專利名稱：集成輥子運輸艙及異步運輸機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在工作站之間運送物品的系統(tǒng)，更具體地涉及一種用于在工作站之間安全移動精密或貴重物品的運輸系統(tǒng)。
在很多領(lǐng)域，精密或貴重物品必須在工作站之間安全運送而不損壞或破壞這些物品。需要仔細處置的物品包括但不限于藥品、醫(yī)療設(shè)備、平面顯示器、計算機硬件如硬盤驅(qū)動器、調(diào)制解調(diào)器等，以及半導體晶片。
通常，集成電路通過在一個基板例如半導體晶片上形成多個層而制成。使用多種加工機以形成多個層，在集成電路形成之前晶片通常傳送到幾個不同的機器上。除了在晶片上淀積薄膜的設(shè)備外，半導體晶片還可以由適當?shù)脑O(shè)備在不同的階段清潔或調(diào)節(jié)。隨著科技的發(fā)展，集成電路變得非常復雜并通常包括多層復雜的配線。集成電路的尺寸已得到減小，大大降低了一個單晶片上這樣的裝置的數(shù)量。由于集成電路的增加的復雜性和減小的尺寸，半導體晶片的價值大大增加，因為晶片在各個處理階段進展。半導體晶片的標準尺寸在以后幾年中將以200mm增加到300mm，進一步增大了可以形成在一個單晶片上的集成電路的數(shù)量并增大了每個晶片的價值。在處理半導體晶片時必須十分注意，尤其在隨后的處理階段尤為重要，因為損壞一個晶片會導致顯著的經(jīng)濟損失。半導體晶片必須保存在一個清潔的室內(nèi)環(huán)境中，基本免除顆粒污染，以保持淀積在晶片上的各個層的純度。需要清潔的室內(nèi)環(huán)境對處置半導體晶片提出了另外的限制。
為了額外防止污染，當通過加工設(shè)備移動時半導體晶片通常保存在密封的運輸艙中，以減小暴露在加工機外的環(huán)境中。加工設(shè)備通常組合成各個機架，每個機架包括幾個加工機。在運輸艙中的晶片已在一個或多個機器中處理后，運輸艙離開機架并運送到下一個加工機架。這樣，在加工設(shè)備中基本有兩種類型的運輸環(huán)-其中運輸艙在機架之間移動的交互機架環(huán)以及運輸艙在一個單獨機架的加工機之間移動的內(nèi)部機架環(huán)。希望有一個可以用于安全、方便而有效地處理和輸送運輸艙的系統(tǒng)。而且還希望有一個最大利用在加工機架中各種機器的運輸艙運輸系統(tǒng)。
已經(jīng)使用了多種運輸系統(tǒng)以沿一個加工設(shè)備的交互機架環(huán)從機架向機架地輸送運輸艙。由于加工設(shè)備的交互機架環(huán)中的運輸量，交互機架運輸通常由頂部運輸系統(tǒng)完成。運輸艙傳送到一個通常稱為“堆料機”的自動存貯室，堆料機接受運輸艙并自動將運輸艙傳送到內(nèi)部機架環(huán)。對某些系統(tǒng)，交互機架運輸系統(tǒng)連到內(nèi)部機架運輸系統(tǒng)上，用于在系統(tǒng)之間直接傳送。但是，只有當一個可兼容的頂部運輸系統(tǒng)用于內(nèi)部機架環(huán)中時才能取得直接傳送。
在機架中，運輸艙必須從機器支承到機器并傳送到一個其中晶片可以從運輸艙由機器卸下用于處理的位置。機器入口通常設(shè)有一個載荷口，其中晶片可以自動從運輸艙取出到一個受保護的環(huán)境中。將運輸艙傳送到載荷口比在交互機架運輸機和機架之間移動運輸艙需要更大的精度以及對運輸艙的控制。使用了各種方法在一個機架的不同處理機之間移動運輸艙。例如，許多系統(tǒng)依靠人力使用一個小車將運輸艙從一個載荷口傳送到另一個載荷口。工人可以手動將運輸艙提升到載荷口?；蛘?，工人可以致動一個手動自動連桿或其他提升裝置以移動運輸艙至載荷口，并在處理完成后將運輸艙返回到小車上。然后工人將小車移動到下一個機器并重復此步驟。依靠人力將運輸艙從一個機器輸送到另一個機器很費時間并效率低，通常，工人人手不夠來將一艙新晶片放入載荷口中并且機器以豎直方式設(shè)置減少了機器工作的時間以及處理工廠的整體效率。此外，必須仔細確保提升裝置與載荷口適當對齊，因為降落運輸艙或使運輸艙突然搖擺會損壞晶片并會帶來上百萬美元的損失。因此希望有在機器之間可以自動移動運輸艙的裝置。
另一個內(nèi)部機架運輸?shù)南到y(tǒng)依靠自動引導車(AGVs)，它在機器之間運送運輸艙并將運輸艙移入載荷口中。使用AGVs減少了在機架中需要一個工人并可以增加運輸艙通過機架移動的速度。但是，機架的尺寸限制可以在一個單獨的機架中工作的AGVs的數(shù)量，使豎直方式的機器等侯AGV，以取走帶有處理過的晶片的運輸艙并將一個新晶片的運輸艙放置在一個傳送機架中。希望有一種可以用于快速傳送運輸艙至加工機并從加工機取走運輸艙而不會使機器處于豎直狀態(tài)的自動系統(tǒng)。
還使用頂部單導軌系統(tǒng)沿內(nèi)部機架環(huán)傳送運輸艙。使用提升機或類似裝置以將運輸艙降到加工機的載荷口上。為了成功地將運輸艙從單導軌傳送到機器，運輸艙必須精確地與載荷口對齊并以一種受控方式降到載荷口上，這樣可以減小運輸艙的任何搖晃。在處理后，運輸艙抬高并輸送到下一個機器。要求重復抬高和降低運輸艙。希望有一種定位運輸艙直接、有放地傳送到載荷口的自動運輸系統(tǒng)。
用于輸送材料的運輸系統(tǒng)是公知的。標準運輸機的例子包括運輸帶系統(tǒng)和其中物品穿過多個轉(zhuǎn)動輥子運送的輥子系統(tǒng)。盡管這些系統(tǒng)提供了一種在大多數(shù)場合下有用的運輸裝置，但它們不適于在一種清潔的室內(nèi)環(huán)境中輸送運輸艙。此外，這些系統(tǒng)不能提供對運輸艙的加速和減速的精確控制，而這種精確控制在防止晶片在運輸艙中的移動是必需的。
另一種可以用于清潔室內(nèi)的運輸系統(tǒng)包括一對間隔開的導軌，每個導軌具有一個用于支撐一個物品并沿導軌推進物品的驅(qū)動系統(tǒng)。兩個驅(qū)動系統(tǒng)之間的對抗會使物品在沿導軌移動時發(fā)動搖擺。這種運輸系統(tǒng)的一個變化包括在一個導軌上有驅(qū)動系統(tǒng)而在另一個導軌上有引導輪，以使物品可以沿導軌自由移動。除非驅(qū)動系統(tǒng)、引導輪和運輸艙的特征精確地水平對齊，否則引導輪會使物品略微傾斜，這樣每個引導輪在物品上略微施加一些影響。盡管這些不利的影響對大多數(shù)物品只有很小的不利，振動會對由運輸艙支承的精密、昂貴的半導體晶片產(chǎn)生不利的影響。因此希望有一種用于安全并有保護地傳送半導體晶片的運輸系統(tǒng)。
本發(fā)明的主要目的是提供一種用于運輸物品如半導體晶片的系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于在一清潔室內(nèi)環(huán)境中運輸物品的系統(tǒng)。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種運輸系統(tǒng)，它可以用于在多個加工機之間自動移動多個物品。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種運輸系統(tǒng)，它可以用于在多個加工機架之間自動移動多個物品。
本發(fā)明的還一個目的是提供一種運輸系統(tǒng)，它對物品沿運輸系統(tǒng)的運動提供精確控制。
本發(fā)明的一個總的目的是提供一種可以有效構(gòu)造、操作和維修的運輸系統(tǒng)。
總之，本發(fā)明提供了一種用于運輸物品的系統(tǒng)，包括用于運輸物品的一種運輸系統(tǒng)、一種運輸裝置以及一種方法。運輸系統(tǒng)包括一用于在工作站之間支承至少一個物品的運輸裝置；一用于支撐所述運輸裝置的驅(qū)動導軌，所述驅(qū)動導軌包括一個用于在工作站之間推進所述運輸裝置的驅(qū)動系統(tǒng)；一個平行并與所述驅(qū)動導軌間隔開用于支撐所述運輸裝置的支撐導軌；至少一個由所述運輸裝置支承的靴座，所述靴座構(gòu)造成可以支靠在所述支撐導軌上用于可移動地將所述運輸裝置支撐在所述支撐導軌。
運輸系統(tǒng)還包括一種用于沿一個運輸系統(tǒng)運送多個物品的保護容器，運輸系統(tǒng)包括一個驅(qū)動導軌和一個與驅(qū)動導軌間隔開并平行的用于支撐所述容器的支撐，驅(qū)動導軌包括一個用于沿驅(qū)動和支承導軌推進和引導所述容器的驅(qū)動系統(tǒng)，所述容器包括一個包圍一構(gòu)造成可以保存多個物品的內(nèi)艙的外殼，所述外殼具有一個可定位在運輸系統(tǒng)的驅(qū)動和支撐導軌上的底面，所述底面構(gòu)造成可以與驅(qū)動系統(tǒng)配合，這樣驅(qū)動系統(tǒng)的致動沿驅(qū)動和支撐導軌推進外殼；以及至少一個由所述外殼支承的靴座，所述靴座構(gòu)造成可以支靠在運輸系統(tǒng)的支撐導軌上，以在支撐導軌上可移動地支撐所述外殼。
本發(fā)明的一種用于在工作站之間輸送物品的方法，包括以下步驟提供一個運輸裝置，用于保存至少一個物品，并具有一個底部和至少一個由底部支承的靴座；定位運輸裝置，使運輸裝置的底部支撐在一個驅(qū)動導軌上，而由運輸裝置支承的靴座支撐在一運輸系統(tǒng)的一支撐導軌上；以及致動一個由驅(qū)動導軌支承的驅(qū)動系統(tǒng)，以沿驅(qū)動導軌和支撐導軌推進運輸裝置。
本發(fā)明另外的目的和特征通過結(jié)合附圖從以下的說明書和權(quán)利要求書中更加顯而易見。


圖1是本發(fā)明輸送系統(tǒng)的一部分的示意圖。
圖2是圖1的輸送系統(tǒng)的一個內(nèi)部機架環(huán)的示例的示意圖。
圖3是基本沿圖1的3-3線所做的一個剖視圖。
圖4是圖1的輸送系統(tǒng)的驅(qū)動導軌一個平面圖。
圖5是圖4的驅(qū)動導軌的一個局部放大圖。
圖6是圖4的驅(qū)動導軌的一個放大的俯視圖。
圖7和圖8是圖3的運輸艙的局部剖視圖。
圖9是圖1的運輸艙的一個仰視圖。
圖10是另一個實施例的運輸艙的一個仰視圖。
圖11是本發(fā)明另一個實施例的輸送系統(tǒng)的視圖。
圖12是基本沿圖11的12-12線所做的一個剖視圖。
圖13是圖12的環(huán)行區(qū)域的一個放大剖視圖。
圖14是本發(fā)明另一個實施例的運輸裝置的側(cè)視圖。
圖15是圖14的運輸裝置的一個正視圖。
下面參照在附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，詳細描述本發(fā)明。在附圖中，在所有不同的附圖中，相同的部件都由相同的附圖標記表示。先參見圖1和2。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一個輸送系統(tǒng)10的一部分，而圖2示出輸送系統(tǒng)10的一種可能的布局結(jié)構(gòu)的示意圖。輸送系統(tǒng)10提供了一種安全、有效的用于移動物品的運輸機構(gòu)或一種保護性的包容一個或多個物品的容器或運輸艙。在所示的實施例中，幾個半導體薄片W(圖3)固定在一個運輸艙8的保護艙中用于運輸，但是也可以使用其他類型的容器。術(shù)語“運輸艙”在整個說明書中使用，因為這是本領(lǐng)域的常用術(shù)語，但是應該理解此術(shù)語并非用于限定薄片的保持物，而是覆蓋所有用于包容任何類型物品的任何容器。應該理解本發(fā)明的系統(tǒng)不用于薄片運輸外可以用于運輸其他類型的材料，尤其是精密材料，其中在處理這些材料時必須小心處置，例如藥品、醫(yī)療設(shè)備、平面顯示器、硬盤驅(qū)動器以及其他類型的計算機設(shè)備。輸送系統(tǒng)10的設(shè)計滿足在一個清潔環(huán)境中的嚴格要求。但是，系統(tǒng)也可以用于其他不用避免或減小特定污染的場合。
如圖1所示，輸送系統(tǒng)10通常包括一對導軌12，14，當沿輸送路徑移動時用于支撐運輸艙8。導軌12起一個驅(qū)動導軌的作用，沿導軌12，14推進并引導運輸艙8。所有用于移動運輸艙8的動力由驅(qū)動導軌12提供。導軌14是一個惰性物，其位移的作用是支撐運輸艙8，這樣當運輸艙8沿輸送路徑移動時保持在一個水平的均勻平衡的位置中。輸送系統(tǒng)10還包括一個用于移動薄片或其他材料的運輸裝置。如下詳細所述，在本發(fā)明的實施例中，運輸裝置與驅(qū)動導軌12共同合作，在豎向和橫向都限制裝置的移動，而惰性導軌14與運輸裝置一起工作，只限制運輸裝置在豎向的運動。在此實施例中，如圖1所示，運輸裝置是運輸艙8的一部分。在本發(fā)明另一個實施例中，如圖8所示，輸送系統(tǒng)10包括一個運輸裝置80，可以用于沿輸送路徑支承一個運輸艙、容器或一個或多個其他的物品。在此實施例中，運輸艙的前部坐落在驅(qū)動導軌12上，而其后部由惰性導軌14支撐。但是，可以理解此結(jié)構(gòu)可以反過來，其中惰性導軌定位成朝向運輸艙的前部，而驅(qū)動導軌12支撐運輸艙的后部。
如圖2所示以及如下詳細所述，輸送系統(tǒng)10特別適合同時運輸多個運輸艙8或其他運輸裝置。為了示意性的目的，在圖2中示出四個運輸艙8。但是，應該理解由輸送系統(tǒng)10支承的運輸艙8的數(shù)量可以增加。在圖2所示的例子中，驅(qū)動導軌12和惰性導軌14設(shè)置在一個內(nèi)部機架環(huán)18中，機架環(huán)18包括一個或多個橫段20，可以用于從環(huán)18的一個部分向另一個部分輸送運輸艙8而不需要運輸艙橫越整個環(huán)，在運輸艙8的運動中提供較大的柔性。這種設(shè)置在一個加工廠有一樣的加工機時很有用。但是，對其中每個運輸艙必須連續(xù)傳遞給每個加工機的機架最好有一個簡單連續(xù)的環(huán)，這樣運輸艙可以離開內(nèi)部機架環(huán)18的中部而不會在維護和保養(yǎng)時帶來運輸堵塞。
運輸艙8由一個從內(nèi)部機架運輸系統(tǒng)接受運輸艙的堆料機16輸送到內(nèi)部機架環(huán)18上。內(nèi)部機架運輸系統(tǒng)最好抬高，以使內(nèi)部機架區(qū)中工人活動的可以得到的空間最大。最好通過從一個頂部框架懸置輸送系統(tǒng)10而使本發(fā)明的輸送系統(tǒng)10可以用于內(nèi)部機架區(qū)中，輸送系統(tǒng)將運輸艙輸送到堆料機16。不使用本發(fā)明的輸送系統(tǒng)10，可以使用其他類型的系統(tǒng)用于內(nèi)部機架運輸裝置。
內(nèi)部機架環(huán)18在位于機架中的半導體加工機22之間運輸運輸艙8。為了示意性的目的在機架中示出四個加工機22，位于每個機架中的加工機的實際數(shù)量決定于由特定的加工方式以及機器和加工廠的實際大小施加的限制因素。加工機22可以用于加工半導體薄片的各種類型的機器，包括但不限于淀積設(shè)備以及在處理過程中的不同階段清理或調(diào)節(jié)半導體晶片的機器。
運輸艙8經(jīng)過交叉部26在內(nèi)部機架環(huán)18的主支柱和橫段20之間移動。交叉部26在沿驅(qū)動導軌和惰性導軌12，14移動時對運輸艙8提供改向的手段。交叉部可以采取多種形式。例如，可以通過在導軌12，14之上抬高運輸艙8、轉(zhuǎn)動運輸艙90°以確保運輸艙8的同側(cè)總是與驅(qū)動導軌12對齊、并將運輸艙降低到新路徑的驅(qū)動導軌12的一部分上而使運輸艙改向。對于其他的布局設(shè)計，必須轉(zhuǎn)動或翻轉(zhuǎn)運輸艙8不同的量。如果不需要對運輸艙改向，運輸艙8可以穿越交叉部26移動而不用改變方向。
對于圖2所示的布局，內(nèi)部機架環(huán)18還包括一對交叉部28，將內(nèi)部機架環(huán)18的主路徑的向內(nèi)和向外的支柱連接起來。交叉部28與交叉部26的不同之處在于，交叉部28用于改向輸送系統(tǒng)10的區(qū)段，而不是在輸送系統(tǒng)的兩個不同的區(qū)段之間引導運輸艙8。交叉部28可以構(gòu)造成轉(zhuǎn)動或擺動驅(qū)動導軌12的一個區(qū)段，以改變驅(qū)動導軌12的方位，而驅(qū)動導軌12將運輸艙8推進到交叉部28上或離開交叉部?；蛘?，交叉部28可以包括一個弧形驅(qū)動導軌，繞一個角落轉(zhuǎn)動運輸艙以改變行進方向。如果需要，交叉部28還可以與交叉部26相同。
圖2所示的輸送系統(tǒng)10的布局還包括傳送組件30，它自動將在內(nèi)部機架環(huán)18和加工機22的載荷口24之間移動運輸艙8。在所示的實施例中，驅(qū)動導軌和惰性導軌12，14通常定位在載荷口24的水平上。傳送組件30包括一個提升機構(gòu)，將運輸艙8提升到驅(qū)動和惰性導軌12，14之上，使運輸艙與導軌分開。傳送組件30還包括一個驅(qū)動系統(tǒng)，向前推進運輸艙直到其適當?shù)匚挥谳d荷口24之上，此合適的位置由載荷口的設(shè)計決定。也可以使用其他類型的運輸組件從運輸系統(tǒng)向載荷口24傳送運輸艙8。不在載荷口24上存放運輸艙，可以理解傳送組件可以設(shè)計成在機器22或其他工作站支撐運輸艙或其他物品。
使用本發(fā)明的輸送系統(tǒng)10，運輸艙8可以有效而方便地在每個機架的加工機之間運輸。運輸艙8自動與每個機器22的載荷口24連接，用于卸載和處理晶片。在運輸艙8自動裝滿處理過的晶片后，運輸艙8自動返回到導軌12，14上并沿內(nèi)部機架環(huán)移動。當運輸艙在機架內(nèi)操縱時，運輸艙8、交叉部26和28以及傳送組件30由輸送系統(tǒng)10安全而牢固地支撐，保護精密而又昂貴的晶片在操作過程中免受破壞和毀損。此外，運輸艙8以一種柔和、受控制的方式加速、減速和移動，這樣減小由運輸艙8的運動而施加在晶片上的應力。
下面針對圖1和3-10更加詳細地描述本發(fā)明的輸送系統(tǒng)10。具體如圖3所示，運輸艙8由驅(qū)動導軌12和惰性導軌14支撐。驅(qū)動導軌12包括一個驅(qū)動系統(tǒng)，通常在圖4中由38表示，用于沿導軌12，14推進運輸艙8。在本發(fā)明所示的實施例中，驅(qū)動系統(tǒng)38包括多個單獨的驅(qū)動組件40。在圖5中示出一個驅(qū)動組件40。在此實施例中，驅(qū)動組件包括多個驅(qū)動輪42，驅(qū)動輪與運輸艙8的底側(cè)摩擦配合，以沿驅(qū)動輪42推進運輸艙8。驅(qū)動組件40包括多個間隔開的驅(qū)動輪42。如圖4所示，驅(qū)動組件40沿導軌定位，這樣相鄰的驅(qū)動組件40的最外部的驅(qū)動輪42之間的間隔基本等于各個驅(qū)動組件40的驅(qū)動輪42之間的間距。但是，可以理解驅(qū)動組件之間的間距可以增大或減小，只要運輸艙8可以跨過驅(qū)動組件40之間的間隙并仍然接觸每個組件40的至少一個驅(qū)動輪42。驅(qū)動輪42從驅(qū)動導軌外殼54向上伸出。驅(qū)動輪42最好安裝在大約相同的高度，以便當運輸艙8沿導軌12，14移動時減小運輸艙8的翻轉(zhuǎn)或滾動。在此實施例中，驅(qū)動系統(tǒng)40包括五個輪子42。但是，可以理解在本發(fā)明的變化中，驅(qū)動組件40可以具有較多或較少的輪子。此外，輪子的尺寸可以增大或減小。
在圖3中，一個輪轂44從驅(qū)動輪42向外伸出。在圖4和5中所示的一個驅(qū)動帶46繞驅(qū)動輪42的輪轂44延伸，以連接驅(qū)動輪和一個電機48。電機48可以順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，使運輸艙8在接受適當?shù)男盘柡罂梢匝貙к?2，14向前或向后移動。驅(qū)動系統(tǒng)40還包括至少一個用于保持均勻帶張力的張緊帶輪50和至少一個空轉(zhuǎn)帶輪51。
驅(qū)動組件40獨立操作，在運輸艙的運動過程中提供很好的控制。在此實施例中，驅(qū)動系統(tǒng)38由多個操作區(qū)Z構(gòu)成，其中每個操作區(qū)Z包括一個驅(qū)動組件40。但是，在本發(fā)明的其他實施例中，操作區(qū)都包括多余一個的驅(qū)動組件40。每個區(qū)的驅(qū)動速度和方向(向前或相反)獨立控制。相鄰操作區(qū)的驅(qū)動系統(tǒng)40以相同的速度增大和減小，這樣在傳送時，由相鄰的組件40施加在運輸艙8上的速度在傳送時在操作區(qū)之間同步。當一個運輸艙8沿輸送系統(tǒng)推進時，只有直接位于運輸艙8之下的操作區(qū)和鄰近運輸艙8的一個或多個區(qū)在任何時候都活動；即，只有在這些區(qū)中的驅(qū)動組件40才工作。這樣減少了系統(tǒng)的能量消耗并延長了驅(qū)動組件40的工作壽命。其他運輸艙之下和附近的驅(qū)動區(qū)可以處于休眠狀態(tài)，使多個運輸艙可以容裝在輸送系統(tǒng)的一個區(qū)域中，例如在一個加工機22之前。移動的運輸艙最好由至少一個空區(qū)分開，在其中沒有運輸艙，以在運輸艙之間提供一個緩沖區(qū)并保護運輸艙以免不小心彼此撞擊。當運輸艙的速度增大時，運輸艙之間的間距最好增大，以在任何時候可以提供一個安全的制動距離。當運輸艙不運動時，運輸艙可以占據(jù)相鄰的驅(qū)動區(qū)。每個區(qū)包括一個微處理器或控制裝置52，用于在此區(qū)中控制驅(qū)動組件40的操作?？刂蒲b置52與一個控制系統(tǒng)(未示出)相連，控制系統(tǒng)控制本發(fā)明的整個操作?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以在本發(fā)明的范圍中進行很大的變化。例如，控制系統(tǒng)可以包括一個用于在每個機架中控制輸送系統(tǒng)10，交叉部26和28以及傳送裝置30的操作的計算機，其中計算機與每個驅(qū)動區(qū)的控制裝置52以及交叉部26，28和傳送裝置30的控制裝置相連。計算機還可以在載荷口24充滿時監(jiān)測載荷口24的狀態(tài)，停止接近的運輸艙8以間隔位置來自充滿的載荷口，以防止運輸艙之間碰撞。每個機架的計算機可以是獨立的系統(tǒng)，或者計算機可以是一個網(wǎng)絡(luò)的一部分，包括用于內(nèi)部機架輸送系統(tǒng)、堆料機以及其他加工廠的自動部件的控制系統(tǒng)。處理設(shè)備的中央控制系統(tǒng)還可以監(jiān)測加工機。
如圖6所示，每個區(qū)包括至少一個用于在區(qū)中檢測運輸艙的存在的傳感器53。在本發(fā)明中，一對傳感器53設(shè)置在每個區(qū)中。傳感器53接近區(qū)的入口和出口，以便當運輸艙進入和離開區(qū)時進行檢測。運輸艙位置的此數(shù)據(jù)用于激勵傳感器下游的驅(qū)動區(qū)，這樣當運輸艙到達此區(qū)時由于輪42位于前面的區(qū)中，輪42活動并以相同的速度工作。這些數(shù)據(jù)還用于在運輸艙8離開操作區(qū)后使驅(qū)動組件停止活動。運輸艙在傳感器之間移動所需的時間可以用于監(jiān)測每個運輸艙8的位置并相應地增加或減小各個運輸艙8的速度。
所示實施例的驅(qū)動系統(tǒng)38提供了一種用于以一種精確控制的方式沿驅(qū)動導軌12移動運輸艙8的清潔、有效的驅(qū)動機構(gòu)。但是，可以理解在本發(fā)明的其他實施例中也可以使用其他類型的驅(qū)動系統(tǒng)。例如，驅(qū)動系統(tǒng)可以由線形感應電機提供，其中運輸裝置包括一個磁鐵或適當?shù)慕饘伲糜陧憫诰€形感應電機驅(qū)動運輸艙。也可以使用其他的驅(qū)動系統(tǒng)。使用本發(fā)明的獨立的驅(qū)動裝置可以獨立控制幾個運輸艙的運動。這樣，就不需要運輸艙8沿環(huán)的同步或精確控制沿輸送系統(tǒng)10的運輸艙8之間間距的精確控制。使用一個通常的驅(qū)動系統(tǒng)不能對驅(qū)動速度精確控制。
如圖3所示，驅(qū)動輪42與運輸裝置共同工作，運輸裝置在此實施例中是運輸艙8的一部分，以沿此路徑推進和導向運輸艙8。驅(qū)動輪42與形成在運輸艙8下側(cè)中的一個槽56配合。具體如圖7所示，在本實施例中，槽56的側(cè)導軌向外逐漸變小，以使槽和驅(qū)動輪42之間的接觸最小，減小輪42和槽56之間的摩擦并減小輪的磨損和撕裂。這樣當輸送系統(tǒng)10用于一個其中減少污染源很重要的清潔的環(huán)境時特別有利。但是，在一個不清潔的室內(nèi)場合中可以使用一個其中在槽和輪之間有某些摩擦的槽結(jié)構(gòu)。此實施例的槽56具有一個約5mm的深度，逐漸變小的側(cè)壁具有一個約3.5mm的深度。槽底的寬度約8.5mm，側(cè)壁的定位角為30°。
槽56限定水平面，其中運輸艙坐落在驅(qū)動輪42上。驅(qū)動輪42和槽56之間的配合控制運輸艙8的橫向或側(cè)對側(cè)的運動以及運輸艙的豎向運動。盡管最好使用槽56和驅(qū)動輪42的組合，但可以理解如果運輸裝置、驅(qū)動導軌12或惰性導軌14包括一個當運輸艙8沿導軌12，14移動時用于引導運輸艙8的引導裝置，則可以完全避免使用槽56。
如上所述，所有用于沿輸送系統(tǒng)推進運輸艙8的裝置都由驅(qū)動導軌12支承。惰性導軌14與運輸裝置共同工作，運輸裝置在此實施例中運輸艙8的一部分，用以支撐運輸艙8的一側(cè)。如上所述，當運輸艙位于驅(qū)動導軌12上時驅(qū)動導軌12控制運輸艙的平面以及運輸艙的橫向位置。根據(jù)本發(fā)明，運輸艙8支撐在惰性導軌14上，使得當沿導軌推進運輸艙8時減少運輸艙的撞擊、顛簸或搖晃。這樣，惰性導軌14對運輸艙8沿導軌12，14的光滑、受控制的運動產(chǎn)生很小的影響。具體如圖1和3所示，惰性導軌14平行于并與驅(qū)動導軌12間隔開。一個或多個接頭60安裝在驅(qū)動和惰性導軌12，14上，以在導軌之間保持一個預定的間距并便于安裝輸送系統(tǒng)。接頭60可以延伸導軌12，14的整個長度，或接頭60可以由多個沿導軌12，14間隔定位的連接件提供。驅(qū)動導軌12和接頭60可以安裝在一個適當?shù)陌惭b架(未示出)上?；蛘?，驅(qū)動和惰性導軌12，14可以由一個頂部框架(未示出)從天花板上懸置。輸送系統(tǒng)的部件使用本領(lǐng)域公知的適當裝置安裝在支撐結(jié)構(gòu)上。例如，所示實施例的輸送系統(tǒng)10設(shè)有一第一對安裝通道62和一第二對通道，第一對通道可以用于將輸送系統(tǒng)安裝到一個地板支撐框架上，第二對通道可以用于將輸送系統(tǒng)安裝到一個頂部支撐框架上。
如下詳細所述，運輸艙8沿惰性導軌14的上表面行進。在所示的實施例中，沿導軌14的上表面設(shè)有一個墊子或軟墊材料67，以對運輸艙提供光滑的行進。墊子67由一種彈性材料例如氨基甲酸乙酯，這種材料在輸送系統(tǒng)使用了很長的時間后不容易脫落顆粒。不使用墊子67，運輸艙8可以直接在導軌的上表面上行進。墊子67的上表面、或如果不使用墊子的話導軌14最好是一個具有基本水平方位的平面。但是，表面也可以具有不同的形貌。例如，惰性導軌14可以為一個V形導軌。在非清潔室內(nèi)的場合下，上表面可以設(shè)有一個縱向延伸的槽(未示出)，以確保運輸艙8不會開始離開導軌12，14轉(zhuǎn)向。這種設(shè)計對清潔室內(nèi)場合不可行，因為導軌14中的槽提供了一個對灰塵和其他特殊污物的藏身之所?？梢栽谟糜谝龑н\輸艙8的惰性導軌14的結(jié)構(gòu)中提供變化，而不用槽56，或者如果它們不能勝任引導墊子則不僅使用槽56。
具體如圖3，8和9所示，運輸艙8包括一個靴座，沿惰性導軌14的上表面行進。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，靴座68由輪70提供。但是，可以理解靴座68可以采用其他的形式，包括但不限于一個固定的具有抗摩擦塑性表面的支撐、一個空氣軸承和一個磁懸浮軸承。輪70可轉(zhuǎn)動地由一個軸72安裝在運輸艙8上。軸72可以支撐在由運輸艙8支承的密封軸承(未示出)中，但可以使用其他的裝置將軸安裝在運輸艙8上。輪70最好由塑料形成，帶有整體密封的滾珠軸承，或者由其他適于用于清潔室內(nèi)場合的材料形成。在所示的實施例中，惰性導軌14包括墊子67，輪70的厚度最好比墊子67的寬度大。一個較窄的輪經(jīng)過一段時間可以在墊子67的表面上形成一個槽，當輪側(cè)在墊子上摩擦時產(chǎn)生一個摩擦源以及一個灰塵和其他污物的藏身之所。但是，可以理解寬度等于或小于墊子67的寬度的輪可以用于非清潔的室內(nèi)環(huán)境中。在本發(fā)明的另一種變化中，輪70可以設(shè)有一個寬度足夠的環(huán)槽，以容接導軌14的上表面。在槽相對的側(cè)邊上的輪的抬高的邊可以在導軌14的上表面之下延伸并確保當運輸艙8沿輸送系統(tǒng)推進時輪70保持端坐在導軌14的上表面上。最好，槽的側(cè)壁在輪中向外逐漸變小，以減小側(cè)壁和惰性導軌14側(cè)之間的接觸。
具體如圖8所示，在所示的實施例中輪70安裝在運輸艙8的底部上。輪70位于一個槽74中，此槽比惰性導軌14上表面的寬度大，并最好足夠?qū)捠共?4的壁不與導軌14接觸。在此實施例中，輪70從運輸艙8的表面伸出大約1mm。但是，在本發(fā)明的其他實施例中，輪可以伸出大于1mm，或者輪70可以裝在槽74中。因此，可以理解在本發(fā)明的其他變化中可以省去槽74。
如圖9所示，在所示的實施例中，運輸艙8包括一個單獨的輪70。對輪70位置的一個限制是槽78在運輸艙下側(cè)上的位置，其中槽78與載荷口24上的傳動銷一起運動，以精確地將運輸艙8定位在載荷口24上。在圖6中所示的實施例中，輪70接近運輸艙8的后邊定位，以增大驅(qū)動和惰性導軌12，14之間用于在其之間使用輔助裝置的間距以及運輸艙8側(cè)邊之間的中途，以在一個水平面中支承運輸艙的后部并防止運輸艙8翻轉(zhuǎn)和撞擊導軌?？梢岳斫?，輪70還可以位于不同的位置。最好使用一個靴座68，因為當運輸艙8由驅(qū)動輪42運輸時這能提供運輸艙沿惰性導軌14光滑的行進而只有很少或沒有搖動的優(yōu)點。一個單獨的靴座的其他優(yōu)點包括部件熟練最少而可靠性較大。但是，如果需要運輸艙8可以包括更多的數(shù)量。圖10示出一個包括兩個靴座68的運輸艙8。同上述所述實施例一樣，兩個靴座68都設(shè)有一個輪70，每個輪70都可轉(zhuǎn)動地由一個軸72安裝在運輸艙上。
圖11-13示出本發(fā)明的另一個變化。在此變化中，運輸裝置也是運輸艙86的一部分。但是，可以理解本實施例的運輸裝置可以由支撐一個運輸艙、一個容器或一個或多個其他物品的一個小撬、貨盤或其他裝置代替。在本發(fā)明的此實施例中，驅(qū)動輪42與運輸艙86的底面配合，以沿輸送系統(tǒng)推進運輸艙。運輸艙86的底面不包括前面實施例的槽56，而是基本為平坦的。這樣，盡管驅(qū)動輪推進運輸艙并決定運輸艙的高度或水平面，驅(qū)動輪42不控制運輸艙的橫向或側(cè)對側(cè)的運動。
運輸艙86包括一對安裝在運輸艙86的壁90上的靴座88。在此變化中，運輸艙86包括一個信息裝置92，它在本領(lǐng)域中用于儲存有關(guān)運輸艙86沿輸送系統(tǒng)的移動以及靴座88定位在信息裝置92的任一側(cè)上的信息。每個靴座88包括一個殼體94，殼體94可轉(zhuǎn)動地支撐一個輪96。如圖12，13所示，輪96具有一個形成在其之中的槽98，并且支撐在V形惰性導軌14上。槽98和惰性導軌14一起引導運輸艙86沿導軌12，14移動，從而控制運輸艙86的橫向或側(cè)對側(cè)運動。輪96還控制運輸艙86的各自端部的豎向位置。
具體如圖11和12所示，本發(fā)明的此實施例中惰性導軌14與運輸艙86向外間隔開，增大惰性導軌14和驅(qū)動導軌12之間的間距，可以用來容裝輔助裝置。
惰性導軌14也位于驅(qū)動導軌12之上。一個或多個連接件(未示出)連接惰性和驅(qū)動導軌，以精確控制導軌之間的間距并確保惰性導軌14以適當?shù)母叨任挥隍?qū)動導軌12之上。
在前面所述的實施例中，運輸艙8起雙重作用，即起將晶片容裝在一個受保護的環(huán)境中的運輸艙8的作用以及沿導軌12，14移動的運輸裝置的作用。但是，可以理解本發(fā)明不限于起此雙重作用的一個運輸艙。在本發(fā)明的另一個實施例中，運輸裝置與運輸艙或其他固定晶片的容器分開。本發(fā)明的這種變化還特別適用于非半導體處理的場合，其中運輸裝置可以用于攜帶一個或多個物品或一個固定一個或多個物品的容器。這種單獨的運輸裝置的結(jié)構(gòu)取決于由特定場合施加的限制可以有很大的變化。圖14和15示出本發(fā)明修改實施例的一個運輸裝置100的例子。但是，運輸裝置不限于圖14和15所示的結(jié)構(gòu)。
運輸裝置100與圖1-5所示的驅(qū)動和惰性導軌12，14一起使用，并且可以參照對這些圖的描述。在圖14中，運輸裝置100示出保持一個運輸艙102，而運輸艙102保持多個晶片。但是，可以理解在本發(fā)明的范圍內(nèi)運輸裝置100可以用于攜帶其他的物品或材料或其他類型的容器。運輸裝置100由一個小撬提供，小撬包括一個底部104和從底部104的三個側(cè)邊向上延伸的側(cè)壁106。盡管未示出，底部104之上具有銷118(圖5)，銷118與載荷口上的傳動銷成鏡象。銷118與運輸艙下側(cè)上的傳動銷槽(未示出)配合，以將運輸艙保持到位。側(cè)壁106正好位于運輸艙102外壁的外側(cè)，這樣運輸艙102緊配合在運輸裝置100中，當運輸裝置100沿輸送系統(tǒng)移動時提供額外的支撐并防止運輸艙的擺動或搖動。如果需要，代替或除了側(cè)壁106以外可以使用其他裝置，以將運輸艙102牢固地保持在裝置100上。例如，裝置100可以由螺栓或其他適當?shù)木o固件安裝在運輸艙102的側(cè)部和/或底部上。運輸艙102還可以使用帶或其他適當?shù)倪B接裝置安裝在運輸裝置100上。
運輸艙102位于底部104的上表面108上。如果需要，底部104可以設(shè)有一個或多個向內(nèi)延伸的槽110，以便于將運輸艙102加載到底部104上。底部104的下側(cè)設(shè)有一個槽112和至少一個靴座114和與載荷口24上的銷協(xié)作的傳動槽(未示出)。同前述的實施例一樣，靴座114由一個可轉(zhuǎn)動安裝在底部104上的輪116提供。槽112和靴座114與前面實施例的槽56和靴座68相似，并不再詳細描述，對此可以參見前面的描述。
圖14和15所示的實施例的運輸裝置100的一個優(yōu)點在于不需要特定的運輸艙設(shè)計。相反，運輸裝置100可以用于運輸艙或其他類型的容器，它們用于容裝半導體晶片。
當本發(fā)明的輸送系統(tǒng)10用于運輸半導體時，包括驅(qū)動系統(tǒng)38和靴座68的系統(tǒng)10的部件由適用于清潔室內(nèi)環(huán)境的材料制成。換句話說，這些部件經(jīng)過很長時間的操作不會產(chǎn)生很多的污染。這些限制在本發(fā)明不需要清潔室內(nèi)環(huán)境的其他場合下不出現(xiàn)。對非清潔室內(nèi)的環(huán)境，不滿足清潔室內(nèi)環(huán)境標準的材料可以用于輸送系統(tǒng)10的所有部件。
以上為了示意和描述的目的對本發(fā)明的特定實施例進行了描述。這些描述不是為了將本發(fā)明限定在此公開的形式中，顯然根據(jù)以上的原理可以進行很多修改和變化。所選擇的實施例只是為了更好地描述本發(fā)明的原理及其實際應用，從而可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明及其各種變化。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于在工作站之間傳送物品的運輸機，包括一用于在工作站之間支承至少一個物品的運輸裝置；一用于支撐所述運輸裝置的驅(qū)動導軌，所述驅(qū)動導軌包括一個用于在工作站之間推進所述運輸裝置的驅(qū)動系統(tǒng)；一個平行并與所述驅(qū)動導軌間隔開用于支撐所述運輸裝置的支撐導軌；至少一個由所述運輸裝置支承的靴座，所述靴座構(gòu)造成可以支靠在所述支撐導軌上用于可移動地將所述運輸裝置支撐在所述支撐導軌。
2.如權(quán)利要求1所述的運輸機，其特征在于所述靴座是一個可轉(zhuǎn)動地安裝在所述運輸裝置上的輪。
3.如權(quán)利要求1所述的運輸機，其特征在于所述運輸裝置具有一個其中形成有一槽的底部，所述靴座位于所述槽中。
4.如權(quán)利要求1所述的運輸機，其特征在于所述運輸裝置具有一個后壁，而所述靴座安裝在所述后壁上。
5.如權(quán)利要求1所述的運輸機，其特征在于所述驅(qū)動系統(tǒng)包括多個驅(qū)動輪以及至少一個用于驅(qū)動所述驅(qū)動輪的電機。
6.如權(quán)利要求1所述的運輸機，其特征在于驅(qū)動導軌包括多個區(qū)，每個區(qū)具有多個驅(qū)動輪以及至少一個用于驅(qū)動所述驅(qū)動輪的電機，并且還包括一個與所述電機相連的控制系統(tǒng)，用于有選擇地致動所述電機以沿所述區(qū)推進所述運輸裝置并在所述運輸裝置離開所述區(qū)后使所述電機停止工作。
7.如權(quán)利要求1所述的運輸機，其特征在于所述運輸裝置具有一個其中有一槽的底部，所述驅(qū)動系統(tǒng)與所述運輸裝置中的所述槽配合，以當所述運輸裝置沿所述驅(qū)動導軌移動時引導所述運輸裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的運輸機，其特征在于所述運輸裝置包括一個保護容器，容器具有一個構(gòu)造成可以保存多個物品的內(nèi)腔。
9.如權(quán)利要求1所述的運輸機，其特征在于還包括一個由所述運輸裝置支承的保護容器，所述保護容器具有一個構(gòu)造成可以保存多個物品的內(nèi)腔。
10.一種用于沿一個運輸系統(tǒng)運送多個物品的保護容器，運輸系統(tǒng)包括一個驅(qū)動導軌和一個與驅(qū)動導軌間隔開并平行的用于支撐所述容器的支撐，驅(qū)動導軌包括一個用于沿驅(qū)動和支承導軌推進和引導所述容器的驅(qū)動系統(tǒng)，所述容器包括一個包圍一構(gòu)造成可以保存多個物品的內(nèi)艙的外殼，所述外殼具有一個可定位在運輸系統(tǒng)的驅(qū)動和支撐導軌上的底面，所述底面構(gòu)造成可以與驅(qū)動系統(tǒng)配合，這樣驅(qū)動系統(tǒng)的致動沿驅(qū)動和支撐導軌推進外殼；以及至少一個由所述外殼支承的靴座，所述靴座構(gòu)造成可以支靠在運輸系統(tǒng)的支撐導軌上，以在支撐導軌上可移動地支撐所述外殼。
11.如權(quán)利要求10所述的保護容器，其特征在于所述靴座是一個可轉(zhuǎn)動地安座在所述外殼上的輪。
12.如權(quán)利要求11所述的保護容器，其特征在于所述底面輪具有一個形成在其中的槽，所述輪位于所述槽中。
13.如權(quán)利要求10所述的保護容器，其特征在于所述外殼包括一個頂面和在所述頂面和所述底面之間的壁，所述靴座安裝在所述容器的一個所述壁上。
14.如權(quán)利要求10所述的保護容器，其特征在于所述外殼的所述底面包括一個構(gòu)造成可以與驅(qū)動導軌的驅(qū)動系統(tǒng)配合的槽。
15.如權(quán)利要求10所述的保護容器以及多個位于所述內(nèi)艙中的半導體晶片的組合物。
16.如權(quán)利要求15所述的組合物，其特征在于所述半導體晶片具有300mm的直徑。
17.如權(quán)利要求10所述的保護容器和一運輸系統(tǒng)的組合物，其中運輸系統(tǒng)包括一個驅(qū)動導軌和一個與所述驅(qū)動導軌間隔開并平行的、用于支撐所述容器的支撐導軌，所述驅(qū)動導軌包括一個用于沿所述驅(qū)動和支撐導軌推進所述容器的驅(qū)動系統(tǒng)。
18.一種用于在工作站之間輸送物品的方法，包括以下步驟提供一個運輸裝置，用于保存至少一個物品，并具有一個底部和至少一個由底部支承的靴座；定位運輸裝置，使運輸裝置的底部支撐在一個驅(qū)動導軌上，而由運輸裝置支承的靴座支撐在一運輸系統(tǒng)的一支撐導軌上；以及致動一個由驅(qū)動導軌支承的驅(qū)動系統(tǒng)，以沿驅(qū)動導軌和支撐導軌推進運輸裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述提供一運輸裝置的步驟包括提供至少一個運輸裝置，運輸裝置具有至少一個由一可轉(zhuǎn)動地安裝到運輸裝置上的輪提供的靴座。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述定位所述運輸裝置的步驟包括在運輸系統(tǒng)的驅(qū)動導軌和支撐導軌上定位多個運輸裝置。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于驅(qū)動系統(tǒng)包括多個驅(qū)動輪和至少一個用于驅(qū)動所述驅(qū)動輪的電機，而且所述致動一驅(qū)動系統(tǒng)的步驟包括致動電機以驅(qū)動所述驅(qū)動輪。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于驅(qū)動導軌包括多個驅(qū)動系統(tǒng)，每個驅(qū)動系統(tǒng)限定驅(qū)動導軌的一個操作區(qū)，而且所述致動一驅(qū)動系統(tǒng)的步驟包括當運輸裝置位于操作區(qū)附近時致動每個操作區(qū)的驅(qū)動系統(tǒng)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述致動一驅(qū)動系統(tǒng)的步驟包括致動操作區(qū)的驅(qū)動系統(tǒng)以通過操作區(qū)推進運輸裝置并在運輸裝置離開操作區(qū)后使驅(qū)動系統(tǒng)停止工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于輸送物品的系統(tǒng)。輸送系統(tǒng)包括一個運輸系統(tǒng)，運輸系統(tǒng)包括一用于在工作站之間支承至少一個物品的運輸裝置；一用于支撐所述運輸裝置的驅(qū)動導軌，所述驅(qū)動導軌包括一個用于在工作站之間推進所述運輸裝置的驅(qū)動系統(tǒng)；一個平行并與所述驅(qū)動導軌間隔開用于支撐所述運輸裝置的支撐導軌；至少一個由所述運輸裝置支承的靴座，所述靴座構(gòu)造成可以支靠在所述支撐導軌上用于可移動地將所述運輸裝置支撐在所述支撐導軌。輸送系統(tǒng)還包括一種用于沿一個運輸系統(tǒng)運送多個物品的保護容器，運輸系統(tǒng)包括一個驅(qū)動導軌和一個與驅(qū)動導軌間隔開并平行的用于支撐所述容器的支撐，驅(qū)動導軌包括一個用于沿驅(qū)動和支承導軌推進和引導所述容器的驅(qū)動系統(tǒng)，所述容器包括一個包圍一構(gòu)造成可以保存多個物品的內(nèi)艙的外殼，所述外殼具有一個可定位在運輸系統(tǒng)的驅(qū)動和支撐導軌上的底面，所述底面構(gòu)造成可以與驅(qū)動系統(tǒng)配合，這樣驅(qū)動系統(tǒng)的致動沿驅(qū)動和支撐導軌推進外殼；以及至少一個由所述外殼支承的靴座，所述靴座構(gòu)造成可以支靠在運輸系統(tǒng)的支撐導軌上，以在支撐導軌上可移動地支撐所述外殼。輸送系統(tǒng)還包括一種用于在工作站之間輸送物品的方法，包括以下步驟提供一個運輸裝置，用于保存至少一個物品，并具有一個底部和至少一個由底部支承的靴座；定位運輸裝置，使運輸裝置的底部支撐在一個驅(qū)動導軌上，而由運輸裝置支承的靴座支撐在一運輸系統(tǒng)的一支撐導軌上；以及致動一個由驅(qū)動導軌支承的驅(qū)動系統(tǒng)，以沿驅(qū)動導軌和支撐導軌推進運輸裝置。
文檔編號B61B13/00GK1461280SQ99807745
公開日2003年12月10日 申請日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月24日
發(fā)明者安東尼·C·博諾拉, 理查德·H·古爾德 申請人:阿賽斯特技術(shù)公司