口的運(yùn)動(dòng)板以下。在優(yōu)選實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)板基本豎直移動(dòng)以在輸送 機(jī)和加工設(shè)備能接近處于容器內(nèi)的材料的位置之間移動(dòng)容器。
0007并非每個(gè)加工設(shè)備都能夠或要求使用直接裝載的裝載端口。實(shí) 際上、可能需要連接落地式輸送機(jī)至常規(guī)裝載端口，例如僅作為示例的 轉(zhuǎn)讓于Asyst Technologies, Inc的名為"FIMS Interface Without Alignment Pins"(沒有對準(zhǔn)銷的FIMS接口)美國專利第6,419,438號中公開的裝 載端口，該專利結(jié)合于此以供參考。標(biāo)準(zhǔn)裝載端口可符合國際半導(dǎo)體設(shè) 備及材料協(xié)會(SEMI) BOLTS接口標(biāo)準(zhǔn)，但不限于所有BOLTS要求， 如一體式前安裝板。本說明書中所提的標(biāo)準(zhǔn)裝載端口應(yīng)具有端口門、門 升降機(jī)或運(yùn)動(dòng)板組件的獨(dú)立模塊。重要的要求是裝載端口的運(yùn)動(dòng)板可以 SEMI標(biāo)準(zhǔn)所述的方式接收容器。
0008下文是有助于從上述輸送機(jī)裝載容器至加工設(shè)備上的標(biāo)準(zhǔn)裝載 端口的本發(fā)明的說明。在本發(fā)明中，輸送機(jī)也能剛好安裝在地面之上或 地面之下。
發(fā)明內(nèi)容
0009本發(fā)明的一方面是提供可置于材料輸送系統(tǒng)和常規(guī)裝載端口之 間的設(shè)備裝載裝置。在一實(shí)施例中，設(shè)備裝載裝置位于落地式輸送機(jī)和 加工設(shè)備的裝載端口之間。在另一實(shí)施例中，設(shè)備裝載裝置位于AGV的 路徑和加工設(shè)備的裝載端口之間。在另一實(shí)施例中，設(shè)備裝載裝置位于RGV的導(dǎo)軌和加工設(shè)備的裝載端口之間。
0010本發(fā)明的另一方面是提供可適用單個(gè)裝載端口或多個(gè)裝載端口 的設(shè)備裝載裝置。在一實(shí)施例中，設(shè)備裝載裝置的主體為固定的，僅可 用于單個(gè)裝載端口。在另一實(shí)施例中，設(shè)備裝載裝置的主體連于x傳動(dòng) 組件使得設(shè)備裝載裝置可在多個(gè)裝載端口間橫向移動(dòng)。
0011本發(fā)明的又一方面是提供在裝載端口和材料輸送系統(tǒng)間有效移 動(dòng)容器的設(shè)備裝載裝置。在一實(shí)施例中，設(shè)備裝載裝置包括通過基本僅沿z軸和e軸的運(yùn)動(dòng)在裝載端口和輸送機(jī)間輸送容器的單個(gè)剛性結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，設(shè)備裝載裝置包括繞豎直可調(diào)肩部旋轉(zhuǎn)以在裝載端口 和材料輸送系統(tǒng)間移動(dòng)容器的機(jī)械臂。
0012本發(fā)明的又一方面是提供可輕松與現(xiàn)有材料輸送系統(tǒng)整合的設(shè) 備裝載裝置。在一實(shí)施例中，設(shè)備裝載裝置連于也支撐部分材料輸送系 統(tǒng)的x傳動(dòng)組件一允許輕松安裝設(shè)備裝載裝置。例如，x傳動(dòng)組件封閉 于支撐在x傳動(dòng)組件上方行進(jìn)的材料輸送系統(tǒng)的外殼內(nèi)。
0013本發(fā)明的另一方面是提供允許OHT系統(tǒng)或其它材料輸送系統(tǒng)從設(shè)備裝載裝置放置或移除容器的設(shè)備裝載裝置。例如，設(shè)備裝載裝置可 通過容器的底面支撐容器，因而OHT系統(tǒng)可將容器放在處于備用位置的 設(shè)備裝載裝置上。
0014圖1提供了本發(fā)明實(shí)施例的示意0015圖2提供了本發(fā)明另一實(shí)施例的示意圖，示出了沿Y軸運(yùn)動(dòng)的 絞盤；
0016圖3提供了本發(fā)明又一實(shí)施例的示意圖，示出了具有懸臂第二 絞盤機(jī)構(gòu)的絞盤；
0017圖4提供了本發(fā)明實(shí)施例的透視圖，示出了傳輸臂機(jī)構(gòu)的實(shí)施 例；
0018圖5提供了本發(fā)明實(shí)施例的透視圖，示出了傳輸臂機(jī)構(gòu)的另一 實(shí)施例；
0019圖6提供了本發(fā)明實(shí)施例的透視圖，示出了傳輸臂機(jī)構(gòu)的又一
實(shí)施例；
0020圖7提供了本發(fā)明實(shí)施例的透視圖，示出了傳輸臂機(jī)構(gòu)的又一 實(shí)施例；
0021圖8提供了圖5所示實(shí)施例的透視圖，具有帶有附加存儲架的 加工設(shè)備；
0022圖9提供了圖5所示實(shí)施例的透視圖，附加存儲位置靠近加工 設(shè)備；
0023圖10提供了圖5所示實(shí)施例的透視圖，附加存儲架基本位于輸 送機(jī)上方；
0024圖11A—11C各自提供了本發(fā)明另一實(shí)施例的透視0025圖12A—12B各自提供了本發(fā)明另一實(shí)施例的透視圖，示出了x 軸傳動(dòng)組件；以及
0026圖13A—13E各自提供了圖12所示本發(fā)明的各種視圖，示出了 x軸傳動(dòng)組件和容器輸送系統(tǒng)間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
0027國際半導(dǎo)體設(shè)備及材料協(xié)會(SEMI)已經(jīng)制定了半導(dǎo)體晶圓制 造設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)(見http://www.semi.org) 。 SEMI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了半導(dǎo)體制造 設(shè)備的可接受公差和接口。本文所述的發(fā)明不限于處理FOUP的半導(dǎo)體 制造設(shè)備。
0028僅作為示例，本發(fā)明的各種實(shí)施例也可用于和/或適用于處理 SMIF晶圓盒的系統(tǒng)、光罩容器、平板顯示器輸送裝置或任何其它前開式 或底開式容器或加工設(shè)備。容器定義為支撐包括但不限于半導(dǎo)體襯底的 物品的任何類型結(jié)構(gòu)。僅作為示例，容器包括具有開放容積從而可接近 物品的結(jié)構(gòu)(如FPD輸送)或具有機(jī)械可開門的容器(如底開式SMIF 晶圓盒和FOUP)。裝載端口定義為處理/操縱容器的接口設(shè)備。但是為 說明本發(fā)明，本文僅參照處理FOUP的裝載端口和底開式容器。
0029圖1-3大致示出了在落地式輸送機(jī)和加工設(shè)備的裝載端口間移動(dòng) 容器的各種系統(tǒng)。圖1-3中的每個(gè)系統(tǒng)示出了在4個(gè)主要位置——位置A、 B、 C和D之間移動(dòng)容器。這些位置在整個(gè)申請中用來說明本發(fā)明的各種實(shí)施例。
0030圖1示出了置于輸送機(jī)160上(位置A)、裝載端口12的運(yùn)動(dòng) 板16上(位置C)以及由置頂輸送(OHT)車22 (位置D)夾持的FOUP 2。位置C表示輸送機(jī)160和裝載端口 12之間的中間輸送步驟或FOUP 存儲位置(見圖10)。后文將說明的單個(gè)容器輸送裝置(如遙控機(jī)械)(見圖4-7)優(yōu)選在位置A、 B和C間移動(dòng)FOUP2。
0031在此實(shí)施例中，加工設(shè)備10和輸送機(jī)160各自為落地式元件。 圖1所示輸送機(jī)160僅是代表性的。落地式輸送機(jī)一般表示在低于加工 設(shè)備10裝載高度的高度輸送容器的任何容器輸送系統(tǒng)(如輸送機(jī)、AGV、 RGV等)。常規(guī)裝載端口 12安裝于加工設(shè)備10。這些元件也可各自位 于廠房的其它位置(如，輸送機(jī)160可位于廠房地面18下、高于地面等)。 OHT車22優(yōu)選沿附于廠房天花板20的傳動(dòng)導(dǎo)軌24移動(dòng)。圖1示出了本 實(shí)施例中OHT傳動(dòng)導(dǎo)軌24定向于x方向(如平行于輸送機(jī)160)。 OHT 車22包括通過FOUP.的上柄6固定FOUP 2的夾持機(jī)構(gòu)30。通過例如 FOUP的側(cè)柄4或底凸緣固定FOUP屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。OHT車22通 過可收縮懸纜18豎直移動(dòng)夾持結(jié)構(gòu)30。僅為說明本發(fā)明，可收縮纜線可 包括但不限于纜線、帶、條或其組合。
0032常規(guī)裝載端口 12常常包括具有運(yùn)動(dòng)銷以對準(zhǔn)FOUP于板上的運(yùn) 動(dòng)板16。這些運(yùn)動(dòng)銷從運(yùn)動(dòng)板16向上延伸。FOUP的底面包括三個(gè)對準(zhǔn) 插孔以在FOUP2置于運(yùn)動(dòng)板16上時(shí)接收運(yùn)動(dòng)銷。因此，F(xiàn)OUP2必須在 FOUP 2置于運(yùn)動(dòng)板16上之前大致對準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)銷。FOUP輸送裝置可適用于 豎直移動(dòng)位于位置C的FOUP 2以放置或從運(yùn)動(dòng)銷移除FOUP 2。
0033各FOUP輸送裝置也可沿任何數(shù)量的運(yùn)動(dòng)路徑在位置B和位置 C之間移動(dòng)FOUP2。例如，移動(dòng)路徑可為非線性弧(見圖5)或沿基本 線性路徑(見圖6)。不論怎樣，輸送裝置可僅作為示例通過FOUP的上 柄6、側(cè)托架22、 FOUP底板的側(cè)邊或FOUP的底部(例如鄰近運(yùn)動(dòng)銷支 撐區(qū)域外的側(cè)邊)固定FOUP 2。固定FOUP 2的各方法優(yōu)選不妨礙FOUP 底部上的對準(zhǔn)部件使得FOUP可直接從輸送機(jī)160輸送至裝載端口 12的 運(yùn)動(dòng)板16——FOUP停留在其底面上。
0034容器輸送裝置也可具有備用位置——例如位置B——裝置閑置而沒有FOUP (如裝置不在位置A、 B或C之間移動(dòng)容器)。該備用位置 可允許操作員或輸送車將FOUP輸送至處于輸送機(jī)上方的便利位置的輸 送裝置上。例如，操作員不必越過輸送機(jī)10以便放置FOUP于裝載端口 12上。相反，操作員可將FOUP放置于存儲架上或位于輸送機(jī)160正上 方的容器裝載裝置自身上。
0035OHT系統(tǒng)22提供了輸送FOUP至加工設(shè)備10的裝載端口 12 的附加方法——增加工廠的生產(chǎn)量。圖1示出了基本與設(shè)備裝載端口 12 豎直對準(zhǔn)的OHT車26。OHT系統(tǒng)22包括附于廠房天花板20的導(dǎo)軌24、 沿導(dǎo)軌24移動(dòng)的OHT車26以及通過纜線28提升并降低的夾持器30。 對準(zhǔn)OHT系統(tǒng)22和裝載端口 12允許OHT系統(tǒng)22直接降低FOUP 2至 運(yùn)動(dòng)板16上和/或從運(yùn)動(dòng)板16移除FOUP 2。
0036加工設(shè)備包括與轉(zhuǎn)讓于Asyst Technologies, Inc的名為"Direct Loading Tool"(直接裝載設(shè)備)的美國專利申請第11/064,880號公開的 裝載端口相似的裝載端口也屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)，該專利申請結(jié)合于此 以供參考。如果使用直接裝載設(shè)備，直接裝載設(shè)備的FOUP前板也可由 OHT系統(tǒng)22供料。
0037圖2示出了可用于本發(fā)明的OHT系統(tǒng)22的另一實(shí)施例。在此 實(shí)施例中，OHT系統(tǒng)22包括在位置E和位置F間移動(dòng)OHT車26的Y 軸傳動(dòng)裝置32。 OHT車26位于位置E時(shí)，定位OHT系統(tǒng)22以移除并 放置FOUP 2于輸送機(jī)160上。OHT車26位于位置F時(shí)，定位OHT系 統(tǒng)22以移除并放置FOUP2于裝載端口 12上。
0038運(yùn)行中，OHT系統(tǒng)K通過在位置A拾取FOUP2、提升FOUP 2至位置B、水平移動(dòng)FOUP 2至位置C、最后降低FOUP2至裝載端口 12上(位置D)，在輸送機(jī)160和加工設(shè)備10之間移動(dòng)FOUP2。這些 位置A-D僅是代表性的。實(shí)際位置A-D可變化(如容器最初可從輸送機(jī) 提升至高度高于圖2所示的位置B)。順序相反的運(yùn)動(dòng)(如位置D至位 置C至位置B至位置A)將FOUP 2從裝載端口 12輸送回輸送機(jī)160。 這些位置間的路徑可通過本領(lǐng)域內(nèi)的任何已知方式實(shí)現(xiàn)。例如， 一些或 全部運(yùn)動(dòng)路徑可重疊——在位置A和位置D之間產(chǎn)生彎曲運(yùn)動(dòng)路徑。各 運(yùn)動(dòng)路徑不必為不同、獨(dú)立的路徑。實(shí)際上，位置間的運(yùn)動(dòng)路徑重疊可減少裝載端口 12和輸送機(jī)160之間的總輸送時(shí)間。
0039圖2示出了優(yōu)選實(shí)施例中位于位置B或位置C的FOUP 2的底 面處在比位于位置D的FOUP 2的上柄6更高的高度。但該部件并非是 在裝載端口 12和輸送機(jī)160之間輸送FOUP2所必須的。實(shí)際上，從位 置C移至D時(shí)FOUP底面的高度僅需要足以越過運(yùn)動(dòng)板上的任何障礙物 比如運(yùn)動(dòng)銷(未示出)或其它對準(zhǔn)部件。
0040圖3示出了 OHT車22可包括支撐可收縮纜線32的懸臂機(jī)構(gòu)36。 該機(jī)構(gòu)36安裝于沿y軸提供有限運(yùn)動(dòng)的OHT車26。 OHT系統(tǒng)22用于 例如接近吊裝容器存儲架或?qū)ρb載端口對準(zhǔn)做輕微調(diào)整。常規(guī)OHT絞盤 可通過安裝OHT絞盤于專用x傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上或者用作全臺或全廠OHT系 統(tǒng)的一部分而進(jìn)行調(diào)整。許多常規(guī)OHT車包括具有不必用于在輸送機(jī)和 裝載端口之間輸送FOUP的附加部件和復(fù)雜性的y機(jī)構(gòu)。這些部件可增 加成本并降低可靠性，但作為中間裝載方法是可接受的。
0041圖4、5、6和7示出了在輸送機(jī)160和裝載端口 12之間輸送FOUP 2的容器輸送裝置100的幾個(gè)實(shí)施例。圖4示出了容器輸送裝置100的第 一實(shí)施例。容器輸送裝置100其中包括主體101、機(jī)械臂102和夾持器 104。機(jī)械臂102的近端可旋轉(zhuǎn)安裝于主體101并繞02軸旋轉(zhuǎn)。夾持器 104可旋轉(zhuǎn)安裝于機(jī)械臂102的遠(yuǎn)端并繞e!軸旋轉(zhuǎn)。裝置100通過協(xié)調(diào) 沿z軸的豎直運(yùn)動(dòng)和繞機(jī)械臂102的軸和02軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在輸送機(jī)160 和裝載端口 12之間移動(dòng)FOUP2。
0042僅用于討論目的，容器輸送裝置100的實(shí)施例在加工設(shè)備10和 輸送機(jī)160之間移動(dòng)FOUP。通過本領(lǐng)域已知的其它輸送系統(tǒng)(如RGV、 AGV等)在全廠輸送FOUP也屬于本發(fā)明的范圍。圖4示出了具有第一 導(dǎo)軌162和第二導(dǎo)軌164的輸送機(jī)160。使用諸如但不限于帶式輸送機(jī)的 其它類型的輸送機(jī)也屬于本發(fā)明的范圍。不論怎樣，輸送機(jī)優(yōu)選可在上 行方向和下行方向(如圖4的箭頭所指)移動(dòng)FOUP2。
0043FOUP輸送裝置100可位于沿輸送機(jī)160的要求拾取和放置裝置 的任何位置(如靠近儲料器、度量衡設(shè)備、存儲架等)。主體101優(yōu)選 位于裝載端口 12和輸送機(jī)160之間。在一實(shí)施例中，F(xiàn)OUP輸送裝置100 的主體101沿x軸(如平行于輸送機(jī)160)在上行和下行方向在輸送機(jī)160和裝載端口 12之間移動(dòng)以向所有三個(gè)運(yùn)動(dòng)板13A—13C供料。主體 101也可安裝于廠房地面，形成僅向單個(gè)運(yùn)動(dòng)板13供料的輸送裝置。容 器輸送裝置100也可位于輸送機(jī)160對面一側(cè)——靠近導(dǎo)軌162。如果容 器輸送裝置IOO位于輸送機(jī)160和裝載端口 12之間，輸送裝置100優(yōu)選 盡可能小，以最小化裝載端口 12從輸送機(jī)160移回的距離。
0044圖4所示機(jī)械臂102包括單個(gè)剛性結(jié)構(gòu)。但是，機(jī)械臂102也 可包括高度一致或不一致的多個(gè)部分。在優(yōu)選實(shí)施例中，夾持器104可 旋轉(zhuǎn)安裝于機(jī)械臂102的遠(yuǎn)端106。夾持器104可附于機(jī)械臂102的其它 部分。允許夾持器104旋轉(zhuǎn)使得輸送裝置100可以在輸送裝置100在輸 送機(jī)160和裝載端口 12間移動(dòng)FOUP 2吋保持FOUP門與設(shè)備的正面基 本平行。旋轉(zhuǎn)的夾持器也允許輸送裝置100在FOUP 2放于運(yùn)動(dòng)板13上 之前對準(zhǔn)FOUP 2和運(yùn)動(dòng)銷。例如，F(xiàn)OUP 2可沿輸送機(jī)160移動(dòng)，而FOUP 門面向移動(dòng)方向。在此情況下，F(xiàn)OUP輸送裝置100必須旋轉(zhuǎn)FOUP 90 度使得在輸送裝置100可將FOUP 2置于裝載端口 12上之前FOUP門面 向端口門。
0045F0UP2在輸送機(jī)160和裝載端口 12之間通過協(xié)調(diào)x軸運(yùn)動(dòng)、z軸運(yùn)動(dòng)和繞e^ 02軸的旋轉(zhuǎn)沿例如每個(gè)位置之間(如從位置a至位置b至位置c)的可變弧(如非線性路徑)或線性運(yùn)動(dòng)移動(dòng)。容器輸送裝置 100可僅向單個(gè)裝載端口供料或可向多個(gè)裝載端口供料。為向多個(gè)裝載端 口供料，裝置100安裝于x軸傳動(dòng)裝置(未示出)上使得主體101基本平行于輸送機(jī)在裝載端口和輸送機(jī)之間的空間內(nèi)移動(dòng)。如果輸送裝置ioo安裝在這種傳動(dòng)裝置上，輸送裝置IOO可在輸送機(jī)160和任一運(yùn)動(dòng)板13A、 13B或13C之間移動(dòng)FOUP 2。容器輸送裝置100也可從其它輸送裝置裝 載御載FOUP，所述其它輸送裝置例如但不限于RGV、 AGV或PGV。
0046圖5示出了容器輸送裝置200。在此實(shí)施例中，容器輸送裝置 200包括一對豎直支架206、各自可旋轉(zhuǎn)附于豎直支架206的一對機(jī)械臂 202以及夾持器204。夾持器204在此實(shí)施例中可旋轉(zhuǎn)地附于繞63軸旋轉(zhuǎn) 的各機(jī)械臂202的遠(yuǎn)端208。各機(jī)械臂202繞04軸212相對豎直支架206 旋轉(zhuǎn)。機(jī)械臂202通過僅作為示例的導(dǎo)螺桿豎直上下移動(dòng)豎直支架206。 提升/降低夾持器204的其它機(jī)構(gòu)也屬于本發(fā)明的范圍。旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂和豎直支架的數(shù)量可變化，并不限于圖5所示的實(shí)施例。
0047由夾持器204固定的FOUP2在輸送機(jī)160和裝載端口 12之間 沿弧214 (示為虛線)輸送。沿z軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)與繞e軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可在 輸送機(jī)和裝載端口之間形成任何數(shù)量的運(yùn)動(dòng)弧線或路徑。該運(yùn)動(dòng)是通過 旋轉(zhuǎn)支架202和夾持器204分別繞93軸和04軸旋轉(zhuǎn)以及機(jī)械臂202的豎 直運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)控制繞03軸和64軸的運(yùn)動(dòng)或者讓單個(gè)發(fā) 動(dòng)機(jī)控制兩個(gè)軸也屬于本發(fā)明的范圍。
0048圖6示出了容器輸送裝置300。在此實(shí)施例中，輸送機(jī)構(gòu)334整 合到轉(zhuǎn)讓于Asyst Technologies, Inc的名為"Direct Loading Tool"的美國 專利申請第11/064,880號所公開的裝載端口的實(shí)施例中，該專利申請結(jié) 合于此以供參考。輸送裝置300包括直接裝載設(shè)備裝載端口的多個(gè)部件 ——運(yùn)動(dòng)板312和在輸送機(jī)160和板316內(nèi)的開口 314之間豎直移動(dòng)運(yùn) 動(dòng)板312的傳動(dòng)組件320?；瑒?dòng)機(jī)構(gòu)334可包括僅作為示例的導(dǎo)螺桿、滑 輪、帶傳動(dòng)裝置等來移動(dòng)夾持器304。
0049與直接裝載設(shè)備相似，板316基本位于輸送機(jī)160和裝載端口 12間的豎直平面內(nèi)。運(yùn)動(dòng)板312移動(dòng)至較低位置(如圖6所示)時(shí)位于 輸送機(jī)導(dǎo)軌162、 164之間。圖6所示實(shí)施例包括阻止FOUP沿輸送機(jī)160 移動(dòng)以不受阻礙地經(jīng)過裝置300的懸臂326。但是機(jī)械臂326也可具有允 許FOUP 2沿輸送機(jī)160移動(dòng)以不受阻礙地越過運(yùn)動(dòng)板312的結(jié)構(gòu)(如機(jī) 械臂326經(jīng)過輸送機(jī)160的導(dǎo)軌164)，這也屬于本發(fā)明的范圍。
0050輸送機(jī)構(gòu)334附于板316——延伸穿過開口 314。機(jī)構(gòu)334其中 包括沿軌道336在運(yùn)動(dòng)板312和運(yùn)動(dòng)板13間滑動(dòng)的夾持器304。夾持器 304通過FOUP的上柄6固定FOUP 2。 FOUP 2也可由夾持器304通過 其它FOUP部件固定，這些其它部件包括FOUP側(cè)柄4或底面。夾持器 304也可豎直移動(dòng)以提升/降低FOUP至運(yùn)動(dòng)板上。
0051運(yùn)行中，傳動(dòng)組件320首先下移運(yùn)動(dòng)板312至輸送機(jī)160。FOUP 置于運(yùn)動(dòng)板312上方時(shí)，傳動(dòng)組件320提升運(yùn)動(dòng)板312，將FOUP2從輸 送機(jī)160上提起并升至開口 314。之后夾持器332稍下移，夾持FOUP 的上柄6。之后夾持器332上移，將FOUP2從運(yùn)動(dòng)板312上提起。夾持 器332之后平移FOUP至運(yùn)動(dòng)板13上方的位置，并且夾持器332降低 FOUP至運(yùn)動(dòng)板13上。
0052板316可安裝于沿x軸(如平行于輸送機(jī))移動(dòng)整個(gè)FOUP輸 送裝置300以向所有三個(gè)運(yùn)動(dòng)板13A、 13B和13C供料的機(jī)構(gòu)。或者板 316可包括僅向單個(gè)運(yùn)動(dòng)板13供料的固定結(jié)構(gòu)。
0053圖7示出了FOUP輸送裝置400。在此實(shí)施例中，輸送裝置400 包括z軸滑動(dòng)機(jī)構(gòu)402、 y軸滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)以及FOUP支架404。 在此實(shí)施例中，各FOUP支架404包括FOUP支架404將FOUP 2從輸 送機(jī)160提起時(shí)嚙合FOUP 2的底面的定位銷。z軸滑動(dòng)機(jī)構(gòu)402在FOUP 支架404處于輸送機(jī)160內(nèi)的位置和提升高度之間移動(dòng)FOUP支架404。 y軸滑動(dòng)機(jī)構(gòu)在提升位置和裝載端口之間移動(dòng)FOUP支架404使得FOUP 2可從裝載端口 12裝載和/或卸載。
0054運(yùn)行中，z軸滑動(dòng)機(jī)構(gòu)402移動(dòng)FOUP支架404至在輸送機(jī)160 上移動(dòng)的FOUP 2可不受阻礙地越過FOUP支架404的降低位置。在一實(shí) 施例中，輸送機(jī)導(dǎo)軌1.64包括容納各FOUP支架404以經(jīng)過導(dǎo)軌164的 槽口 。在FOUP 2置于FOUP支架404上方后，z傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提升FOUP支 架404以從輸送機(jī)160豎直提升FOUP 2至第一高度。提升位置優(yōu)選為 FOUP 2移至運(yùn)動(dòng)板13正上方時(shí)FOUP 2的底部不接觸運(yùn)動(dòng)銷18的位置。 y軸滑動(dòng)機(jī)構(gòu)然后朝加工設(shè)備10平移FOUP 2直到FOUP 2位于運(yùn)動(dòng)板 13正上方。FOUP支架臂404優(yōu)選間隔得比運(yùn)動(dòng)板13寬以允許y軸滑動(dòng) 機(jī)構(gòu)404在FOUP 2裝載到運(yùn)動(dòng)板13上后容易縮回。圖7所示的接口機(jī) 構(gòu)400也可以安裝到x軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上以平行于輸送機(jī)160移動(dòng)整個(gè)機(jī)構(gòu) 400并向多個(gè)裝載端口和/或單個(gè)裝載端口的多個(gè)運(yùn)動(dòng)板供料。
0055圖8、 9和10示出了容器輸送裝置可接近的存儲架的各種結(jié)構(gòu)。 為說明目的，僅說明圖4所示的容器輸送裝置100。但是，使用任何本申 請公開的其它輸送機(jī)構(gòu)或等效機(jī)構(gòu)也屬于本發(fā)明的范圍。圖8 — 10示出 了與運(yùn)動(dòng)板相似的存儲架——具有運(yùn)動(dòng)銷。但是存儲架可包括支撐容器 的任何結(jié)構(gòu)。
0056圖8示出了各安裝于加工設(shè)備10正面的存儲架450-462。存儲 架450-462位于設(shè)備10的開口上方和運(yùn)動(dòng)板13A、 13B和13C上方。存 儲架462靠近運(yùn)動(dòng)板13C。輸送機(jī)構(gòu)100優(yōu)選具有x方向和z方向的變動(dòng)范圍以從輸送機(jī)160移除FOUP 2并將FOUP 2放在任一存儲架450-462 上。設(shè)備10可具有任何數(shù)量的存儲架。且存儲架可接收廠房內(nèi)用于該設(shè) 備或用于任何其它設(shè)備的FOUP。
0057圖9示出了 FOUP輸送裝置100可接近位于加工設(shè)備10附近的 存儲架501-516。架501-516可用于與設(shè)備10具體相關(guān)的容器存儲或一 般存儲。容器輸送機(jī)構(gòu)100可接近存儲于任一存儲架上的FOUP 2或者獨(dú) 立輸送機(jī)構(gòu)可專用于將FOUP移入或移出存儲架。作為獨(dú)立存儲系統(tǒng)， 專用裝載機(jī)構(gòu)僅在輸送機(jī)160和任一存儲架501-516之間輸送FOUP。
0058圖10示出了存儲架601和602也可位于輸送機(jī)160正上方。這 些存儲架提供了操作員手動(dòng)裝載FOUP或OHT系統(tǒng)裝載FOUP和/或緩 沖以及存儲的裝載臺。存儲架601和602可位于裝載端口 12的正前方。 但是，可限制從輸送機(jī)160接近裝載端口 12的一些組合。例如，加工設(shè) 備10可具有三個(gè)手動(dòng)裝載臺(如與架601-602相似)一一每個(gè)位于運(yùn)動(dòng) 板(如運(yùn)動(dòng)板13A、 13B禾PI13C)前。在此情況下，如果FOUP位于第一 和最后運(yùn)動(dòng)板13A、 13C上與第一和最后裝載臺601、 603上，則不能提 升FOUP高于處在運(yùn)動(dòng)板或裝載臺上的其它FOUP的輸送裝置100不能 接近中間裝載臺。但這不應(yīng)當(dāng)發(fā)生，因?yàn)镕OUP通常僅在裝載臺前相應(yīng) 的運(yùn)動(dòng)板為空時(shí)才放置在手動(dòng)裝載臺上。
0059圖11A-11C各自示出了設(shè)備裝載裝置500。設(shè)備裝載裝置500 其中包括封閉于外殼501內(nèi)的z傳動(dòng)組件、肩部503、機(jī)械臂502和夾持 器504。肩部503在此實(shí)施例中是具有連于z傳動(dòng)組件的底座510和遠(yuǎn)端 512的細(xì)長結(jié)構(gòu)。z傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可包括僅作為示例的導(dǎo)螺桿、齒條齒輪傳動(dòng) 或帶傳動(dòng)裝置。肩部503在外殼501的底座516和遠(yuǎn)端518間基本豎直 移動(dòng)。
0060機(jī)械臂502的近端505可旋轉(zhuǎn)地連于肩部503的遠(yuǎn)端512并繞06軸旋轉(zhuǎn)。肩部503包括例如諧波傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)裝置，以控制機(jī)械臂502 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。肩部503位于最低位置(如圖IIA所示)時(shí)，連接機(jī)械臂 502的近端505至肩部503的遠(yuǎn)端508將06軸(或腕接合)預(yù)設(shè)于預(yù)定 高度。因此，設(shè)備裝載裝置500可具有高度降低的外殼501 (如，小于裝 載端口架的高度卯0毫米)。肩部503的底座510寬于肩部503的遠(yuǎn)端512使得機(jī)械臂502的近端505在肩部503和外殼501之間旋轉(zhuǎn)。該部件 使得設(shè)備裝載裝置500的寬度W盡可能小。機(jī)械臂502也可以可旋轉(zhuǎn)地 安裝于肩部503的外側(cè)(圖11A-11C所示對面一側(cè))。
0061機(jī)械臂502的運(yùn)動(dòng)范圍優(yōu)選為足夠大以允許機(jī)械臂502至少在 圖IIA所示位置(從輸送機(jī)160裝載御載FOUP 2)和圖IIC所示位置
(從設(shè)備10裝載/卸載FOUP 2)之間移動(dòng)。在一實(shí)施例中，機(jī)械臂502 的優(yōu)選運(yùn)動(dòng)范圍介于45度和190度之間——0度指機(jī)械臂502的遠(yuǎn)端506 正在加工設(shè)備處(如機(jī)械臂502基本水平)。
0062夾持器504可旋轉(zhuǎn)地安裝于機(jī)械臂502的遠(yuǎn)端506以形成繞65 軸旋轉(zhuǎn)的"肘"接合。在一實(shí)施例中，05軸不是獨(dú)立的軸，使得夾持器 504直接相對機(jī)械臂502旋轉(zhuǎn)。夾持器504的旋轉(zhuǎn)可通過例如經(jīng)機(jī)械臂 502移動(dòng)的帶、鏈或條與機(jī)械臂502的旋轉(zhuǎn)直接連接。夾持器504也可獨(dú) 立于機(jī)械臂502旋轉(zhuǎn)。不論怎樣，繞05軸和06軸的旋轉(zhuǎn)優(yōu)選被協(xié)調(diào)以確 保存儲于FOUP2內(nèi)的晶圓始終保持水平。
0063運(yùn)行中，機(jī)械臂502可置于作為優(yōu)選允許在輸送機(jī)160上移動(dòng) 的FOUP2不受阻礙地經(jīng)過設(shè)備裝載裝置500的閑置位置的任何位置。在 FOUP 2置于設(shè)備裝載裝置500前的輸送機(jī)160上時(shí)，機(jī)械臂502然后向 下旋轉(zhuǎn)直至夾持器504接觸位于輸送機(jī)160上的FOUP 2的上柄6 (見圖 11A)。夾持器504在此實(shí)施例中夾持FOUP2的上柄6。夾持器504夾 持FOUP 2的其它部分例如但不限于FOUP的側(cè)柄或底面也屬于本發(fā)明的 范圍。通過肩部503的豎直運(yùn)動(dòng)和機(jī)械臂502的旋轉(zhuǎn)的組合，設(shè)備裝載 裝置500開始從輸送機(jī)160上移走FOUP2 (見圖11B)。如上所述，此 協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)優(yōu)選保持位于FOUP內(nèi)的晶圓處于基本水平方向以避免損壞晶 圓。圖11C示出了設(shè)備裝載裝置500將FOUP 2置于裝載端口或加工設(shè) 備架上。設(shè)備裝載裝置500在輸送機(jī)160和外殼501的遠(yuǎn)端518上方的 設(shè)備10之間移動(dòng)FOUP 2。設(shè)備裝載裝置500也可用于從RGV、 AGV或 PGV等其它輸送系統(tǒng)裝載/卸載FOUP 2。
0064設(shè)備裝載裝置500的外殼501和肩部503優(yōu)選位于輸送機(jī)160 和設(shè)備10之間。在此位置，設(shè)備裝載裝置500可適于沿x軸(平行于輸 送機(jī)160)移動(dòng)。x軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(見圖12-13)可包括本領(lǐng)域已知的任何機(jī)構(gòu)，例如但不限于齒條齒輪系統(tǒng)或塑料輪胎摩擦傳動(dòng)裝置。
0065圖12-13示出了 x傳動(dòng)組件550以及x傳動(dòng)組件550和輸送機(jī) 160之間的關(guān)系。x傳動(dòng)組件550包括具有設(shè)備裝載裝置導(dǎo)軌554和各種 輸送機(jī)支架和/或定位部件556和558的外殼552。如果設(shè)備裝載裝置500 是固定裝置(如僅向單個(gè)裝載端口供料)，經(jīng)過裝載端口的輸送機(jī)160 的部分在此實(shí)施例中由輸送機(jī)支撐托架580 (見圖13C-13D)支撐。托架 580提升輸送機(jī)160離開廠房地面。當(dāng)設(shè)備裝載裝置500向多個(gè)裝載端口 供料時(shí)，x傳動(dòng)組件550可置于經(jīng)過各裝載端口的輸送機(jī)160的部分下方。 x傳動(dòng)組件550的長度可變化并由設(shè)備裝載裝置必須沿x方向移動(dòng)的距離 確定。x傳動(dòng)組件550的外殼552為輸送機(jī)的部分提供支撐——在輸送機(jī) 160的該特定部分代替輸送機(jī)支撐托架580。
0066x傳動(dòng)組件550的外殼552含有固定輸送機(jī)160在適當(dāng)位置比如 溝道556和支撐面558的定位部件。外殼552的具體部件可變化，取決 于輸送機(jī)160的特定類型。輸送機(jī)160在此實(shí)施例中位于外殼552上使 得x傳動(dòng)組件550的外殼552提供的設(shè)備裝載裝置500的外殼501沿x 方向在槽或溝道554內(nèi)移動(dòng)——靠近輸送機(jī)160。設(shè)備裝載裝置500的外 殼501連于封閉于x傳動(dòng)組件550的外殼552內(nèi)的傳動(dòng)系統(tǒng)，比如導(dǎo)螺 桿。本領(lǐng)域已知的其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也屬于本發(fā)明的范圍，例如但不限于帶 傳動(dòng)或齒條齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
0067所有前述說明均是相對落地式輸送機(jī)說明的。但是，輸送機(jī)160
可由軌道導(dǎo)引車(輸送器)替換。應(yīng)理解在輸送機(jī)和裝載端口之間輸送 FOUP的上述機(jī)構(gòu)和過程僅用做說明性目的，本發(fā)明并不受其限制。因此， 已說明了 FOUP輸送方法和系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員， 很明顯已實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部系統(tǒng)的特定優(yōu)點(diǎn)。也應(yīng)理解可在本發(fā)明的范圍和精 神內(nèi)可以做出各種修改、變動(dòng)和其它實(shí)施方式。例如，已示出了在半導(dǎo) 體制造廠使用輸送機(jī)，但很明顯，上述許多發(fā)明觀念同樣適用于其它非 半導(dǎo)體制造應(yīng)用中的使用。
權(quán)利要求
1.一種用于在容器輸送系統(tǒng)和加工設(shè)備間輸送容器的設(shè)備，其包括具有第一端和第二端的外殼，基本封閉適于在所述外殼的所述第一端和第二端之間基本豎直移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；具有第一寬度的底座和第二寬度的遠(yuǎn)端的機(jī)械臂支架，所述第二寬度小于所述底座的所述第二寬度，該機(jī)械臂支架連于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；具有近端和遠(yuǎn)端的機(jī)械臂，所述機(jī)械臂的所述近端可旋轉(zhuǎn)地連于所述機(jī)械臂支架的所述遠(yuǎn)端；可旋轉(zhuǎn)地連于所述機(jī)械臂的所述遠(yuǎn)端的夾持器。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述機(jī)械臂的所述近端位于所述 機(jī)械臂支架的所述遠(yuǎn)端和所述外殼之間。
3. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述機(jī)械臂支架的所述底座連于 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)螺桿。
5. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述夾持器通過容器的上柄固定 容器。
6. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中位于所述加工設(shè)備前的所述容器 輸送系統(tǒng)限定x方向。
7. 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括 基本沿所述x方向移動(dòng)所述外殼的x傳動(dòng)組件。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述傳動(dòng)組件沿所述x方向在所 述容器輸送系統(tǒng)和所述加工設(shè)備間移動(dòng)所述外殼。
9. 在包括具有經(jīng)過加工設(shè)備的部分的容器輸送系統(tǒng)的廠房內(nèi)， 一種用于在容器輸送系統(tǒng)和加工設(shè)備間移動(dòng)容器的設(shè)備裝載裝置，其包括 封閉傳動(dòng)組件的主體；肩部，其連于所述傳動(dòng)組件使得所述肩部可相對所述主體豎直移動(dòng)； 具有近端和遠(yuǎn)端的機(jī)械臂，所述機(jī)械臂的所述近端可旋轉(zhuǎn)地連于所 述肩部；可旋轉(zhuǎn)地連于所述機(jī)械臂的所述遠(yuǎn)端的夾持器； 其中所述主體和所述肩部位于所述加工設(shè)備和經(jīng)過所述加工設(shè)備的 容器輸送系統(tǒng)的部分之間。
10. —種晶圓傳送系統(tǒng)，包括 具有裝載端口的加工設(shè)備；具有經(jīng)過所述裝載端口的部分的材料輸送系統(tǒng)； 位于所述裝載端口和所述材料輸送系統(tǒng)之間的設(shè)備裝載裝置，所述 設(shè)備裝載裝置用于在所述裝載端口和所述材料輸送系統(tǒng)之間輸送容器。
11. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述材料輸送系統(tǒng)包括輸送機(jī)。
12. 如權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，其中所述輸送機(jī)位于所述裝載端口 的裝載高度以下。
全文摘要
本發(fā)明一般包括在容器輸送系統(tǒng)和加工設(shè)備間輸送容器的設(shè)備裝載裝置。設(shè)備裝載裝置可向單個(gè)裝載端口或多個(gè)裝載端口供料。不論怎樣，設(shè)備裝載裝置優(yōu)選位于加工設(shè)備的裝載端口和經(jīng)過加工設(shè)備的容器輸送系統(tǒng)的部分之間。設(shè)備裝載裝置提供了在常規(guī)裝載端口和例如輸送機(jī)之間移動(dòng)容器的改進(jìn)方法。在另一實(shí)施例中，設(shè)備裝載裝置連于沿基本平行于經(jīng)過裝載端口前的容器輸送系統(tǒng)的路徑移動(dòng)設(shè)備裝載裝置的x傳動(dòng)組件——允許設(shè)備裝載裝置向多個(gè)裝載端口供料。
文檔編號H01L21/677GK101203952SQ200680022588
公開日2008年6月18日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月16日
發(fā)明者A·C·博諾拉, M·克魯拉克, R·G·海因 申請人:埃賽斯特科技有限公司