專利名稱：傳送和存儲半導體晶片的容器的系統(tǒng)和傳送機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導體晶片制造中心中的半導體晶片的容器的傳送和存儲，具體地說，本發(fā)明涉及能在半導體晶片處理工具之間輸送和存儲設(shè)置在半導體晶片制造中心的處理工具的一跨度中的半導體晶片的容器的集成系統(tǒng)，以及用在半導體晶片容器的傳送和存儲系統(tǒng)中的容器傳送機構(gòu)。
必須確保在合適環(huán)境的條件下對半導體晶片進行傳送和處理，其中要對空氣中的懸浮顆粒進行控制，使其滿足精確的工藝要求，特別是SMIF的工藝要求。為此，在輸送期間，將半導體晶片放置在密封的容器中，這些容器貼合著板的裝卸開口，這些開口設(shè)置在運行環(huán)境受控的處理工具上，以便用設(shè)置在處理工具中的合適自動裝置傳送所述板的處理工具中的板。板的制造中心的一個機架通常包括多個板的處理工具，因而就有多個板的裝卸開口，利用機架之間的供應線或輸送器將容器從中心的一個機架傳送到另一個機架，所述供應線或輸送器通常使用一個通到裝/卸開口上面的懸浮軌道，并有一個可以對著開口升降懸浮軌道上的容器的升降器。機架的每個處理工具中的板的處理速度是不同的，這樣就會引起機架中容器的流量管理問題，需要合適的緩沖或臨時存儲區(qū)。為使每個工具保持最佳效率，在可能都處在在同一個機架中板供應正常的工具和供應量小的這兩種工具之間會有約每小時25個容器的供應誤差。
現(xiàn)有技術(shù)公開的集成系統(tǒng)包括容器臨時存儲區(qū)，包括在該容器機架的一供應線、存儲和臨時存儲場所及設(shè)置在機架中的工具裝卸開口之間分配這些容器的分配設(shè)備。
例如已知一種在機架前面有一個存儲區(qū)的系統(tǒng)。機架之間的輸送器連接各機架，以便為每個機架供應容器，輸送器在機架的入口處將容器放置在存儲單元中，并在此取出容器，在機架內(nèi)的輸送器抓住留在存儲區(qū)中的容器，并將這些容器發(fā)送到處理工具的裝/卸開口處，或是發(fā)送到緩沖存儲區(qū)中，這些緩沖存儲區(qū)突向工具的前面，也就是說在一個由板的裝卸開口限定的平面前突出。在一些工具前面存在緩沖存儲區(qū)的情況下，相關(guān)工具內(nèi)的供應機構(gòu)可以將臨時存儲區(qū)的容器傳送到裝/卸開口，反之亦然，因為由前面的臨時存儲區(qū)造成的擁堵使機架內(nèi)的輸送器難以移動，所以機架內(nèi)的輸送器不再作用，移動的目的是直接為工具的裝/卸開口供應容器。另一種方法是，可以由機架之間的輸送器直接將一個容器傳送到在機架內(nèi)的輸送器上，而不需要機架前面的存儲區(qū)，然后將該容器發(fā)送到裝/卸開口或臨時存儲區(qū)，這正如上面已經(jīng)描述過的那樣。機架內(nèi)的輸送器可以由一個設(shè)置在工具裝/卸開口上面的軌道以及一個組合升降器構(gòu)成，升降器可以將懸浮容器下降到工具裝/卸開口對面的軌道上，在這種情況下，要求下降或上升的軌跡自由，這并不是存儲區(qū)處在裝/卸開口前上方的情況，此外，升降器不能抓第一排容器前面或下面的容器，在第一排處需要一個專門輔助機構(gòu)，而該機構(gòu)經(jīng)常妨礙臨時存儲區(qū)中的容器向裝/卸開口傳送。
為了設(shè)置這些臨時存儲區(qū)作為供應容器的專門輔助機構(gòu)，所以存儲區(qū)的這種布置占地面積很大，而且還要專門設(shè)備。此外，容器的機械傳送系統(tǒng)的復雜性還會使故障增加，管理成本提高。專用于工具的供應機構(gòu)的故障導致該工具孤立，使其不能供應容器。另外，有必要提醒的是考慮到所需采用的清潔要求，半導體晶片的各個處理單元占地面積很大。
我們知道文獻US5,980,183提出的解決方案包括通過在工具機架內(nèi)部建立一個附加區(qū)域同時又不增加該機架尺寸的前提下，消除常規(guī)存儲區(qū)和臨時存儲區(qū)。事實上，文獻US5,980,183提出的容器存儲系統(tǒng)處在處理工具的前面，并在裝/卸開口的上面，該系統(tǒng)在前面和板的裝/卸開口限定的平面前突出，并可以超過工具的高度，代替機架前面的存儲器和在前面的用于現(xiàn)有技術(shù)專用工具的臨時存儲區(qū)。這種存儲模式需要有一個能夠進入到存儲擱架前面的梭子和一個與機架之間的容器供應線形成的接口。這種梭子由一個夾緊移動容器的夾緊設(shè)備構(gòu)成，所述容器沿兩個垂直軸移動，并在存儲擱架前面的一個垂直平面中移動，因而也就在存儲在工具前面的容器前的一個垂直平面中移動。所述梭子可以抓住由機架之間的供應線提供在機架入口合適擱架上的容器，因而代替現(xiàn)有技術(shù)中的機架內(nèi)的輸送器以及專用于各個具有緩沖存儲區(qū)的工具的容器傳送機構(gòu)，由此使系統(tǒng)簡單化。但是，在工具前面以凸向工具的方法存儲容器還要求一個設(shè)置在存儲容器前的傳送機構(gòu)，因此，這種存儲系統(tǒng)要求在地面有一個很大的安裝凸起，因而使制造和運行成本大幅度增加。此外，由于在存儲擱架和傳送機構(gòu)之間設(shè)置在裝/卸開口的前上方，這存在增加污染開口的可能性。
本發(fā)明旨在克服這些缺陷。具體地說，本發(fā)明涉及一種傳送和存儲半導體晶片容器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用在制造半導體晶片的至少一個機架中，所述至少一個機架包括一個或多個半導體晶片的處理工具，所述處理工具分別包括帶有至少一個適用于與半導體晶片的容器相連的半導體晶片的裝/卸開口的前表面，所述處理工具的板的所有裝/卸開口基本都在一個垂直平面內(nèi)，利用機架輸送器為所述機架供應容器，該輸送器位于處理工具之上且平行于所述垂直平面，其特征在于，所述系統(tǒng)包括—容器存儲設(shè)備，該存儲設(shè)備在所述半導體晶片的處理工具上方的一個區(qū)域中，并朝所述半導體晶片的裝/卸開口后面收縮；—至少一個容器的臨時支撐設(shè)備，所述支撐設(shè)備朝處理工具的前面突出，所述處理工具垂直于機架的輸送器，輸送器適合于使半導體晶片的裝/卸開口上面的區(qū)域空閑；—將容器從所述臨時支撐設(shè)備傳送到所述存儲設(shè)備或從存儲設(shè)備傳送到臨時支撐設(shè)備的第一傳送設(shè)備；—將容器從所述存儲設(shè)備傳送到所述半導體晶片的裝/卸開口或從所述半導體晶片的裝/卸開口傳送到存儲設(shè)備的第二傳送設(shè)備；—將容器從所述臨時支撐設(shè)備傳送到所述半導體晶片的裝/卸開口或從所述半導體晶片的裝/卸開口傳送到臨時支撐設(shè)備的第三傳送設(shè)備。
根據(jù)一個優(yōu)選特征，所述存儲設(shè)備包括多個擱架，這些擱架全部處在所述半導體晶片的處理工具上方并在所述板裝/卸開口后面的一個空間。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述存儲擱架在所述至少一個機架的長度上以及一些在另一些上的多級延伸，根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述存儲設(shè)備包括一個框架，該框架包括—一個上部，將全部支撐在框上的多個擱架固定在該上部，—一個在半導體晶片的處理工具上面的底板，所述底板包括一個沿擱架和機架設(shè)置的自由區(qū)，該機架可以讓操作者自由通過；—支撐在地面上的所述底板的支撐柱。
根據(jù)一種備選方式，所述存儲設(shè)備包括一個框架，該框架包括
一個上部，將全部支撐在框上的多個擱架固定在該上部；一個在半導體晶片的處理工具上面的底板，所述底板包括一個沿擱架和機架設(shè)置的自由區(qū)，該機架可以讓操作者自由通過；—將底板和上部懸掛在機架中的頂板上的懸掛設(shè)備。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述底板包括能夠使空氣垂直流動的設(shè)備。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述第一、第二和第三容器的傳送設(shè)備被集中在一個傳送機構(gòu)中，該傳送機構(gòu)包括容器攫取設(shè)備、使所述攫取設(shè)備在所述區(qū)域中沿三個方向移動并使該攫取設(shè)備到達用于裝/卸所述板的工具開口、存儲擱架以及臨時支撐設(shè)備的移動設(shè)備。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述攫取設(shè)備的移動設(shè)備沿三個垂直方向X，Y，Z至少有三個平移自由度。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述傳送機構(gòu)包括與機架平行的能夠沿X方向自由移動的第一導向設(shè)備；能夠沿Z方向自由移動的第二導向設(shè)備；一個攜帶攫取設(shè)備并在所述第二導向設(shè)備上被引導進行移動的托架，所述攫取設(shè)備通過至少一個能沿Y方向自由移動的連接件與所述托架連接。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述第二導向設(shè)備在所述第一導向設(shè)備上自由移動。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述第一導向設(shè)備的長度基本等于機架的長度，所述第二導向設(shè)備的高度基本等于框架的上部的高度。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述第一和第二導向設(shè)備在所述半導體晶片的處理工具上方并在存儲擱板前的一個區(qū)域中朝所述處理工具的開口后面收縮。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述攫取設(shè)備還通過一個垂直升降系統(tǒng)與所述托架連接，該升降系統(tǒng)為攫取設(shè)備提供進入所述托架下部一個區(qū)域的能力。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，在攫取設(shè)備和所述托架之間沿Y方向自由移動的所述連接件由一個能夠讓攫取設(shè)備在第一和第二導向設(shè)備兩側(cè)沿Y方向移動的設(shè)備得到。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，本發(fā)明的系統(tǒng)包括使所述臨時支撐設(shè)備移動的移動設(shè)備，從而可以使半導體晶片的裝/卸開口上面的區(qū)域空閑。
根據(jù)另一個優(yōu)選特征，所述臨時支撐設(shè)備的移動設(shè)備沿Y軸自由移動，從而使所述臨時存儲設(shè)備能夠在稱作“拉出位置”的第一位置和稱作“閉合位置”的第二位置之間沿Y軸移動，所述第一位置在前表面突出，所述支撐設(shè)備在所述第二位置時不超出所述處理工具的前表面。
本發(fā)明還涉及一種容器傳送機構(gòu)，該機構(gòu)用在一個為制造半導體晶片的機架輸送和存儲半導體晶片的容器的系統(tǒng)中，所述機架包括半導體晶片的一個或多個處理工具，所述處理工具分別包括帶有至少一個適用于與半導體晶片的容器相連的半導體晶片裝/卸開口的前表面，板或所述處理工具的所有裝/卸開口基本都在一個垂直平面內(nèi)，利用處理工具上面的機架輸送器為所述機架供應容器，該輸送器平行于所述垂直平面，所述容器的傳送和存儲系統(tǒng)包括容器存儲設(shè)備、至少一個容器的臨時支撐設(shè)備，所述傳送機構(gòu)包括—容器的攫取設(shè)備；—使所述攫取設(shè)備沿所述區(qū)域的三個方向(X，Y，Z)移動并使該攫取設(shè)備到達用于裝/卸所述板的工具開口、存儲設(shè)備、臨時支撐設(shè)備的移動設(shè)備，所述攫取設(shè)備的移動設(shè)備沿三個垂直方向X，Y，Z具有三個移動自由度；
—與機架平行的能夠沿X方向自由移動的第一導向設(shè)備；—能夠沿Z方向自由移動的第二導向設(shè)備；—一個攜帶攫取設(shè)備并在所述第一或第二導向設(shè)備上被引導進行移動的托架，所述攫取設(shè)備通過至少一個能沿Y方向自由移動的連接件與所述托架連接，其特征在于所述攫取設(shè)備還通過一個垂直升降系統(tǒng)與所述托架連接，該升降系統(tǒng)為攫取設(shè)備提供進入所述托架下部一個區(qū)域的能力。
通過下面結(jié)合附圖對作為非限定性例子給出的對本發(fā)明半導體晶片的容器的傳送和存儲系統(tǒng)以及本發(fā)明的傳送機構(gòu)的實施例進行的描述，本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將會更清楚，其中

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的一種實施模式的透視圖；圖2為圖1所示例子的正視圖；圖3為圖1所示例子的俯視圖；圖4為圖1所示例子的側(cè)視圖；圖5為圖1所示例子的放大細部透視圖；圖6A和6B表示在兩個不同運行位置時圖5所示放大細部的底視圖和透視圖；圖7為圖6A和6B所示細部沿Y軸剖開的示意圖。
圖1所示的半導體晶片(未示出)的容器1的傳送和存儲系統(tǒng)設(shè)計用在至少一個制造半導體晶片的機架2中，在該實施例中所示的機架例如包括4個用于處理半導體晶片的300mm選擇器工具3和兩個計量特性的工具4。板的處理工具3，4分別均有前表面5，6，每一個工具的每個前表面帶有一個半導體晶片的裝/卸開口7，所述裝/卸開口與含有多個待處理半導體晶片的一個容器1相連，所述處理工具的板的所有裝/卸開口基本都在一個垂直平面中8，利用處理工具3和4上面的機架的輸送器9為機架2供應容器，該輸送器與垂直平面8平行，這在圖1，3或4中已經(jīng)示出。圖1-圖7中所示的系統(tǒng)還包括—容器1的存儲設(shè)備10，該存儲設(shè)備在所述半導體晶片的處理工具3和4上方的一個區(qū)域11中，并縮在所述半導體晶片的裝/卸開口7后面，以及朝這些裝/卸開口的后面收縮，特別是縮在包括裝/卸開口的垂直平面的后面，并朝該垂直平面后收縮，圖1表示該系統(tǒng)的正視圖；—兩個容器1的臨時支撐設(shè)備12，一個是用于存儲設(shè)備的容器的入口的支撐設(shè)備，另一個是適用于其出口的支撐設(shè)備，所述支撐設(shè)備朝處理工具3和4的前面5，6突出，所述處理工具垂直于機架的輸送器9，在該例子中，它們被處理工具上的半導體晶片的裝/卸開口7側(cè)向分開，以便使半導體晶片的裝/卸開口7上面的區(qū)域空出；—將容器1從所述臨時支撐設(shè)備12傳送到所述存儲設(shè)備10或從存儲設(shè)備10傳送到臨時支撐設(shè)備12的第一傳送設(shè)備13；—將容器1從所述存儲設(shè)備10傳送到所述半導體晶片的裝/卸開口7或從所述半導體晶片的裝/卸開口7傳送到存儲設(shè)備10的第二傳送設(shè)備13；—將容器1從所述臨時支撐設(shè)備12傳送到所述半導體晶片的裝/卸開口7或從所述半導體晶片的裝/卸開口7傳送到臨時支撐設(shè)備12的第三傳送設(shè)備13。
尤其如圖5-7所示，所述容器1的第一、第二和第三傳送設(shè)備被集中在一個傳送機構(gòu)13中，該傳送機構(gòu)包括容器1的攫取設(shè)備14，以及使所述攫取設(shè)備14在所述區(qū)域中沿三個方向X，Y，Z移動并使該攫取設(shè)備14到達用于裝/卸所述板的工具3，4的開口7、存儲擱架16以及臨時支撐設(shè)備12的移動設(shè)備15。在下文中將詳細描述該傳送機構(gòu)13。
所述存儲設(shè)備10包括多個擱架16，這些擱架全部處在位于所述半導體晶片的處理工具3，4上面并在所述板裝/卸開口7后面的一個空間內(nèi)。如圖3和4所示，這些擱架16可以存儲基本對著垂直平面17的容器1，該垂直平面17縮到垂直平面8的后面，垂直平面8包括隔開的開 17，隔開的距離大于容器1沿Y軸的尺寸，此尺寸我們將其當成容器的寬度。所述多個擱架16例如包括水平疊置的四級或四層，這些層最好基本在機架2的長度上延伸，以便利用最大的有效空間。構(gòu)成一級的每一層可以連續(xù)，也可以不連續(xù)，在該例子中，各層可以排列9個容器1。在一級上排列的容器的數(shù)量取決于機架的長度，也以一個機架中設(shè)置的處理工具的數(shù)量為條件。沿Z方向的存儲高度只受工具上方的可用空間限制。根據(jù)容納機架的結(jié)構(gòu)，可以設(shè)計較多的擱架級數(shù)，直至允許的最大高度。這些擱架應當能夠非常自由地總前方取到每一個存儲的容器，且每個容器獨立于存儲的其他容器，尤其是，能夠使攫取設(shè)備14取到容器1的上部，使該容器的上部被抓住。由此，兩個疊置擱架分開的高度應當足以使攫取設(shè)備14和一個與其連接的容器1進入這兩個擱架之間，并能松開和抓緊容器。
存儲設(shè)備10包括一個框架18，該框架包括一個位于半導體晶片的處理工具3，4上面的底板19，靠在地面上支撐所述底板19的支撐柱20，以及一個上部，將全部支撐在框架18上的多個擱架16固定在該上部。
被裝在其骨架內(nèi)的所述底板19、框架18的支撐柱20和上部22例如均由可以機械焊接的金屬管件構(gòu)成。底板19本身最好由多孔或開孔的板制成，以便讓垂直流動的空氣通過該底板，如圖3和4所示，該底板最好包括一個沿擱架16和擱架16的支撐平面17后面的機架2設(shè)置的自由區(qū)21，這可以讓操作者自由通過?？筛鶕?jù)公知的機械結(jié)構(gòu)標準設(shè)計和制造框架18，以便使其能夠至少支撐合適的重量，即傳送機構(gòu)13和支撐設(shè)備12的重量、等于所存儲和支撐容器的多個裝有板的容器的重量、以及至少一個處在自由區(qū)21中的操作者的重量。如圖3和4所示，自由區(qū)21最好包括一個垂直入口和護欄設(shè)備27，所述入口例如由一個梯子26進入。
具體如圖1所示的為擱架16和傳送機構(gòu)13提供支撐結(jié)構(gòu)的框架18的上部22可以采用敞開的平行六面體骨架形式，這種形式由平行六面體棱23和垂直和/或平行中間加強桿24形成，加強桿不妨礙進入擱架16。平行六面體的側(cè)面不是用來存取所存儲的容器1的，也就是說機架2的端邊24和頂25用防護板蓋住。
如圖1所示，將板的處理工具3，4設(shè)置在機架2中，并在框架18的各支撐柱20之間，位于底板19的下面，工具的前表面有一些處在垂直平面8中的開口7，該平面主要由支撐柱20和垂直于平行六面體的棱23限定，這些棱構(gòu)成它們外表面中的框架18的上部22。
框架18也應當能夠利用合適的一個或多個輸送器9的懸掛臂28來支撐處理工具3，4上面的機架的輸送器9，所述輸送器平行于垂直平面8，懸掛臂最好固定在框架18的上部22的一個或多個垂直棱上。
備選且根據(jù)需要，可用任何公知的懸掛設(shè)備(未示出)例如用合適的樞軸及底板19與機架頂上的上部22的固定螺絲將底板19和上部22掛在頂板上，而不是緊壓地面。為使系統(tǒng)的運載結(jié)構(gòu)和地面上的設(shè)備之間盡量互不影響，這種構(gòu)造可能是比較理想的。
如圖1所示，臨時支撐設(shè)備由兩個對著垂直平面8被固定到框架18上的擱架12構(gòu)成，這兩個擱架最好與底板19基本處在同一高度，并向前突出。使擱架12處在水平位置，每一個擱架有一個至多個基本對應于一個容器1的底表面的表面，以便減少臨時支撐設(shè)備造成的擁堵。用一個支撐件12來接收來自機架的輸送器9的容器，而另一個支撐件12用來將容器放到機架的輸送器上。應注意的是，對于每一個支撐件來講都可以毫無困難地將發(fā)出和到達反過來?？商鎿Q的是，如果存儲系統(tǒng)沿X方向的長度不長，例如一個系統(tǒng)只有一個或少量工具時，臨時支撐設(shè)備最好均由一個根據(jù)公知推拉式抽屜的方法沿Y軸推拉的抽屜構(gòu)成，也就是說與包括開口7的垂直平面8垂直的方向推拉抽屜。存儲系統(tǒng)包括一個使每個推拉抽屜移動的移動設(shè)備，從而使推拉抽屜能夠處在稱作“拉出位置”的第一位置和稱作“閉合位置”的第二位置(未示出)，如圖1所示，所述第一位置在前面突出，所述臨時支撐設(shè)備12在所述第二位置不超出所述處理工具3，4的前面5，6，因而在臨時支撐設(shè)備12處在開口上方時不妨礙傳送機構(gòu)從上方進入開口7。
現(xiàn)在結(jié)合圖5-7更詳細地描述傳送機構(gòu)。特別是如圖5所示，攫取設(shè)備14的移動設(shè)備15在所述區(qū)域中具有能沿三個垂直方向X，Y，Z移動的三個自由度。為此，傳送機構(gòu)13包括—與機架2平行并固定在框架18上的第一導向設(shè)備29，該第一導向設(shè)備使攫取設(shè)備14沿X方向自由平移；—與第一導向設(shè)備29相連并在該第一導向設(shè)備上自由移動的第二導向設(shè)備30，第二導向設(shè)備使攫取設(shè)備1 4沿Z方向自由平移；—一個攜帶攫取設(shè)備14并與第二導向設(shè)備30相連的托架31，托架在第二導向設(shè)備上自由平移，通過一個連接件與所述托架31連接的攫取設(shè)備14，利用垂直升降系統(tǒng)36使攫取設(shè)備沿Y方向自由平移以及沿Z方向自由平移，該升降系統(tǒng)為攫取設(shè)備14提供進入所述托架下部特別是第二導向設(shè)備30下限下面的一個區(qū)域的能力。
在一種備選方式中，使攫取設(shè)備14沿Z方向自由平動的第二導向設(shè)備30可以與框架18直接連接，而使攫取設(shè)備14沿X方向自由平移的第一導向設(shè)備29被安裝成能沿第二導向設(shè)備(未示出)自由平移。
第一導向設(shè)備29具有的長度基本等于機架2的長度，第二導向設(shè)備30的高度基本等于框架18的上部22的高度，以使攫取設(shè)備在該托架31沿X和Z方向移動可存取所有存儲擱架16。第一導向設(shè)備29和第二導向設(shè)備30最好分別采用菱形軌道，并在擱架16前面半導體晶片的處理工具3，4上面的一個區(qū)域32中，從工具3，4的開口7和包括它們在內(nèi)的垂直平面8回縮。
在圖5所示的例子中，構(gòu)成第一導向設(shè)備的兩個菱形軌道29分別被剛性地固定到頂33上，并基本與該頂處在同一高度，而且稍高于框架18的底板19。事實上，在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，該圖中只包括一個作為第二導向設(shè)備的垂直軌道30，而在底板19和下水平軌道29之間應當有一段足以讓容器1在垂直平面8兩側(cè)和在下水平軌道29下面通過的距離。
由一個或兩個(未示出)菱形軌道30構(gòu)成的第二導向設(shè)備剛性地保持垂直和平行，在兩個軌道的情況下軌道為框架形狀，根據(jù)所有公知技術(shù)，例如可利用軸承連接件，將一或多個軌道30通過它們的端部在水平軌道29上被導引平移。托架，根據(jù)所有公知技術(shù)，例如利用軸承連接件，將采用合適的剛性結(jié)構(gòu)的托架31在垂直軌道30上被導引平移。利用所有公知技術(shù)，例如利用線性電機(未示出)實現(xiàn)垂直軌道30在水平軌道29上沿軸X的移動，利用所有公知技術(shù)，例如利用伺服電機和皮帶傳動(未示出)實現(xiàn)托架31在垂直軌道30上沿Z軸的移動。
正如圖5所示例子看到的那樣，在用單一垂直軌道30的情況下，只有托架31處在垂直軌道30下端底部時才能使攫取設(shè)備14沿Y軸移動。事實上，在該位置處，一方面伸縮裝置37可以沿Y軸起作用，另一方面軌道29和30不會被彼此阻擋。如果希望在存儲擱架16的任何地方都使攫取設(shè)備14在軌道29，30上移動，則要求使用兩個由帶有攫取設(shè)備14的托架31連接的垂直軌道30，這兩個垂直軌道之間的間隔大于容器1的寬度。這樣，伸縮裝置37在兩個垂直軌道之間作用，容器1應當在這兩個軌道之間通過，容器的移動不再受到軌道的約束。所述水平軌道29被設(shè)置為使它們不影響伸縮裝置37向其所需的地方移動。
所述攫取設(shè)備14由一個標準鉗35和一個升降系統(tǒng)36構(gòu)成，該鉗可通過容器的上部抓住容器1，而升降系統(tǒng)可以使鉗35沿Z軸移動，通過所有能夠沿Y軸自由移動的設(shè)備，例如通過一個能讓鉗35和升降系統(tǒng)36沿Y軸自由移動的伸縮裝置37將鉗35和升降系統(tǒng)36連接到托架31上，這在圖5，6A，6B和7中已經(jīng)示出。應注意的是，當容器1出現(xiàn)在鉗35上，而且該鉗被帶到高位，該鉗對著伸縮裝置37時，就像上面描述過的那樣，該伸縮裝置37可以使容器1沿Y軸在軌道30上移動。當伸縮裝置37處在軌道30后面時，攫取設(shè)備14可以放置或提取擱架16上的容器。當伸縮裝置37處在軌道30前面時，攫取設(shè)備14可以放置或提取裝/卸開口7上的一個容器1或一個臨時存儲設(shè)備12。
伸縮裝置37是一種以沿Y軸移動為基礎(chǔ)工作的系統(tǒng)，例如該裝置可以由伸縮導向軌道38連接的兩塊板37A和37B構(gòu)成，該伸縮導向軌道可以在被固定到板37B上的導向軌道39的Y+和Y-兩個方向展開，所述板37B支撐一個或多個滑板45，攫取設(shè)備14被固定在滑板上，更具體地說攫取設(shè)備14的升降系統(tǒng)36被固定在滑板上，這如圖5、6A和6B所示。板37A被固定到移動設(shè)備15上，具體地說固定到托架31上。利用一個齒輪48使板37B相對于板37A移動，如圖7所示，齒輪48在齒軌47A和47B上移動。用第一傳動帶43帶動齒輪48的軸，以使板37B的移動比齒輪48的移動大兩倍。如圖7所示，利用固定到第二傳動帶42上的第一接口件41使滑板45沿軸Y相對于板37B移動，第二傳動帶本身通過第二接口件46與第一傳動帶43相連，在移動時，將第二接口件引導到被固定到板37A上的軌道40上。一個電機44帶動傳動帶43轉(zhuǎn)動，這樣就可以使滑板35和升降系統(tǒng)36沿軸Y與裝/卸開口7垂直、與擱架16垂直或在一個過渡位置移動，在該過渡位置，可以支撐容器1的伸縮裝置37沿Y軸特別緊湊，板37A和37B被一個疊置在另一個上，滑板45沿Y方向處在板的中心。在該過渡位置，伸縮裝置37足以緊湊到可以使其在框架22內(nèi)在擱架16和垂直于裝/卸開口7的平面8之間移動，而在展開位置，該伸縮裝置同時到達擱架16的垂直位置和通達裝/卸開口7所要求的位置。應注意的是，利用齒軌的驅(qū)動可以用一個輔助傳動帶(未示出)代替。
在圖5中，沿Y軸移動的伸縮裝置37被表示成展開位置，而在圖6A和6B中，該伸縮裝置37被表示成中間位置，這已在上面描述過。在圖7中，該伸縮裝置37被表示成展開位置。
可以用任何設(shè)備，特別是像圖5中所示的絞織繩索起重器得到沿Z軸移動的升降系統(tǒng)36。應注意的是，當鉗35垂直于工具3，4的開口7時，通過升降系統(tǒng)36的傳送機構(gòu)13具有類似于機架的輸送器9的功能，該輸送器利用其起重器(未示出)就可以在開口放置或提取容器1。因此傳送機構(gòu)13就可以完成以前交給機架的輸送器9的任務。這種系統(tǒng)使本發(fā)明的裝置有很大的靈活性，減少了很多時間，這是因為用傳送機構(gòu)13移動容器1要比用機架的輸送器9移動容器1快。
該半導體晶片的容器1的傳送和存儲系統(tǒng)利用中心計算機(未示出)進行管理，該中心計算機包括系統(tǒng)控制軟件以及操作者的使用界面，還對根據(jù)板的處理工具的需要對傳送機構(gòu)測定進行控制，也就是說控制攫取設(shè)備即相應的電機裝置沿三個方向X，Y，Z的移動和運行。為此，該系統(tǒng)包括檢測每一個容器存儲或支撐單元上是否存在容器的傳感器(未示出)，以便在任何時候都能知道空閑單元和被占據(jù)的單元。當然，該系統(tǒng)可以根據(jù)需要用系統(tǒng)程序控制軟件自動運行。
如附圖所示的半導體晶片的容器1的傳送和存儲系統(tǒng)的運行方式如下機架的輸送器9向機架供應容器1。輸送器將容器一個一個地放在入口支撐件12上或直接放在與機架的輸送器9的升降器(未示出)垂直的工具出口。
如果容器被放在入口支撐件12上，然后就用傳送機構(gòu)13的攫取設(shè)備14抓住該容器，利用沿X，Y和Z方向的移動和傳送機構(gòu)的升降系統(tǒng)36，所述攫取設(shè)備借助沿X，Y和Z方向的移動來到容器的上方，再抓住容器將其送到擱架16上的存儲單元并放在此處，等待被分配到一個專門處理工具中。這樣，入口支撐件被騰空，準備接受機架的輸送器的另一個容器。然后，在被提供有容器的處理工具允許時，攫取設(shè)備14重新抓住存儲在擱架16上的容器，并利用傳送機構(gòu)和該傳送機構(gòu)的升降系統(tǒng)36沿X，Y，Z方向的移動將該容器送到目的地的工具開口7，將其放在此處，所述升降系統(tǒng)將鉗35和容器降到目的地的工具開口7處?？商鎿Q的是，放到入口支撐件12上的容器再由機架的輸送器9抓住直接送到目的地的工具開口處，然后從該開口將其送到開始時的支撐件12上或帶到擱架16上的存儲單元上。
如果將容器直接從機架的輸送器帶到工具開口處，則一旦半導體晶片在工具中受到處理，則容器就可以直接由機架的輸送器取出，并利用傳送機構(gòu)和該傳送機構(gòu)使鉗35和容器從工具開口7上升的升降系統(tǒng)36沿X，Y，Z方向的移動，由傳送機構(gòu)送到開始時的支撐件12上或帶到擱架16上的存儲單元上，以便使容器等待機架中的工具使用，或等待機架的輸送器抓起。
應注意的是，利用圖1-5描述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以使傳送機構(gòu)13的攫取設(shè)備14到達處在系統(tǒng)任何可以支撐容器的場所的容器處，也就是說，到達工具開口后上方的存儲擱架16、起始和入口支撐件12及機架的工具開口7處，并將這些區(qū)域中任何地方的容器轉(zhuǎn)移到這些區(qū)域的其他任何地方。但是，裝在中心計算機中的系統(tǒng)控制軟件可以根據(jù)需要，即根據(jù)機架中的工具類型限制攫取設(shè)備只朝這些區(qū)域中的某些地方移動，也可不包括支撐件12，留這些支撐件只是為了讓機架的輸送器能夠接觸它。
權(quán)利要求
1.一種傳送和存儲半導體晶片的容器(1)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用在制造半導體晶片的至少一個機架(2)中，所述至少一個機架包括一個或多個半導體晶片的處理工具(3，4)，所述處理工具分別包括帶有至少一個適用于與半導體晶片的容器(1)相連的半導體晶片的裝/卸開口(7)的前表面(5，6)，所述處理工具的板的所有裝/卸開口基本都在一個垂直平面(8)內(nèi)，利用處理工具上面的機架輸送器(9)為所述機架供應容器，該輸送器平行于所述垂直平面，其特征在于所述系統(tǒng)包括容器存儲設(shè)備(10)，該存儲設(shè)備在所述半導體晶片的處理工具上方的一個區(qū)域(11)中，并朝所述半導體晶片的裝/卸開口后面收縮；至少一個容器的臨時支撐設(shè)備(12)，所述支撐設(shè)備朝處理工具(3，4)的前表面(5，6)突出，所述處理工具垂直于機架的輸送器(9)，輸送器適合于使半導體晶片的裝/卸開口(7)上面的區(qū)域空閑；將容器(1)從所述臨時支撐設(shè)備(12)傳送到所述存儲設(shè)備(10)或從存儲設(shè)備(10)傳送到臨時支撐設(shè)備(12)的第一傳送設(shè)備(13)；將容器(1)從所述存儲設(shè)備(10)傳送到所述半導體晶片的裝/卸開口(7)或從所述半導體晶片的裝/卸開口(7)傳送到存儲設(shè)備(10)的第二傳送設(shè)備(13)；將容器從所述臨時支撐設(shè)備(12)傳送到所述半導體晶片的裝/卸開口(7)或從所述半導體晶片的裝/卸開口(7)傳送到臨時支撐設(shè)備(12)的第三傳送設(shè)備(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述存儲設(shè)備(10)包括多個擱架(16)，這些擱架全部處在所述半導體晶片的處理工具(3，4)上方并在所述板的裝/卸開口(7)后面的一個空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于所述存儲擱架(16)在所述至少一個機架(2)的長度上以及一些在另一些上的多級上延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的系統(tǒng)，其特征在于所述存儲設(shè)備(10)包括一個框架(18)，該框架包括-一個上部(22)，將全部支撐在框架(18)上的多個擱架(16)固定在該上部；-一個在半導體晶片的處理工具(3，4)上面的底板(19)，所述底板包括一個沿擱架和機架設(shè)置的自由區(qū)，該機架可以讓操作者自由通過；-支撐在地面上的所述底板的多個支撐柱(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3的系統(tǒng)，其特征在于所述存儲設(shè)備(10)包括一個框架(18)，該框架包括-一個上部(22)，將全部支撐在框架(18)上的多個擱架(16)固定在該上部；-一個在半導體晶片的處理工具(3，4)上面的底板(19)，所述底板包括一個沿擱架和機架設(shè)置的自由區(qū)，該機架可以讓操作者自由通過；-將底板和上部懸掛在機架中的頂板上的懸掛設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的系統(tǒng)，其特征在于所述底板(19)包括能夠使空氣垂直流動的設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6之一的系統(tǒng)，其特征在于所述第一、第二和第三容器的傳送設(shè)備被集中在一個傳送機構(gòu)(13)中，該傳送機構(gòu)包括容器(1)攫取設(shè)備(14)、使所述攫取設(shè)備在所述區(qū)域中沿三個方向移動并使該攫取設(shè)備到達用于裝/卸所述板的工具(3，4)的開口(7)、存儲擱架(16)以及臨時支撐設(shè)備(12)的移動設(shè)備(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于所述攫取設(shè)備(14)的移動設(shè)備(15)至少有沿三個垂直方向X，Y，Z的三個平移自由度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其特征在于所述傳送機構(gòu)(13)包括與機架(2)平行的能夠沿X方向自由移動的第一導向設(shè)備(29)；能夠沿Z方向自由移動的第二導向設(shè)備(30)；一個攜帶攫取設(shè)備(14)并在所述第一導向設(shè)備(29)或第二導向設(shè)備(30)上被引導進行移動的托架(31)，所述攫取設(shè)備通過至少一個能沿Y方向自由移動的連接件與所述托架連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其特征在于所述第二導向設(shè)備(30)在所述第一導向設(shè)備(29)上自由移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的系統(tǒng)，其特征在于所述第一導向設(shè)備(29)的長度基本等于機架(2)的長度，所述第二導向設(shè)備(30)的高度基本等于框架(18)的上部(22)的高度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11之一的系統(tǒng)，其特征在于所述第一導向設(shè)備(29)和第二導向設(shè)備(30)在所述半導體晶片的處理工具上方并在存儲擱架(16)前的一個區(qū)域中朝所述處理工具(3，4)的開口(7)后面收縮。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于所述攫取設(shè)備(14)還通過一個垂直升降系統(tǒng)(36)與所述托架(31)連接，該升降系統(tǒng)為攫取設(shè)備提供進入所述托架下部一個區(qū)域的能力。
14.根據(jù)權(quán)利要求9-13之一的系統(tǒng)，其特征在于在攫取設(shè)備(14)和所述托架(31)之間沿Y方向自由移動的所述連接件由一個能夠使攫取設(shè)備在第一導向設(shè)備(29)和第二導向設(shè)備(30)兩側(cè)均沿Y方向移動的設(shè)備(37)得到。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14之一的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括使所述臨時支撐設(shè)備(12)移動的移動設(shè)備，從而可以使半導體晶片的裝/卸開口(7)上面的區(qū)域空閑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其特征在于所述臨時支撐設(shè)備(12)的移動設(shè)備沿Y軸自由移動，從而使所述臨時存儲設(shè)備能夠在稱作“拉出位置”的第一位置和稱作“閉合位置”的第二位置之間沿Y軸移動，所述第一位置在前面突出，所述支撐設(shè)備(12)在所述第二位置不超出所述處理工具(3，4)的前表面(5，6)。
17.一種容器傳送機構(gòu)，該機構(gòu)用在一個為制造半導體晶片的機架(2)輸送和存儲半導體晶片的容器(1)的系統(tǒng)中，所述機架包括半導體晶片的一個或多個處理工具(3，4)，所述處理工具分別包括帶有至少一個適用于與半導體晶片的容器(1)相連的半導體晶片裝/卸開口(7)的前表面(5，6)，所述處理工具的板的所有裝/卸開口基本都在一個垂直平面(8)內(nèi)，利用處理工具上面的機架的輸送器(9)為所述機架供應容器，該輸送器平行于所述垂直平面，所述容器的傳送和存儲系統(tǒng)包括容器存儲設(shè)備、至少一個容器的臨時支撐設(shè)備，所述傳送機構(gòu)包括-容器(1)的攫取設(shè)備(14)；-使所述攫取設(shè)備沿所述區(qū)域的三個方向(X，Y，Z)移動并使該攫取設(shè)備到達用于裝/卸所述板的工具(3，4)的開口(7)、存儲設(shè)備(10)和臨時支撐設(shè)備(12)的移動設(shè)備(15)，所述攫取設(shè)備(14)的移動設(shè)備(15)沿三個垂直方向X，Y，Z具有三個移動自由度；-與機架(2)平行的能夠沿X方向自由移動的第一導向設(shè)備(29)；-能夠沿Z方向自由移動的第二導向設(shè)備(30)；-一個攜帶攫取設(shè)備(14)并在所述第一導向設(shè)備(29)或第二導向設(shè)備(30)上被引導進行移動的托架(31)，所述攫取設(shè)備通過至少一個能沿Y方向自由移動的連接件與所述托架連接，其特征在于所述攫取設(shè)備(14)還通過一個垂直升降系統(tǒng)(36)與所述托架(31)連接，該升降系統(tǒng)為攫取設(shè)備提供進入所述托架下部一個區(qū)域的能力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的傳送機構(gòu)，其特征在于所述第二導向設(shè)備(30)在所述第一導向設(shè)備(29)上自由移動。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的傳送機構(gòu)，其特征在于在攫取設(shè)備(14)和所述托架(31)之間沿Y方向自由移動的所述連接件由一個能夠讓攫取設(shè)備使第一導向設(shè)備(29)和第二導向設(shè)備(30)兩者均沿Y方向移動的設(shè)備(37)得到。
全文摘要
一種傳送和存儲半導體晶片的容器(1)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用在制造半導體晶片的一個機架(2)中，所述機架包括一個或多個半導體晶片的處理工具(3，4)，所述處理工具分別包括一個帶有至少一個適用于與半導體晶片的容器(1)相連的半導體晶片的裝/卸開口(7)的前表面(5，6)，所有裝/卸開口基本都在一個垂直平面(8)內(nèi)，利用處理工具上面的機架輸送器(9)為所述機架供應容器，該輸送器平行于所述垂直平面，所述系統(tǒng)包括容器存儲設(shè)備(10)，該存儲設(shè)備在所述半導體晶片的處理工具上方的一個區(qū)域(11)中，并朝所述半導體晶片的裝/卸開口后面收縮；至少一個容器的臨時支撐設(shè)備(12)，所述支撐設(shè)備朝處理工具(3，4)的前表面(5，6)突出，所述處理工具垂直于機架的輸送器，輸送器適合于使半導體晶片的裝/卸開口(7)上面的區(qū)域空閑；將容器從所述臨時支撐設(shè)備傳送到所述存儲設(shè)備或從存儲設(shè)備傳送到臨時支撐設(shè)備的第一傳送設(shè)備(13)；將容器從所述存儲設(shè)備傳送到所述裝/卸開口或從所述裝/卸開口傳送到存儲設(shè)備的第二傳送設(shè)備(13)；將容器從所述臨時支撐設(shè)備傳送到所述裝/卸開口或從所述裝/卸開口傳送到臨時支撐設(shè)備的第三傳送設(shè)備(13)。
文檔編號B65G49/07GK1698178SQ03820969
公開日2005年11月16日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月6日
發(fā)明者貝爾納·波利, 阿蘭·庫東, 克里斯托夫·萊羅, 弗洛朗·阿達 申請人:雷西夫公司