专利名称：可驱动加载站系统的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及一种制造系统，更具体地说，本发明涉及一种改进的方法和设备，用于将晶片载体加载到工具上和将晶片载体从工具上卸载。
背景技术：
通常将一个制造半导体基片(例如有图案或无图案的晶片)的工厂称为“FAB”。在FAB内，悬吊运输机构可以在各种加工系统之间运送公知的晶片载体(例如一个密封容器、一个盒、一个罐等)内的半导体晶片，晶片载体备放置在一种机构上即公知的加载站(也就是在一个指定工具接收和支承晶片载体的机构或位置)上。下文将一定的加载站称作制造工具加载站，在，将晶片从晶片载体中取出并运送进与其联接的加工系统时支承晶片载体。其它加载站简单地在一个储存缓存区域内接收晶片载体。晶片载体存储在缓存区域内用于随后输送到制造工具加载站。
典型的是，通过一种升高的或高架的加载站在一个储存缓存区域内接收晶片载体，该加载站从一种悬吊运输机构接收晶片载体。此后存储缓存区域自动装置(robot)将晶片载体从高架的加载站上输送到另一个储存货架上或输送给一个制造工具加载站或输送到一种普通的与一个悬吊运输机构交换晶片载体的加载站。为了将来自悬吊运输机构的晶片载体降低到一高架的加载站，可以使用一种能够多轴运动的自动装置。这种自动装置为了在悬吊运输机构和高架加载站之间转运晶片载体所需的复杂多轴运动增加了设备成本减少了设备的可靠性。
普通晶片载体具有运动装备(即机械联接器用于对准例如加载站的平台上的晶片载体)，该装备与加载站上对应的运动装备点接合。从而必须严格规定自动装置的公差，以便准确地将晶片载体在加载站上定位，从而晶片载体的运动装备可以与加载站的运动装备点接合。这种严格的公差要求可能增加设备成本同时降低设备的生产率。
因此需要一种能够在悬吊运输机构和加载站之间转运晶片载体的改进系统。
发明内容
本发明提供一种用于在悬吊运输机构和平台之间交换晶片载体的系统。该系统利用一个具有至少一个从其上延伸的手柄的晶片载体；悬吊运输机构；与悬吊运输机构联接的传送装置，其能够随悬吊运输机构运动并具有用于联接至少一个晶片载体手柄的晶片载体联接机构；设置在悬吊运输机构下方的平台，使得跟随悬吊运输机构运动的晶片载体在该平台上方运动；联接到平台上的致动器，用于将平台提升到一个高度，加载平台接触与悬吊传送装置联接的晶片载体底部。
本发明也还包括一种在悬吊运输机构和平台之间转运晶片载体的方法，通过升高平台，从而平台接触悬吊运输机构所支承的晶片载体，从而使晶片载体与在悬吊运输机构脱离，然后将平台降低到悬吊加载站高度。
本发明的一种晶片载体包含至少一个具有诸如倒“V型”槽的第一手柄，该槽是沿着该手柄下表面。
通过下文对本发明优选实施例、权利要求书和附图的详尽介绍，本发明其它特征和方面将变得更加清楚。
图1是一个显示了悬吊运输系统和与其使用的本发明加载站的示意性侧视图；
图2是一个显示了具有安装于其上的普通杆型类型手柄的晶片载体的前透视图，同时显示为联接于一个悬吊传送装置；图3是一个显示了具有安装于其上的本发明V型手柄的晶片载体的前透视图，同时显示为联接于一个悬吊传送装置；图4A～D是本发明加载站系统和悬吊运输系统的示意性侧平面视图；图5A～D是分别对应于侧视图4A～D的前平面视图；图6是一个显示可以包含加载平台的储存装置的侧视图；图7是一个示意性俯视图，显示了与一个加工系统联接的一种悬吊运输系统，用于描述本发明的加载站可以被使用的示例性位置。
图8是本发明的运输系统的示意俯视图，该系统使用具有安装于其上的本发明的加载站的可旋转平台。
具体实施例方式
图1是一个示意性侧视图，显示了本发明悬吊运输系统11的相关部分，其包含具有提升致动器13的加载站12，所述提升致动器13可以将平台15提升到一个能够接触悬吊运输机构19(例如一个悬吊输送器)所传送的晶片载体17(例如一个密封容器、一敞开盒等)的高度。本发明的悬吊运输系统11还可以包含晶片载体17、悬吊运输机构19、多个沿悬吊运输机构19运动的传送装置21。本发明的悬吊运输系统11还可以包含对准标记或传感器51和53(图4A-5D)，当晶片载体17位于相对于加载平台15的预定位置时，所述传感器发出一信号。
下文将结合图4A-D和5A-D，详细地介绍本发明的悬吊运输系统11的操作，图4A-D和5A-D比图1更详细地显示了本发明的悬吊运输系统11。在讨论本发明的悬吊运输系统11的操作之前，最好了解一下本发明悬吊运输系统11中所使用的示例类型的晶片载体的构造。具体地说，晶片载体17的两个相反侧面可以有一旋接位置(例如一个带螺纹的或卡口式伸长部(Bayonette extension))，从而一手柄(例如具有相应的螺纹或翼)可拆卸地与所述旋接位置联接。旋接位置35(图2和3)可以位于晶片载体17的重心位置，从而在悬吊运输机构19传送晶片载体17的同时，将晶片载体的振动减少到最小程度。可以在晶片载体上使用两种类型手柄。第一种类型手柄可以包含普通的将在下文结合图2而进一步介绍的杆。第二种类型手柄可以包含本发明的倒V型手柄，将在下文结合图3对该手柄进行介绍。
图2是一个显示了具有安装于其上的普通杆型手柄26的晶片载体17的前透视图，所述手柄与传送装置21a联接。传送装置21a可以包含一对可位于晶片载体17两个相反侧面的夹子27，和联接机构29，所述联接机构29将传送装置21a联接到悬吊运输机构19并允许传送装置21a用公知的方式沿其运动。一方面，夹子27没有运动元件(即是固定的)。具体地说，夹子27从联接机构29向下延伸，夹子27之间的距离大于晶片载体17的宽度。夹子27可以包含一用于联接普通杆型手柄26的末端执行器31。如图2所示，末端执行器31可以包含一个诸如V型(如图所示)、U型(图中未示)或任何别的类似的能够从下方“抓住”、托住或与通用杆型手柄26啮合的形状的沟槽33。旋接位置35(图2和3)可以位于晶片载体17的重心位置，以便在人工输送或悬吊运输机构19传送晶片载体17的同时将晶片载体17的振动减少到最小程度。
传送装置21a还进一步包含一个诸如一对刚性延伸部分的摆动限制器37，该延伸部分从联接机构29向下延伸到靠近晶片载体17顶部的位置，因而在悬吊运输机构19输送晶片载体17的同时，将晶片载体17的摆动(例如向前和向后)减少到最小程度。
图3是一个显示了具有安装于其上的本发明V型手柄41的晶片载体17的前透视图，所述手柄41与传送装置21b联接。传送装置21b可以包含与图2所示传送装置21a相同的元件。然而在这方面，末端执行器31可以包含一用于与晶片载体17的V型手柄41联接的杆43。如上所述，本发明的V型手柄41包含一个可以拧入旋接位置35的螺纹区域的螺纹区域。在操作中，本发明V型手柄41的沟槽33可以“抓住”、托住或与传送装置21b的杆43啮合，从而传送装置21b可以被提升和降低。
下文结合图4A-5D介绍在描述本发明悬吊运输系统11的操作时，在晶片载体17在悬吊运输机构19和装载平台15之间被传送时，所用的本发明悬吊运输系统11的元件。图4A-4D是显示了本发明悬吊运输系统11的示意性平面侧视图，图5A-5D是分别对应于图4A-4D的本发明悬吊运输系统11的前视图。
通常在操作中，传送装置21将晶片载体17携带到本发明加载站17的上方。本发明的加载站17升高，因而晶片载体17的手柄41与传送装置的末端执行器脱离。然后传送装置向前运动，本发明的加载站能够将晶片载体降低到一个位置，从该位置可以将晶片载体17抽出并加载到一制造工具。为了实现在悬吊传送装置和制造工具之间转运晶片载体，提升致动器13与平台15联接，从而将平台15升高到一个可以接触悬吊运输机构19所输送的晶片载体17底部的位置。提升致动器13可以在各种位置之间提升和降低平台15，所述各种位置包括1)上部位置，在该位置，平台15已使晶片载体17升高，从而晶片载体17的手柄的位置比传送装置21a、21b的末端执行器33的高度高，从而使晶片载体17升高而离开传送装置21；2)下部位置，在此位置，平台15已使晶片载体17降低，从而自动装置45、65(图6和图7)可以接近晶片载体17。
为了避免碰撞，平台15所支撑的晶片载体17顶部和悬吊运输机构19之间的距离大于悬吊运输机构19和正在被运输的晶片载体17底部之间的距离(当平台15处于下部位置时所测量的距离)。从而当加载平台15处于上部位置时(假设晶片载体17与杆脱离)，晶片载体17不能接触悬吊运输机构19或传送装置21a、21b的任何悬吊部位。在平台15接触晶片载体17之前所测量的晶片载体17顶部和摆动限制器37之间的距离比平台15处于上部位置时所测量的晶片载体17顶部和摆动限制器37之间的距离大。从而当平台15处于上部位置时，晶片载体17不能接触摆动限制器37，除非晶片载体17向前或向后摆动。
平台15可以位于悬吊运输机构19的下方，从而悬吊运输机构19所传送的晶片载体17可以在加载平台15上方运动。一方面，平台15可以是储存装置(例如一个局部缓存区域)的顶部支架，所述存储装置可以包括多个支架和一个或多个加载站，将在下文结合图6对此进行介绍。
对正传感器可以包括诸如光发射二极管(LED)的光发射器51和诸如光电检测器的接收器53。微型控制器55可以与提升致动器13联接，用于控制提升致动器13的操作。微型控制器55还可以接收来自接收器53的表示晶片载体17位于平台15上方的信号。具体地说，一方面，对正传感器25可以使用“穿过光束”技术，从而这样安置光发射器51，从而向接收器53发射光束，当晶片载体17随悬吊运输机构19行进时，所述光束“穿过”晶片载体17所行进的路径。光发射器51可以位于平台15上，接收器53可以位于悬吊运输机构19上。
当悬吊运输机构19所输送的晶片载体17位于加载平台15上方时，晶片载体17可以阻挡光发射器51所发射的光束。当晶片载体17不位于加载平台15上方时，接收器53可以检测光发射器51所发射的光束(也就是光束可以穿过)。当光束接触接收器53时，接收器53的输出可以具有“第一信号”值，当光束不接触接收器53时，接收器53的输出可以具有“第二信号”。作为进一步的预防措施，仅当微型控制器55接收到来自接收器53的“第二信号”时，提升致动器13也可以提升和降低平台15。
下文结合图4A-D和图5A-D连续视图，介绍使用图3所示传送装置21b(晶片载体17具有安装在其上的本发明V型手柄41)的本发明悬吊运输系统11的操作，所述视图显示了随着晶片载体17在悬吊运输机构19和平台15之间的运动，晶片载体17的运动。
图4A和5A显示了与传送装置21b联接的晶片载体17，此时晶片载体17位于平台15的上方。平台15处于接触晶片载体17之前的收缩位置。由于光发射器51所发射的光束被晶片载体17所阻挡，接受器53输出一“第二信号”。微型控制器55收到来自接收器53的第二信号并激励提升致动器13。
一旦致动，提升致动器13将平台15提升到上部位置，其中平台15接触晶片载体17并使晶片载体17被升高，从而本发明V型手柄41的底部高于杆43的高度，从而使晶片载体17升离传送装置21b。如图4B和5B所示，平台15处于上部位置，晶片载体17位于平台15上。一旦平台15位于上部位置，由于本发明V型手柄41高于杆43的高度，如图4C和5C所示，传送装置21b可以跟随悬吊运输机构19运动。此后，提升致动器13缩回，将平台15携带到下部位置，如图4D和5D所示，此时自动装置45可以接近晶片载体17。自动装置45可以将晶片载体17传送到平台15下方的储存支架(图6)上或传送到加工设备63(图7)。
当晶片载体17内的所有晶片都已经被处理后，本发明的悬吊运输机构系统11可以颠倒地执行上述步骤，因而使晶片载体17返回到悬吊运输机构19，以便输送到另一个加工工具。由于本发明的运输系统仅仅利用了直线运动。晶片载体的加载和卸载可以更有效。一方面，晶片载体17在平台15(也就是当被为设置悬吊加载站时)和悬吊运输机构19之间行进的整体传输时间大约可以是5-10秒。
当本发明悬吊运输系统11利用图2的传送装置21a，以便传送一具有安装于其上普通杆26的晶片载体17时，操作类似于上述操作。一旦致动，提升致动器13将平台15升高到上部位置，此时普通杆26在传送装置末端执行器31的V型沟槽33顶部的上方(而不是图3所示的V型手柄在杆型末端执行器31的上方)。从而将晶片载体17提离传送装置21a。
图6是可以包含加载平台15的储存装置57的侧视图。如上所述，储存设备57可以包含多个支架59和多个位于支架59下方并邻近加工系统63(图7)的加载站61。一方面，支架59在加载站61的轨迹内(上或下)。储存设备57也可以包含自动装置45，该自动装置可以在支架59和加载站61a-e之间转运晶片载体17。如图所示，加载站61a-b是悬吊加载站，用于接收来自悬吊运输机构的晶片载体，加载站61c是SEMI标准E15加载站，其通常接收来自人工或自动装置的晶片载体。由于在加载站61a-c之间存在清楚的路径，这些加载站可以有利地按照本发明设置，从而包括上述致动器。如果位于支架59的前方而不是支架59的下方(也就是位于支架59的轨迹外侧)，加载站61d-e也可以按照本发明设置。因此，利用本发明，定位成用于在SEMI标准E15设定的高度人工加载的加载站也可以接收来自悬吊运输机构的晶片载体。美国专利No.09/201,737详细地介绍了储存装置57的一个方面，本发明参考了该专利申请。
图7是一个示意性俯视平面图，显示了具有工厂接口装置(factoryinterface)晶片处理机65的加工系统63，所述处理机用于在多个加载站61a-e和加工工具67之间传送晶片，其可以包括多个加工室69。图7示意了可以使用发明的加载站61a-e的示例性位置。
根据上述内容，本发明悬吊运输系统11可以减少设备成本并增加设备可靠性。当不使用自动装置时，由于晶片载体不需要精确地定位，本发明悬吊运输系统11可以允许宽松的晶片载体位置公差。
应该理解的是，根据本发明加载站的结构，可能出现这样的情形，即悬吊运输机构所输送的晶片载体将需要经过一个位于其上的具有晶片载体的悬吊加载站。为了充分避开，致动器可以有足够长的行程，从而对于两个晶片载体具有足够的垂直空间。另一种情况是，本发明的加载站可以在平台上有一悬臂延伸部分(图中未示)，从而可以将晶片载体临时移出悬吊运输机构的路径之外。另一种结构可以利用一可转动的平台，将在下文结合图8对此进行介绍。
图8是一个显示了本发明一种运输系统的示意性俯视平面图，该运输系统利用了一个具有安装于其上的本发明加载站12(图1)的可转动平台81。因而可以将可转动平台安置在悬吊运输机构19的下方，从而可以将本发明的加载站12转动到悬吊运输机构19的下方，从而在悬吊运输机构19和本发明加载站12之间交换晶片载体。当从悬吊运输机构19接收了晶片载体17之后，可转动平台可转动而将晶片载体17定位在加工工具自动装置可以抽出晶片载体的位置(也就是图中点划线所示位置)。
在图8所示情况下，可转动平台81可以被应用在图6所示储存装置57内(也就是可以在图6所示本发明加载站61b内使用可转动平台81)。这样储存装置的自动装置47将沿轨道83(图6)运动，以便在本发明加载站(当可转动平台81处于点划线所示位置时)和多个储存支架59(图6)之间运输晶片载体。因而图8所示情况可以应用在比如申请日为2000年3月2日序列号为09/517,227名称为“具有延伸设备用具的制造系统”的美国专利所介绍的一种制造系统内，本发明借鉴了该专利申请的内容。
上述描述仅仅介绍了本发明的示例性实施例，对于本领域技术人员来说，在本发明范围内对上述设备和方法的改进是轻而易举的。例如传送装置21可以通过一种钩型末端执行器而支承晶片载体，该末端执行器与位于普通晶片载体17顶部的凸缘联接，可以用任何其它类似形状替代V型沟槽33。
因此已经通过优选实施例对本发明进行了介绍，应该理解的是，其它实施例也在随后的权利要求书中所确定的本发明的精神和范围内。
权利要求
1.一种用于在悬吊运输机构和平台之间转运晶片载体的系统，包括具有至少一个从其上延伸的手柄的晶片载体；悬吊运输机构；与悬吊运输机构联接的传送装置，其适于随悬吊运输机构运动并具有用于联接到所述至少一个晶片载体手柄、从而支承晶片载体的晶片载体联接机构；设置在悬吊运输机构下方的平台，使得跟随悬吊运输机构运动的晶片载体在该平台上方运动；联接到平台上的致动器，用于将平台提升到一个高度，其中，平台接触传送装置所支承的晶片载体的底部，并使晶片载体与传送装置脱离联接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于传送装置的晶片载体联接机构没有移动部分。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述晶片载体包括一对手柄，所述传送装置还包括一对晶片载体联接机构，每个联接机构具有联接在其上的末端执行器，所述末端执行器适于与晶片载体的一对手柄联接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于每个晶片载体手柄包括沿其下表面的沟槽，每个末端执行器包含适于装配在沟槽内的延伸部分。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，每个末端执行器包括沿其上表面的沟槽，晶片载体手柄包含适于装配在该沟槽内的延伸部分。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于致动器进一步适于接触和提升传送装置所支承的晶片载体直到晶片载体手柄在传送装置末端执行器上方为止。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于致动器进一步适于接触和提升传送装置所支承的晶片载体直到晶片载体手柄位于传送装置末端执行器上方为止。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于致动器进一步适于降低到SEMI标准的E15的高度。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于致动器进一步适于降低到SEMI标准的E15的高度。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于还包括位于平台下方的至少一个储存支架和适于在平台和该至少一个储存支架之间传送晶片载体的自动装置。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于还包括位于平台下方的至少一个储存支架和适于在平台和该至少一个储存支架之间传送晶片载体的自动装置。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于致动器进一步适于降低到SEMI标准E15的高度。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于还包括至少一个位于平台下方的储存支架和适于在平台和该至少一个储存支架之间传送晶片载体的自动装置。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于还包括用于将平台向和从在悬吊运输机构下方的位置和不位于悬吊运输机构的下方的第二位置移动的机构。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于还包括至少一个位于第二位置下方的储存支架，和适于在平台的第二位置和该至少一个储存支架之间传送晶片载体的自动装置。
16.一种晶片载体，包含至少一个第一手柄，在其下表面上具有槽。
17.根据权利要求16所述的晶片载体，其特征在于，还包括一个在其下表面上具有槽的第二手柄，第一手柄和第二手柄从晶片载体的两个相反侧面上延伸出来。
18.根据权利要求16所述的晶片载体，其特征在于，所述槽是V型槽。
19.根据权利要求17所述的晶片载体，其特征在于，所述槽是V型槽。
20.一种在悬吊运输机构和平台之间转运晶片载体的方法，包括升高平台，从而接触悬吊运输机构所支承的晶片载体，并使晶片载体与悬吊运输机构相脱离；和将平台降低到悬吊加载站高度。
21.一种在悬吊运输机构和平台之间转运晶片载体的方法，包括升高平台，从而接触悬吊运输机构所支承的晶片载体，并使晶片载体与悬吊运输机构脱离；和将平台降低到E15加载站高度。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于升高平台从而使晶片载体与悬吊运输机构相脱离的步骤，包括升高晶片载体使得其手柄位于使晶片载体与悬吊运输机构联接的传送装置的末端执行器之上。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于升高平台从而使晶片载体与悬吊运输机构相脱离的步骤，包括升高晶片载体使得其手柄位于使晶片载体与悬吊运输机构联接的传送装置的末端执行器之上。
全文摘要
本发明提供一种用于在悬吊运输机构和平台之间转运晶片载体的系统，该系统利用具有至少一个从其上延伸出来的手柄的晶片载体；悬吊运输机构；与悬吊运输机构联接的传送装置，其能够随悬吊运输机构运动并具有用于联接至少一个晶片载体手柄的晶片载体联接机构；设置在悬吊运输机构下方的平台，因而跟随悬吊运输机构运动的晶片载体在该平台上方运动；联接到平台上的致动器，用于将平台提升到一个高度，此时加载平台接触与悬吊传送装置联接的晶片载体底部。
文档编号B65G47/74GK1901154SQ200610101530
公开日2007年1月24日 申请日期2002年1月4日 优先权日2001年1月5日
发明者罗伯特·Z·巴克拉奇 申请人:应用材料有限公司