专利名称：用于集成电路晶片传送组件的对接和环境净化系统的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及用于半导体制造的系统，具体说来，本发明涉及一种对接(docking)和环境净化(purging)系统，这种系统用于将一个从侧面装载的或从底面装载的模块化隔离保护罩(container)对接到一个处理环境中，这个保护罩是用于在制造集成电路中使用的基片，移去模块化隔离保护罩的门，和在对接工序中清除在模块化隔离保护罩中的颗粒状沾污物。
设计模块化隔离保护罩的目的是提供一个微环境以便隔离和控制在制造集成电路中使用的晶片和装晶片或基片的盒子周围的环境，这样的保护罩通常是从侧面装载的或从底面装载的，并且用来在处理和装运过程中保护对污染物敏感的产品，例如晶片，掩膜，陶瓷基片和平板显示器。
这些材料的处理通常在一个无尘的环境下完成，这种无尘的环境一般称为“超净室”。维护这种无尘状态下的“超净室”需要非常细心和大量的努力，特别是在材料的处理过程中。在利用人工操作者把这些材料从这种模块化隔离保扩罩中取出移到一个机器人操作的处理环境中时，通常要求操作者穿着笨重的保护服和头盔，防止操作者把颗粒状的沾污物带入处理环境。因此，这就期望提供一种系统，用来对接一个模块化隔离保护罩，来人工地或自动地移去模块化隔离保护罩的边门或底门。此外还期望有这样的一种系统，用来净化在含有颗粒状沾污物的保护罩内的材料，并把这些材料从固定的模块化隔离保护罩环境中转移到一个洁净的机器人操作的处理环境中，同时还期望这个系统位于现有的模块化隔离保护罩的中心以便让处理过程在一个比较小的，受控制的无尘环境下进行，另一方面，这个无尘环境包含在一个另外的高灰尘的环境中，在其中操作者可以自由地工作和移动，本发明满足了这些要求。
简言之，用一般的术语来说，本发明提供了一种改进的系统，这个系统用来把应用在制造集成电路的材料，例如晶片，装晶片或基片的盒子，从一个固定的模块化隔离保护罩环境中转移到一个洁净的处理环境中，让材料的处理过程在一个小的、受控制和被隔离的无尘环境下进行，这个环境包含在一个另外的高灰尘的环境中，在这个高灰尘的环境中操作人员可以自由地工作和移动。这个系统还用来在处理材料之前清除材料上的颗粒状沾染物。
因此，本发明提供了一个对接和环境净化系统和相关的阀系(valving)，用来清除用于在制造集成电路中使用的基片的模块化隔离保护罩中的颗粒状沾污物和将该模块化隔离保护罩对接到一个无尘的处理环境。这个模块化隔离保护罩有一个内室，用来把基片从该模块化隔离保护罩外部的环境中隔离开来。该模块化隔离保护罩通常至少有一扇通向内室的门，用来从周围环境中密封该内室，并允许取放内室中的东西。所述对接和环境净化系统包括一个主壳体，该壳体界定一个对接室，该对接室被连接用来与接收该模块化隔离保护罩的处理环境相耦合。对接和净化系统的门部分还以枢接的方式与壳体相连接，并且通常一搁板以铰接的方式安装在该门部分上。该壳体特别地安装在或邻接于所述处理环境的一个壁上，以便对该处理环境实现无尘的、密封的取放物品。
本发明提供一个装置用来移去模块化隔离保护罩的门，这个门可以从侧面开也可以从底面开，从而当模块化隔离保护罩被置在对接室中时允许出入模块化隔离保护罩的内室。在一个当前的优选实施例中，所述移去模块化隔离保护罩的门的装置包括一个真空源，一个与真空源相连接的中空真空管，和通过真空管与真空源相连接的多个吸杯，其作用是吸住门，把门从第一关门的位置移动到第二开门的位置以便提供模块化隔离室的内部的出入通道。
本发明还提供一个装置用于净化有颗粒状沾污物的模块化隔离保护罩的内室中的东西。在一个优选实施例中，所述净化装置包括一个周围空气源，一个吹风机，一个空气管道，和一个过滤器，其作用是提供被过滤空气的净化流动。
在另一个优选实施例中，所述净化装置包括一根与一个净化的惰性气体源，例如氮气，相连接的气体导管。最好还提供一个装置，用来控制和操作该净化装置和所述移动模块化隔离保护罩的门的装置。
根据如下的详细叙述以及表示本发明特征的例子的附图，本发明的上述这些和其它方面的优点会变得更加明显。
图1是应用在本发明的对接和环境净化系统中的一个模块化隔离保护罩的前视图2是图1所示的模块化隔离保护罩的顶视图；图3是根据本发明的原理安装在杆上的对接和环境净化系统的第一实施例的透视图；图4是根据本发明的原理安装在杆上的对接和环境净化系统的第二实施例的前视图；图5是根据本发明的原理安装在铰链上的对接和环境净化系统的第三实施例的透视图；图6是根据本发明的原理安装在铰链上的对接和环境净化系统的第四实施例的透视图；图7是根据本发明的原理的对接和环境净化系统的门部分的一个模块化隔离门移去面板的透视图；图8是图7所示的对接和环境净化系统的门部分的分解图；图9是根据本发明的原理的对接和环境净化系统中的另一种门部分的分解图；图10是当门在关闭位置时对接和环境净化系统的透视图，这时模块化隔离保护罩的门移去面板被降低而移去保护罩的门；和图11是用于本发明的对接和环境净化系统中的一个阀门机构控制器电路的示意图。
正如在图中所示的，其中同一部件用同一标号来表示。本发明是在一个对接和环境净化系统中实施的，这个系统用来将用于在制造集成电路中使用的基片的模块化隔离保护罩对接到一个处理环境，移去模块化隔离保护罩上的侧面装载或底面装载的门，和净化有颗粒状沾污物的模块化隔离保护罩。所述对接和环境净化系统包括相关的阀门系统并且允许这种基片材料从一个固定的模块化隔离保护罩的传送保护罩环境中转移到一个处理环境中。
参考图1和2，所述对接和环境净化系统对于将一个模块化隔离保护罩对接到无颗粒沾污物的处理环境下以将包含在模块化隔离保护罩中的半导体制造材料，例如在制造集成电路中使用的晶片，装晶片或基片的盒子，转移到一个洁净的处理环境中是有用的。该对接和环境净化系统对在把材料从模块化隔离保护罩中转移出来之前和/或在转移过程中净化含有颗粒状沾污物的模块化隔离保护罩也是有用的。
正如在图1和2所示，模块化隔离保护罩20典型地有一个内室22，用来把基片或晶片从模块化隔离保护罩外部的环境中隔离开，内室通常开有多个线槽24，用来接收和固定晶片或基片；一手柄26，用于允许用手携带和处理模块化隔离保护器；和到内室的至少一垂直的或水平的通向内室的装载门28，用来密封内室和提供对模块化隔离保护罩中的材料的出入通道。应用到本发明的对接和净化系统的模块化隔离保护罩的一个优选类型是美国科罗拉多州的Colorado Springs公司生产的商业名称叫Mic的模块化隔离容器(capsule)。这种模块化隔离保护罩最好是完全密封的，可以有一个连续的惰性气体净化系统，并且可以有开在保护罩的侧面或底面的单门或双门。
参考图3到图6，对接和环境净化系统30最好包括一个主壳体32，它形成对接室34，用来接收模块化隔离保护罩，以传送要被制造为集成电路的基片材料。该对接室提供了一条通向处理环境的通道，并且被连接起来与处理环境相耦合，例如与一个处理超净室(未示出)中的窗口36相耦合，该处理超净室带有一个升降机(图中没有示出)用来传送模块化隔离保护罩到处理超净室中。门部分38通过一个铰链40与主壳体相连接，铰链40通过图3和4的杆40提供和通过图5和6的悬挂支持件44提供。门部分在打开的位置和关闭的位置之间转动，它在打开的位置在周围环境中接收模块化隔离保护罩，并在闭合的位置对窗口形成一个到超净室处理环境的前盖46。门部分最好是通过侧面铰链与壳体相连接，尽管门部分还可以另外通过一个底面铰链与壳体的门部分相连接。在一优选实施例中，门部分包括一从门部分水平伸展的搁板，它用来接收模块化的隔离保护罩。正如图4所示的，该系统还可提供与主壳体相连接的一存放或工作平台50。
还提供装置52用来支持和连接所述对接和环境净化系统到处理环境，例如与窗口相邻的安装杆54插入处理洁净室的墙56中，如图3和4所示。正如图5和6所示，另一种方案，对接和环境净化系统也可通过一安装铰链58来安装，这个安装铰链58与处理超净室的墙的外部直接相连。
对接和环境净化系统的门部分最好还包括用来移去模块化隔离保护罩的门的装置60，以便当模块化隔离保护罩置在对接室中时，允许出入其内室。在一优选实施例中，正如在图7到图10中所示，所述用来移去模块化隔离保护罩的门的装置包括一个真空源，如与真空泵(没有示出)相连接的多个真空管线62，有一个用来监视真空源的真空计64，和一条与各真空管线相连接的中空真空管66。该真空管最好包括通过真空管连接的吸杯68，用来一旦模块化隔离保护罩被放置在搁板之上并且置为与真空管的吸杯相邻近，就通过对模块化隔离保护罩的门施加负压的办法来吸住该门。这种负压可以通过操作者在模块化隔离保护罩一旦就位时操作位于壳体上的控制键板70来启动，以开始吸住模块化隔离保护罩的门，并准备打开模块化隔离保护罩的门和开始模块化隔离保护罩的惰性气体或过滤空气吹洗(purging)。为了打开或移去模块化隔离保护罩的门，对于一个底面打开的模块化隔离保护罩的门，所述真空管从门的第一关闭位置通常向下移动到第二打开位置，如图10中所示，而对于一个侧面打开的模块化隔离保护罩的门，它就移动到一个侧面的打开位置上。或者是，一旦模块化隔离保护罩被接收放置在搁板48上面时，可以用手动地打开模块化隔离保护罩的门。
该对接和环境净化系统最好还包括含有相关的阀门系统的装置72，用来吹洗带有颗粒状沾污物的对接室，包括吹洗打开的模块化隔离保护罩。在一优选实施例中，一导管74被用来通过一个过滤器76和吹风机或风扇单元78传导周围空气，以便给对接室提供洁净的净化空气流。或者，该导管可以提供惰性气体的洁净气流，例如氮气，来净化带有颗粒状沾污物的对接室内的东西。正如图3和4所示，空气或惰性气体的气流可以通过安装杆，或者通过图5和6所示的铰链支撑件来输送，以排过对接室或门部分。在图9所示的优选实施例中，被过滤的空气或惰性气体的吹洗气流可以通过对接和环境净化系统中的门部分和搁板来传导。从对接室中流出的净化空气或气体通常通过在对接室中的排气口和通过一排出导管(未示出)排出。控制薄膜键板70最好是可操作地连接起来，用来控制该用于净化的装置和用于移去模块化隔离保护罩的门的装置。
参考图11，对接和环境净化系统的控制薄膜键板70可以与一个控制电路80相连接。在一优选实施例中，所述控制电路包括感测在对接和环境净化系统中模块化隔离保护罩是否被适当地接收或就位的装置82，例如传感器84a，b，它们可以是压敏开关、或接触开关、或类似开关，其位置位于例如搁板48上或对接室中的其它地方。一旦感测到模块化隔离保护罩就位，指示灯86变亮，过滤后的空气或惰性气体被打开用来吹洗，并启动移去和吸住模块化隔离保护罩的门的负压。然后一个控制按钮88被按下，以启动打开和移去模块化隔离保护罩的门，而整个隔离保护罩被固定在其位置上，并可以提供另一个控制按钮90来关闭和重新密封隔离保护罩的门。
从前面的描述中可以看出，虽然对本发明的具体形式进行了图示和描述，但可以实现各种各样的变型而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明的范围并不限于上面所述的内容，而是由下面附的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种对接和环境净化系统，用来净化带有颗粒状沾污物的用于在制造集成电路中使用的基片的模块化隔离保护罩，和用来将该模块化隔离保护罩与一个无颗粒状沾污物的处理环境对接，所述的模块化隔离保护罩具有一个内室，用来将所述基片从所述的模块化隔离保护罩的外部环境中隔离开来，并且所述的模块化隔离保护罩还具有一通向所述内室的门，用来密封该内室，所述的对接和环境净化系统包括一个形成一对接室的壳体，用来接收所述的模块化隔离保护罩，所述的对接室被连接起来与所述的处理环境相耦合；用来把所述的壳体安装在所述的处理环境上的装置；用来移去所述模块化隔离保护罩的门的装置，用来当在所述的模块化隔离保护罩被置于所述的对接室中时允许出入所述的内室；用来净化带有颗粒状沾污物的所述内室里的物品的装置；和控制装置，用来控制所述用于净化的装置和所述用于移去所述模块化隔离保护罩的门的装置。
2.如权利要求1所述的对接和环境净化系统，其中所述用于移去所述模块化隔离保护罩的门的装置包括用于抓握住所述模块化隔离保护罩的门的装置。
3.如权利要求1所述的对接和环境净化系统，其中所述用于移去所述模块化隔离保护罩的门的装置包括一用铰链安装在所述壳体上的门部分，其可在一个打开位置和一个密封所述对接室的关闭位置之间可旋转地移动；和安装在所述门部分上的一搁板，用来接收所述的模块化隔离保护罩。
4.如权利要求3所述的对接和环境净化系统，进一步包括一个真空源，并且其中所述的门部分包括一条与所述的真空源相连接的真空管，所述的真空管包括与之相连接的多个吸杯，与所述的真空源连通，用来在所述的模块化隔离保护罩的门位于靠近所述多个吸杯的位置时，吸住所述的模块化隔离保护罩的门。
5.如权利要求1所述的对接和环境净化系统，其中所述用于净化的装置包括一连接起来接收周围空气的空气导管，一个用来过滤所述的周围空气的过滤器，和一个与所述的对接室相连接使流体流动的吹风机。
6.如权利要求1所述的对接和环境净化系统，其中所述用于净化的装置包括一连接起来用来传导惰性气体至所述对接室的导管。
全文摘要
一种对接和净化系统,将用于在制造集成电路中使用的基片的一个模块化隔离保护罩对接以在一个处理环境中进行净化和处理。对接和净化系统的门部分包括一搁板,用于在插入到一个在壳体中形成的对接室之前接收该模块化隔离保护罩,这个对接室被连接起来与该处理环境连通。该系统还具有一带吸杯的真空管用来吸住和移去模块化隔离保护罩的门以便允许出入模块化隔离保护罩的内室。模块化隔离保护罩的对接室和内室还可以用导至对接室的过滤的空气或惰性气体来净化掉颗粒状的沾污物。
文档编号H01L21/677GK1191039SQ96195606
公开日1998年8月19日 申请日期1996年6月26日 优先权日1995年7月18日
发明者小格伦·A·罗伯逊, 罗伯特·M·根科, G·凯尔·蒙特 申请人:塞米法布公司