CN101048861A - 基于升降机的工具装载和缓冲系统 - Google Patents

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Abstract

提供了基片处理装备。该装备具有壳体、下部口接口和运载器保持站。壳体在其内部具有用于处理基片的处理设备。装载口接口连接到壳体以将基片装载到处理设备内。运载器保持站连接到壳体。运载器保持站适用于在装载口接口处保持至少一个基片传送运载器。运载器保持站设置为提供用于从运载器保持站替换基片传送运载器的快速交换区段。

Description

基于升降机的工具装载和缓冲系统
对关联申请的交叉参考
本申请要求在这里全文作为参考加入的2004年8月23日提出的美国临时申请No.60/604,099的优先权。
技术领域
在这里披露的示例性的实施例涉及用于传送和存储用于在集成电路制造工厂内使用的容量减小的基片运载器的装备和方法。
背景技术
在半导体工业中存在减小晶片通过制造工厂的周期时间并且减小进行中的工作的量以及改进晶片安全性的需求。研究显示，通过移动到单一晶片运载器，相当大地减小了晶片周期时间和WIP(处理中的晶片)。除了对于下一代晶片尺寸(450mm)之外，ITRS路标要求单一基片运载器。使用单一晶片或容量减小的运载器的好处包括减小WIP、减小工艺转变时间和改进产品加速时间。使用单一基片运载器出现的问题与工艺工具和材料传送系统有效地维持工厂的更高的步调的能力有关，这是由于与13或25晶片运载器相比，传送器运动更大数量的运载器。这样的问题的一个示例包括在仅有一个槽的场合。希望工艺工具内的机械手具有迅速交换(快速交换)运载器内的晶片的能力，因此能够用具有未处理的晶片的另一个运载器替换该运载器，以保持工具忙。许多这样的工具不具有快速交换的能力，如在传统的单刀三轴线机械手的情况中。这样的问题的另一个示例包括在仅有一个槽的场合。希望在集成电路制造工厂中将运载器传送到工具的材料传送系统具有以高速率供应运载器并且在工艺工具装载口处迅速交换运载器的能力，使得能够用具有未处理的晶片的另一个运载器替换在工具处的一个运载器，以保持工具忙。许多这样的材料传送系统不具有以高速率供应运载器的能力或快速交换的能力，如在传统的300mm制造工厂中执行的传统的基于OHT(架空传送)的材料传送系统的情况中。
相反地，传统的处理工具的传统的装载口或运载器到工具接口不能应付(即，接收、接口或读取以用于移除)当在制造工厂内使用容量减小的运载器时要求的运载器的高速供应。传统的运载器到工具接口的一个示例在3/6/03出版的美国专利出版物US2003/0044261中披露，其中，半导体材料操作系统为可以安装或整合到处理工具的前端的EFEM。披露的传统的EFEM具有运载器(FOUP)I/O口和对应该I/O口的片盒前进板，片盒前进板配准和往复片盒以对接/脱离I/O口。上述示例是传统的处理工具的代表性的传统的运载器-工具接口。片盒配合(用于为工具装载/卸载基片或晶片)到的I/O口直线地或轴向地分布。作为示例，对于沿运载器-工具接口正面的每个单元宽度(对应运载器宽度)仅有一个I/O口。因此，在传统的工具中，工具前面的每个单元宽度仅接口单一运载器。此直线的接口几何结构对于当使用的运载器为容量减小的运载器时使得工具装载卸载非常受限制。此外，在传统的接口中，用于片盒对接到I/O口的片盒前进板的使用通常包括沿两个平面(即，片盒和前进板之间的安置接口和片盒和口之间的口接口)的片盒配准，由于其特别的特性产生的过度约束的情况具有对应的对运载器供应到工具的速率的有害的影响。同样，首先将片盒配准到片盒前进板，并且随后通过片盒前进板使得片盒与I/O口接触/配准中涉及的时间再次影响运载器供应可达到的速率。这些仅是通过如将在下文中更加详细地描述的示例性的实施例解决的传统的运载器-工具接口的问题的一部分。
可以在美国专利6,047,812；RE38,221E；6,461,094；6,520,338；6,726,429；5,980,183；美国专利公开2004/0062633、2004/0081546、2004/0081545、2004/0076496和未决的Brooks Automation申请10/682,808中找到传送系统、运载器和开启器的其它示例，以上全部在这里全文作为参考加入。
发明内容
根据示例性的实施例提供基片处理装备。装备具有壳体、下部口接口和运载器保持站。壳体在其内部具有用于处理基片的处理设备。装载口接口连接到壳体以将基片装载到处理设备内。运载器保持站连接到壳体。运载器保持站适用于在装载口接口处保持至少一个基片传送运载器。运载器保持站设置为提供用于从运载器保持站替换基片传送运载器的快速交换区段。
根据另一个示例性的实施例提供基片处理装备。装备具有壳体、装载口接口、运载器保持站、和运载器装载和缓冲系统。壳体在其内部具有用于处理基片的处理设备。装载口接口连接到壳体以将基片装载到处理设备内。运载器保持站连接到壳体。运载器保持站适用于在装载口接口处保持至少一个基片传送运载器。运载器装载和缓冲系统与运载器保持站连通以从保持站装载和卸载基片传送运载器。运载器装载和缓冲系统与能够沿第一传送路径运动基片传送运载器的第一运载器传送系统接口。运载器装载和缓冲系统还与能够沿第二传送路径运动传送运载器的第二运载器传送系统接口。
附图说明
本发明的前述方面和其它特征在接下来结合附图的描述中解释，其中：
图1-1A分别为结合了根据示例性的实施例的特征的基片处理系统的示意性的正视图和俯视图；
图2A-2B分别为根据另一个示例性的实施例的基片处理系统的示意性的前面和侧面正视图；
图3为根据另一个示例性的实施例的基片处理系统的另一个示意性的正视图；
图3A为根据另一个示例性的实施例的基片处理系统的升降机传送器的示意性的俯视图；
图4A-4F为每个示出了根据不同的示例性的实施例的与处理系统一起使用的基片运载器的示意性的正视图；
图5A为根据再一个示例性的实施例的与处理系统一起使用的基片运载器的示意性的透视图；
图5B-5D为根据再一个示例性的实施例的基片运载器的示意性的透视和部分正视图；
图6为与图5B-5D中所示的基片运载器接口的根据一个示例性的实施例的处理系统的装载口的示意性的截面图；
图7为根据示例性的实施例的处理系统的处理工具运载器保持站和基片运载器的示意性的俯视图；
图8A-8B分别为根据另一个示例性的实施例的处理系统的装载口区段和基片运载器的示意性的正视和俯视图；
图9-10为根据另一个示例性的实施例的装载口区段和基片运载器的不同的示意性的俯视截面图；
图11、11A-11B分别为根据示例性的实施例的装载口区段和基片运载器接口的示意性的透视图和正视图；
图12A-12B为根据示例性的实施例的处于对接的和未对接的位置的装载口区段和基片运载器的示意性的正视图；
图13A-13E为根据其它示例性的实施例的装载口和运载器之间的可能的联接的其它示意性的部分正视图和透视图；
图14为装载口和运载器之间的主动的联接的示意性的正视图，并且图15A-15C为根据不同的示例性的实施例的与图14所示的联接一起使用的运载器的透视图；
图16A-16F为根据再一些示例性的实施例的装载口和运载器之间的主动的联接的其它示意性的部分正视图；
图18为处理系统的处理工具和运载器的示意性的正视图；
图18A为图18所示的装载口区段和运载器的部分截面图，并且图18B为图18所示的运载器、运载器门、处理工具和运载器的装载口门和装载口框架之间的单一四通道密封接口的示意图；
图19A-19G分别为示出了根据不同的示例性的实施例的装载口区段、运载器/运载器门、和运载器门开启器的示意图；
图20A-20C为从一个方向看的具有不同构造的缓冲器和装载口模块的处理工具接口区段的示意性的正视图，并且图20D为从另一个方向看的处理工具接口区段、缓冲器和装载口模块的另一个示意性的正视图；
图21A-21B为根据另一个示例性的实施例的处理工具和运载器传送系统的示意性的俯视和正视图；
图22为根据另一个示例性的实施例的处理工具、传送系统、传送车辆和车辆充电站的示意性的正视图；
图23A-23B为从不同的方向看的根据另一个示例性的实施例的处理工具、运载器保持站和传送系统的示意性的正视图；
图24A-24C分别为图23A所示的处理工具装载口区段和示出在不同位置的基片运载器的示意性的顶部平面图、侧面正视图；
图25A-25B为根据另一个示例性的实施例的处理工具、传送系统、运载器和运载器车辆的示意性的俯视和透视图；
图26A-26B为根据另一个示例性的实施例的处理工具、传送系统、运载器和运载器车辆的示意性的俯视和透视图；
图27为根据现有技术的处理工具和运载器的前端区段的示意性的正视图；及
图28A-28B为从根据其它示例性的实施例的处理工具和运载器的前端区段的不同方向看的示意性的正视图。
具体实施方式
参考图1-1A，示出了位于制造设施或制造工厂内的结合了披露的实施例的特征的基片处理系统的示意性的正视和俯视图。虽然将参考附图所示的实施例描述披露的实施例，应该理解，披露的实施例可以以实施例的许多替代的形式体现。另外，可以使用任何适合的尺寸、形状或类型的元件或材料。
图1-1A所示的示例性的实施例中的基片处理系统10代表任何适合的处理系统并且通常包括处理工具12(示例性地示出了一个)、传送系统6和控制器300(还参看图25A-25B和26A-26B，分别为根据其它示例性的实施例的设置在制造工厂内的基片处理系统的俯视和透视图)。传送系统6链接制造工厂内的处理工具12。传送系统6链接制造工厂内的处理工具12。传送系统6能够在处理工具12之间传送基片运载器C。处理工具12可以具有装载/卸载接口14和缓冲器站16。装载/卸载接口14保持运载器以装载/卸载处理工具内的基片。缓冲器站16为在装载/卸载站14和传送系统6之间运输的运载器提供运载器缓冲。操作系统8在处理工具12和传送系统6之间运动运载器。控制器300连接到处理工具12、装载/卸载接口14、操作系统8和传送系统6。操作系统8在处理工具12附近操作基片运载器C，使得可以从传送系统6取回包含未处理的晶片的运载器，并且将其直接运动到装载/卸载接口14或可选地存储在本地排队缓冲器16内。装载顺序反向以将处理过的基片运输回到传送系统6。装载/卸载接口14或缓冲器16和操作系统8之间的接口允许通过同时地或快速相继地往复运载器去往和来自邻近的装载位置14A-14D或存储位置16A-16D“快速交换”运载器C，如将在下文中更加详细地描述的。操作系统可以允许任何希望的数量的运载器传送系统与处理工具12接口。处理工具12的装载/卸载接口14能够独立地与多个堆叠的运载器中的每个接口，如同样将在下文中更加详细地描述的。
传送系统6(图1A示出了传送系统6的示意性的俯视图)可以包括一个或多个传送系统。传送系统6还可以包括例如被引导的车辆V(有或没有整合的起重机)和不同的类型的输送机系统或导轨G。在工具装载/卸载接口14和/或缓冲器站16之间接口的操作系统8可以构造为同时与多个相同或不同类型的传送系统(例如，基于车辆和输送机的传送系统)接口，包括那些设计为传送传统的25晶片FOUP的传送系统。如图1所示，导轨或输送机系统G提供横过预先确定的距离的路径，车辆V沿该路径传送。导轨可以为能够为车辆V提供任何希望的类型的引导以使得车辆V沿导轨G横过的任何适合的类型(例如，轨道、履带、运动的皮带、固定的表面)。导轨还可以能够为车辆提供发动的装置。车辆V(图1-1A中示出为一个，但是任何希望的数量的车辆V可以沿导轨G运动)可以能够自发地运动或可以通过导轨G上的输送机装置运动。虽然导轨G示出为相对于处理站12和装备10架空地定位，在替代的实施例中，导轨G可以定位在相对于装备1 0和处理站的任何希望的高度。如还在图1A中示出的，导轨G构造为提供与操作系统8的接口I。在此实施例中，接口I被示意性地示出为当在操作系统8(如将在下文中更加详细地描述的)服务工具12和车辆V之间传递运载器C时能够允许运载器C通过导轨的导轨内的开口O。在替代的实施例中，运载器可以从装备装载和卸载的导轨和装备之间的接口可以具有任何其它希望的构造(即，装备可以从导轨偏移)。图2A-2B为分别从不同方向(即，前面和侧面)示出了处理工具12和传送系统6的示意性的正视图，示出了根据另一个示例性的实施例，导轨定位在地板高度。
如上文中所述，图1所示的基片处理工具或装备12仅是代表性的，并且参考在这里披露的示例性的实施例描述的本发明的特征同样适用于任何其它适合的处理装备。基片处理装备可以为任何希望的类型，诸如基片处理工具、储料器或分类器。适合的基片处理工具的一个示例为可以从Brooks Automation，Inc购买到的GX系列处理工具。处理工具12可以具有限定内部空间或腔室的壳体或外壳，其中，能够相对于工具外部的气氛控制腔室气氛。例如，图1所示的工具12可以为诸如前面提到的GX系列工具的处理工具的环境前端模块(EFEM)。通常，处理工具的EFEM被结合到具有诸如惰性气体或真空的隔离的气氛的处理腔室，使得可以在没有可能的污染的情况下执行不同的半导体制造工艺，诸如材料沉积、光刻、蚀刻、基片清洗。图1B所示的示例性的实施例中示出了这样的工具构造，将在下文中对其进行更加详细地描述。可以以任何希望的方式控制处理工具腔室内的气氛。例如，处理工具12腔室可以具有能够将高度过滤的(即，净化室质量)空气引入腔室以在其中建立并且维持适用于45纳米节点或更小线宽的集成电路制造的净化室气氛的风扇过滤单元(没有示出)。在替代的实施例中，腔室可以能够从外部隔离内部气氛。在这样的实施例中，腔室可以保持惰性气体气氛或可以保持真空。如之前提到并且在图1中示出的，处理工具12具有允许在不损害内部气氛的情况下装载和卸载基片的装载/卸载接口或装载口14。
在图1所示的示例性的实施例中，工具12具有多重对接装载口14。在图1所示的示例性的实施例中，装载口14配合到工具12的前面的面12F。使用术语“前面”是为了方便识别给定的参考系内的工具的侧，并且在替代的实施例中，装载口可以定位在工具的任何希望的侧(包括顶部或底部侧)上。在示例性的实施例中，例如当工具12表示处理工具的EFEM时，工具内的处理部件(例如，基片传送机械手，装载锁，传送腔室，处理模块)可以被设置在图1所示的工具的前面的面12F的后面或背后(沿凸出进入面板的轴线)。装载口14可以整合到工具的面12F或可以为在适合的安装接口接附到工具面12F的模块化的区段(如将在下文中描述的)。如将在下文中更加详细地描述的，装载口14通常在其中具有装载开口，基片可以通过装载开口传递进出工具12。装载口LP还可以具有能够关闭或阻塞该开口的关闭物，至少足够当开口否则暴露于外部气氛时维持腔室内部气氛不受损害。装载口的适合的示例在日期为6/30/98的美国专利No.5,772,386，日期为6/6/00的美国专利No.6,071,059，日期为4/23/02的美国专利No.6,375,403，日期为10/8/02的美国专利No.6,461,094，日期为8/26/03的美国专利No.6,609,876和日期为11/4/005的美国专利No.6,837,663中披露，以上专利全部在这里全文作为参考加入。装载口14可以具有运载器保持或对接站，其具有适合的支撑装置，使得能够将基片运载器C对接到装载口，使得可以沿通过装载口开口中的一个的传送路径在运载器和工具12之间传递基片。在此示例性的实施例中，装载口12可以对于每个装载开口具有关联的对接站(如还将在下文中更加详细地描述的)。装载开口和关联的对接站可以以装载开口/对接站对(即，一个装载开口对一个对接站)的形式布置。此后，当指的是装载开口/对接站路径时将使用术语对接站。装载口14的装载口对接站14A-14D在图1中示意性地示出。运载器支撑装置(结构)14AF-14DF示出为指示每个对接站14A-14D(运载器C定位在一些对接站支撑装置上)的位置。在此实施例中，运载器支撑装置14AF-14DF示意性地示出为邻近对应的对接站的装载开口(如可以理解的，用于或运载器C在装载站内定位的图1所示区域指示装载开口的位置)定位。在替代的实施例中，对接站的运载器支撑装置可以定位在相对于装载开口的任何其它希望的位置。例如，用于给定的对接站的运载器支撑装置可以从装载开口偏移，并且其它对接站的其它装载口装载开口可以定位在运载器支撑装置和给定的对接站的装载开口之间。还如图1所示，装载口14的对接站14A-14D大致上与彼此相似。每个对接站14A-14D能够与相似的运载器C(具有相同的构造和容量的运载器)接口。在替代的实施例中，装载口可以具有能够与不同的构造/容量的运载器接口的不相似的对接站。
如之前提到的，此示例性的实施例中的装载口14为具有多个对接站14A-14D(在图1中示例性地示出了四个对接站14A-14D，并且在替代的实施例中可以提供更多或更少的对接站)的多重对接装载口。在示出的实施例中，对接站14A-14D相对于彼此垂直地偏移。对接站可以根据需要大致在垂直的行内对准，或者可以以任何希望的配置水平地和垂直地偏移，诸如对角地对准或交错的配置。在示例性的实施例中，对接站14A-14D确定尺寸为对应用于传统的25晶片FOUP的传统的装载口对接开口。作为示例，在此实施例中，装载口14具有四个对接站14A-14D，并且包括用于运载器C对接的空间的四个对接站的空间包络大致与通过BOLTS-M接口标准(SEMI E63)限定的单一传统的25晶片FOUP装载口的空间包络相同。在示例性的实施例中，装载口14的对接站14A-14D能够同时操作适合的数量的容量减小的运载器C，使得与传统的工具相比，工具的生产量不会受到损害。在替代的实施例中，装载口对接站的数量和尺寸可以根据需要改变，并且装载口对接区域(围绕全部装载口对接站可以具有任何希望的尺寸和形状的空间包络)。此外，在装载口对接站处快速交换替换运载器的能力(如将在下文中描述的)改进工具生产量。
现在参考图5A，示出了可以与图1所示的处理系统10一起使用的代表性的基片运载器C。具有与运载器C相似的特征的基片运载器的适合的示例在在这里全文作为参考加入的8/19/05提出的题目为Reduced Capacity Carrier and Method of Use；律师案号No.390P011935-US(PAR)的美国专利申请中披露。基片运载器C通常具有壳体11，壳体11具有一个或多个用于在其中放置基片S的基片保持C14槽。基片可以为任何希望的基片，诸如200、300、450mm(或任何其它直径)的半导体晶片，或标线片或用于平板显示器的平板。运载器壳体能够在运载器内部保持受控的气氛。在图5A所示的示例性的实施例中，运载器10可以具有侧面打开门13和特征部16，用于运动地对接到装载口对接站14A-14D，其将如下文中所更多描述地打开运载器门。在替代的实施例中，可以提供其它门和对接设置，诸如例如凸缘、引导器或滚子。在其它替代的实施例中，运载器可以为底部打开的。在此实施例中，运载器还具有允许使用架空起重机、相似的或替代的材料传送设备操作运载器的特征部20。如图5A所示，门13可以用双重(或单一)凸轮机构锁定并且可以具有用于销定位的孔和槽22A，诸如例如，以与传统的SEMI标准FOUP运载器相似的方式。
再参考图11，如上所述，工具12可以具有带有希望的数量的运载器缓冲器位置16A-16D的缓冲器站16。图1中示例性地示出了四个缓冲器位置16A-16D，并且在替代的实施例中，缓冲器站根据需要可以具有更多或更少的缓冲器位置。在此实施例中，每个缓冲器位置能够保持基片运载器C，然而在替代的实施例中，在缓冲器位置处可以缓冲任何希望的数量的运载器。缓冲器站16可以邻近装载口14定位并且在链接工具12和运载器传送系统6的运载器操作系统20所能及的范围内。缓冲器站16可以定位在装载口14和传送系统6之间。例如，在图1所示的实施例中，缓冲器站16定位在缓冲器站上方的架空传送系统6和缓冲器站下方的装载口14之间。因此，在装载口14和传送系统6之间传输的运载器操作系统20能够在缓冲器位置16A-16D内排队运载器，以装载到装载口对接站内和/或装载到传送系统6的车辆V内。现在参考图2A-2B，除了提到的之外，与工具12相似的此示例性的实施例中的工具12’具有定位在下方的地板高度的传送系统6’和上方的装载口14’之间的缓冲器站16B’。在此示例性的实施例中，工具12’具有另一个缓冲器站16V’。第二缓冲器站16V’定位在装载口的从(下部)缓冲器站16B’的相对(即，上部)侧上，使得装载口14’大致被夹在缓冲器站16V’、16B’之间。在替代的实施例中，缓冲器站可以定位在装载口的从传送系统的相对的侧上。在图1-1A和2A-2B所示的示例性的实施例中，缓冲器站大致与对应的装载口(例如，缓冲器站16和装载口14和缓冲器站16V’、16B’和装载口14’)对准。在替代的实施例中，用于对应的工具的缓冲器站和装载口可以从彼此垂直地偏移。如图1所示，在此示例性的实施例中，装载口14(以及缓冲器站16)大致与传送车辆装载/卸载站6S对准，在传送系统6上的传送车辆V定位为在接口I处传递运载器的位置。相似地，在图2A-2B所示的示例性的实施例中，装载口14’和缓冲器站16V’、16B’与传送系统6的装载/卸载站6S’对准。如还可以理解的，示例性的实施例中的传送系统6、6’提供穿过工具12、12’的装载口14、14’的传送路径。参考图1A，传送系统6限定了通过箭头M指示的穿过装载口14的用于传送车辆V的运动路径。如可以理解的，传送车辆V具有到导轨G的接触配置，允许车辆跨越导轨内的开口O并且在该开口上方运动并且不与操作系统20的结构干涉。参考图2A-2B，车辆V1’的运动路径(在图2A中通过箭头M’指示)穿过缓冲器站16B’。缓冲器站16B’和操作系统20’设置为允许传送系统6’上的车辆V1’运动通过缓冲器站和操作系统L，例如，缓冲器站和操作系统结构越过允许车辆V1通过的间隙桥接。在替代的实施例中，传送系统可以定位为使得传送系统导轨、或从传送系统导轨支撑并且沿传送系统导轨运动的传送车辆穿过用于处理工具的装载口的对接站。
再次参考图1，可用通过操作系统20或根据需要手动地装载/卸载装载口对接站14A-14D。相似地，操作系统20能够从任何希望的缓冲器位置16A-16D装载/卸载运载器。在此实施例中，操作系统20定位在工具12的前面的面的前面并且邻近装载口14和缓冲器区段16，成可以称作右手工具站版本(即，当在前面的方向(即，从图1所示的面出来)从工具前面的面看时，装载口/缓冲器站在操作系统右面)。装载口14/缓冲器区段16与操作系统20一起可以具有占据通常相当于接附到传统的EFEM系统的两个邻近的传统的装载口的空间的空间包络。在替代的实施例中，工具可以具有更多装载口位置(如图1中虚线所示，可以在操作系统的相对的侧上提供另一个装载口位置)。工具站可以构造为右手和左手版本，由此倒转升降机和装载口位置并且在工艺工具处可以获得附加的容量。图2A-2B示出了左手版本的示例性的实施例。
仍然参考图1、2A-2B，此实施例中的操作系统为通常包括导轨21和运载器升降机或提升机22的升降机20。升降机在数个高度之间传递运载器以访问传送系统(例如，架空传送系统6、地板高度传送系统6’、传统的输送机系统(没有示出)或手动的输送系统)、缓冲器座16A-16D、和装载口站台14A-14D。在此实施例中，导轨21示出为大致垂直地定向并且从(架空)传送系统6(或地板传送系统6’)至少延伸到多重对接装载口14、14’。还参考图1，在此示例性的实施例中，导轨21还可以在装载口14下方延伸到输送机系统CV或延伸到用于人类工程学的手动装载的位置。在替代的实施例中，导轨可以根据需要定向并且可以延伸到任何希望的长度。如图3A最佳所示(示意性地示出了升降机20的俯视图)，导轨21通常包括形成用于运载器提升机22的传送途径和支撑装置的轨道、履带或皮带21A、21B。在此实施例中，示例性地示出了两个轨道21A、21B，并且导轨21可以包括任何希望的数量的轨道/引导器。在图3A所示的实施例中，轨道21A、21B示意性地示出为相似的并且具有通常圆形的截面，然而，轨道21A、21B可以具有不相似的截面，截面可以为任何适合的形状，以使得提升机22A、22B能够运动地接合轨道，使得提升机能够如果需要沿导轨21在通过图3中箭头Z指示的方向双向地运动。在替代的实施例中，每个轨道21A、21B可以包括多个大致平行的轨道。
图3A示出了两个运载器提升机22A、22B，然而任何希望的数量的提升机可以与导轨21一起使用。在此实施例中，提升机22A安装为沿导轨21A横过，提升机22B安装为沿导轨21B横过。如上所述，与提升机22A、22B相似的附加的提升机可以定位为根据需要沿轨道21A、21B中的任一个或全部横过。在此实施例中，提升机22A、22B通常相似。每个提升机具有将提升机保持在导轨上的基底区段22C、22C’，和从基底区段延伸的运载器抓具或运载器支撑区段22D、22D’。基底区段22C、22C’可以具有任何希望的构造以接合轨道21A、21B。马达或其它发动系统(没有示出)可以提供在基底区段22C、22C’或轨道21A、21B或全部内。例如，发动系统可以包括电动伺服马达、步进马达、磁性直线马达或其它适合的促动器，诸如气动促动器中的任何一种，以使得提升机独立地并且沿导轨21A、21B在通过图3中箭头Z指示的方向双向地运动。在替代的实施例中，基底区段22C、22C’可以通过循环回路/皮带构造在轨道21A、21B上运动。在该情况中，提升机可以被固定地安装到皮带以与皮带大致一致地运动。在该情况中，一个基底区段22C可以在一个方向(例如，上)运动，并且另一个区段22C’可以在相对的方向(例如，下)运动。
如图3A所示，提升机的运载器支撑区段22D、22D’具有带有将运载器C保持在提升机上的构造的诸如支撑臂、叉、指状物的支撑构件。图3A所示的支撑区段22D、22D’的构造为示意性的并且仅是示例性的。在替代的实施例中，支撑区段可以具有能够支撑运载器并且当一个或全部提升机为空时经过彼此的任何其它适合的配置。运载器支撑区段22D、22D’在图3A中分别示出为保持(或关闭)和释放(或打开)位置。运载器支撑区段22D、22D’的支撑构件可以成形为与运载器的希望的特征部或表面CF合作。可以通过任何适合的促动器，诸如电动的或气动的弹簧加载的螺线管，实现支撑区段22D、22D’的促动。如图3A所示，分别在轨道21A、21B上的提升机22A、22B能够在至少一个运载器提升机22A、22B在其上保持运载器C的情况下运动经过彼此。运载器支撑区段22D、22D’可以构造为保持一个或多个运载器(例如，以垂直的堆叠)。这使得能够在给定的提升机处快速交换运载器。当一个运载器被从给定的提升机21A、21B获得并且放开时，另一个运载器可以被同一个提升机捕获并且抓住。在替代的实施例中，附加的提升机可以被添加到相同的柱内的相同的导轨或不同的导轨。包括附加的提升机还可以提供进行上述“快速交换”的能力，以及通过冗余的运载器输送机构提供容错系统。如可以理解的，运载器提升机21A、21B能够横过共同的垂直用地或空间。例如，满的提升机22A和空的提升机22B或两个空的提升机可以在共同的用地或空间内经过彼此，如图3A所示。工具缓冲器控制系统300(参看图3)将一个运载器C从其分别的提升机往复到该两个提升机之前的缓冲器架子，其中运载器占据相同的用地或空间。在图3所示的示例性的实施例中，导轨可以如上所述延伸经过最下面的运载器输送位置，允许将无效的提升机推出，从而允许工具缓冲器继续循环运载器通过系统。可以将无效的运载器手动地运动到延伸的位置或通过诸如主动的提升机的另一个机械设备运动。替代地，导轨21可以是连续的，如在垂直的圆盘输送机中。每个提升机可以包含能够在可以为被动的升降机柱状物20和缓冲器位置或装载口对接站之间水平地(在通过图3中箭头X指示的方向)往复运载器的主动的元件(即，原动机)。
再次参考图3，示出了升降机22M的另一个示例性的实施例。在此实施例中，升降机22M具有以固定的或可调节的垂直的节距安装到与提升机22A-22B相似的一个或多个提升元件的数个平台22M1-22M4(示例性地示出四个平台，但是可以使用任何希望的数量)。平台形成用于基片运载器的垂直地平移的盒。运载器平台节距可以大致匹配装载口站台14A-14D和缓冲器位置16A-16D的节距。可以在传送系统的每个装载口对接站、缓冲器位置和/或运载器上部署主动的水平的往复设备。水平的往复设备可以在通过图3中箭头X1、X2分别指示的方向将运载器从传送系统运动到装载口和缓冲器位置并且再次返回。替代地，主动的水平的往复元件可以在发生传递的高度处接地，以减小使用的主动的元件的数量。在另一个替代的实施例中，工具站可以具有被动的装载口盒、被动的缓冲器座、并且使用能够自发地运动的基片运载器。
在装载口站台14A-14D或缓冲架子16A-16D和升降机系统20之间往复运动期间的运载器轨迹可以在水平面内实现。通过结合提升机21的小的垂直运动，例如将被动的嵌套运载器接合和脱离到站或对接特征部(没有示出)，拾取和放置运载器可以是可能的。为了促进垂直的和水平的往复，可以增加嵌套的运载器C之间的最小节距。在图1-3所示的实施例中，可以通过水平地平移和约束嵌套的运载器，如果需要通过可运动的闭锁或通过施加保持力导致运载器保留在固定的已知的位置，实现运载器的往复。保持力可以通过磁性吸引、流体压力、或其它已知的装置施加。在在升降机系统20上传送期间和在往复运载器去往和来自装载口站台14A-14D或缓冲器站16A-16D期间，从控制器300执行对提升机22的运动的控制。
现在参考图4，为了实现水平的往复，可以提供用于支撑和引导运载器以及传输和联接发动的力的装置。可以例如通过轮子、轨道、滑行板、空气轴承、磁性力、和类似物的不同的配置，实现支撑和引导，如在图4A-4F所示的实施例中示出的。图4A示出了根据一个实施例的运载器C1，其中，运载器框架CA具有安装在其上的用于提供垂直的和侧向的支撑的轮子CWV和CWH。在图4B中，运载器C2的示例性的实施例靠在轮子WV、WH(可能安装在从工具站12或升降机20悬挂的支撑履带T上)上安置。在图4C所示的示例性的实施例中，滑行板SV、SH(安装到运载器框架CA或其上支撑运载器的支撑结构)可运动地支撑运载器C3。在图4D所示的示例性的实施例中，支撑履带T1和/或运载器框架包括用于支撑和引导运载器C4的空气轴承或磁轴承BV、BH。在图4E中，运载器C5安置在可运动的输送机Tc(皮带或滚轴)上并且如图所示通过侧导轨SGR侧向地引导。在图4F中，运载器C6框架具有安装在其上的骑在支撑轨道TR上的有槽的轮子CWG。可以通过旋转马达驱动皮带、绳索、导螺杆、机器人手臂链接、或斜辊机构、或通过直线马达、气动促动器、和类似物产生直线运动。如此产生的直线运动可以例如通过机械干涉、摩擦、磁力、或流体压力联接到运载器。
现在参考图7，示出了根据示例性的实施例的来自升降机20的定位在(装载口14的，参看图1-3)装载口对接站14A上的运载器C的俯视图。根据示例性的实施例的方法为从侧部水平地(在通过箭头X指示的方向)前进运载器C到相对靠近装载口开口壁12W的背部的位置。可以在每个平移的运载器的前面的面CFF和装载口开口壁12W的背部之间形成小间隙G。如图7所示，对接站14A上的运载器C的位置可以为配准或预配准位置，通过关闭间隙G从该位置配准运载器C，如将在下文中描述的。与此相反，传统地通过垂直于装载口开口(例如，在通过箭头Y指示的方向)的总的运载器水平平移实现在BDLTS平面处的对接，这是费时的。另外，如上文中所述，传统的前面打开的运载器的前面的对接使用沿运载器的底部(运载器到往复)和运载器的前面的面(以密封运载器装载口接口和接合运载器门)的运载器的配准。导致的情况是过度约束。
现在参考图8A，示出了根据另一个示例性的实施例的装载口对接站LP14A、缓冲器位置B16A、B16B和运载器C的放大的正视图。运载器C大致与前面描述的运载器相同。装载口对接站LP14A大致与图1所示的装载口对接站14A-14D或图2A-2B所示的装载口对接站14A’-14B’中的任何一个相似。
在前面打开的运载器的情况中，如在这里描述的示例性的实施例中使用前面的面进行位置配准克服了传统的300mm FIMS(前面打开接口机械标准)兼容的接口，即同时控制水平对接接口和垂直装入接口的缺点。如上文中所述，此情况在传统的运载器中被过度约束并且通过在前面的接口在运载器和装载口之间维持间隙适应，增加了对基片装载口和运载器的不希望的污染的可能性。
如图8A所示，这样的单一平面接口消除了传统的系统的底部接口和关联的往复机构，允许在装载口处或在存储/缓冲器位置(参看例如图2A-2B)密集垂直包装的可能性。在示出的实施例中，可以提供支撑装置或架子LPS以安置运载器C，但是没有配准特征部。为了避免产生配准上的过度约束，架子和/或运载器腿可以设置为使得当被自由地安置在架子上时，运载器相对于配准的位置具有节距。如将在下文中描述的，运载器的配准导致运载器被抬离架子。还参考图8B，示出了与装载口对接站LP14接口的运载器C的俯视图。在此实施例中，支撑架子可以限定用于运载器C的配准特征部，由此在平的表面LPSF上配准前面的运载器结构C6的底部。通过以悬臂的方式从装载口支撑运载器的夹具机构LP10固定顶部或上部运载器部分C8。特别是，当接合夹具LP10时，从运载器C的被动的支撑位置提升运载器C的后部。前面的平的配准表面LPSF还可以用作对下部的接口的污染防护物。如图所示，夹具机构CP10具有相反的夹具区段LP12、LP14。夹具区段分别地在位置R1-R4(对于夹具LP12)和位置L1-L2(对于夹具LP14)之间可运动，如图所示，夹具零件LP12能够进行旋转和横过运动，并且夹具零件LP14仅能够在通过图11中箭头Y指示的方向横过运动。可以用导致夹具零件LP14接合并且朝向口拉运载器凸缘的四杆联动装置促动夹具零件LP12。为了允许通过(对接站或升降机的)机构或通过手从通过箭头X指示的方向的侧放置运载器C，夹具零件LP12缩回到标记为R1的位置。可以用链接(示意性地示出为图8B中的特征LP13)将两个夹具零件LP12、LP14绑在一起以实现单一驱动轴线。如图8B所示，运载器C具有分别通过关闭夹具零件LP12、LP14接合以拉和保持运载器面的安置表面靠在装载口LP的配合的表面上的运动的特征部C10、C11。夹具机构可以定位在口开口(如图8B所示)的侧上以最小化微粒污染物进入接口区域的可能性。
将运载器C’配准到装载口对接站的另一个示例性的实施例在图9中示出。在此实施例中，使用顺性的后部力前进运载器C’并且将其靠在口上固定。在示例性的实施例中，使用充气的囊LP10前进运载器C’并且将其靠在前面的接口上固定。邻近的(或相同的)囊可以具有被抽空以从口撤回运载器C’的能力。囊LP70具有真空吸杯LP72以在缩回时固定运载器C’。可以使用任何适合的顺性的囊或流体促动的波纹管设备。在替代的实施例中，可以使用任何其它希望的顺性的促动系统。此配置消除了传统的往复机构(1轴线)和传统的FIMS装载口的传统的运载器压制(通常2轴线)机构。如图9所示，此实施例中的对接站的前面的接口包括邻近的被动的配准引入端LP40。该引入端优选地定位到口的侧以最小化微粒污染物进入接口区域的可能性。在此实施例中，运载器C’的前面具有定位在运载器的侧向的侧上的运动的小平面(安置表面)C10’、C11’。装载口对接站引入端LP40具有补充的运动的接口LP60’，接口LP60’是被动的，具有引导器和安置表面LP62’、LP64’以接合运载器的配合的运动的小平面C10’、C11’，由此引导和接合运载器，使得运载器与图10所示的运载器C’相似地从装载口接口悬臂地保持。装载口开口周缘内的适合的密封件(例如，O形环)确保运载器壳体和装载口之间的密封。
现在参考图10，示出了根据另一个示例性的实施例的与装载口对接站接口的运载器C”的俯视图。在此实施例中，使用波纹管LP70”实现运载器门的闭锁和移除。在此实施例中，可以与图8A-8B中的运载器C相似地执行运载器C”到装载口接口的前进和配准。如图10所示，在此实施例中，可以通过当门处于关闭位置并且保持器充气时接合运载器框架内的凹进处(没有示出)的门C13”上的周缘可放气的保持器C02”将运载器门C13”保持在运载器开口的框架内。在替代的实施例中，门保持器可以为任何适合的气动促动构件(例如，销，球)。在其它替代的实施例中，运载器门的可放气的保持器还可以用作门和运载器壳体之间的密封件。在示出的示例性的实施例中，运载器开口框架可以具有分开的密封件C03”以密封门C13”和运载器壳体之间的接口。如可以理解的，如上文中所述将运载器C”配准到装载口导致使得波纹管LP70”与运载器门接触，如图13所示。
一旦接触运载器门，波纹管被抽空(通过适合的系统)(没有示出)以压缩波纹管，由此固定并且缩回运载器门。口门LP4”上的引导配准销LP6”可以用于当其被缩回并且返回运载器时维持运载器门C13”相对于口门对准。运载器门内的孔口或开口C13V”可以允许真空进入门C13”并且放气门的周缘可放气的保持器。波纹管(或定位在口门上的分开的机械弹簧LP8”)的弹簧力可以确定大小为使得可放气的保持器C02”在门C13”被移除之前塌陷。一旦通气(可以是过滤过的)口波纹管LP70”，弹簧力将门C13”重新插入运载器，并且可塌陷的保持器重新接合运载器凸缘。
图11中示出了根据此示例性的实施例的运载器C5和用于装载口对接站P14A(与对接站14A相似)的支撑面LPS之间的代表性的接口。为了清晰，运载器C5在图11中示出为处于从装载口面偏移的位置。在该图中，装载口支撑面LPS示出为在形成装载口的基片装载开口LPO的装载口面或板上。如可以理解的，装载口支撑面可以为面向运载器的接口侧C515的任何表面。运载器C515的接口侧具有如下文中所述的运动的联接特征部C516。现在还参考11A、11B，示出了运载器分别处于对接的和未对接的位置的图11所示的运载器装载口接口的示意性的正视图。在对接的位置，运载器上和装载口支撑面LPS上的运动的联接特征部C516被接合以配准并且保持运载器在希望的位置并且相对于装载口开口LPO对准。
如可以理解的，运动的联接特征部可以为任何希望的构造。图12A-12B中示出了一个示例性的构造，其为相对于装载口处于对接的和未对接的位置的运载器C5A的俯视图。在此实施例中，运载器具有侧向地凸出的表面C516AF(例如在侧凸缘上)。装载口具有限定了补充的支撑面LPSA的凸起。图13A-13B示出了运动的联接的另一个示例性的构造。在此实施例中，运载器C510B可以在面向装载口支撑表面LPSB的面内具有锥形的引导凹口C516B。装载口支撑表面可以具有用于接合运载器内的凹口C516B的补充的锥形的垫区段LPS1。装载口上的凸起可以是固定的或者可以弹簧加载。凹口和凸起的面上的锥形定向为将运载器引导到希望的位置。在图13B中，装载口上的锥形的凸起成形为倒圆的销。在图13C所示的示例性的构造中，运载器具有接合装载口内的补充的有角度的面的外部斜切的面C516C。在图130所示的示例性的构造中，运载器具有被装载口上的与图13A所示的凸起LPS1相似的补充的凸起接合的锥形的钻孔C516D。图13E示出了具有带有接合销的阳部分和具有固定孔(在两个方向定位阳部分)的阴部分和接合配合的销以在一个方向浮动的延长的槽的运动的联接C516E。
现在参考图14，示出了用电磁联接配准到装载口LP的运载器C610的正视图。在此实施例中，运载器C610可以具有包括在或接附到运载器壳体的适合的磁性材料C616(诸如不锈钢)。装载口提供有适合的永磁/电磁卡盘LPM。适合的永磁/电磁卡盘的示例在图17中披露，其通常具有定位在线圈内的永磁体或永磁体对，使得电流通过线圈接通和断开卡盘。卡盘被激励以保持运载器并且被去激励以释放运载器。图15A-15C示出了具有在如图所示的不同位置的磁性材料C616A、C616B、C616C的运载器C610A、C610B、C610C的不同的示例性的实施例。如可以理解的，磁性的保持不包括运动零件，导致大致不会产生污染的非常清洁的接口。
运载器和装载口之间的运动的联接可以为主动的机械联接(与图8A、8B所示的联接特征部相似)。图16A-16E中示出了主动的机械联接的其它示例性的实施例。在图16A中，装载口具有接合运载器C710A上的特征部的旋转的夹具区段CP750A。在图16B所示的实施例中，装载口具有被接纳到运载器C710B上的凹进处/腔的可扩张的设备LP750B(例如，囊)。适合的流体源(没有示出)经由提供在装载口对接站内的线路连接到囊。通过主控制器控制流体引入囊和移除以扩张和收缩。运载器腔C716B可以具有燕尾形面，当该设备在腔内部扩张时，燕尾形面接合可扩张的设备的表面，以将运载器拉靠在装载口上，并且将运载器配准到希望的位置内。在图16C所示的实施例中，装载口上的螺线管操作的夹具LP750C在相反的方向靠在运载器C710C的表面上运动以配准。图16示出了另一个实施例，其中，装载口对接站具有构件LP750OD，构件LP750OD限定了用于运载器C710D的支点和当配准时运载器靠在其上安置的停止表面LP750DS。运载器具有安置在通过构件LP750D提供的支点上的接合唇部C716D，并且运载器从进入位置C710D’旋转，直到其靠在停止器LP750DS上安置。在图16E所示的实施例中，联接以与图16所示的大致相对的方式设置，支点构件LP750E在底部上，并且运载器C710E向上旋转进入其配准位置。在此实施例中，主动的钩子LP750EH可运动地安装在接合到对接站结构的装载口上，并且将运载器保持在配准的位置。
一旦完成运载器在装载口对接站处的对准，可能继续对装载口打开运载器以便在运载器和工具之间建立通过装载口的用于基片的传递路径。如可以理解的，通过移除(或激励)运载器门打开运载器。再次参考图1，在此示例性的实施例中，装载口的每个对接站14A-14D可以具有能够接合如上所述配准到对接站的运载器的运载器门并且能够移除运载器门的运载器门开启器14AR-14DR。在此示例性的实施例中，每个运载器门开启器可以被独立地激励(如将在下文中更加详细地描述的)以接合和移除运载器门，使得可以独立地提供对在装载口对接站处对接的每个运载器C的存取。在替代的实施例中，两个或更多对接站的运载器门开启器(例如，与图1所示的开启器14AR-14DR相似的运载器门开启器)可以被随动在一起以同时接合和打开两个或更多对接的运载器的运载器臂。如可以理解的，装载口上的运载器门开启器通常符合运载器门的构造以配合、接合和促动运载器门的任何锁定机构。例如，如果运载器C具有根据图5A所示的示例性的实施例的门(即，具有用于按照SEMI标准设置的门开启器销定位和键接合的孔和槽22A)。装载口对接站14A-14D上的门开启器配合接口(没有示出)具有符合运载器门上的配合的孔和槽的定位销和键。在上文中描述的图10中示出了与图1所示的对接站14A-14D相似的代表性的装载口对接站的运载器门开启器的另一个示例性的实施例。
现在参考图5B-5D，示出了根据再一个示例性的实施例的运载器C810。在此实施例中，运载器具有门C813(在此实施例中，在运载器的相对的侧上示出了另一个门813A，允许运载器用任一侧与对接站接口，或允许另一个设备与运载器的任一侧开口接口)。在替代的实施例中，运载器可以具有更多或更少的门。在此实施例中，可以用在运载器门内起作用的具有与前面描述并且在图17中示出的永磁/电磁卡盘相似的卡盘C815的锁定系统C818将门813、813A固定到运载器壳体。在此实施例中，磁性的材料可以定位在门C813内。永磁/电磁卡盘C815可以定位在运载器壳体内。如上文中所述，例如当运载器对接时将电流施加到设备激励/去激励卡盘。图6示出了装载口运载器门开启器LPR具有永久电磁卡盘LPR2以从对接到装载口对接站的运载器C810移除运载器门C813的实施例。除非另有说明，图6所示的装载口对接站与图1所示的对接站14A-14D相似。运载器门内的永久电磁卡盘LPR2大致与图17所示的永久电磁卡盘相似。运载器C810到对接站的配准将运载器门C813定位为充分地靠近LPR，使得卡盘LPR2当被激励时捕获门。如将在下文中更加详细地描述的，可以提供密封件以密封运载器门和门开启器LPR之间的接口。在替代的实施例中，运载器门可以与门开启器接触，使得激励门开启器卡盘(与卡盘LPR2相似)不导致运载器门和门开启器之间的相对运动。在此示例性的实施例中，通过控制器300(参看图1)实现门开启器卡盘LPR2以及运载器卡盘C815的激励，以大致与运载器卡盘C815的去激励同时发生或在运载器卡盘C815的去激励之前适合的时间发生。运载器上的运载器门C813的替换可以以大致相似但是倒转的方式发生，其中在运载器门开启器卡盘LPR2去激励的同时或之前激励运载器卡盘C815。在图6所示的示例性的实施例中，对接站可以具有用于为配准的运载器C810提供电源和通信的联接LP40。虽然示出为具有机械接口(例如，插头)，运载器联接可以为任何适合的类型，包括无线射频或光学的。
如可以理解的，非常希望可以避免当运载器对工具打开时污染工具12的内部或运载器的内部。对工具的可能的污染源来自外部气氛、运载器外部或运载器内部(因为运载器可以保持不同的和不合需要的气体种类，例如，当晶片制造工厂工艺期间对前面的工具打开时进入运载器的气体种类)。相反地，运载器污染源可以来自外部气氛和装载口外部。现在参考图18，再次示出了具有为处理模块和基片运载器C1010之间的接口提供微环境ME的示意性的代表性的工具1012(与图1所示处理工具12相似)。如上文中参考图1所示的工具12所述，微环境ME可以具有带有希望的气体种类/或混合物(例如N2、AR、AR/O2、与外部气氛不同的非常干燥的空气)的受控的气氛。微环境内的气氛也可以与运载器C1010内的气氛不同。在此示例性的实施例中，微环境示出为包括具有单一的代表性的对接站LP1014的装载口。对接站通常与图4所示的对接站14A-14D相似。图18A为装载口对接站LP1014和配准到其的运载器1010的部分截面图。在此实施例中，装载口对接站具有大致关闭装载口内的基片传送开口的运载器门移除器LPR。装载口框架和门移除器LPR之间的适合的密封件1116从外部密封微环境。在替代的实施例中，门移除器可以不关闭装载口开口。微环境内部的气体压力P2也可以大于外部压力P3或运载器压力P4。如图18所示，通过将运载器面密封到微环境，可以控制晶片暴露于可能是攻击性的气体种类(例如，外部气氛，来自运载器内部的不合需要的气体种类)。可以通过多个密封件(例如，运载器到运载器门密封件1112，运载器到装载口密封件1110，运载器门到装载口门移除器密封件1114和装载口门移除器到装载口密封件1116，如图25A所示)或单一的整合的密封件实现密封。如上文中所述，键(诸如可以与图5A所示的运载器门一起使用的)可以驻留在运载器和微环境装载口对接站之间的接口内，并且运载器C1010为(a)前面定位并且(b)前面密封，由此运载器的定位和接合动作还将运载器自身密封到装载口对接站并且从而密封到微环境。可以通过零容积密封(参看图18B，示意性地示出了运载器C1010、运载器门C1013、装载口门移除器LPR和装载口LP1014之间的零容积接口)消除运载器和装载口之间的接口内捕获的空气。在图18A所示的非零容积接口的情况中可以通过清洗消除捕获的空气，诸如阀在来自微环境的装载口对接站的清洗管道1118内打开并且微环境气体种类被引入空隙VO(在门移除器LPR和运载器门C108之间限定)并且用排气阀1120抽空。在示例性的实施例中，可以有专用的清洗管道，然而替代地，可以通过门移除器和框架之间的可以打开以清洗空隙VO的密封件1116形成来自微环境的清洗管道和阀。也可以清洗运载器1010的内部区，诸如例如通过在口门移除器LPR和微环境装载口LP1014之间的密封件1114被打开之前使得运载器的内部暴露于气体种类(例如，首先打开密封件1112)。这里，当运载器内部暴露于微环境时，晶片暴露于的种类保持与运载器包含的种类相同。以此方式，运载器可以被从工具运动到工具，有效地控制晶片暴露于的气体种类。在替代的实施例中，不同的表面可以被加热、冷却、充电或以其它方式应用以更进一步地控制微粒迁移和吸引。
图19A-19G示出了两个运载器C1-C2，并且根据许多示例性的实施例示出了运载器门移除机构或代表性的装载口对接站。虽然示出了两个运载器和对接站14A、14B，应该理解，这些特征适用于装载口的一个或多个对接站。
参考图19A，可以通过使用1到n个与机构30A、30B相似的机构实现门打开和关闭，其中n为每个装载口的对接站的数量。在每个对接站14A、14B处部署一个门开启器30A、30B允许晶片存取顺序的完全的灵活性。这在图19A中示出。在此实施例中，每个门开启和关闭机构30A、30B可以服务对应的装载口对接站处的特定的运载器C1-C2。门开启器机构30A、30B大致相似。每个门开启器机构30A、30B可以具有互锁和接合特征部，诸如定位销、接合键，以与运载器的门CD1、CD2配合。如图19A所示，门开启器机构可以包括能够关闭或至少部分地阻塞装载口接口开口140的关闭物30C。门开启器机构30A、30B如下文中所述可以从阻塞位置(没有示出)被促动到图19A所示的打开位置。当处于阻塞位置时，门机构能够用接合特征部接合运载器门CD1、CD2。此外，可以诸如通过伺服马达或气动促动器操作接合特征部以导致将门CD1保持在运载器上的锁(没有示出)的释放以及接合。还可以操作接合特征部以将运载器门CD1接合或锁定到门开启器机构30A，或可以提供专用的锁(例如，真空)以将运载器门保持在门机构上。每个门开启器机构30A、30B可以具有适合的促动器30，诸如马达或气动促动器，以在阻塞和打开位置之间独立地运动每个门开启器机构30A、30B。如可以理解的，在打开位置，门开启器机构为传送基片通过装载口往来运载器提供大致不受限制的存取。在图19A所示的示例性的实施例中，运载器门CD1诸如例如在铰链上枢转通过阻塞和打开位置之间的弧θ。图19C-19D分别为根据另一个示例性的实施例的装载口对接站的门开启器的示意性的顶部俯视图和前面正视图。在此示例性的实施例中，通过对应的门开启器机构30A’、30B’在由通过箭头X和Y指示的方向限定的平面内平移每个运载器门CD1、CD2。如在图19C-19D所示，在此实施例中的门开启器30A’、30B’连接到能够在通过图19C中的箭头X、Y指示的方向内产生门开启器的大致直线的运动的适合的促动机构(诸如气动的或电动的驱动装置)。如可以理解的，方向X定向为从相对于装载口的面平面12W(限定了装载口开口)的平面出来。Y方向侧向地沿装载口面平面12W定向。运动方向X、Y可以不分别垂直或平行于面平面，并且可以不相对于彼此垂直。如在图19A所示的实施例中，并且如图19C-19D所示，门开启器可以独立于彼此被促动，并且门开启器并且因此运载器门CD1’、CD2’在打开和关闭位置之间的运动路径不会导致门移除器或运载器门和通过其它装载口对接站的基片装载开口140的基片传送路径之间的干涉。从而，在此实施例中，可以独立地提供在对接站处对每个运载器的存取。
在图19F-19G中，通过门开启器机构30A、30B、30C在大致平行于装载口的背部平面12W的平面内枢转每个门CD1、CD2、CD3。在此示例性的实施例中，分别的门开启器机构30A、30B、30C可以定位在如图所示的装载口开口140的相对的侧上。每个开启器机构在相对的方向(机构30A、30C逆时针旋转并且机构30B顺时针旋转)枢转对应的门CD1、CD2、CD3。在替代的实施例中，全部机构可以在相同的方向旋转门。在此实施例中，门开启器机构可以通过在通过箭头X1、X2、X3指示的方向平移将门移位到门可以自由地旋转的位置以便不与彼此干涉。在图19E所示的示例性的实施例中，门开启器机构能够将门CD1”从阻塞位置运动到关闭的运载器前面的位置S，或者在没有运载器定位时到装载口开口。
在替代的实施例中，可以使用数量减小的门移除器机构(即，比开口少的机构)，每个门移除器机构能够在一个或多个对接位置执行门打开和关闭。图19B所示的工具站的示例性的实施例在每个装载口14(参看图1)部署能够选择地接合1到n个运载器门的单一机构130，使得任何结合可以被同时打开和/或关闭。在此情况中，机构130具有多个具有用于接合运载器门的特征部的门接合站。可以选择地操作特征部130A、130B以锁定或解锁运载器门(例如，同时锁定和解锁不同的门，或在其它门没有被接合的同时锁定/解锁门)。
预想门移除过程可以与当前用于移除标准的13或25基片FOUP的过程相似。然而，披露了其它门打开机构和方法。例如，运载器门可以从顶部到底部摆动打开以使得基片暴露于机械手操纵器。机构可以必须开锁门关闭闭锁并且向下旋转门以打开运载器并且向上旋转门以闭锁门关闭闭锁以关闭运载器。另外，可以通过密封的气囊接口阻塞门，其中，可以通过充气气囊密封件以关闭运载器并且抽空气体以打开运载器的气体输送和移除系统控制打开和关闭机构。
部署晶片数量减少的运载器的结果为增加了运载器的总量并且增加了在整个工厂中对接/脱离事件的频率。同样地，相当大地增加了用于工具缓冲系统的控制软件的总的复杂度。另外，导致的对于与工厂控制软件(特别是下载处方和参数)的需求的增加伴随对通信等待时间的敏感度的增加，因为每个运载器的工艺时间相似地减小。为了确保晶片处理不会被延迟，可以在运载器到达之前将指令发送给工具，并且一旦运载器到达，核实该指令。为了适应这样的模式，示例性的实施例中的运载器C可以被认为是“聪明的”运载器，其包含机载的智能，诸如携带用于当前工具并且可能携带未来的工艺步骤的信息的处理器或存储器模块(未示出)。遍及整个系统部署诸如控制器300(参看图1)的硬件以从运载器读取这样的数据和将这样的数据写到运载器。通过用首先进行信息的单一的时间关键的传递(例如，在运载器和工具之间)并且随后为主机更新背景替代串行数据交换从传递时间分离通信时间。
参考图23A-23B，示出了根据再一个示例性的实施例的工具站112和架空传送系统100T的示意性的前面和侧面的正视图。如图23A-23B所示，工具站112大致与上文中所述的工具站12相似，但是使用架空起重机100T而不是升降机20，以实现运载器的垂直的平移。装载起重机可以被固定到作为传送系统的部分或者替代地作为专用于服务一个或多个工具的“龙门”吊车系统100T的部分的架空的履带车辆100V。在后面的实施例中，可以根据需要添加起重机以提供冗余和满足需求。
图23A示出了通过架空起重机100H升高和降低以与对接站114A-114D、缓冲器位置116A-116B、和传送系统100T接口的运载器箱100C。需要新的方法来管理由在柔性的起重机的端部处的横过的(通过箭头Y指示)运载器运动产生的反作用力。在此示例性的实施例中，用机械闭锁、磁性吸引、或流体压力或其它可促动的支撑系统100L(在图23A中示意性地示出)将运载器箱100M对接到装载口站台114A-114D。闭锁装置100L提供支撑以抵消当运载器被传送往/来自提升箱100M和装载口对接站114A-114D(以与运载器箱可以被稳定地保持以将运载器侧向地传送到缓冲器位置支撑装置116A-116B相似的方式)时产生的反作用力。替代地，可以通过运动的质量100B或回转器产生反作用力以补偿在运载器传送期间施加到提升箱的侧向的运动。在再一个其它替代的实施例中，可以用大致刚性的卷轴构件替换柔性的起重机。从起重机到提升箱的刚性的构件抵消运载器被传送往/来自提升箱和装载口对接站时产生的反作用力。
示例性的实施例使得能够基于起重机装载的另一种方法为使得全部对接位置可以从上方存取。参考图24A-24C，示出了装载口214，装载口214具有能够提供分别通过箭头Z1-Z3指示的从正上方存取的运载器的多个对接高度(架子)214A-214C。装载口可以具有装载和卸载运载器的偏移间隙G的“未对接的”位置，和存取晶片的“对接的”位置(图24A，24C)。在除了最上面的对接位置214A的全部位置(例如，对接位置214B-214C)，通过参考箭头42、43指示的摆出运动将运载器从对接位置运动到未对接位置，提供顶部存取。装载口对接架子214B、214C旋转或水平地横过Y2、Y3到OHT能够输送运载器的位置。在将运载器200C放置到对接架子214C-214B上之后，架子可以在装载口开口边界内旋转或水平地横过。在一个实施例中，起重机具有诸如上文中所述的允许用未处理过的运载器交换处理过的运载器的机构。
如果需要对运载器的附加的存储(即，大量工厂存储，区别于本地工具缓冲)，上述装载系统可以远程地部署有另外的缓冲器位置代替装载口。缓冲器位置可以为从地板、天花板固定，或接附到工艺工具的独立的架。缓冲器位置也可以为直接定位在传送系统履带下方或接附到传送系统履带的侧的架。
根据另一个示例性的实施例，装载口(诸如图1所示的装载口14)、缓冲器(例如，图1所示的缓冲器16)和操作系统20(例如，图1所示的操作系统20)可以是模块化的。图20A-20C示出了装载口模块2014、缓冲器模块2016和操作系统模块2020的三个示例性的配置的前视图。除非另有说明，装载口模块2014、缓冲器模块2016和操作系统模块大致与上文中所述并且在图1中示出的装载口14、缓冲器16和操作系统20相似。图20A示出了操作系统模块左面的(面向从工具BOLTS平面出来)装载口和缓冲器模块。在替代的实施例中，配置可以与图20A所示的相对地镜像。缓冲器也可以定位在装载口的正上方或正下方。图9B和9C还示出了定位在操作模块2020的两侧上的装载口模块2014和缓冲器模块2016U、2016B。在替代的实施例中，装载口模块可以在操作模块的一侧上并且缓冲器模块在另一侧上。模块2014、2016U、2016B、2020可以在模块接口2022X处与彼此关联。模块接口2022X限定了每个模块安装并且配准的位置，使得每个模块通过参考适合的接口基准点2026(例如，制造工厂地板或其它适合的基准点)关联到另一个模块。操作模块还可以相对于定位在安装的地板和天花板之间的任何高度的有效载荷传送系统2006(与图1所示的传送系统6相似)配准。模块可以以任何希望的顺序装配。接附模块的一个示例性的方法可以为可以将装载口模块2014安装到工具的BOLTS平面(参看图9D)，将操作模块2020安装到装载口模块并且将缓冲器模块2016V、2016B安装到操作模块2020。根据另一个示例性的实施例，模块可以预先装配到彼此，随后作为组件2024安装到螺BOLTS平面。一旦在制造工厂中，可以改变任何模块以适应系统的操作参数的改变。接口基准点2026可以用于模块2020的操作系统和控制器300的“工厂”教学。全部模块可以独立地构造以适应符合不同的操作方案的任何数量的预先确定的有效载荷。这些不同可能是在装载口对接站或缓冲器位置处的有效载荷的垂直节距或安装到操作系统的有效载荷操纵器(没有示出)到达的范围。操纵器还可以使用不同的“末端执行器”来适应特别的有效载荷。末端执行器可以为桨状物、叉形物、机械夹持器、磁卡盘、或为实现其目的所特有的任何这样的设备。因为可能使用不同的构造，操作系统模块可以相对于接口基准点自教学。一旦将模块构造装配到系统，依靠适合的接口(触摸屏或等价物)将指令发送给控制器300可以导致操作系统运行自教学程序，其建立对于系统构造的希望的定位和顺序。这可以通过许多方法实现，诸如通过应用使用诸如光电类型的传感器确定模块的特别的关系的程序。一旦收集到此相对关系信息，存在于控制器内的预教学程序可以接管用于系统内的有效载荷的操纵。
现在参考图21A-21B，示出了根据另一个示例性的实施例的通过旁路传送系统或旁路2004连接的工具或工具站2012、2012’的俯视和正视图。工具站2012、2012’通常与彼此相似并且与图1所示的工具站12相似。每个工具站2012、2012’可以具有缓冲器2016V、2016V’、装载口2014、2014’和操作系统2020、2020’。如可以理解的，缓冲器、装载口和操作系统的配置可以在每个工具站不同。旁路可以设计为连接两个或更多工具站2012、2012’并且特别是连接两个或多个连接的站的系统。例如，旁路可以将一个工具站的缓冲器连接到缓冲器、装载口和或操作系统或另一个工具站，并且反之亦然。旁路可以以任何希望的结合互连任何数量的工具站的站。旁路2004可以为专用的单向或双向运载器传递设备，诸如储运机区段。替代地，旁路2004可以通过与主运载器传送系统平行在任何数量的工具之间和之中部署的任何基于车辆或输送机的传送设备(包括架空传送器OHT)提供。图21B示出了示出了一个缓冲器层次连接，然而可以连接多个层次。为了自教学的目的，旁路2004还可以配准到每个工具站的前述接口基准点(参看图20B)。
图22示出了另一个工具站2212(具有装载口2014、缓冲器2016B)和处于装载、卸载、或排队以到达操作系统2220的位置的传送车辆。通过储存的能量(电池和/或超级电容器)供以动力的车辆将在工具站处的缓冲器/装载口或操作系统的空间包络内的充电区2240充电。可以通过来自车辆下方、上方、或旁边以及该位置的上游或下游的接触或非接触(感应的)装置实现充电。充电区可以根据需要定位，使得车辆V可以在排队、卸载、或装载时充电，利用内部处理的时间。车辆在这些位置充电不会影响其它车辆交通。充电电源和电子仪器(没有示出)可以以模块化的形式封装以允许作为模块安装在希望的位置。
图25A示出了具有大致与前面描述并且在图1、2A-2B中示出的工具站12、12’相似的工具站2512的制造工厂布局的示例性的俯视图。在此实施例中，装载口缓冲器和升降机可以定位在工具站前面并且在走廊内占据例如大约18英寸的空间。图26A示出了将工具2612的装载口2614、缓冲器2616和升降机2620重新定向到工具站的侧面的另一个示例性的实施例的俯视图布局，允许通过装载口的深度减小走廊宽度(例如，大约每侧18英寸；在两个走廊内总共大约36英寸)。在此实施例中，装载口、缓冲器和操作系统与工具成一直线。装载口和缓冲器被放入工具和操作系统之间。如果在此布局中使用前面打开的运载器C，可以重新定向有效载荷，使得运载器C13门面向EFEM的侧面。在此布局中，可以从工具开槽区域进行对工具的手动装载的存取，不占用走廊，使得可以进行低高度的车辆交通，不受操作者影响。如图26A所示，车辆V将在适当的方位运载其有效载荷(例如，运载器C)。图25B和26B为每个所述布局的等距视图。
如图28A所示，工具站2812的装载口2814可以具有口状态指示器2860，诸如发光二极管，可以结合在装载口模块上以显示口状态，包括运载器存在、运载器嵌套、忙、准备就绪、和类似状态。图28B示出了根据另一个示例性的实施例的配置，其中，状态指示驻留在运载器C自身上，而不是装载口模块2814上。状态可以本地地产生(例如，检测正确的嵌套的传感器驻留在运载器内)或从装载口例如通过无线传输或机械联接传输到运载器。相似地，点亮显示器的动力可以通过装载口供应或者作为电能存储在运载器内。图27示出了传统的EFEM的状态指示器。
应该理解，前面的描述仅是对本发明的说明。本领域中的普通技术人员可以在不偏离本发明的情况下设计各种替代和修改。因此，本发明企图包括属于后附的权利要求书的范围的全部这样的替代、修改和变化。

Claims (9)

1.一种基片处理装备，其包括：
内部具有用于处理基片的处理设备的壳体；
用于将基片装载到处理设备内的连接到壳体的装载口接口；及
连接到壳体的运载器保持站，该运载器保持站适用于在装载口接口处保持至少一个基片传送运载器，其中，运载器保持站设置为提供用于从运载器保持站替换该至少一个基片传送运载器的快速交换区段。
2.根据权利要求1所述的装备，还包括将运载器保持站链接到运载器传送系统的升降机系统，用于在运载器保持站和运载器传送系统之间传递该至少一个基片传送运载器。
3.根据权利要求2所述的装备，其中，升降机系统具有固定地连接到壳体的框架。
4.一种基片处理装备，其包括
内部具有用于处理基片的处理设备的壳体；
用于将基片装载到处理设备内的连接到壳体的装载口接口；
连接到壳体的运载器保持站，该运载器保持站适用于在装载口接口处保持至少一个基片传送运载器；及
与运载器保持站连通以从运载器保持站装载和卸载该至少一个基片传送运载器的运载器装载和缓冲系统，其中，运载器装载和缓冲系统与能够沿第一传送路径运动该至少一个基片传送运载器的第一运载器传送系统接口，并且与能够沿第二传送路径运动该至少一个基片传送运载器的第二运载器传送系统接口。
5.根据权利要求4所述的装备，其中，第一和第二运载器传送系统相对于彼此偏移。
6.根据权利要求4所述的装备，其中，装载和缓冲系统跨越在第一和第二运载器传送系统之间，将第一和第二运载器传送系统结合到彼此。
7.一种基片处理装备，其包括
内部具有用于处理基片的处理设备的壳体；
用于将基片装载到处理设备内的连接到壳体的装载口接口，装载口接口具有许多堆叠的开口，每个开口限定了通过该开口的对应的基片传送路径，并且具有用于阻塞对应的基片传送路径的可运动的关闭物；及
连接到壳体的运载器保持站，运载器保持站适用于在装载口接口处保持至少一个基片传送运载器，以装载和卸载基片；
其中，每个关闭物可以从关闭物阻塞对应的基片传送路径的阻塞位置相对于彼此独立地运动到对应的基片传送路径没有被关闭物阻塞的不阻塞位置。
8.根据权利要求7所述的装备，其中，每个关闭物在阻塞和不阻塞位置之间独立地运动，使得能够独立于堆叠的开口中的另一个的另一个基片传送路径阻塞和不阻塞通过每个开口的对应的传送路径。
9.根据权利要求7所述的装备，其中，关闭物在阻塞和不阻塞位置之间的运动设置为不会导致阻塞通过装载口接口的另一个基片传送路径。
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