专利名称：晶片加工操作台的本地储存器的制作方法
技术领域：
本发明涉及盒的储存，具体地涉及一种用于在集成电路制造系统中在一或多部加工操作台处或附近本地缓冲半导体晶片盒(也称作“承载器”或“片盒”)的装置。
背景技术：
集成电路(通常缩写为“IC”)模片是通过在制造系统(通常缩写为“fab”)中在半导体晶片(也称作“基片”)上实施多步工序而制成的。晶片一般被保持在中心储存器1(通常称作“储料器”)中，并被运送到一部或多部加工操作台2A-2M处(其中A≤J≤M，M是加工操作台的总数)。在运送期间，多个晶片保持在盒3(也称作“承载器”、“片盒”“SMIF”、“盒”、“箱器”、“FOUP”和“运送容器”)。承载器的大小取决于其中可以保持的晶片最大数量，现有技术公开了用于保持13个晶片的承载器、以及用于保持多达25个晶片或者少至一个晶片的更为新近的承载器。
如图1A中所示，承载器3可以由高架运送器4(通常缩写为“OHV”)从储料器1中拾取，并根据将在其上实施的制造工序而被运送到某一加工操作台2A-2M(也称作“加工系统”或“加工工具”)处。代替OHV 4，承载器也可以人工传送，或者另外由一种自动导向运送器(图1A中未示出；通常缩写为“AGV”)，由一种人工导向运送器(图1A中也未示出；通常缩写为“PGV”)或由一种轨道导向运送器(图1A中也未示出；缩写为“RGV”)。
授予Perlor等人的美国专利第6283692号(在此全文引用作为背景参考材料)指出，“为了确保加工设备不会闲置，在加工操作台处应当几乎连续的供应未加工的基片。遗憾的是，许多加工操作台只能在装载台处保持一个单独的片盒。因此，一旦片盒中的所有基片已经加工完成，片盒就必须或是用人工或是用AGV迅速更换，代以一个容纳未加工基片的新片盒。遗憾的是，运用这样一种及时片盒存储系统需要或是操作人工有效的监视或是大量的AGV，从而加大了制造设施的成本。因此，在此需要一种方法和装置，连续地向加工系统供应基片片盒，以及系统空闲时间被减少或被消除。”见第一栏，34-45行。
Perlor等人提出“一种在加工操作台处储存多个片盒的方法和装置，确保为加工形成未加工的基片的几乎不间断的供应，以及确保加工设备不会闲置。多个片盒可以在一前端机架上被储存在加工操作台处，而一个片盒可以被移动到一对接台，在那里，基片被抽取和传递到加工设备。一自动系统被安装或设置在机架上，以在对接台间或在加工操作台间传递片盒。此装置不会增加加工操作台的占地面积，即所需的清洁室地板面积。在本发明的另一方案中，片盒可以在不同加工操作台间运送而不使用AGV。”见第一栏，53-67行。
参照图1A，在运送后，每一承载器被安放在位于加工操作台2A前面的盒开启器/装载器5(也称作“装载口岸”或“盒开启器”)上。每一盒开启器/装载器5可打开承载器的盖，使得承载器内部的晶片可以由位于加工操作台2A机壳中的机器手进行抽取。机壳形成了其中可以处理晶片的一种近乎无尘粒的环境，如比如SEMATECH国际组织，位于2706 Montopolis Drive，Austin Texas 78741，“I300I制造指南版本5.0”(此指南在此全文引用作为背景参考材料)所要求的那样，见节2.7。
取决于多部加工操作台2A-2M的处理量，也取决于制造期间使用加工操作台2A-2M的次序，可以在一部加工操作台前面设置一个、两个或甚至四个盒开启器/装载器，如图1A中所示。虽然在图1A中所示，每一盒开启器/装载器只能支承一个承载器，但一个盒开启器/装载器(也称作“装载和卸载台”)也可能支承两件承载器，如比如由授予Mages等人的美国专利5772386所示(在此全文引用作为背景参考材料)。
发明内容
在本发明的一些实施例中，一种储存器，具有分立于和不同于上述任何一项的其自身占地面积，本地设置在一加工操作台处，比如，在一集成电路模片的制造系统中。此储存器(也称作“缓冲装置”)位于一盒开启器/装载器附近，后者本身又靠近加工操作台。此缓冲装置可向/从盒开启器/装载器一次传递一个盒，盒开启器/装载器再打开每个盒，而其中的晶片可以被传递给加工操作台或从加工操作台传递出去。在这些实施例中，缓冲装置直接向/从盒开启器/装载器传递盒，而在盒开启器/装载器与缓冲装置间不需任何媒介(诸如某一人、OHV、AGV、RGV或PGV)。取决于实施例，缓冲装置可以向/从这样一种媒介传递盒(另外或代替向/从盒开启器/装载器传递盒)。
这种独立缓冲装置的一实施例包括两类机构，分别沿垂直方向和沿水平方向向/从装置内的一存储的位置(也称为存储位置)移动盒(也称作“承载器”)。具体地说，一部机构(下文中的“垂直移动机构”)，本身能够沿垂直方向移动，固接于一脚座，而另有多部机构(下文中的“水平移动机构”)，每个都能够沿水平方向移动，装接于垂直移动机构。虽然在刚才说明的实施例中，单独一部机构在承载器的任何垂直移动期间谐调一致地移动所有的水平移动机构，但在另外一些实施例中，每一水平移动机构可以独立于另一水平移动机构的垂直移动而在垂直方向被移动。
缓冲装置的几种实施例可在上述储存位置与位于由缓冲装置占据的空间以外的预定位置(称作“传递位置”)之间移动承载器。传递位置在水平方向上离开脚座一个称作“水平范围”的距离，而在垂直方向上离开脚座另一个称作“垂直范围”的距离。
在储存作业期间，缓冲装置从传递位置移动一承载器经过水平距离，而后沿垂直方向移动此承载器进入储存位置。为取回先前储存的承载器而要反转这些动作。上述缓冲装置的一些实施例在上述传递位置(称作“上传递位置”)以外具有另一传递位置(称作“下传递位置”)。在一个这种实施例中，缓冲装置设计得可把一承载器从任一储存位置传递到任一传递位置。具体地说，缓冲装置可以把一承载器从最低的储存位置传递到上传递位置，也可以把一承载器从最高的储存位置传递到下传递位置。
上述这类缓冲装置具有多个储存位置(彼此上下叠置)，在这些位置处可以储存相应数量的承载器。为了达到最低储存位置，缓冲装置的几个实施例可移动承载器经过一或多个中间储存位置。在这些实施例中，用于储存这样一部缓冲装置内的物体的空间也用于垂直运送物体。
同一空间的双重利用可使一缓冲装置占据小的占地面积(对比于利用彼此不同的分别用于储存和运送的两个空间，会实际上加倍占地面积)。缓冲装置占地面积的较小尺寸可显著地节约成本，比如在那些清洁室的占地面积备受重视的制造系统中。在一实施例中，缓冲装置的占地面积域做得尽可能地小，比如与一个盒开启器/装载器一样小，虽然在其他一些实施例中可采用较大占地面积的盒装置。
虽然是在制造系统的情况下说明，但这样一种缓冲装置也可针对非承载器的物体而用在非制造系统的环境中。
图1A是现有技术的一种制造系统的三维透视图；图1B示出并排配置的现有技术的两套制造系统的视图；图2A-2C表明符合本发明的一种缓冲装置的示意图；图3A-3C表明带有一搁架的图2A-2C的缓冲装置的示意图；图4A-4C在搁架下提供一传递位置的图3A-3C的缓冲装置的示意图；图5A、5E、5F以三维透视图以及图5B、5C、5D和5G-5L以侧视图表明示于图4A-4C中的缓冲装置类型的一具体实施例；图6A、6B、6C和6D分别以一透视图、一顶视图、一侧视图和一前视图表明围封在一箱体中的图5A-5L的缓冲装置；图6E以透视图表明带有一盒开启器/装载器以形成一组合体的图6A-6D的缓冲装置(也称作“缓冲系统”)装配的初始阶段；图7A-7J表明利用带有高架运送器(OHV)的图6E的缓冲系统，以便在制造集成电路模片期间本地储存晶片承载器；图8A-8C分别以一侧视图、一透视图和一分解图表明缓冲装置一具体实施例的实施细节；图9A-9D以一侧视图、一前视图、一平面视图和一后视图表明用在图8A-8C的缓冲装置中的水平移动机构的一个范例；图9E和9F分别以一透视图和一分解图表明图9A-9C的水平移动机构；图10A-10B表明在一导向运送器与一缓冲装置间一承载器的传递；图11表明一缓冲装置安放在一盒开启器/装载器的前面而不是侧面；图12A-12B示出成列的缓冲系统；图12C示出成列的缓冲系统以及它们与导向运送器的相互作用；图13A示出一种致密排放配置中的成列的缓冲系统以及缓冲系统与OHV、导向运送器和操作人工的相互作用；图13B示出加工操作台的致密排放以及从缓冲装置的使用中导出的维护宽度；图13C示出一种致密排放配置中的成列的缓冲系统以及缓冲系统与OHV、导向运送器和操作人工的相互作用；图13D示出一种成列的缓冲系统和可以用以从缓冲系统装载或卸载承载器和多条通路；图13E-13H表明一缓冲装置从一部加工系统到另一加工系统的重新布署；图14示出带有延伸式缓冲装置的一种成列的缓冲系统；图15A-15C示出一种可移动缓冲装置在一人工导向运送器、一轨道导向运送器和一自动导向运送器中的应用；图16以一方框图表明用在一种缓冲装置一实施例中的电路系统。
具体实施例方式
按照本发明，一种储存器，小于并分立和不同于现有技术的集中储料器(见图1A)，本地设置在比如集成电路(IC)模片的制造系统中的加工操作台处。此储存器专用于在靠近加工操作台的区域内本地储存物体(诸如承载器)。本地储存的物体可以由加工操作台立即处理，从而消除了加工操作台使用中的停顿时间。因此，本地储存器(也称作“缓冲装置”)提供了即将用在加工操作台中(或刚刚由操作台使用过)的物体的短期缓冲。对于IC制造系统来说，“缓冲装置”一词概括了任何一种能够储存以及向和从一装载口岸(port)传递多个承载器的任何装置。采用这样一种缓冲装置可通过减少运送耗费时间来减小AMHS(也称作“自动物料装卸系统”)的复杂性。
缓冲装置10的一实施例(图2A)包括两类分别沿垂直方向和水平方向移动的机构。具体地说，一机构11(也称作“垂直移动机构”)，能够沿垂直方向移动，固接于脚座12，以及另外多个机构13A-13N(其中A≤I≤N，N是这些机构的总数)，能够沿水平方向移动，装接于垂直移动机构11。数量N取决于采用缓冲装置10的特定应用场合，并取决于储存在其中的物体的尺寸。
机构11和13A-13N的具体设计可以是不同的，取决于实施例，虽然多个实施例采用至少三类零部件；导引器、轴承和传动装置。可以用在这些机构中的导引器实例包括，但不限于，一体式滑座与托架、伸缩式滑座或剪式机构。可以用在这些机构中的轴承实例包括，但不限于，线性轴承、球轴承、滑动轴承、静压轴承或滚柱轴承。可以用在这些机构中的传动装置实例包括，但不限于，由电气马达驱动的丝杠、气缸、由电气马达驱动的缆绳滑轮机构，或者由电气马达驱动的带有适当运动控制系统的皮带。
虽然以上描述了某些实例，但是，任何沿直线运动的现有技术的机构都可以由技术工人依照这一公开进行组合、而构成一种包括所述的一个垂直移动机构11和多个水平移动机构13A-13N的装置。用以实现机构11的一或多个零件可以与用以实现机构13A-13N的对应零件具有相同的类型、或者与具有不同的类型，这取决于实施例。机构11和13A-13N的设计可能取决于多种因素，诸如储存在装置10中的物体的重量和尺寸。
如图2A中所示，每一机构(也称作“水平移动机构”)13I可以由机构11移动、使垂直经过一最大距离V范围。如图2C中所示，每一水平移动机构13I本身水平移动(经过一最大距离H范围)。虽然在刚才说明的实施例中，共用的垂直移动机构11在垂直移动期间一致地移动所有的水平移动机构13A-13N，但在另外一些实施例中，水平移动机构13N可以不依赖于另一水平移动机构诸如机构13I的垂直移动、而垂直移动。
如图2A-2C中所示，缓冲装置10可以向/从相对于脚座的预定位置14(下文中的“传递位置”)传递任物体，此位置在水平方向上离开脚座12一个距离Th和在垂直方向上离开脚座12一个距离Tv，只要Th＜H范围并且Tv＜V范围即可。具体地说，在作业期间，缓冲装置10可移动物体(在此物体联接于水平移动机构13A后)经过水平范围H范围，此后垂直移动物体进入储存位置15A-15N之一。
储存在装置10内的物体的垂直移动量取决于储存位置15I的具体位置。比如，为了达到最低储存位置15A，一将被储存的物体被移动经过整个垂直范围(比如从图2B中机构13A的位置到储存位置15A)。相反，为了达到最上面储存位置15N，物体只需要移动经过该垂直范围的一部分，其中该部分(也称作“间距”)是由储存位置的个数N来除该垂直范围而获得的。为储存而实施的动作(如上述)反向可导致物体从其储存位置返回到传递位置14。
在一些实施例中，用于在装置10内储存物体的空间也用于垂直运送物体。同一空间的双重利用可使装置10占据较小的占地面积(与采用彼此不同的两个空间、分别用于储存和运送相比)。在这种装置10中占地面积的较小尺寸导致显著地节约成本，比如在净化室中的空间备受重视的制造系统中。
在图2A-2C中所示的一种这样的实施例中，为了达到最低储存位置15A，缓冲装置10沿垂直方向移动一将被储存的物体经过最上面储存位置15N，并经过一或多个中间储存位置15I和15B。在物体移动到最低储存位置15A期间，没有任何物体可在任何储存位置15A-15N上。以类似方式，在物体移动到次最低储存位置15B期间，物体可以在最低储存位置15A上，但没有物体可在任何中间储存位置15B和15I上，并且没有物体可在最上面储存位置15N上。
如上所指出，在图2A-2C中所示的实施例中，在任何垂直移动期间，所有的水平移动机构13A-13N协调一致地移动。因此，当物体由机构13B接纳时，已由机构13A保持的另物体占据最上面储存位置15N。此后两个物体被协调一致地向下移动进入它们各自的储存位置15A和15B。在此实例中，由机构13A保持的物体移动经过储存位置15I和15B，而由机构13B保持的另物体移动经过储存位置15N和15I。
在一实施例中，所有的储存位置15A-15N位于传递位置14(也称作“上传递位置”)的高度Tv以下的高度处(自脚座起)，使得缓冲装置10可以把物体移动到一另外的传递位置16(也称作“下传递位置”)，后者位于上传递位置14以下，如图3A中所示。比如，下传递位置16可以处在高度Tp处，后者大致上与最上面储存位置15N的高度(N-1)*间距一样。因此，在最上面储存位置15N上的物体可以被运送到下传递位置16(见图3A)，具有少量垂直移动或甚至没有任何垂直移动，取决于实施例。这种垂直移动，如果存在，通常小于间距，比如25mm。
注意，先前储存的物体被传送到上传递位置14需要将此物体向上移动(见参照图2A-2C的以上说明)经过大致上等于该间距的一个距离，如果此物体被保持在最上面储存位置15N上的话。此外，由于在任一储存位置15A-15N上的物体可以沿垂直方向移动经过距离V范围，以便传送到上传递位置14(见参照图2A-2C的以上说明)，此物体可以通过少量的垂直移动被传送到下传递位置16。具体地说，在储存位置15A上的物体可以通过图3C中的机构13A延伸段被移动到下传递位置16(图3A)。因此，在此实施例中，在最上面储存位置15N上的物体可以被传递到下传递位置16(见图3A)，而另外在最低储存位置15A上的物体可以被传递到上传递位置14(见图3C)。
在一实施例中，缓冲装置10在储存物体时(或在空置时)，亦即在无传递进行时，保持所有的机构11和13A-13N是收进的(如图2A所示)。因此，这种位置15A-15N(图2B、3A和3C)已经在以上说明中称为“储存位置”。注意，同一装置10可以保持在镜象形态中，其中位置17A-17N(图3B)是储存位置，而位置15A-15N(图3A)只在向/从缓冲装置10传递物体期间进行利用。在这样一种形态中，垂直移动机构11在储存物体时(或在空置时)，亦即在无传递进行时，是保持伸出的(见图3A)。在此镜象形态中，所有的储存位置17A-17N(图3B)都位于下传递位置16以上的高度处。因此，最低储存位置17A上的物体被传送到上传递位置14，具有少量的垂直移动(或者甚至在某些实施例中不具有垂直移动)。物体从最低储存位置17A传送到下传递位置16需要大致上一个间距的向下移动。
无论装置10所用的形态如何，在多个实施例中，在装置10内部任一储存位置的物体可以传送到两个传递位置14和16中的某一个。不过，其他一些实施例可以具有一个或多个储存位置(未示出)，只能从最接近的两个传递位置直接抵达。这些实施例必须在装置10中具有至少一个储存位置(也称作“共用储存位置”)，从两个传递位置14和16都可以直接抵达。一个或多个这种共用储存位置可以用以使物体在两个传递位置14与16间被调动。因此，每一储存位置可以从每一传递位置直接或间接抵达，视实施例而定。
在一实施例中，缓冲装置10(图4A)包括在上传递位置14处的搁架18，而搁架18由机架19固接于脚座12。搁架18处在与传递位置14同样的高度处，使得物体可以由任一水平移动机构13A-13N，依靠其适当的垂直移动，被安放在搁架18上或从搁架18处被拾取。比如，图4B和4C表明伸出至搁架18上方的空间和从中收进的水平移动机构13A。对于技术人工显然可见的是，由于上述的镜象形态，其他一些实施例的装置10具有可能代替或附加于在上传递位置14处的搁架、而在下传递位置16处具有搁架18。
在一实施例中，缓冲装置20(图5A)是一单独的、齐备的单元，具有其自身占地面积，分立并不同于任一其他现有技术中装置的占地面积。比如，由尺寸Fw和Fd确定的前述的缓冲装置20的占地面积(图5A)大致上可以与一盒开启器/装载器相同、并因而在制造系统的清洁室地板上占据与相同的面积。在图5A的实施例中，被储存在缓冲装置20中的物体是基片的承载器(未示出)。
在此所用的“基片”一词概括了在用于半导体装置制造的加工操作台中被加工的任何物体。“基片”一词包括，但不限于，比如半导体晶片、光栅(reticle)、薄膜端晶片、平板显示器、玻璃平板或盘，以及塑料工件。在此所用的“承载器”一词概括了用于保持在半导体装置加工操作台中进行加工的基片的任何装置，诸如盒、箱器、片盒、容器、器皿等等，如述于但不限于，美国专利第6120229号，或如述于但不限于来自地址为3081Zanker Road，San Jose，CA 95134-2127的半导体装置和材料国际组织(Semiconductor Equipement and Materials International)的SEMIE1-0697；E1.9-0701；E11-0697；E19-0697，-0998，-0996；E47-0301，.1-1101；E62-1101；E100-1101；E103-1000；E111-1101；以及E112-1101(这些中的每一都在此全文引用作为背景参考材料)。
在示于图5A中的一具体实施例中，N是3(使得在装置20内可储存3个承载器)，并因此具有三个水平移动机构23A-23C(图5A和5B)。在图5A的实例中，每一用于装置20的承载器可以保持25个基片，虽然在其他一些实施中可以采用其他数量和其他尺寸的物体。其次，在图5A的实例中，缓冲装置20的占地面积在面积只比承载器的相应面积大出25％，尽管在其他一些实施例中其他一些尺寸可以用于缓冲装置20。
在示于图5A中的具体实例中，在上传递位置处的搁架构成承载器的装载口岸21(比如，具有由销件22A-22C构成的移动安装架)。“装载口岸”概括了加工操作台上的任一交接部位，在该处承载器向和从加工操作台传送。有可能在此部位处基片不被从承载器中移去或被装入到承载器。缓冲装置20的装载口岸21能够一般地经由一移动安装架以可重复的方式捕捉承载器27，此安装架述于但不限于美国专利第5772386号或述于但不限于SEMIE15-0698、E15.1-0600、E57-0600。
装载口岸21由臂21A和21B装接于机架25(图5A)，垂直移动机构24在机架中移动。臂21A和21B分开至足以形成一个在机构24垂直移动进入其伸出位置期间、水平移动机构23A-23C能够(在收进时)穿过的开孔(见图5A)。
在收进后(图5A和5B)，垂直移动机构24具有比如1290mm的高度V静置，而当伸出到比如2590mm的V伸出后，此距离几乎被加倍。注意，V伸出选定得小于2600mm以吻合为SEMI所允许的最大工具高度。装置20在任何两个水平移动机构23A与23B之间具有比如大约387mm的间距。间距可以选定为承载器的高度加上承载器与水平移动机构23B底部之间的间隙距离，比如5mm，再加上水平移动机构23A的厚度，比如25mm。
其次，装载口岸21处在比如1400mm的高度V搁架处。距离V搁架可以选定为在盒开启器/装载器的搁架上方间距(比如16英寸)距离的最小高度处，因为这一实例的装置20是为了与一盒开启器/装载器一起使用而设计的。一盒开启器/装载器的搁架在比如离开地板900mm的高度V盒处(图6E)，并因此V搁架可以选定为1300mm。
在收进位置上，三个水平移动机构23A-23C的每一个具有比如285mm的长度L收进(图5D)，而这一距离在伸出后大约加倍到比如770mm的长度L伸出。如图5E-5F所示，每个水平移动机构23A-23C具有相应数量的端部操纵器26A-26C，用于以正常方式保持承载器27(比如，如图5F中所示，端部操纵器的分叉部分滑动在承载器27C顶部表面与承载器上把手27H的底部之间)。注意，虽然在此说明和图示一种端部操纵器，但用于接纳承载器的其他装置(也称作“承载器的接纳装置”)可以用在缓冲装置20的其他一些实施例中。这种装置包括抓握器、平台和一些“叉举钳”。
在端部操纵器26A放在承载器27的把手27H以下后，如果要移动承载器27，端部操纵器26A不可能简单的水平撤回。相反，水平移动机构23A在沿水平方向伸出时由垂直移动机构24升起，从而把承载器的把手27H套住在端部操纵器26A中并脱开装载口岸21上的销件22A-22C(图5F)。水平移动机构23A然后沿水平方向被收进，拖着承载器27。垂直移动机构24沿垂直方向被移动到最低位置、为来自加工操作台的进一步指令作好准备。在此阶段，承载器27被保持储存在装置20中。
一旦缓冲装置20为之服务的加工系统提出要求，在传递一承载器到比如下传递位置(到盒开启器/装载器的搁架)时、刚才说明的动作就以相反的顺序完成。具体地说，垂直移动机构24被升高，使得所需被据用的水平移动机构23A被定位得邻近下传递位置，如图5I中所示。被据用的带有插套在端部操纵器的承载器的水平移动机构23A沿水平方向伸出到下传递位置，同时脱开了所有的垂直方向上的障碍，使得承载器(未示出)被定位在盒开启器/装载器(未示出)的搁架(也称作“装载口岸”)上面。接下来，被据用的水平移动机构23A借助于垂直移动机构24下降，从而把承载器设置在盒开启器/装载器(未示出)的装载口岸上。然后未予被据用的水平移动机构23A沿水平方向被收进。
图5D-5F表明使用最低水平移动机构23A的端部操纵器26A从装载口岸21拾取承载器27。图5G和5H表明中间水平移动机构23B的端部操纵器26B用于从装载口岸21拾取承载器(未示出)。图5I表明最上面水平移动机构23C用于从下传递位置上拾取承载器(未示出)。图5J和5K表明中间水平移动机构23B的端部操纵器26B用于从下传递位置上拾取承载器(未示出)。图5L表明最低水平移动机构23A的端部操纵器26A用于向/从下传递位置上传递承载器(未示出)。
示于图5A-5L中的缓冲装置20可以包括箱体27(图6A-6D)，部分地封围机构23A-23C和24。在示于图6A-6D中的实施例中，缓冲装置20先已装载两个承载器27B和27C，而第三个承载器27A正在被装载。如上述，最低水平移动机构23A已经充分伸出(比如大于承载器的宽度Cw)比如550mm。
在示于图6E的一具体实例中，缓冲装置20在上传递位置处具有装载口岸21，而盒开启器/装载器28(缓冲装置20与之一起使用)在下传递位置处具有其自身的搁架29。搁架29处在V盒的高度处，可以是比如900mm。
这样的盒开启器/装载器28通常位于加工操作台30附近，如图6E中所示。缓冲装置20因此可向/从盒开启器/装载器28传递承载器，而盒开启器/装载器28反过来又向/从加工操作台30传递晶片。在这些实施例中，缓冲装置20可直接向/从盒开启器/装载器28传递承载器，在盒开启器/装载器28与缓冲装置20间没有任何媒介(诸如人工、OHV、AGV或DGV)。
不过，视实施例而定，缓冲装置20可以向/从在上和/或下传递位置处的媒介(诸如导向运送器)传递承载器。“导向运送器”一词在此用以概括任何能够或是以人工协助模式或是以微控机动模式把晶片传送到加工操作台的装载口岸。一般存在但不限于三种类型，即人工式、轨道式和自动式，如述于但不限于美国专利第5570990号、第5967740号和第6068104号中，或者如述于但不限于SEMI E64-0600、EB3-1000(每个均在此完整地引入作为背景参考材料)。
装载口岸21以上的垂直空间(在缓冲装置20在装配期间已在箭头A的方向上移动后)没有任何障碍，因此一高架运送器(OHV)可从储料器(诸如图1的储料器1)处带走一承载器、并把此承载器留在装载口岸21上以储存在缓冲装置20内。这样，在缓冲装置20中可以或是用OHV或是用自动导向运送器(AGV)或别的这种媒介储存多至3个承载器。
缓冲装置20用于加工操作台30(图6E)以确保为加工可提供几乎不断的未加工的基片供应，且缓冲装置20为之工作的加工操作台不会闲置。在作业期间，承载器可以由缓冲装置20传递到盒开启器/装载器28，在那里，基片被提取并传递到加工操作台30。缓冲装置20的存在并不增大加工操作台的占地面积，因为缓冲装置20在清洁室地面上占据的面积是按照SEMIE15.1-0600另外进行保留的(后者在此全文引用作为背景参考材料)。另一方面，采用缓冲装置20在使用地点处增加了加工操作台30的加工工作量(“WIP”)。另外，增加的加工操作台WIP，通过从储料器把储存物移动到加工系统的前面而便于减少储料器内室尺寸和需求。
在另一实施例中，缓冲装置20是可以借助于诸如自位轮配置(casterarrangement)(未示出)这样的运动机构来移动的。缓冲装置20的可动性便于现场更换或远离加工操作台从事维修。缓冲装置20可以借助于包括以象征方式示于图6E中的可重用安装件31的对接装置(未示出)来进行配准和定位。
机械工程领域的技术人工所熟知的任何对接装置都可以用以把缓冲装置20固牢在任何适当的地点处。具体地说，缓冲装置的一些实施例采用具有三部分的对接装置，这三部分是导引装置、定位装置和锁定装置。每一部分有一移动件装接在将被对接和解除对接的装置，以及一固定件安装于不可移动的设备或地面。注意，可以采用任何通常的导引装置，并在一些实施例中，导引装置包括滚动在导轨上的转轮、滑动在导轨上的销件，或者滑进套筒的锥形销件。
一种以精确和可重复方式定位缓冲装置20的方法是利用任何已知的运动或半运动机构的方法。一种定位装置的实例可以采取的形式是，配置两个装接于移动件的销件，彼此侧向间隔开来，以及一孔眼，与固定件上的一水平取向的槽沿侧向间隔开来。销件的尺寸定得使得它们以最小的间隙(一般0.125mm)滑进孔眼和槽，而销件的间距大致上是孔眼中心到槽中心的间距。
锁定对接装置就位的一般方法包括采用一个螺丝或一组螺丝把移动件接合或夹紧于固定件。另外，一凸轮装置可以用以接合或卡紧这两个元件，从而把它们锁定在一起并把它们定位在诸如盒开启器/装载器的装置附近。
此外，可以用于缓冲装置20的对接装置可以包括用于电力、电信号和流体动力传输的隐蔽配件。这样一种对接装置可使缓冲装置20以精确和可重复的方式定位在任何加工系统装载口岸29附近或别的所需部位，因而不再需要水平移动机构23A～23C被调准于或使“认识”于加工系统装载口岸。不需调准可使缓冲装置被迅速重新配置、交换或现场更换而不影响加工系统的操作。可以在通过卸掉机构被封围在其中的箱体的箱盖55(也称作“前盖”)而从前面对接缓冲装置20时、实施现场维修。
在图7A中，承载器38由OHV39运送并定位在装载口岸43上方。在此阶段，装载口岸43是未被据用的(亦即没有承载器)。接下来，如图7B中所示，承载器38通过OHV 39被落下并放置到未被据用的装载口岸43上。OHV 39然后像图7C中那样被向上收进。同时，缓冲装置32伸出水平移动机构33A以从缓冲装载口岸43处拾取承载器38(见图7D)。注意，当缓冲装置32空出时，可以使用任一机构33A-33C。刚才说明的动作可以重复至两次，以便在缓冲装置32中储存三个承载器。
在加工系统45加工承载器中的基片时，垂直移动机构被适当移动、如如前所述把承载器38安放在加工系统装载口岸34(见图7E)附近。水平移动机构33C然后被伸出(见图7E)以落放承载器38在加工系统装载口岸44，并在此后被收进，借以把承载器38留在装载口岸44上(图7G)。同时，另外一些承载器可以在缓冲装载口岸43处被接纳(图7H)、并被储存在缓冲装置32中(图7I)。当承载器38在加工系统装载口岸44处时，机构33A-33C之一可以保持空位，使得承载器38可以在加工完成时被拾取而返回到缓冲装载口岸43以便由OHV撤走。在示于图7J中的实例中，水平移动机构33B曾经为此而保持空位并显示出正以此方式被利用。
如果机构33A-33C之一可供使用，则可以操作缓冲装置32以直接从缓冲装载口岸43把承载器38传递到加工系统装置口岸44、而不把承载器38保留在储存器中。这样一种不加储存的传递在“加急批量”(亦即具有需要立即加工的基片的承载器)需要先于任何先前储存在缓冲装置32中的其他一些承载器而进行加工时是很有用的。在储存在加急批量承载器38中的基片由加工系统45进行加工后，缓冲装置32反转其动作以便把承载器38放回到未被据用的缓冲装载口岸43，随后由OHV 39撤走。
同样，如果在缓冲装置内只有一个位置可供使用，意味着33A-33C不可使用和盒开启/装置器现有一个承载器，则缓冲装置32可以“调动”或移动“加急批量”到盒开启器/装载器。“调动”要求把承载器移动到临时位置以便把“加急批量”移动到盒开启/装置器。
图8A、8B和8C按照常规技术细节而非抽象地显示缓冲装置100。在图8A中，表明缓冲装置100的透视图。控制仪表盘131安放在一人机适应高度处，以便以人工操作缓冲装置100。在图8B中，表明在水平移动机构117伸出情况下的缓冲装置100的侧视图。在缓冲装置100的底部处，在用于电力、电信号和流体动力传输的隐蔽连接件所在处可以看到配件盘(facility panel)132，部分对接装置129。配件盘132经由对接装置129装接于地面。
图8C示出缓冲装置100的分解视图。单个缓冲装载口岸113显示为装接于缓冲装置100的机架114。在视图可以看到机架114的多个零件。机架114为缓冲装置100提供构架和支承，在那里，板金零部件使多个部分便于组装成单一部件。板金零件可以代替需要经由一些固紧件彼此装接的多个机加工零件，多个水平移动机构117装接于垂直移动机构126c的部分并由构件126d进行支承。垂直移动机构包括一组线性轴承126a、固定构件126b、移动构件126c、丝杠127a、皮带/带轮组合127c(皮带未示出)、固定地安装于机架124的电气马达，以及缆绳导轨128。
一组线性轴承126a在固定构件126b与移动构件126c之间、被锁位到装在固定构件126b和移动构件126c的轨道内。与机架114的底部交接，对接装置129包括装接于机架114的移动构件129a、固定地安装于地面的固定构件129b，以及由用于移动和调平缓冲装置的自位轮或撬板(skid)组成的移动构件130。移动构件129a以舌板(tab)和槽孔形态滑入固定构件129b，从而把缓冲装置刚性地固定/卡紧就位。
在图9A-9F，示出水平移动机构117。水平移动机构117中的导引装置135包括由三段120a、120b和120c组成的伸缩装置122。第一段120a装有承载器接纳器120(比如一叉式端部操纵器)和凸形轨道135a。凸形轨道135a与一组线性轴承135e相互作用。线性轴承135e在构件120b的对置凹形轨道135b上滑动。在构件120b的外侧上，一组凸形轨道135c与第二组线性轴承135f相互作用。线性轴承135f在构件120c的凹形轨道135d上滑动。水平移动机构117的侧向驱动装置136包括两个独立的驱动装置136和137，各对应伸缩装置122的每段。
构件120a经由驱动装置136相对于构件120b被驱动进出。驱动装置136包括成对丝杠136a、一条联接驱动皮带136b、电气马达136c、三个带轮136d，以及固定地安装于构件120b的底板136e。第二驱动装置137可使构件120b相对于构件120被驱动而进出。驱动装置137包括成对丝杠137a、三条联接驱动皮带137b、电气马达137c、五个带轮137d，以及固定地安装于构件120c的底板137e。成对丝杠136a和137b可提供均衡的用以伸出和收进伸缩装置122的伸展力量而无装置的非稳定负载。
虽然以上参照图8A-8C和9A-9F说明了一种缓冲装置的一具体实施，但在披露的内容方面，一种在此所述类型的缓冲装置的其他实施，对于熟练的机械工程师来说，将是显而易见的。可以用在其他实施中的垂直导引装置的一些实例包括但不限于集成式滑座和托架、伸缩滑座，或者剪刀式结构。另外，垂直导引装置的线性轴承(未示出)包括但不限于球轴承、滑座轴承、静压轴承，或者滚柱轴承。其次，用在缓冲装置中的垂直驱动装置可以包括但不限于由电气马达驱动的丝杠、气压缸体、由电气马达驱动的缆绳和绳轮装置、线性伺服马达，或者由带有适当运动控制系统的电气马达驱动的皮带。
同样，水平导引装置的一些实施可以包括但不限于伸缩装置，或者剪刀式机构。水平导引装置的线性轴承包括但不限于球轴承、滑座轴承、静压轴承，或滚柱轴承。水平驱动装置可以包括但不限于丝杠、气压缸体、缆绳和绳轮传动装置、线性伺服马达，或者带有适当控制系统的皮带传动装置。
虽然已经说明缓冲装置32与OHV相互作用，但缓冲装置也可以与导向运送器相互作用。具体地说，承载器可以由导向运送器210(图10A和10B)安置在未被据用的缓冲装载口岸213上、或另外安置在未被据用的加工系统装载口岸225上。承载器218和219可以由未被据用的水平移动机构拾取并储存在其中，等待被安置在未被据用的加工系统装载口岸225上，以便由缓冲装置200为之服务的加工操作台(未示出)立即进行加工。
如上述，缓冲装置200具有移动装置(比如由一些自位轮或撬板组成)，可使装置200被安放在加工系统装载口岸225的前面以及附近，以便形成暂时增加的WIP，如图11所示。在另外一实施例中，根据重组需求，缓冲装置可以被移动到另一加工系统装载口岸(未示出)。重组需求可以是由于比如在加工操作台处WIP中的临时超载，或者是由于半导体制造工艺过程中的改变而引起的。
在本发明的另一方面中，两部或更多的缓冲装置(图12A和12B)用于储存以及向和从单个加工操作台传递承载器。如果加工操作台具有两个彼此靠近的盒开启器/装载器(图12A)，则两个缓冲装置可以安放在加工操作台和盒开启器/装载器的总装体的外侧，且每个缓冲装置实际上靠近一个盒开启器/装载器。不过，要注意，如图12B中所示，两个盒开启器/装载器可以彼此分隔开来，而每一盒开启器/装载器在其两侧上具有两个缓冲装置，使得一列四个缓冲装置服务于加工操作台。一列缓冲装置用于单一的加工操作台确保可为加工提供近乎连续的未加工基片的供应而加工操作台不会闲置。这样一列缓冲装置便于单独一个缓冲装置的维修或现场更换，同时余留的缓冲装置把承载器提供给加工操作台，消除了系统停机时间。
在图12C中，示意性地示出的设备是阵列式缓冲系统238的组合，包括阵列式缓冲系统239a-239c，OHV系统230和可移动的缓冲装置231a-231b。此示意图示出了每一部件相对于所示设备的层次和关联。多种相互作用会出现在阵列式缓冲系统组合238与OHV系统230和移动的缓冲装置231a-231b之间。垂直箭头(箭头B)表明OHV系统230与阵列式缓冲系统239b间的相互作用，此处承载器235a向和从OHV系统230和阵列式加工系统239b被传递。两个垂直箭头(箭头B和C)表明可移动的缓冲装置231a-231b与阵列式缓冲系统239a和239c间的相互作用，此处承载器235b向和从阵列式加工系统239a和239c与可移动的缓冲装置231a-231b被传递。
另外，如图13A和13B中所示，阵列式缓冲装置242a-242c可以如下述进行“密集拼合”SEMATECH“I300I工厂准则(Factory Guidelines)版本5.0”(在此全文引用作为背景参考材料)，参见节2.12和7.12；Intel公司“使用300mm晶片的大容量工厂事项(Factory Consideration for HighVolume Manulactoring Using 300mm wafer)”STS97，Gargini and Pillai(在此全文引用作背景参考材料)，参见STS97的第60页。
密集拼合便于相邻加工系统244a-244c的EFEM被安放得分开一个维护宽度245，同时把两个相邻的阵列式缓冲系统242a和242b的缓冲装置243a和242b安放得彼此直接挨着而不分开一个维护宽度245。在美国，维护宽度由OSHA规定为三英尺。在其他国家中，维护宽度可以是一米。维护宽度并非缓冲装置所必需，由于有能力从缓冲装置的前面进行维修。
图13C示出两个可移动的缓冲装置337和351，都不带缓冲装载口岸，而可移动的缓冲装置337把承载器318直接传递到不带缓冲装载口岸301的缓冲装置里面。
图13C也示出了缓冲装置345，在那里，缓冲装载口岸已被挪开(或是另外沿水平方向收进到装置345里面，或是折进一垂直位置)以允许OHV 346直接把承载器347传递到加工系统装载口岸348。承载器直接安放到盒开启器上面便于加急批量绕过缓冲装置。如果缓冲装载口岸被挪开，则以等同于一自动储存送料装置比如一自动射钉枪或一文件订书机的方式来利用缓冲装置。
图13C还示出了缓冲装置349，在那里，操作工350已经接近缓冲装置349以进行对于缓冲装置349的定期保养或维修；图13C也示出了可移动的缓冲装置351，用以增加未配备阵列式缓冲系统的加工系统352的WIP。
对于熟练的技术人工来说，由说明而显见的是，对于在此所述类型的缓冲装置可以作出多种修改和调整。比如，缓冲装置可以配有一些转轮，而且可以利用一或多根轨道在清洁室地面上移动期间进行导引。此外，两或多部缓冲装置可以彼此连接起来以增大储存容量。同样，在其他一些实施例中，一缓冲装置可以实际上连接于一盒开启器/装载器，以构成储存以及开启承载器的组合装置。
另外，本发明的一个方案是减小周围前端装置(EFEM)270a和270b的占地面积、而导致通过移去EFEM机器人轨道而降低EFEM复杂性。最终节省占地面积50％。在本发明的另一方案中，通过安放彼此靠近的多个缓冲装置以及共用一共同维护廊道/宽度的EFEM而实现密集拼合。利用密集拼合便于减少清洁室占地面积。在用于如图1B中所示的现有技术结构中的区域272a与按照本发明用于如图13B中所示的区域272b之间减少占地面积导致节省25％。
图13D示出了靠近缓冲装置253a的空间段251a(以虚线示出)和靠近第二缓冲装置253b的第二空间段251b。两个空间段251a和251b中的每一个代表一个独立的通路，用于从包括靠近其装载口岸255a和255b的两个缓冲装置253a和253b的缓冲系统250装载和卸载承载器。如图13D中所示，每一空间段(也称作“通路”)从其各自的装载口岸255a或255b沿垂直方向向上伸展到OHV 254的轨道257。对于技术人工来说，显而易见的是，每一通路251a和251b具有的横截面积大于或等于一个承载器的横截面积，借以适应由OHV 254造成的承载器垂直运动。
在任一给定时刻，或是通路251a或是通路251b可以由OHV 254利用来装载或卸载缓冲系统250。注意，采用两个通路251a和251b提供了冗余性，比如支持加工系统252的不停顿晶片加工。具体地说，在通路251a因某种原因而无法提供时，OHV 254可以仍然经由另一通路251b传送承载器给加工系统252，借以使得加工系统252继续操作。因此，某些实施例的进入缓冲系统250的多条通路便于在进出通路由于维修、故障或发生另外事件而被阻止的情况下、允许缓冲系统250为之服务的加工系统252维持操作。
某些实施例的缓冲系统在故障状况下能够在其中储存加工工件数量(WIP)是初始储存容量的一半。具体地说，在一示范性实施例中，缓冲系统250具有8个承载器的初始容量，其中四个承载器装放在每一缓冲装置253a和253b中(并经由自的通路251a和251b被传递到那里)。当缓冲装置250的一条通路251a受阻时，到缓冲装置253a的进出受阻。不过，由于缓冲系统250具有第二通路251b、而仍然允许缓冲装置253b以正常方式装载和卸载，所以加工系统252可以仍然存取传送给缓冲系统250的承载器(亦即经由通路251b)。在如此存取承载器的情况下，加工系统252可以继续加工晶片，以制造半导体设备。缓冲系统250最终的储存容量是初始的一半或者四个承载器。为此原因，当装载口岸256a失效时，OHV 254以如果两个装载口岸都是正常时可采用的正常使用率的两倍来使用另一装载口岸256b。
图13E-13H表明一种从一部加工系统290a重新布署缓冲装置270于另一部加工系统290c的方法。图13E示出了一部分半导体制造舱室269，采用三个缓冲系统272a-272c，位于各自加工系统290a-290c附近。如图13E中所示，缓冲装置270在箭头E所指的方向上从缓冲装置272a(比如通过松开上述以及示于图6E中的一类可重用的安装架)处挪开或解除对接。大约同时，盒开启器/装载器280以同样方式(在箭头F所指的方向上)从加工系统290c处挪开。下文中的，盒开启器/装载器280从加工系统290c处移走，如图13F所示。然后，如所指出，缓冲装置270(在箭头G所指方向上)被移向盒开启器/装载器所空出的地点而对接、使得装置270此时可以与加工系统290c相互作用。
图13H表明安放在缓冲系统272c附近的缓冲装置，亦即装置270此时位于先前由盒开启器/装载器281占据的空间内。在其新的位置上，缓冲装置270此时能够与盒开启器/装载器281相互作用。为了容易重新布署缓冲装置，在可能需要缓冲装置的每一位置处需要一个对接装置。这样一种对接装置已经在前面参照图6E进行说明。容易地重新布署一部缓冲装置的能力可使半导体制造设施的操作人工根据容量、处理量和加工需求的变化而调整。在加工一般不稳定且未作良好特征化的场合下生产能力发生变化时、可重新布署缓冲装置的灵活性是非常有意义的。
图14表明一种扩展的阵列式缓冲系统353，其中缓冲装置354a-354b经由孔356伸展到地板355以下。为明晰孔356示出的比所需的大一些。
如在图15A-15C中，一部或多部缓冲装置可以增加一些特点和/或减少一些特点而用作一种导向运送器，诸如PGV 357或RGV 359或AGV 361。具体地说，机器人臂220(图10B)可以从承载器210处挪开，而上述搁架可以从缓冲装置处挪开。下文中的，多个缓冲装置(比如四部)被安放在由壁板211所组成的空间内(图10B)。多部缓冲装置的典型配置包括制成一至两排缓冲装置并把它们安放得彼此靠近，使得一排362a用作导向运送器的一侧而另一排362b用作导向运送器的对置一侧，如示于图15C中的AGV 361。
另外，在图12C中，示出制造舱室225a的一半，而AGV 231a的一半226a示出与阵列式缓冲装置239a相互作用。AGV 231a的对置一半226b可以与制造舱室225b的对置一侧相互作用。配置一导向车为反向相对的两排，就不再必需回转较大的承载器或能够服务于承载器两侧的机器人，从而减小了复杂性。因此，缓冲装置可代替否则为已有导向承载器所需的自动的机器人臂220，如述于但不限于美国专利5570990那样，后者在此完整地被引入作为参考。采用缓冲装置作为导向承载器的一部分，由于从导向承载器处移去机器人，可导致导向承载器容量增大和复杂性减小。
PGV 357(图15A)是由于一或多种上述修改而获得的，并具有用于人工推动PGV 357的手柄358。示于图15A中的PGV 357个包括一部缓冲装置，但不限于一部缓冲装置。一般用在PGV 357中的缓冲装置的数量可以在1至12之间变动，取决于需要用来推动PGV 357的操作者或所用助力系统的能力。轨道360可导引图15B中的RGV 359。所示RGV 359由两部缓冲装置组成，但不限于两部缓冲装置。一般用在RGV 359中的缓冲装置的数量可以从1变动到12。在图15c中，AGV 361由自动系统(未示出)所导引。所示AGV 361由四部缓冲装置组成，但不限于四部缓冲装置。一般用在AGV 361中的缓冲装置的数量可以从1变动到12。如图15c中所示，AGV 361配置有两排缓冲装置362a和362b。缓冲装置的成排配置完全利用了制造舱室内可用的垂直空间而尽量减少使用水平空间，导致在制造舱室内所需的承载器较少。当前，本发明者所知的通常的导向承载器不缓冲承载器。它们只为承载器提供从加工系统到加工系统的运送。
注意，导向承载器可以通过使用导向承载器中所用类型的驱动转轮装置或自由转轮装置来代替装入缓冲装置实施例中的移动装置而获得。
图16示出用于缓冲装置400的控制系统简图。两部缓冲装置401a和401b中401a详细示出。缓冲装置401a的缓冲控制器405a是两部缓冲装置401a与401b间的主导控制器。对等的缓冲控制器405b至405n连同其相应的缓冲装置401b至401n作为缓冲控制器405a的从动装置。主导缓冲控制器405a连通于加工系统控制器403，后者本身又连通于AMHS402和周围前端装置404。一般，一或两个盒开启器/装载器在用在缓冲系统400中时会连通于加工系统控制器403。
另外，图16示出缓冲装置401a的详细控制系统。在控制系统的中心处是缓冲控制器405a。缓冲控制器405a输出信息以便显示在缓冲用户交接406(也称作“UI”)上。此外，缓冲控制器405a接收和传送信息给条码阅读器408，用以识别缓冲装置内的承载器。除了以上指出的部件以外，缓冲控制器405a从多个传感器处接收信号，这些传感器包括缓冲装载口岸承载器存在传感器407a；缓冲装载口岸承载器座放传感器407b；上传递位置、顶部传感器417a；上传递位置、底部传感器417b；下传递位置、顶部传感器418a；下传递位置、底部传感器418b；垂直移动机构内部传感器(vertically moving mechanism home sensor)421；以及安全传感器423。缓冲控制器405a还与缓冲设备操纵台422交互通信和电力。电力从制造系统经由电力连接装置409提供给缓冲装置401a。设备操纵台422还将缓冲装置401a连接于加工系统控制器403。最后，缓冲控制器405a可控制垂直移动机构马达420。
单一水平移动机构(也称作“HMM”)由单一的从动控制414a-c构成。单一的HMM控制器414a-c可控制单一HMM的成对马达410a-c和412a-c。此外，HMM控制器414a-c可接收传感器输入，它们包括座放在端部操作器传感器409a-c中的承载器；HMM外部台架收进传感器411a-c；HMM内部台架收进传感器413a-c；片盒存在传感器415a-c。
在此所述的几次实施例利用了靠近加工操作台装载口岸的可供使用的空间，借以增大加工操作台的储存容量而不增大加工操作台的占地面积(由加工操作台占据的区域，以地面面积计)，如图6E、7A-7J、12A-12C、13A-13D和14所示。
视实施例而定，一种缓冲装置(属于在此所述类型)为之服务的加工系统可能仅具有单一的加工腔室，或者它可能是一种诸如化学机械抛光机，不包括任何加工腔室，如述于但不限于美国专利第5435682号、第6267853号、第6298685号、第6336845号，或第6339730号。此外，加工系统可以代替或附加于制造工序来进行计量或检验。最后，加工系统可以执行传递步骤，诸如从一个承载器把基片传递到另一个或从一个承载器到加工系统，如述于但不限于如美国专利第5807062号中所示的晶片分拣器、片盒传递装置。
虽然装载口岸21已如上述作为缓冲装置20的一部分进行说明，但在其他一些实施例中，这样一种搁架可以是结合缓冲装置20所用的另一装置的一部分。在某些实施例中，搁架的上述配置是反转的，其中盒开启器/装载器在上传递位置处具有一搁架，而缓冲装置在下传递位置处具有一搁架。在多个实施例中，两个搁架可以包含在一个盒开启器/装载器中，或者另外，两个搁架可以包含在一个缓冲装置中，视实施例而定。
虽然缓冲装置20已经说明为刚性地安装于清洁室地面，但在另外一些实施例中，缓冲装置可以刚性地安装于清洁室壁部、加工系统前部端面，或者清洁室顶板。
在另一实施例中，阵列式缓冲系统包括一或多个缓冲系统，用以向和从加工系统传递承载器，该加工系统包括加工设备以在基片上完成某制造步骤，该加工设备包括中间壁板，隔开加工设备与清洁室；中间壁板上的开口；盒开启器/装载器；能够在盒开启器/装载器与加工设备间经过开口传递基片的EFEM，如图12A-12B中所示。
还有另一实施例，阵列式缓冲系统包括一或多个缓冲系统，用以向和从加工系统传递所述承载器，该加工系统包括计量设备以在基片上完成某计量步骤，计量设备包括中间壁板，隔开计量设备与清洁室；中间壁板上的开口；盒开启器/装载器；能够在盒开启器/装载器与计量设备间经过开口传递基片的EFEM，如图12A-12B中所示。
在另外的实施例中，阵列式缓冲系统包括一或多个缓冲系统，用以向和从加工系统传递所述承载器，该加工系统包括基片传递设备以在基片上完成传递步骤，该基片传递设备包括隔开基片传递设备与清洁室的中间壁板；中间壁板上的开口；盒开启器/装载器；能够在盒开启器/装载器与基片传递设备中间经过开口传递基片的EFEM，如图12A-12B中所示。
还有，在另一实施例中，阵列式缓冲系统能够从高架运送器或传送系统把承载器接收到最上面缓冲口岸上去、并向此高架运送器或此传送系统把承载器提供到此口岸上去，如图12C、13A、13C中所示。
在另一实施例中，阵列式缓冲系统能够从人工导引运送器、自动导引运送器或轨道导引运送器把承载器接收到缓冲装载口岸或盒开启器/装载器、并向这些运送器把承载器提供到此口岸或开启器/装载器上去，如图12C、13A、13C中所示。
再有，在另一实施例中，阵列式缓冲装置能够同时地从高架运送器把承载器接收在最上面装载口岸上、并向高架运送器把承载器提供到最上面装载口岸上、并向下列的人工导引运送器、自动导引导运送器或轨道导引运送器把承载器提供到其余的缓冲装载口岸或盒开启器/装载器上去，如图13C中所示。
在另一实施例中，阵列式缓冲系统包括一个或多个缓冲系统，其中所述缓冲系统共用一组由盒开启器/装载器和一组缓冲装载口岸组成的装载口岸，如图12B中所示。
其次，在一实施例中，如图13C所示，阵列式缓冲系统能够在对接时至少从缓冲装置的前面进行维修。
再者，在另一实施例中，包括多个相邻的阵列式缓冲系统的阵列式缓冲系统组合能够共用单一的EFEM维护宽度，如图13B和13D中所示。
另外，如图13C中所示，实施例为能够在对接的同时从阵列式缓冲系统组合的前面进行维修的阵列式缓冲系统组合。
另一实施例是由包括多个相邻的阵列式缓冲系统的阵列式缓冲系统组合构成的，其能够从高架运送器或传送系统把承载器接收到最上面缓冲装载口岸上去、并向此高架运送器或此传送系统把承载器提供到这些口岸上去，如图12C、13A、13C中所示。
另一实施例是由包括多个相邻的阵列式缓冲系统的阵列式缓冲系统组合构成的，能够从人工导引运送器、自动导引运送器或轨道导引运送器把承载器接收到某缓冲装载口岸或所述加工系统装载口岸上去、并向这些运送器把承载器提供到某口岸或所述口岸上去，如图12C、13A、13C中所示。
在又一另外的实施例中，包括多个相邻的阵列式缓冲系统的阵列式缓冲系统组合能够同时地从高架运送器把承载器接收在所述最上面装载口岸上、并向高架运送器把承载器提供到所述最上面装载口岸上、并向下列人工导引运送器、自动导引运送器或轨道导引运送器把承载器提供到所述其余的缓冲装载口岸或所述加工系统装载口岸上去，如图13C中所示。
另外的一个实施例是由用以储存承载器以及向和从装载口岸传递承载器的缓冲装置构成的，所述缓冲装置包括一垂直移动机构，使得所述垂直移动机构包括多个水平移动机构、用于储存以及向和从装载口岸传递相应的多个承载器；一个或多个缓冲装载口岸，包括一组侧于垂直移动机构的缓冲装载口岸，用以装载或卸载所述垂直移动机构；一固定安装的机架，支承所述垂直移动机构和所述缓冲装载口岸，所述机架靠近并借助于对接装置联接于清洁室地面、清洁室壁部、加工系统或清洁室顶板；以及地面上的开口，便于所述垂直移动机构换位在地面水平以下，如图14中所示。
能够向和从固定于相邻装置的装载口岸传递承载器的人工导引运送器、轨道导引运送器或自动导引运送器包括一或多个垂直移动机构，使得所述垂直移动机构包括多个水平移动机构、用于储存和传递相应的多个承载器；固定安装的机架，支承所述垂直移动机构，所述机架装接于脚座，后者带有驱动转轮装置371、373或375，分别装接于所述脚座371、373或375的周边，如图15A-15C中所示。
在最后实施例中，缓冲装载口岸可以向旁边枢转以把它们从盒开启器/装载器垂直上部的路径处挪开，允许承载器被直接放在盒开启器/装载器上。
因此，在此所述的实施例、执行方案和范例的多种这样的修改和调整都被包含在所附项权利要求内。
权利要求
1.一种装置(下文中的“缓冲装置”)，包括多个第一机构(下文中的“水平移动机构”)，能够水平移动经过第一距离；第二机构(下文中的“垂直移动机构”)，能够垂直移动第二距离，多个水平移动机构中的每一个安装在该垂直移动机构上；以及机架，包括脚座，其上该垂直移动机构被固定支承，该机架还包括由一支座固定地装接于脚座的搁架，其中该搁架在水平方向上与该脚座隔开大约第一距离、并且该搁架在垂直方向上与该脚座隔开大约第二距离。
2.按照权利要求1所述的装置，其中水平移动机构包括导引装置；驱动装置，由该导引装置进行导引；承载器接收器，装在该驱动装置的一端处。
3.按照权利要求2所述的装置，其中该承载器接收器包括叉式端部操纵器。
4.按照权利要求1所述的装置，其中该垂直移动机构包括导引装置和驱动装置。
5.按照权利要求1所述的装置，其中还包括移动安装架，装接于该搁架的上表面。
6.按照权利要求1所述的装置，其中该脚座包括对接装置的安装于清洁室地面的部分。
7.按照权利要求1所述的装置，其中该脚座包括包括自位轮或撬板的滑动装置。
8.按照权利要求1所述的装置，其中该脚座包括自由转轮装置或驱动转轮式装置，位于所述脚座底面以由人工或机械运送装置驱动运动。
9.一种在加工操作台附近储存多个承载器的方法，此方法包括从该上部装载口岸把承载器传递到加工操作台附近的空间段；从该空间段把承载器传递到该下部装载口岸，而该上部装载口岸保持为未据用。
10.按照权利要求9所述的方法，其中还包括在传递动作前，从高架运送器(OHV)把承载器传递到该上部装载口岸。
11.按照权利要求9所述的方法，其中还包括在传递动作前，从人工导引运送器(PGV)、自动导引运送器(AGV)或轨道导引运送器(RGV)把承载器传递到该上部装载口岸和该下部装载口岸两者中的任何一个。
12.按照权利要求9所述的方法，其中还包括从高架运送器(OHV)把承载器传递到该上部装载口岸、并同时从该下部装载口岸把另一承载器传递到人工导引运送器(PGV)、自动导引运送器(AGV)或轨道导引运送器(RGV)。
13.按照权利要求9所述的方法，其中该空间段封围在缓冲装置内，而此方法还包括把该缓冲装置对接于加工操作台；以及在对接时从前面维修该缓冲装置。
14.一种系统，包括盒开启器/装载器，具有装载口岸(下文中的“盒开启器/装载器的装载口岸”)；以及一装置(下文中的“缓冲装置”)，位于该盒开启器/装载器附近，此缓冲装置包括多个第一机构(下文中的“水平移动机构”)，能够在水平方向上移动经过第一距离；第二机构(下文中的“垂直移动机构”)，支承每一水平移动机构并能够使每一水平移动机构垂直移动经过第二距离；此垂直移动机构被固定地支承在该缓冲装置的脚座上；其中该缓冲装置的一传递位置在该盒开启器/装载器的装载口岸处，而第二距离大于该脚座与该盒开启器/装载器的装载口岸之间的垂直距离。
15.按照权利要求14所述的系统，其中该缓冲装置安放在该盒开启器/装载器的装载口岸附近，而该缓冲装置具有在所述盒开启器/装载器的装载口岸上方的辅助装载口岸(下文中的“缓冲装置装载口岸”)。
16.按照权利要求14所述的系统，其中该装载口岸能够从高架运送器(OHV)接收承载器、并提供一承载器到此高架运送器。
17.按照权利要求14所述的系统，其中该装载口岸能够从人工导引运送器(PGV)、自动导引运送器(AGV)或轨道导引运送器(RGV)接收承载器、并提供承载器到这些运送器。
18.按照权利要求14所述的系统，其中包括多个装载口岸，能够同时地从高架运送器接收承载器到所述最上面装载口岸上、并把承载器提供到所述最上面装载口岸上的高架运载车以及人工导引运送器(PGV)、自动导引运送器(AGV)或轨道导引运送器(RGV)。
19.一种系统，包括一盒开启器/装载器，具有装载口岸(下文中的“盒开启器/装载器的装载口岸”)；以及一对装置，位于该盒开启器/装载器附近并在其任一侧上，每一装置(下文中的称作“缓冲装置”)包括多个第一机构(下文中的“水平移动机构”)，能够沿水平方向移动经过第一距离；第二机构(下文中的“垂直移动机构”)，支承每一水平移动机构并能够使每一水平移动机构垂直移动经过第二距离；此垂直移动机构被固定地支承在该缓冲装置的脚座上；其中每一缓冲装置的传递位置是在该盒开启器/装载器的装载口岸处，而第二距离大于该脚座与该盒开启器/装载器的装载口岸间的垂直距离。
20.按照权利要求19所述的系统，其中该缓冲装置安放在该盒开启器/装载器的装载口岸附近并在其任一侧上，而这对缓冲装置在所述盒开启器/装载器的装载口岸上方具有辅助装载口岸(下文中的“缓冲装置装载口岸”)，使得所述一对缓冲装置位于缓冲装置装载口岸的任一侧上。
21.按照权利要求19所述的系统，其中该装载口岸能够从高架运送器(OHV)接收承载器并向此运送器提供承载器。
22.按照权利要求19所述的系统，其中该装载口岸能够从人工导引运送器(PGV)、自动导引运送器(AGV)或轨道导引运送器(RGV)接收承载器、并向这些运送器提供承载器。
23.按照权利要求19所述的系统，其中包括多个装载口岸，能够同时地从所述高架运送器接收承载器到最上面装载口岸上、并向所述最上面装载口岸上的高架运送器和人工导引运送器(PGV)、自动导引运送器(AGV)或轨道导引运送器(RGV)提供承载器。
24.一种接收和提供多个承载器至靠近加工操作台的缓冲装置的方法，此方法包括传递承载器经过该缓冲装置附近和所述缓冲装置的装载口岸上方的空间段。
25.按照权利要求24所述的方法，其中还包括在高架运送器(OHV)与该缓冲装置的装载口岸之间传递一承载器。
26.按照权利要求24所述的方法，其中还包括在人工导引运送器(PGV)、自动导引运送器(AGV)或轨道导引运送器(RGV)与该缓冲装置的装载口岸之间传递承载器。
27.按照权利要求24所述的方法，其中还包括从高架运送器(OHV)把承载器传递到该缓冲装置的装载口岸、并同时地在该加工系统装载口岸与人工导引运送器(PGV)、自动导引运送器(AGV)或轨道导引运送器(RGV)之间传递另一承载器。
28.按照权利要求24所述的方法，其中第二空间段位于第二缓冲装置附近并所述第二缓冲装置的第二装载口岸上方，而此方法还包括经过该第二空间段接收和提供承载器至第二缓冲装置；以及经过该第二空间段传递承载器到第二缓冲装置的装载口岸。
29.一种把缓冲装置对接于盒开启器/装载器附近的方法，此方法包括把对接装置的移动构件装接于该缓冲装置；以及把所述对接装置的固定构件安装于清洁室地面。
30.按照权利要求29所述的方法，其中还包括所述对接方式是通过把缓冲装置定位在盒开启器/装载器附近，使得对接装置的该移动构件联接于所述对接装置的固定构件而实现的。
31.按照权利要求29所述的方法，其中一第二对接装置的固定构件固定地装接于清洁室地面，靠近一第二盒开启器/装载器附近，此方法还包括解脱所述缓冲装置对接；以及移动所述缓冲装置靠近该第二盒开启器/装载器附近；以及对接所述缓冲装置。
32.一种重新定位缓冲装置的方法，其中此方法包括从一第一加工系统解脱缓冲装置对接；以及移动缓冲装置靠近一第二加工系统；以及对接该缓冲装置于第二加工系统。
33.按照权利要求32所述的方法，其中所述移动由一人工操作工完成。
34.按照权利要求32所述的方法，其中该缓冲装置的脚座包括自由转轮装置或驱动转轮式装置，以使之由人移动。
35.一种可移动的缓冲装置，包括多个第一机构(下文中的“水平移动机构”)，能够沿水平方向移动经过第一距离；以及一第二机构(下文中的“垂直移动机构”)，能够沿垂直方向移动经过第二距离，每一个多个水平移动机构安装在该垂直移动机构上；以及一机架，包括一脚座，其上固定支承垂直移动机构；以及一驱动转轮式装置，固定装接于所述脚座的周边；以及一电池系统，以向装置供应电力。
36.按照权利要求35所述的装置，其中该驱动转轮式装置包括一手柄，以便于由人导引可移动缓冲装置的移动；以及一作用力反馈系统，联接于手柄以便于由人进行可移动缓冲装置的速度受控移动。
37.按照权利要求35所述的装置，其中该驱动转轮式装置包括一自动计算机系统，便于可移动缓冲装置的自动导引的移动。
38.按照权利要求35所述的装置，其中该驱动转轮式装置包括一导引装置，允许可移动缓冲装置顺随导引轨道的路径；以及一计算机系统，便于可移动缓冲装置的轨道导引的移动。
39.一种移动缓冲装置，包括多个缓冲装置，固定地安装于可移动的平台，而所述缓冲装置彼此配置成行并在同一方向上；以及一驱动转轮式机构，固定地装接于所述可移动平台的周边；以及一电池系统，向装置供应电力。
40.按照权利要求39所述的系统，其中该驱动转轮式装置还包括一手柄，便于由人导引可移动缓冲装置的移动；以及一作用力反馈系统，联接于手柄以便于由人进行可移动缓冲装置的速度受控的移动。
41.按照权利要求39所述的装置，其中该驱动转轮式装置还包括一自动计算机系统，便于可移动缓冲装置的自动导引的移动。
42.按照权利要求39所述的装置，其中该驱动转轮式装置还包括一导引装置，使可移动缓冲装置顺随导引轨道的路径；以及一计算机系统，便于可移动缓冲系统的轨道导引的移动。
43.一种在可移动平台上配置多个缓冲装置的方法，此方法包括在所述移动平台上把多个缓冲装置彼此靠近地设置成一排；以及设置所述缓冲装置，使得每一个面对一共同的方向。
44.按照权利要求43所述的方法，其中还包括彼此靠近地配置两排缓冲装置，使得第一排缓冲装置面对第二排缓冲装置的相反方向。
45.按照权利要求43所述的方法，其中还包括在第一排缓冲装置与生产线第一侧上的加工系统之间传递承载器；以及在第二排缓冲装置与所述生产线第二侧上的加工系统之间传递承载器。
全文摘要
一种缓冲装置(20)，包括容纳多个水平移动机构、以储存承载器(27A、27B)和向/从装载口岸(29)传递承载器的一垂直移动机构；以及靠近缓冲装置的一或多个缓冲装载口岸，以借助于导引运送器、高架运送器或人工装载和卸载缓冲装置。一种缓冲系统包括缓冲装置(20)和加工系统装载口岸(29)，以从缓冲装置把承载器(27A、27B)传递到加工系统装载口岸(29)。
文档编号H01L21/677GK1646401SQ03808324
公开日2005年7月27日 申请日期2003年2月14日 优先权日2002年2月19日
发明者詹姆斯·G·萨基特, 戴维·E·韦尔登, 亚历山大·H·安德森 申请人:弗蒂卡尔索鲁申斯公司