CN101128915A - 加工设备直接装载 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种容器输送装载系统。该系统一般包括装载端口，用于将物品运送至加工设备和容器输送系统。在一个实施例中，装载端口具有可竖直移动的FOUP前移板组件，它适于为经过装载端口的传送装置装载/卸载FOUP并使FOUP水平移动。在另一个实施例中，装载端口具有可竖直移动的支撑结构，它适于为经过装载端口的往复运输小车装载/卸载容器。装载端口和容器输送系统的不同实施例是对传统容器输送系统的改进。本发明也包括用于同时输送许多容器的往复运输小车，装载端口可以为往复运输小车装载/卸载容器。

Description

加工设备直接装载
技术领域
总体上讲，本发明涉及自动化物料搬运系统(AMHS)。确切地说，本发明包括装载端口，它具有可竖直移动的、能直接将容器装入容器输送系统并从容器输送系统中卸下容器的容器支撑结构。
背景技术
在半导体制造工厂中，将容器如前开口标准搬运盒(FOUP)和标准机械接口(SMIF)盒传送至加工设备和装载端口是代价高昂的。一种在加工设备之间传送FOUP的方法是天车吊运(OHT)系统。OHT系统在离工厂地面约900毫米的高度将FOUP吊放到装载端口的移动板上。OHT系统利用复杂的天花板装设轨道和缆索吊运小车，输送FOUP例如至加工设备的装载端口。水平运动、悬吊缆索延伸以及单向操作的合作必须与在加工设备之间快速输送FOUP相协调。一旦加工设备需要装载或卸载，输送车就必须到位，以获得最佳效率。
OHT系统通常安装在工厂天花板的局部上，因此位于加工设备与装载端口的上方。OHT系统利用了厂内的空闲空间，因为加工设备一般是落地安装设备。顶装式OHT系统必须在OHT轨道和例如装载端口之间使容器升降一段相当大的距离。OHT系统优选具有非常高的洁净性，这是因为使FOUP沿轨道运动所产生的任何微粒可能会落到下方的加工设备区域中并可能损坏晶圆。
有轨小车(RGV)和自动导向小车(AGV)常被用在半导体制造工厂中，用于沿着工厂地面在加工设备之间移动容器。有轨小车和自动导向小车比天车吊运系统更易于维修，而且一般比顶装式OHT系统的成本低。微粒控制也变简单了，因为由有轨小车和自动导向小车产生的微粒始终留在装载端口的基准平面的下方。但是，有轨小车和自动导向小车占用了对半导体工厂非常宝贵的地面空间。
在半导体工厂中，晶圆物流量可以通过同时用地面输送系统和OHT系统将晶圆输送至加工设备来提高。例如，OHT系统能将FOUP传送至加工设备，而在相邻的加工设备之间的许多容器的输送由地面输送系统负责。例如当加工设备要求在加工区内的测量设备上测量每个FOUP的第一晶圆时，可能就是这种情况。
因此，在半导体工厂中，人们需要改善的FOUP输送系统。本发明提供一种FOUP输送系统，它降低了FOUP输送成本，提高了FOUP输送精度，简化了安装和维修，改善了洁净性并且缩短了与传统的FOUP输送系统相关的延迟时间。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种输送系统，用于在加工设备和传送装置之间高效移动容器。在一个实施例中，本发明提供一种装载端口，它具有可竖直移动的移动板。装载端口例如直接从传送装置上提升起容器，由此减少了在输送和设备装载中搬运容器的次数。
本发明的另一方面是提供一种输送系统，它是OHT系统的补充，并且起到用于加工区(如成组设备)或整个工厂的主自动化物料搬运系统的作用。在一个实施例中，本发明包括地面传送装置，用于在整个工厂中传送容器。每个装载端口包括可竖直移动的支撑板，用于直接为传送装置装卸容器。在另一个实施例中，支撑板包括用于使支撑板水平移动的载具前移板组件。传送装置也可以与工厂地面平齐、低于工厂地面或者高于工厂地面。本发明的其它实施例采用有轨小车、自动导向小车和人控小车(PGV)，用于在整个制造工厂中输送容器。
本发明的又一个方面是提供一种易维修的运输传送系统。OHT系统悬空于工厂地面上。因此，OHT系统不像地面输送系统那样易于接近。在一个实施例中，传送装置安装在工厂地面上。维修人员能轻松接近传送装置以进行维修。在另一个实施例中，装载端口具有用于接近位于工厂地面下方的传送装置的两级垂直升降机，当升降机处于升起位置时，该装载端口完全高于工厂地面。在这个紧凑状态下，装载端口可以从加工设备上被取下，并在传送装置上方被升起。
本发明的另一个方面是提供具有安全结构特征的输送系统。在一个实施例中，本发明具有护栏，它将传送装置与工厂的其余设施分隔开。护栏阻止了工人接触到移动的容器。本发明的另一个实施例是将传送装置包围在隔离管中。隔离管也阻止工人接触到移动的容器，同时可以使容器或物品与工厂的其余设施隔离，不受相关微粒的影响。地面输送系统(如传送装置、有轨小车和自动导向小车)也消除了容器会从OHT系统落下并砸伤工人的担忧。
本发明的另一个方面是提供一种地面运输传送系统，其占地面积与传统的装载端口和容器地面输送系统(如AGV)的占地面积相似或者更小。在一个实施例中，包括地面传送装置和装载端口的本发明所占用的地面面积与一般只由传统装载端口占据的地面面积一样大。在另一个实施例中，包括往复运输小车和装载端口的本发明也占用了更少的工厂地面面积。
本发明的又一个方面是提供一种容器运输传送系统，它改善了洁净性而又没有使晶圆完整性打折扣。在一个实施例中，容器沿传送装置输送，该传送装置在每个装载端口的容器前移板组件的下方经过。在另一个实施例中，往复运输小车沿着工厂地面在每个装载端口的基准平面之下运送容器。在又一个实施例中，容器由有轨小车或自动导向小车来输送，该有轨小车或自动导向小车沿工厂地面移动并且在容器前移板组件的下方经过每个装载端口。由这些输送系统产生的微粒落到工厂地面上，没有污染正由加工设备加工的晶圆。
本发明的再一个方面是提供一种运输传送系统，它不需要为了使现有系统高效工作而彻底改动现有的加工设备、工厂布局或加工软件。在一个实施例中，装载端口通过BOLTS接口(SEMI标准E63)或所提出的BOLTS-light标准紧固在加工设备的前端上。一般位于容器前移板组件下方的壳体中的控制器被重新定位在装载端口中。于是，根本不必为了接纳本发明的装载端口而改动加工设备。
附图说明
图1是本发明实施例的透视图。
图2A至图2F是图1所示实施例的透视图，进一步表示具有可竖直移动的FOUP前移板组件的装载端口。
图3是图2A至图2F所示的本发明实施例的俯视图，进一步表示传送装置如何接纳位于最低位置的FOUP前移板组件。
图4是根据现有技术的、安装在加工设备上的传统装载端口的平面图。
图5是表示根据现有技术的传统装载端口的截面形状的平面图。
图6是表示本发明实施例的平面图，示出了根据本发明的装载端口的截面形状。
图7是图6所示实施例的平面图，示出了在FOUP前移板组件下方属于容器输送系统的空间。
图8是本发明的另一个实施例的平面图，示出了传送装置的实施例。
图9是本发明的又一个实施例的平面图，示出了具有地面传送装置的系统。
图10是本发明的再一个实施例的平面图，示出了具有埋于工厂地面中的传送装置的系统。
图11是本发明的又一个实施例的平面图，示出了地下传送装置。
图12是本发明的一个实施例的平面图，示出了装载端口的运动范围。
图13是本发明的另一个实施例的透视图。
图14是本发明的一个实施例的平面图，示出了图13所示的系统。
图15是本发明的一个实施例的主视图，示出了图13所示的系统。
图16是本发明的又一个实施例的透视图，示出了与设备隔离开的容器输送系统。
图17是本发明的另一个实施例的透视图，示出了高度两级缩减式垂直驱动装置。
图18是本发明的又一个实施例的透视图，示出了装载端口的又一个实施例。
图19是图18所示装载端口的透视图。
图20是本发明的另一个实施例的透视图，示出了用于在两个加工设备之间移动FOUP的晶圆往复运输小车的实施例。
图21是图20所示实施例的平面图。
图22是晶圆往复运输小车的另一个实施例的透视图。
图23是图22所示的晶圆往复运输小车的主视图。
图24是图22所示的晶圆往复运输小车的平面图。
图25是本发明的另一个实施例的透视图，示出了具有用于可移动地支撑容器的皮带的传送装置。
图26A和图26B是本发明的另一个实施例的视图，示出了具有用于可移动地支撑容器的悬臂轮的传送装置。
图27是本发明的另一个实施例的透视图，示出了具有用于可移动地支撑容器的悬臂轮的传送装置。
具体实施方式
半导体设备与材料国际组织(SEMI)已经制定了半导体晶圆制造设备的标准(参见http://www.semi.org)。SEMI标准决定了半导体制造设备的允许误差和接口。在此描述的发明不局限于用于搬运FOUP的半导体制造设备。
仅举例来说，本发明的各个实施例也可以被应用于和/或适用于搬运标准机械接口盒、光栅盒、平板显示器输送装置或其它任何容器或加工设备。容器被定义为用于承载物品的任何类型构件，上述物品包括但不局限于半导体基片。仅举例而言，容器包括具有开口主体的结构，由此可以接近物品(如FPD输送)，或者包括具有能以机械方式打开的门的容器(如SMIF盒和FOUP)。装载端口被定义为搬运容器的接口装置。不过，为了描述本发明，将只参照用于搬运FOUP的装载端口。
图4至图5表示用于搬运FOUP的传统装载端口(如阿赛斯特技术公司的IsoPortTM)。装载端口至少符合SEMI标准E15.1、E47.1、E57、E62、E63、E64、S2-93A、S8-95和1300L。装载端口10尤其包括壳体11、FOUP前移板组件12、移动板13、端口门14和紧固板或安装板16，该紧固板或安装板具有开口(未示出)。安装板16例如通过BOLTS接口固定在加工设备50的前端52上。安装板16可以包括一个整体的结构，或是由许多部分组成。端口门14在关闭位置(如图4所示)和打开位置之间移动。术语“关闭位置”是指端口门14的、防止物品如晶圆通过安装板16上的开口的任何位置。术语“打开位置”是指端口门14的、允许物品如晶圆通过安装板16中的开口的任何位置，其中包括端口门14不挡住开口任何部分的位置。
移动板13适于接纳和支撑前开口标准搬运盒(FOUP)2。移动板13尤其包括移动销18、锁定组件和FOUP探测传感器。移动销18调整移动板13上的FOUP的方位。锁定组件将FOUP锁定在移动板13上。FOUP前移板组件12使移动板13在装卸位置和一个此时使FOUP门位于端口门附近的位置之间水平移动。在装卸位置上，FOUP可以被传送到移动板13上或从移动板13上卸走，例如通过OHT和AGV。使移动板13移向端口门允许接触到端口门以及移开端口门，由此能接近存放在FOUP中的晶圆。FOUP前移板组件12和移动板13都不能竖直移动。因此，地面输送系统必须具有为移动板13装载/卸载FOUP的装置(如机械手)。
图4表示传统的地面输送系统如RGV，它沿着工厂地面在轨道系统上运动。轨道系统(以轮廓30表示)延伸于整个工厂中，最终在装载端口10的壳体11附近经过。承载FOUP的RGV停在装载端口10的前面，将FOUP卸到移动板13上。随后，使FOUP前移向端口门14，由此一来，端口门14最终移开FOUP门。
如图5所示的传统装载端口10处于加工设备50前方的区域内(以轮廓18表示)。轮廓18主要由壳体11构成并且一般呈矩形体形状(图5未示出宽度)，其包括从加工设备50的前端52开始向外的进深X2和竖直高度X3。AGV与装载端口10一起从加工设备50起向外延伸(例如X1+X2)，并且在工厂地面4上占据了大片面积。
图1至图3表示本发明的一个实施例，此实施例包括地面传送装置160和装载端口100，该装载端口具有可竖直移动的FOUP前移板组件122。传送装置160和装载端口100没有比本身就伸出到设备外(例如X2)的传统装载端口10更进一步地相对加工设备101向外伸出。在本发明的范围内，传送装置160相对加工设备101可以比FOUP前移板组件122更进一步向外伸出。术语“传送装置”是指运送装置，例如是机械装置，它从一个位置将物料、包装或物品送到另一个位置。仅举例来说，可以借助辊、气轨、轨道、传送带或本领域已知的其它任何手段使物品沿传送装置移动。
装载端口100尤其包括移动板112、端口门114、安装板116和FOUP前移板组件122。安装板116优选通过BOLTS接口或所提出的SEMIBOLTS-light接口(本文随后描述)固定在加工设备101上，并且安装板116具有开口。移动板112优选包括三个移动销118和主动容器下压机构(符合SEMI标准E15.1)。端口门114在打开位置和关闭位置之间移动。仅举例而言，端口门114包括前开口接口机械标准(FIMS)门组件。在此实施例中，FIMS门114包括一对真空杯115和一对锁匙117。锁匙117打开和关闭FOUP门。当端口门和FOUP门对接时，真空杯115对FOUP门和端口门之间的区域进行抽真空。FIMS门114不局限于图1所示的例子，它可以包括其它结构特征。此外，在本发明的范围中，装载端口100可以没有端口门114。
FOUP前移板组件122包括驱动装置126，用于使移动板112水平移动。移动板112支撑FOUP的底面并调整FOUP对准安装板116中的开口。驱动装置126使移动板112在第一位置(见图2A至图2D)和第二位置(见图2E至图2F)之间移动。在第一位置上，OHT系统可以为移动板112装载或卸载FOUP2。第一位置也将移动板112置于一个为传送装置或其它输送装置放置或取走FOUP2的装卸位置。在z向驱动装置120使FOUP前移板组件122落向传送装置160之前，FOUP前移板组件122可以使移动板112移到第一位置，或者在FOUP前移板组件122竖直移动时，移动板112可以水平移动。
移动板112根本不能水平移动的结构也在本发明的范围中。例如，在FOUP前移板组件122被竖直升起之后，端口门114可以水平移向FOUP门，以便脱开并移走FOUP门。或者，如果容器不具有能以机械方式打开的门，则根部不需要端口门。在这种情况下，可以从传送装置上将容器提升到一个加工设备可取放物品的高度。
如图2A所示，在一个实施例中，一对支撑件124将FOUP前移板组件122连接到z向驱动装置120上。本发明不局限于图2A所示的支撑件124。实际上，任何将FOUP前移板组件122连接到z向驱动装置120上的支撑机构都是可行的。仅举例来说，单个支撑件可以将FOUP前移板组件122连接到z向驱动装置120上。支撑件124可以通过本领域已知的结构与FOUP前移板组件122和z向驱动装置120相连接。z向驱动装置120可以包括任何本领域已知的驱动装置。
装载端口100不像传统装载端口那样包括位于FOUP前移板组件122下方的壳体(如装载端口10的壳体11)。因此，在FOUP前移板组件122和工厂地面4之间的区域被腾空了。换句话说，FOUP前移板组件122能够大致竖直且平行于安装板116地移动。为了描述本发明，FOUP前移板组件122在最高高度(见图2A)和最低高度(见图2B)之间竖直移动。FOUP前移板组件122能移动到这两个高度之间的任何一个位置上。FOUP前移板组件122在其它高度之间移动的结构也落在本发明的范围中(例如在安装板116中的开口的上方)。
为了从传送装置160上接取FOUP2，FOUP前移板组件122被置于最低位置。为此，z向驱动装置120使FOUP前移板组件122降低到图2B所示的位置。在处于最低位置时，FOUP前移板组件122优选处于传送装置160的第一轨道164和第二轨道166之间。FOUP前移板组件122必须落到足够低的高度，由此沿传送装置160输送的FOUP2可以不受阻碍地在移动板112的上方经过。在此实施例中，移动板112被移向前位置(离开端口门)，以便处于轨道164和166之间。
图2C表示已经在传送装置160上完全停在移动板112上方的FOUP2。当移动销118对准在FOUP2底面上的销槽时，FOUP2最好停稳在移动板112上方。当FOUP2和移动板112对准时，z向驱动装置120升高FOUP前移板组件122。当z向驱动装置120继续向最高位置(见图2D)提升FOUP前移板组件122时，移动板112最终接触FOUP2的底面并将FOUP2抬离传送装置160。无需为了获取FOUP中的晶圆而在FOUP2和移动板112之间做进一步调整。
图2A至图2C所示的传送装置160如此输送FOUP2，即当FOUP到达装载端口时，FOUP的门面对装载端口。按照其它方位取向沿传送装置输送FOUP也在本发明的范围和精神中。仅举例来说，FOUP可以沿传送装置输送，此时FOUP门朝向FOUP正移动的方向。在这种情况下，在FOUP前移板组件122从传送装置160上接走FOUP2后，FOUP前移板组件使FOUP2转动90度角，由此使FOUP门面对装载端口。
此时，FOUP前移板组件122使移动板112移向端口门114。使FOUP前移，直到端口门以脱开并移走FOUP门的程度紧靠FOUP门。仅举例来说，在名称为“无对准销的FIMS接口”的美国专利US6,419,438中描述了一种端口门，该端口门能被打开、移开FOUP门并输送FOUP，端口门在加工设备中，该美国专利被转让给阿赛斯特技术公司并作为参考被纳入本文。如图2F所示，其它的FOUP在工厂中不受阻碍地沿传送装置160被送向另一个加工设备，此时，位于移动板112上的FOUP2中的晶圆正接受加工。
FOUP2沿传送装置160的第一轨道164和第二轨道166运送。图3表示所述轨道最好相互间隔开，以便在轨道之间容纳处于最低位置上的FOUP前移板组件122。在图1至图3的实施例中，传送装置160的、处于装载端口100前方的每个区段在第一轨道164上具有两道缝162。当FOUP前移板组件122被降低到最低位置(见图2B)时，每道缝162允许支撑件124穿过第一轨道164。这两道缝162允许z向驱动装置120将移动板112降低到沿传送装置160运送的FOUP2能顺利地在移动板上方经过的高度。对容纳支撑件124的第一轨道164的任何改动均落在本发明的精神和范围内。相似地，如果装载端口100只包括一个支撑件124，则第一轨道164只需要一道缝162。
图1至图2示出了地面传送装置160的几个特征。在本发明的范围内，传送装置可以在工厂中被安置在任何高度上。仅举例而言，传送装置160可以位于工厂地面4的下方(见图11)，与工厂地面4平齐(见图10)，或者在装载端口的上方(未示出)。
不管传送装置系统相对装载端口具有什么样的高度，每个FOUP2优选沿传送装置160如此传送，即FOUP门6在FOUP2到达装载端口100时面向端口门。但是，FOUP可以按照其它方位取向沿传送装置输送，并且最终能被转动以便面向端口门。不论是哪种方式，每个FOUP2在传送装置和装载端口之间搬运的次数都显著减少。例如，在FOUP被FOUP前移板组件抬离传送装置后，FOUP不必在获取晶圆之前又被调整方位。FOUP被抬离传送装置并且不必由机械手搬运(例如在RGV系统中要做的那样)。装载端口100取消这个附加搬运步骤，这保证了FOUP更快速地从传送装置或其它输送装置被送到装载端口，减少了FOUP2的搬运次数。
传统的装载端口不允许FOUP地面输送系统直接在FOUP前移板组件122的下方输送FOUP。壳体11占用了FOUP前移板组件和工厂地面4之间整个空间。图8至图11给出了FOUP输送系统的例子，其与本发明的装载端口100连用。但是，其它的FOUP输送系统也落在本发明的精神和范围中。
图8表示被抬高到工厂地面4上方的传送装置160。传送装置160在每个装载端口提供用于SEMI规定的PGV仓储区“踢脚”170的空间。传送装置160缩短了用于在传送装置160(位置B)和FOUP前移板组件122的最高位置(位置A)之间移动FOUP2所需的z向行程。传送装置的安装很简单，这是因为工厂地面4的位置保持不变，不需要地板砖对位。
图9表示低型面高度的传送装置160。低型面高度的传送装置160使得设置用于设备操作人员的穿越区更加容易。如上所述，使FOUP在位置A和位置B之间移动。穿越区允许操作人员通行区在传送装置160上方经过，在这里，例如围挡或护栏150的一部分被省去(见图1)。低型面高度的传送装置也可以使工人更容易在传送装置上方提升装载端口100，例如以便维修装载端口100。
图10表示埋入工厂地面4中的传送装置160。在此实施例中，FOUP2的底面沿着传送装置160基本在地面高度运送。传送装置160没有阻碍接近装载端口100的正面。与图8至图9所示的传送装置相比，在传送装置160(位置B)和最高位置(位置A)之间需要的z向行程增大，必须改建地面4以提供用于传送装置160的空间。但是，埋入式传送装置160带来几个优点。在位于加工设备101之间的区段内，传送装置160的轮例如能撤落到工厂地面4中，允许通行区更容易在传送装置160上方经过，或者允许设备在传送装置160上滚过。或者，一块临时板可以被安置在传送装置160的上方，离轮有一定距离，由此允许通行并使设备容易通过。
图11表示位于工厂地面4下方的传送装置160。该实施例允许通行和设备通过完全不受传送装置160阻碍地进行。在这个实施例中，在传送装置160(位置B)和最高位置(位置A)之间需要的z向行程比图8至图10所示的传送装置大许多。
图13至图16表示一个用于在位置A和位置B之间移动FOUP前移板组件222的两级伸缩式z向驱动装置220的一个实施例，它与位于工厂地面下方的传送装置连用(见图11)。在处于回撤位置时，回撤机构240优选位于工厂地面4的上方。该特征允许装载端口200更容易被取掉。伸缩式z向驱动装置220也可以被用在具有地面传送装置160的工厂中，只要没有启动第二z向导向机构242。与装载端口100相似，FOUP前移板组件222可以被提升到位置A，允许FOUP沿传送装置160传送并且在FOUP前移板组件222的下方经过。
图13至图15表示两台加工设备101。每台加工设备101包括两个装载端口200。与上述的装载端口相似，每个装载端口包括具有输入/输出口(I/O口)215的安装板216、端口门214和移动板212以及z向驱动装置220。z向驱动装置220使FOUP前移板组件222在I/O口215和传送装置160之间竖直移动。z向驱动装置220包括两级驱动装置，即第一级驱动装置(FSD)240和第二级驱动装置(SSD)242。FSD240使FOUP前移板组件222在I/O口215和工厂地面4之间竖直移动。SSD242包括驱动组件，该驱动组件使FSD240在工厂地面4和I/O口215之间竖直移动。在一个实施例中，SSD242位于FSD240的背面槽250中，为FSD240提供导向。不过，本发明不局限于这种结构。当FSD240处于其完全升起位置时，FSD240优选没有伸到安装板216之下。该特征允许装载端口200从加工设备101上被容易取走。
图16和图17表示装载端口200，它具有高度降低的安装板216。高度降低的安装板216通过BOLTS接口与上述安装板116相似地固定在加工设备101上。但是，安装板216在固定于加工设备上的情况下没有向下伸入工厂地面4。相反，在安装板216的底面和工厂地面4之间留有间隙。该间隙提供用于维修设备的维修口，不需要从设备上取下整个装载端口200。维修口通常被固定在加工设备上的底板(未示出)盖住，以防止微粒在工作中经维修口进入设备。无论何时要求接近加工设备，底板都可以被取下。高度降低的安装板216也允许工人从加工设备上取下装载端口，提升装载端口到地面输送系统上方。例如，当底板被固定在加工设备上时，安装板216可以从加工设备上被取下，装载端口变轻而便于搬运。
图16进一步表示容器可以在整个工厂中在隧道190内输送。隧道190优选包括接近口，该接近口允许FOUP前移板组件122降低穿过它，由此进入隧道190以取放FOUP。隧道190包括竖直区段也在本发明的范围中，该竖直区段包围FOUP前移板组件122的竖直输送路径。这些竖直区段将为在整个工厂中输送敞开的容器或盒的输送系统带来了好处。在此实施例中，容器的整个输送路径将与工厂的其余设施隔离开。输送敞开容器的隧道竖直区段也可以同时具有物品排列功能。例如，隧道竖直区段可以包括光学扫描组件，它决定当容器被可竖直移动的支撑板移向开口时的容器中每个晶圆的位置。
图18至图19表示装载端口的另一个实施例，它具有在I/O口315和传送装置160(或其它FOUP输送装置)之间竖直移动的FOUP前移板组件。在此实施例中，装载端口300包括FOUP前移板组件322、移动板312、端口门314和带有I/O口315的安装板316。在此实施例中，安装板316通过BOLTS-light接口被固定在加工设备101上。
z向驱动装置320驱动FOUP前移板组件322在I/O口315和传送装置160竖直移动。z向驱动装置320包括第一z向导向机构302和第二z向导向机构304。在I/O口315侧，每个z向导向机构被固定在安装板316上。每个z向导向机构也可以按照与安装板316为一体的方式形成。z向驱动装置320也包括一对z向导轨。在此实施例中，第一z向导轨306在第一z向导向机构302中延伸，第二z向导轨308在第二z向导向机构304中延伸。至少其中一个z向导轨306或308固定在FOUP前移板组件322上。于是，使导轨306、308竖直移动将迫使FOUP前移板组件322在I/O口315和传送装置160之间竖直移动。传送装置160优选被改动(例如缝162)，以容纳处于最低位置的FOUP前移板组件322。图18至图19所示的装载端口300使FOUP前移板组件322落向地面传送装置。z向机构301也可以被用于完成更长的运送路程(用于地下传送装置的场合)，同时保持z向导向机构302和304以及驱动装置(未示出)处于工厂地面4上方以便维护。
图8至图11表示在传送装置和工厂其余设施之间提供实体结构的栅栏150的一个实施例。栅栏150防止干扰FOUP沿传送装置160的运动。在另一个实施例中，传送装置160通过隧道190与设备隔离开(图18)。隧道190优选在隧道顶面上具有开口，在开口处，隧道190位于装载端口的附近。隧道190的开口允许FOUP前移板组件接近在传送装置160上运送的FOUP。
这些传送装置在整个半导体工厂中输送FOUP。在优选实施例中，每个FOUP沿传送装置在每个处于最高位置的FOUP前移板组件122的下方运送。将输送装置置于每个装载端口的基准平面的下方，这尽可能降低了由传送装置160产生的微粒的作用。
图20至图24表示往复运输小车400的一个实施例，它用于同时支撑并沿轨道420输送两个FOUP。往复运输小车400能承载多于或少于两个FOUP的方案也在本发明的范围中。在此实施例中，往复运输小车400包括两组支撑件402，每组支撑件支撑单个FOUP2。每个支撑件402优选包括上支座406和下支座404，上、下支座通过竖直件408相互分开。上、下支座如此相互分开，即当往复运输小车400在FOUP前移板组件122处于最低位置的情况下经过装载端口时，往复运输小车将不受阻碍地经过装载端口。上支座406用于以最小接触面支撑FOUP的底面。
往复运输小车400还容纳竖直移动的FOUP前移板组件122。例如，上支座406最好以大于FOUP前移板组件122宽度的距离间隔开。如果往复运输小车400来到装载端口跟前，处于最低位置的FOUP前移板组件122就位于上支座406和下支座404之间，没有受到竖直支撑件408干扰。
为了将FOUP从往复运输小车400传送至装载口100的移动板112，FOUP前移板组件122首先被降低到最低位置。随后，往复运输小车400停靠到装载端口100前方的轨道420上。此时，在FOUP2底面上的移动销槽最好与移动板112上的移动销118对准。FOUP前移板组件122随后被提升至最高位置。移动板112最终接触到FOUP2并将它抬离往复运输小车400的上支座406。在优选实施例中，不需要为了使FOUP移向安装板116并移开FOUP门6而在FOUP2和移动板112之间做进一步调整。
轨道420可以包括本领域已知的任何机械结构，例如传送带或传统轨道。轨道420也可以按照许多高度安装在工厂中。例如，轨道420可以按照与工厂地面4平齐、低于地面或高于地面的方式被安装。如果往复运输小车400不被升起，则往复运输小车400最好具有低的型面高度，以允许工人在轨道420的上方通行。
往复运输小车400可以沿任何类型的轨道运动。仅举例来说，轨道420可以包括主驱动轨道422和副支撑轨道424。如图20至图24所示的往复运输小车400可以同时输送两个300毫米的FOUP2A和2B。往复运输小车承载两个以上的FOUP也在本发明的精神和范围内。用一个往复运输小车400同时输送多个FOUP2A和2B允许更灵活的输送顺序并产生缓冲效果。例如，双盒往复运输小车400具有快速交换能力。换句话说，往复运输小车400可以从装载端口100A接送第一FOUP2A至空的支座402上并随后从往复运输小车400上将第二FOUP2B装载到同一装载端口100A中。这将减少在每台加工设备101处需要的装载端口100的数量，因为用装有未加工晶圆的FOUP交换加工好的FOUP(例如FOUP中的晶圆在加工步骤中被加工处理)所需的时间将非常短暂。
传统加工设备通常具有许多装载端口位置，因而加工好的FOUP可以停留并等候AMHS(如天车吊运系统)以便从装载端口被取走，而另一个装载端口保持一个FOUP处于加工中，而AMHS可以给第三装载端口装载一个新的FOUP。例如，图16表示具有两个装载端口的加工设备101，即第一装载端口100A和第二装载端口100B。具有两个装载端口能允许加工设备连续工作，而不会受到AMHS的控制。在利用快速交换式往复运输小车400的情况下，将无需为了设备连续工作而设置第三装载端口。
能容纳三个或四个FOUP的往复运输小车400可以按顺序服务于两台或三台加工设备，其中在每台加工设备处实施快速交换。往复运输小车也可以从一个来料点(或许是立仓)拿取三个或四个FOUP，并一趟将上述FOUP依次传送给三台或四台加工设备。例如，在加工区的北上行途中，可以为各加工设备装卸几个FOUP(例如往复运输小车400从加工设备101A移向加工设备101B)。加工区被定义为但不局限于成组排列的多台设备。往复运输小车400于是将掉转方向(例如往复运输小车400从加工设备101B移向加工设备101A)，几个FOUP可以在南行途中被装载到各加工设备上或从其上卸下。
轨道系统可以分支、拐弯或者升降，以使往复运输小车400在加工区之间和在加工区内在工厂地面4上、高于地面4或低于地面4沿不同路径移动。所有的往复运输小车400可以就相对基准的盒位置来说是同样构成的。这将取消当前AGV所要求的带机械手的设备教导。这增强了维修能力，缩短了卸下和更换往复运输小车的时间。
往复运输小车400可以高速移动，例如只在封闭于管190中时或者在围栏150后面。在没有封盖而允许例如工人穿行的区域内，往复运输小车400慢速运行，并且可以装设预防传感器，或者在用于防止碰撞的光幕后面移动。工人通行区的交汇点可以具有实体的门或者可以具有交通灯系统，用于指示人是否能在轨道上方通过。
无轨式往复运输小车或者AGV可以跟随地面上的可见路线移动，或者相对安置在地面、天花板、墙壁或者装载端口或相似结构上的基准(如轨迹推算系统)来导向移动。无轨式往复运输小车产生几个好处，例如人可以在地面上通行，加工设备可以转入，取消了轨道成本，没有限制小车必须在相邻加工设备之间做直线运动。例如，无轨式往复运输小车可以横穿加工区，以便在进行连续加工步骤且处于加工区两侧的加工设备之间输送FOUP，如果需要，往复运输小车可以相互横穿。此外，各加工设备可以从生产线上被卸下以便维修，无轨式往复运输小车可以在维修中在装载端口区域内被简单地重新调整方向。先进的小车可以在整个工厂中导向移动，进入升降机，下落到也被操作工人占据的加工区。
如图25至图27所示，不要求装载端口具有用于使FOUP水平移动的容器前移板组件或端口门，只需要它能使FOUP在两个高度之间竖直移动。例如如图25所示，装载端口500尤其包括具有开口517的安装板516和可竖直移动的支撑结构522。与上述实施例相似，装载端口500也包括用于使支撑结构522在传送装置560和开口517之间竖直移动的机构。图25的实施例示出了具有用于接触FOUP的底面的两个支撑件的支撑结构522。
图25所示的传送装置560在每个装载端口500处被分成三个部分，用于接纳支撑结构522。仅举例来说，传送装置560包括中央部分562、左侧部分564和右侧部分566。在这个实施例中，每个传送装置部分包括皮带568和一对辊570。在一个实施例中且如图25所示，作为传送装置560的中央部分的组成部分的辊570可转动地安装在安装板516上。
传送装置560的每个部分相互分开，在传送装置的每个部分之间产生间隙。该间隙允许支撑结构522移动到传送装置560的下方，等候FOUP来到传送装置560的中央部分562上。在FOUP到达中央部分562并停住后，支撑结构522可以竖直升起，接触到FOUP的底面并将FOUP抬离传送装置560。
图26表示一个运输传送系统，它包括装载端口600和传送装置660。装载端口600尤其包括安装板616、支撑结构622和用于使支撑结构622竖直移动的装置620。在此实施例中，支撑结构622构成一个具有第一支撑件624、第二支撑件626和第三支撑件628的结构。在每个支撑件的远端上设有移动销618。该结构代替了装载端口100中的移动板112。传送装置660例如包括轨道662和多个悬臂辊664。如图26B所示，支撑结构622的每个支撑件624、626和628能够在一对相邻的辊664之间通过，从而支撑结构622可以被降低到辊664的下方。FOUP优选停靠在辊664上，此时在FOUP的底面上的移动槽对准在支撑结构622上的移动销618。支撑结构622随后竖直升起，接触到FOUP的底面并将FOUP抬离传送装置660，到达预定高度。
图27表示另一个运输传送系统，它包括装载端口700和传送装置760。装载端口700尤其包括带有开口717和缝724的安装板716、以及支撑结构722。在此实施例中，支撑结构722优选只在开口717和传送装置760之间竖直移动。但是，也使支撑结构722水平移动也在本发明范围内。支撑结构722可以包括能承载容器的任何结构，其中包括但不局限于用于支撑FOUP的移动板，或者任何其它容器支撑机构。传送装置760包括具有悬臂辊764的轨道762，悬臂辊的可转动轮766位于每个辊764的两端上。在此实施例中，辊764最好不接触容器，只有轮766接触，用于减小接触容器的接触面。
为了支撑就位于装载端口700前面的容器，两个轮766可转动地安装在装载端口700的安装板716上。这两个轮可以为从动轮或者驱动轮。取消在传送装置760的、位于装载端口700前面的区段上的辊764，这允许支撑结构722降落到轮766的下方。此时，如果容器停靠到装载端口700的前面，支撑结构722就可以随后被升起，以将容器抬离传送装置760。如图25至图27所示的支撑结构和传送装置是可换的。
应该理解的是，用于在传送装置和装载端口之间输送FOUP的上述装置和处理作业只是举例性质的，本发明不应局限于此。在已经描述了用于FOUP输送的方法和系统的优选实施例的情况下，显然本领域技术人员已经能获知一些系统优点。还应该认识到的是，可以在本发明的范围和精神内做出各种不同的修改、改动和替换实施例。例如，已经描述了在半导体制造工厂中使用传送装置，但应该认识到的是，本发明的上述许多构想将能被等同应用到非半导体制造应用场合中。

Claims (12)

1.一种用于将容纳至少一个物品的容器送至加工设备的系统，包括：
装载端口，具有：
带开口的框架；
适于接纳容器的支撑结构；
驱动装置，用于使该支撑结构大致竖直地在第一高度和第二高度之间移动；
传送装置，用于大致沿容器输送平面可移动地支撑该容器；
其中，当该支撑结构位于该第二高度时，随该传送装置移动的容器不受阻碍地在该支撑结构的上方移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该装载端口还包括门，该门适于在防止物品穿过该开口的关闭位置和允许物品经过该开口的打开位置之间运动。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该支撑结构包括适于使容器大致水平移动的容器前移组件。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该支撑结构适于容纳用于输送直径在150毫米至500毫米之间的晶圆的容器。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该支撑结构适于容纳用于输送平板显示器的容器。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该驱动装置包括：
固定在该支撑结构上的臂；和
用于使该臂竖直移动的驱动组件。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该传送装置包括：
第一轨道；和
与该第一轨道间隔开的第二轨道；
其中，经过该装载端口的第一轨道部分具有允许该臂不受阻碍地穿过所述第一轨道的至少一部分的结构。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该传送装置包括：
具有上表面的第一轨道；和
与该第一轨道间隔开的第二轨道。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，该驱动装置包括可竖直调整的臂，该臂的远端被固定在该支撑结构上。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该传送装置包括皮带传送机。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该传送装置包括轨道和多个辊，每个辊可转动地固定在该轨道上，所述辊中的每一个与每个其它辊间隔开并且伸出到该轨道外。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，该支撑结构包括至少两个指，所述至少两个指相互分隔开，从而当该支撑结构位于该第二高度时，每个所述指落在相邻的辊之间。
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