CN102203930A - 触觉晶片升降器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

触觉晶片升降装置包括基架和与所述基架连接的垂直驱动装置。所述垂直驱动装置被定义为提供所述基架的受控的上下移动。所述触觉晶片升降装置还包括设置在所述基架上方的晶片支撑构件。在所述晶片支撑构件和所述基架之间设置触觉开关，以使得在所述晶片支撑构件上的足够大的向下的力引起所述触觉开关的启动。所述触觉开关与所述垂直驱动装置连接，以使得在启动所述触觉开关后，中断所述基架和设置在所述基架上方的晶片支撑构件的向上移动。

Description

触觉晶片升降器及其操作方法
背景技术
在制造半导体器件(例如集成电路、存储单元等等)中，会进行一系列的制造操作，以在半导体晶片(“晶片”或“基底”)上定义出特征。所述晶片包括以多层次结构被定义在硅基底上的集成电路器件。在基底层次，形成具有扩散区域的晶体管器件。在随后的层次，相互连接的金属线被图案化并电连接至晶体管器件，以定义出所需的集成电路器件。而且，图案化的导电层通过介电材料与其它导电层隔离。
多种的晶片制造操作需要装运和移动晶片。例如，一些制造操作需要在特定的位置垂直移动晶片，并且使用升降设备以提供所述晶片的垂直移动。基本的晶片升降设备可能被定义为仅将晶片从一个垂直层级移动到另一个垂直层级，不考虑沿着运送的垂直路径的可能的干扰或碰撞。在一些晶片制造系统中，可能有其它移动的组件进入所述晶片升降设备行进的垂直路径中，从而沿着所述晶片升降路径产生干扰或碰撞的可能性。应理解，所述干扰或碰撞可能导致晶片升降设备、参与碰撞的组件和/或晶片本身(如果在碰撞的时候出现在晶片升降设备或组件上)的损坏。正如所预期的，在产品损失和系统停机时间方面，所述损坏的代价是非常昂贵的。
发明内容
在一实施方式中，公开了触觉晶片升降装置。所述触觉晶片升降装置包括基架和与所述基架连接的垂直驱动装置。所述垂直驱动装置被定义为提供所述基架的受控的上下移动。所述触觉晶片升降装置还包括设置在所述基架上方的晶片支撑构件。在所述晶片支撑构件和所述基架之间设置触觉开关，以使得在所述晶片支撑构件上的足够大的向下的力引起所述触觉开关的启动。所述触觉开关与所述垂直驱动装置连接，以使得在启动所述触觉开关后，中断所述基架和设置在所述基架上方的晶片支撑构件的向上移动。
在另一实施方式中，公开了晶片装运系统。所述晶片装运系统包括被定义为在处理室内水平移动晶片载体。所述晶片载体包括开口区，所述开口区具有若干个设置在所述开口区的外周缘的晶片支撑片。将所述晶片载体的开口区的尺寸制作成可容纳放置于所述晶片支撑片上的晶片。所述晶片装运系统还包括设置在腔室内位于所述晶片载体的水平行进路径下方的固定位置的触觉晶片升降器。所述触觉晶片升降器包括基架和设置在所述基架上方的晶片支撑构件。所述触觉晶片升降器还包括连接至所述基架的垂直驱动装置。所述垂直驱动装置被定义为提供所述基架和设置在所述基架上方的晶片支撑构件的受控的上下移动，以使得当所述晶片载体被设置于所述触觉晶片升降器的上方时，所述基架和晶片支撑构件可移动穿过所述晶片载体的开口区。所述触觉晶片升降器还包括设置在所述晶片支撑构件和所述基架之间的触觉开关，以使得在所述晶片支撑构件上的足够大的向下的力会引起所述触觉开关的启动。所述触觉开关与所述垂直驱动装置连接，以使得在启动所述触觉开关后，中断所述基架和设置在所述基架上方的晶片支撑构件的向上移动。
在另一实施方式中，公开用于操作触觉晶片升降装置的方法。所述方法包括升高所述触觉晶片升降装置的晶片支撑构件。所述方法还包括回应施加在所述晶片支撑构件上的足够大的向下的力而启动触觉开关。回应所述触觉开关的启动，自动中断所述晶片支撑构件的升高，并将所述晶片支撑构件降低到底部位置。
在以下详细的说明中，通过以对本发明进行举例的方式以及伴随的附图进行图解说明，本发明的其它方面和优点将变得更清楚。
附图说明图1A显示根据本发明的一实施方式的包括有如本文中所述的晶片装运系统的晶片湿式处理室；图1B显示根据本发明的一实施方式的在其上放置有晶片的晶片载体的俯视图；图1C图解说明当所述晶片载体被设置在所述晶片升降器上方时，所述晶片升降器被操作以使晶片支撑构件延伸穿过所述晶片载体的开口区；图1D图解说明当所述晶片支撑构件在所述晶片载体上方延伸时，所述晶片在放置在所述晶片升降器的晶片支撑构件上；图1E图解说明在所述晶片支撑构件上接收所述晶片后，操作所述晶片升降器以降低所述晶片支撑构件，以使所述晶片被停留在所述晶片载体的晶片支撑片上；图1F图解说明所述晶片升降器将所述晶片支撑构件降低至完全降低的位置(即原始位置)，当在处理操作过程中所述晶片载体水平运送所述晶片时，所述晶片支撑构件驻留在所述完全降低的位置；图1G图解说明一种情况，其中所述晶片载体的开口区与所述晶片升降器未对准，从而导致在从所述晶片载体除去所述晶片的升高操作过程中，在所述晶片支撑构件和所述晶片载体之间发生碰撞；图2A显示根据本发明的一实施方式的触觉晶片升降设备；图2B显示根据本发明的一实施方式的、图2A的、在其上放置有所述晶片的触觉升降器的侧视图；图2C显示根据本发明的一实施方式的所述触觉升降器的分解图；图2D显示根据本发明的一实施方式的、为组装形式的触觉升降器的放大剖视图；图2E-2F显示根据本发明的一实施方式的、部分组装的触觉升降器，其露出所述晶圆支撑构件毂的上表面和锁板的上表面；图3A-3B图解说明了根据本发明的一实施方式的所述触觉开关的操作；图4显示根据本发明的一实施方式的所述触觉升降器的剖视图，其描绘了延伸穿过所述基架的卷绕的电缆；图5显示根据本发明的一实施方式的用于操作触觉晶片升降装置的方法的流程图。
具体实施方式
在以下的描述中，对许多的具体细节进行描述以提供对本发明的彻底了解。然而，本领域普通技术人员应了解，本发明可在不具有一些或全部这些具体细节的情况下得以实施。在其它例子中，为了避免不必要地使本发明不清楚，并未对公知的工艺操作进行详细的描述。
图1A显示根据本发明的一实施方式的晶片湿式处理室115，所述处理室包含有如本文所述的晶片装运系统。所述处理室115由外壁界定，所述外壁包括基本上平行的侧壁113A和113B。驱动轨道109在基本上水平的方向与侧壁113A连接。导轨111在基本上水平的方向与侧壁113A连接。晶片载体101被设置在基本上水平的方向，以便于在所述驱动轨道109和导轨111之间延伸。一对驱动载重车105A/105B被固定在所述晶片载体101的驱动侧，并被配置为与所述驱动轨道109的外驱动表面接触。一对引导支架107A/107B被固定在所述晶片载体101的引导侧，且被配置与所述引导轨111的引导轨道接合。在驱动载重车105A/105B内的各装运磁铁分别与位于所述驱动轨道109的内部空腔内的各驱动磁铁磁性连接。因此，位于所述驱动轨道109内的驱动磁铁的线性移动，将导致所述晶片载体101沿着所述驱动轨道109的相对应的线性移动。因此，所述晶片载体101被定义为在所述处理室内水平移动。
发动机125与在所述驱动轨道109的内部空腔内的驱动结构机械连接，以提供位于所述驱动轨道109的内部空腔内的驱动磁铁沿着所述驱动轨道109的长度方向的受控移动。所述发动机125通过控制链路139连接至计算机系统137。所述计算机系统137被定义为用来控制所述发动机125。在一实施方式中，所述计算机系统137操控GUI 141，所述GUI 141被定义为用来提供要被通过发动机125施加到位于所述驱动轨道109的内部空腔内的驱动磁铁的速度分布图的手动规范。如上所述，速度分布图指出了在沿着所述驱动轨道109的长度方向上的各位置的驱动磁铁的速度。
所述处理室115包括输入模块129、处理模块131及输出模块133。所述驱动轨道109和所述引导轨道111连续延伸通过输入模块129、处理模块131和输出模块133的每一个。因此，所述晶片载体101可沿着所述驱动轨道109和引导轨道111直线移动通过输入模块129、处理模块131和输出模块133中的每一个。所述输入模块129包括门组件121，晶片装运装置可通过所述门组件121将晶片插入到所述处理室115中。所述输入模块还包括晶片升降器117，所述晶片升降器117被定义为当在所述输入模块129中所述晶片载体101被居中放置在其上方时垂直移动通过晶片载体101的开口区103。当晶片通过门组件121被插入到所述处理室115中时，可升高所述晶片升降器117以接收晶片。然后可降低所述晶片升降器117以将所述晶片放置在所述晶片载体101上，并清空所述晶片载体101的行进路径。
所述处理模块131包括与将被所述晶片载体101运送的晶片相结合的处理头127。在一实施方式中，将所述处理头127安装到所述驱动轨道109和导轨111，以使所述处理头127的垂直位置被所述驱动轨道109的垂直位置和所述导轨111的垂直位置索引。所述处理头被定义为用来将存在于所述晶片载体101上的晶片向处理溶液暴露。在一些实施方式中，当晶片在所述处理头127下方穿过时，所述处理头127被定义为用来将处理溶液的弯液面分配在所述晶片表面上。配制所述处理溶液以与所述晶片表面反应，得到特定的晶片处理结果。在一实施方式中，当所述晶片通过所述晶片载体101在所述处理头127下方移动时，配备所述处理头127以执行多种晶片处理操作。例如，在一实施方式中，当所述晶片在所述处理头127下方穿过时，所述处理头127可被配备用来处理所述晶片表面、冲洗所述晶片表面和干燥所述晶片表面。并且，在另一实施方式中，可在所述驱动轨道109和导轨111安装多个处理头127，以便所述晶片载体101在所述多个处理头127的每一个下方移动晶片。
一旦所述晶片载体101移动穿过所述处理模块131，所述晶片载体101到达所述输出模块133。所述输出模块133包括晶片升降器119，所述晶片升降器119被定义为当在所述输出模块133中所述晶片载体101被居中放置在其上方时垂直移动通过晶片载体101的开口区103。可升高所述晶片升降器119以将所述晶片从所述晶片载体101举起至从处理室115取出的位置。所述输出模块133还包括门组件123，可通过晶片装运装置经过所述门组件123从所述处理室115取出晶片。一旦从所述晶片升降器119取出所述晶片，可降低所述晶片升降器119以清空所述晶片载体101的行进路径。然后，将所述晶片载体101移回到所述输入模块129以撷取下一个晶片进行处理。
图1B显示根据本发明的一实施方式的在其上放置有晶片104的晶片载体101的俯视图。所述晶片载体101被设置为以基本上水平的方向从所述驱动轨道109延伸至所述导轨111。所述晶片载体101包括位于中心的开口区103，所述开口区103具有若干个围绕所述开口区103的外周设置的晶片支撑片143。制定所述开口区103的尺寸以容纳放置在所述晶片支撑片143上的所述晶片104。图1B还标示出在图1C-1G中描绘的剖视图A-A。
图1C-1F描绘的是通过晶片升降器147(例如上述的晶片升降器117和119)执行的一系列操作。图1C显示当上述晶片载体101被定位在上述晶片升降器147上方时，操作上述晶片升降器147以使晶片支撑构件145延伸穿过上述晶片载体101的开口区103。图1D显示当上述晶片支撑构件在上述晶片载体101的上方延伸时，上述晶片104被放置在上述晶片升降器147的晶片支撑构件145上。图1E显示在将上述晶片104接收在上述晶片支撑构件145上以后，操作所述晶片升降器147以降低所述晶片支撑构件145，以便所述晶片104停留在所述晶片载体101的晶片支撑片143上。图1F显示所述晶片升降器将所述晶片支撑构件降低至完全降低的位置(即原始位置)，当在处理操作过程中所述晶片载体水平运送所述晶片时，所述晶片支撑构件驻留在所述完全降低的位置。
为了从所述晶片载体101上移去所述晶片，通过图1C-1F的操作的相反的顺序实质上操作所述晶片升降器147。当所述晶片支撑构件145被升高穿过所述晶片载体101的开口区103时，应使所述开口区103适当地对准所述晶片升降器147，以避免在所述晶片支撑构件145和所述晶片载体101之间的碰撞。例如，图1G显示了一种情况，其中所述晶片载体101的开口区103与所述晶片升降器147之间未对准，因此导致在从所述晶片载体101移去所述晶片104的升高操作过程中，在所述晶片支撑构件145和所述晶片载体101之间发生碰撞。应理解的是，在所述晶片支撑构件145和所述晶片载体101之间的碰撞，可能导致所述晶片载体101、晶片支撑构件145、晶片104本身或其任意组合的损坏，此外还可能对所述处理室115的其它组件造成损坏。
例如，在一实施方式中，所述晶片载体101被定义为用于当所述晶片载体101在所述处理头127下方传送所述晶片104时，确保在所述晶片104和所述处理头127之间保持有处理间隙。在该实施方式中，所述晶片载体101被定义为又薄又硬，且因此是脆的和易碎的。因此，在所述晶片支撑构件145和所述晶片载体101之间的未经减缓的碰撞将几乎肯定引起所述晶片载体101和晶片104(如果其存在所述晶片载体上)的损坏。
为了减缓所述在晶片升降器和另一个组件之间(例如在晶片升降器117/119和所述晶片载体101之间)的碰撞的影响，本发明提供触觉晶片升降器200，其被定义为用于检测碰撞并对所述碰撞做出反应，以防止所述碰撞中涉及的所述触觉晶片升降器200和各组件的损坏。本文中公开的所述触觉晶片升降器200可用于关于图1A-1G的处理室115所述的晶片升降器117和119中的一个或两个。此外，应理解的是，本文中公开的触觉晶片升降器200可实质上用于任何其它的需要垂直移动(即升高/降低晶片或基底)的系统。
图2A显示根据本发明的一实施方式的触觉晶片升降设备200(下文中的“触觉升降器”)。所述触觉升降器200被定义为用来以受控的方式垂直升高和降低晶片支撑构件201。此外，所述触觉升降器200被定义为用来在升高所述晶片支撑构件201的过程中检测在所述晶片支撑构件201和阻碍物之间的碰撞，并以立即和自动停止所述晶片支撑构件201的垂直移动的方式对所述检测到的碰撞做出回应。以一种方式执行所述晶片支撑构件201的垂直移动的立即和自动的停止，从而避免晶片支撑构件201的损坏、所述碰撞涉及的其它物体的损坏、和/或所述晶片(如果在所述碰撞时所述晶片存在于所述晶片支撑构件201上)的损坏。
所述晶片支撑构件201包括若干个从中心毂201C向外径向延伸的臂201A。每一个臂201A的末端设置有晶片啮合构件201B，所述晶片啮合构件201B用于在所述中心毂201C和臂201A的上方位置啮合所述晶片。图2B显示根据本发明的一实施方式的图2A的在其上放置有晶片104的触觉升降器200的侧视图。所述图2A和2B的具体实施方式包括三个臂201A和各自的晶片啮合构件201B。然而，应理解的是，在其它实施方式中，所述晶片支撑构件201可包括超过三个臂201A。因此，在其它实施方式中，所述晶片支撑构件201的形状可与本文中明确描绘的形状不同，只要所述晶片支撑构件201可安全地啮合并将所述晶片104支承在所述触觉升降器200的上方位置，以便所述晶片支撑构件201的通过操作所述触觉升降器200的垂直移动导致被放置在其上的晶片104的相应的垂直运动。
图2C显示根据本发明的一实施方式的所述触觉升降器200的分解图。图2D显示根据本发明的一实施方式的、为组装形式的触觉升降器200的放大剖视图。以下的讨论同样适用于图2C和2D。所述触觉升降器200包括在大致垂直的方向上固定的底座203。基架205被设置在所述底座203内的垂直通道内。在一实施方式中，所述基架205被定义为具有延伸穿过所述底座203内的垂直通道的外圆柱形体。
一般而言，所述触觉升降器200被定义为以严格控制的方式沿着所述底座203的垂直通道上下移动所述基架205。为此，所述基架机械连接至垂直驱动系统。在一实施方式中，在所述垂直驱动系统中包括电动机，以提供所述基架205的受控的垂直移动。当需要将所述电动机的机械运动转换成所述基架205的垂直运动时，所述垂直驱动系统还可包括驱动装置(例如丝杠、链条、传动带或履带)以及相关的机械组件(例如齿轮或链齿轮)。尽管上述的垂直驱动系统实施方式采用了电动机，应理解的是可采用其它类型的垂直驱动系统，以提供对所述基架205的受控的垂直移动。例如，在另一实施方式中，可采用基于气动的垂直驱动系统。
所述触觉晶片升降器200还包括上述的关于图2A-2B的晶片支撑构件201。以基本上居中的方式将所述晶片支撑构件201放置在所述基架205的上方。在所述基架205的上表面固定锁板217。所述晶片支撑构件201被允许在有关所述锁板217的垂直方向上自由移动。此外，所述晶片支撑构件201在所述触觉升降器200组件中被弹性顺应元件213向上推动。所述锁板217被定义为用于向所述晶片支撑构件201的向上移动提供硬(hard)停止。由所述锁板217引起的所述晶片支撑构件201的向上停止发生在界面210。
此外，所述锁板217被定义为相对于所述基架205而方位锁定所述晶片支撑构件201。为了实现所述方位锁定，在所述锁板217的外侧壁内固定锁销215。在一实施方式中，所述锁销215通过螺纹连接固定至所述锁板217。在另一实施方式中，所述锁销215是所述锁板217的组成部分。制定所述锁销215的尺寸以与所述晶片支撑构件201的毂201C的上表面内的通道233相配合，并位于靠近所述锁板217的位置。
图2E-2F显示根据本发明的一实施方式的、部分组装的触觉升降器200，其露出所述晶片支撑构件毂201C的上表面和锁板217的上表面。如图2E中所示，所述通道233被定义为用于容纳所述锁销215，所述锁销215从所述锁板217的外侧壁向外径向延伸，如图2F所示。所述锁销215和相对应的通道233被定义为用于防止所述晶片支撑构件201围绕所述锁板217的实质性旋转。图2E-2F的实施方式显示采用三个锁销215和相应的通道233(位于所述锁板217的周圈径向等距离的位置)。然而，应理解的是，可在其它实施方式中采用不同数目的锁销215和相对应的通道233。
所述触觉升降器200还包括设置在所述锁板217的中心开口区内的触觉开关207。所述触觉开关207固定在触觉开关锁紧螺帽211内以便所述触觉开关207的触发端朝上。所述触觉开关207被定义为常闭开关，在被压下至启动点后，触觉开关207打开以断开与其连接的电路。如下文所讨论的，若干个组件连接至所述晶片支撑构件201，以使所述晶片支撑构件201的向下移动(例如通过碰撞)导致所述触觉开关207被压下。所述触觉开关207与所述垂直驱动系统连接以便于在启动所述触觉开关207后立即并自动地中断所述基架205的向上移动。
卷绕的电缆231用于将所述触觉开关207电连接至所述垂直驱动系统，即电连接至所述垂直驱动系统的发动机控制。图4显示根据本发明的一实施方式的所述触觉升降器200的剖视图，其描绘了延伸穿过所述基架205的卷绕的电缆231。在一实施方式中，所述卷绕的电缆231被定义为包括与所述触觉开关207电连接的一对导电线。在一实施方式中，位于所述卷绕的电缆231内的所述一对导电线的每一个分别被电绝缘材料覆盖。该对导电线被设置在弹性材料的外套内。所述外套包括卷绕部分407，以在当通过所述基架205升高和降低所述晶片支撑构件201时，提供所述卷绕电缆231的伸长和收缩。
在一实施方式中，所述卷绕的电缆231被一对导电线(例如38规格的导电线)界定，所述一对导电线各自被特氟龙(Teflon)覆盖。并且，在该实施方式中，该对特氟龙覆盖的导电线被设置在聚氨酯外套内。所述聚氨酯外套形成并维持所述卷绕电缆231的卷绕部分407。在一实施方式中，所述卷绕电缆231被设置在界定于所述基架205内的套管405内。当所述卷绕电缆231在所述基架205内伸长和收缩时，所述套管405提供所述卷绕电缆231的平滑移动。在一实施方式中，所述晶片支撑构件201可在约100mm的垂直范围内移动。因此，在该实施方式中，所述卷绕的电缆231被定义为用于伸长和收缩至少100mm距离。
所述触觉升降器200还包括螺纹接头209，所述螺纹接头209被定义为允许从基架205内的较大的馈通孔(feedthroughhole)过渡至与触觉开关锁紧螺帽211有关的较小的孔。所述基架205内的较大的馈通孔有利于所述触觉晶片升降器200的组装。具体地，所述基架205内的较大的馈通孔允许所述卷绕的电缆231经由所述基架205的顶部而插入，这与将卷绕的电缆231向上穿过基架205的底部相反。
弹性顺应性元件213被设置在所述晶片支撑构件201和所述基架205之间。此外，盖板219被固定在所述晶片支撑构件201的上表面。在所述盖板219和所述晶片支撑构件毂201C的上表面之间设置密封件227。所述密封件227被定义为用于防止晶片处理材料(例如流体、化学品、副产物等等)侵入所述触觉开关207区域。所述盖板219被定义为抵抗由所述弹性顺应性元件213在所述盖板上施加的向上的力。因此，所述盖板219和晶片支撑构件201被固定在一起，以便施加在所述晶片支撑构件201上的力被通过所述盖板219传递至所述弹性顺应性元件213，反之亦然。
更具体地，所述弹性顺应性元件213被定义为用来通过固定于所述晶片支撑构件201的盖板219而在晶片支撑构件201上提供向上的力。在正常状况时(即在所述晶片支撑构件201上没有不正常的向下的力时)，由弹性顺应性元件213所施加的向上的力使所述晶片支撑构件201保持在相对于触觉开关207的向上设置的位置。所述晶片支撑构件201的正常的向上设置的位置与在所述晶片支撑构件201和所述锁板217在界面210处的接触相对应。此外，所述弹性顺应性元件213力(即弹性常数)被定义为用于提供足够的合力，以防止所述触觉开关207由于所述基架205的向上加速而松开，但是又足够低，以在所述晶片支撑构件201和阻碍物体之间发生碰撞时，允许触觉开关207的压缩和松开。
所述弹性顺应性元件213被定义为当向晶片支撑构件201施加足够的向下的力时，以类似弹簧的方式起作用。由于向晶片支撑构件201施加向下的力，所述弹性顺应性元件213的压缩允许触觉开关207的相应的压缩和启动。设置所述弹性顺应性元件213力，以便晶片支撑构件201在其行进路径中与阻碍物接触时将向下移动，并因此启动所述触觉开关207。此外，设置弹性顺应性元件213力，以在损坏力被施加于晶片支撑构件201或阻碍物体之前，允许晶片支撑构件201向下移动。
在不同的实施方式中，弹性顺应性元件213可基本上为提供足够弹簧特性的任意种类的弹性顺应性元件。例如，在一实施方式中，所述弹性顺应性元件213为螺旋形弹簧。在另一实施方式中，所述弹性顺应性元件213被定义为多个螺旋形弹簧。在另一实施方式中，所述弹性顺应性元件213被定义为环形橡胶组件。在另一实施方式中，所述弹性顺应性元件213被定义为一叠共同提供足够的弹簧特性的环形橡胶组件。
应了解，根据破坏晶片支撑构件201或潜在的阻碍物体所需的力来定义所述弹性顺应性元件213的所需的弹性常数。在一实施方式中，碳化硅晶片载体(例如晶片载体101)代表潜在的阻碍物体。在该实施方式的一个变型中，所述弹性顺应性元件213由范围是每英寸约20至约60磅的弹性常数所定义。在该实施方式的另一个变型中，所述弹性顺应性元件213由范围是每英寸约30至约50磅的弹性常数所定义。
所述触觉升降器200还包括调整螺丝221，所述调整螺丝221用于在所述触觉开关207的上方的位置与所述盖板219啮合。所述调整螺丝221被定义为当足够的向下的力被施加在所述晶片支撑构件201上、并通过所述盖板219被传递到调整螺丝221时，压下所述触觉开关207。所述触觉升降器200还包括调整锁紧螺帽223，以防止所述调整螺丝221的不必要的旋转。另外，提供调整螺丝盖225和密封件229，以保护所述调整螺丝不与晶片处理材料(例如流体、化学品、副产物等)接触。
调整螺丝221相对于所述盖板219的垂直位置，控制了将所述触觉开关207压下至其启动点所需的调整螺丝221的垂直移动量。更具体地，所述调整螺丝221允许调节所述调整螺丝和所述触觉开关207之间的间隙208。间隙208的调节提供了触觉开关207启动所需的晶片支撑构件201的向下移动多少的调节，即提供触觉升降器200的灵敏度的调节。在一实施方式中，所述调整螺丝221被设置刚好与触觉开关207接触以便所述间隙208被设置为基本为零。在另一实施方式中，设置所述间隙208以使得触觉开关207的顶部和调整螺丝之间的垂直距离为约0.01英寸至约0.015英寸。在另一实施方式中，所述间隙208可为负值，以至于调整螺丝221实际上将触觉开关207压下至位于其无效带内的位置，即，压下至尚未达到触觉开关207的启动点的位置。
图3A-3B显示根据本发明的一实施方式的触觉开关207的操作。触觉开关207被定义为具有半球状的触发端以便在所述半球状触发端的任何点的压力将导致触觉开关207向下移动至其启动点。因此，施加在晶片啮合构件201B中的任一个的向下的力将导致所述触觉开关207的触发端被压下。触觉开关207可具有从其完全伸展的位置至其启动点的无效带移动量，如箭头301所示。当触觉开关207被压下通过其无效带至其启动点时，所述触觉开关207被启动。
在一实施方式，触觉升降器200被定义，以使得所述基架205和所述晶片支撑构件201之间的间隙204界定晶片支撑构件201相对于基架205的允许向下移动范围。间隙204被设置为足够大以允许晶片支撑构件201相对于基架205的足够的向下移动，以使得在晶片支撑构件201到达基架205之前，触觉开关207将被压下至其启动点。
在一示例性实施方式中，对于定义为可容纳300mm晶片的晶片支撑构件201，间隙204的垂直高度被设置为约0.02英寸至约0.06英寸。在另一示例性实施方式中，对于定义为可容纳300mm晶片的晶片支撑构件201，间隙204的垂直高度被设置为约0.04英寸。此外，在一示例性实施方式中，对于定义为可容纳200mm晶片的晶片支撑构件201，间隙204的垂直高度被设置为约0.01英寸至约0.05英寸。在另一示例性实施方式中，对于定义为可容纳200mm晶片的晶片支撑构件201，间隙204的垂直高度被设置为约0.03英寸。
触觉升降器200被进一步定义，以至于当晶片支撑构件201被向上推至在界面210抵靠锁板217而停止时，在所述锁板217和盖板219之间存在有间隙206。所述间隙206的垂直高度大于间隙204。因此，在锁板217和盖板219接触之前，所述晶片支撑构件201相对于锁板217的向下移动将停止。
如上文所述，图4显示了根据本发明的一实施方式的触觉升降器200的剖视图。当晶片支撑构件201通过基架205的向上移动而垂直向上移动时，基本上晶片支撑构件201、盖板219或调整螺丝的任何部分可能与阻碍物接触，因此导致晶片支撑构件201向下移动，以启动触觉开关207。在一实施方式中，触觉升降器200被定义，以使得在所述晶片啮合构件201B的任一个上施加的至少为0.5磅的向下的力(如箭头401所示)足够大以启动触觉开关207。所述施加在晶片啮合构件201B的任一个的向下的力可导致晶片支撑构件201相对于基架205的倾斜，如箭头409所示。可通过弹性顺应性元件213来允许所述晶片支撑构件201的倾斜。此外，在一实施方式中，触觉升降器200被定义以便在调整螺丝盖225上施加的至少为1.8磅的向下的力(如箭头403所示)足够大以启动触觉开关207。然而应理解的是，在其它实施方式中，可设置所述弹性顺应性元件213的弹簧特性，以使得所述晶片支撑构件201是可移动的，以在与上述的那些力的大小不同的力的作用下引起触觉开关207的启动。
图5显示根据本发明的一实施方式的操作触觉晶片升降装置(触觉升降器200)的方法的流程图。所述方法包括用于升高触觉升降器200的晶片支撑构件201的操作501。所述方法还包括用于回应在晶片支撑构件201上施加的足够的向下的力而启动触觉开关207的操作503。触觉开关207是常闭开关。在晶片支撑构件201上施加足够的向下的力，会导致触觉开关207被压下至其启动点，在该点所述触觉开关207打开以断开用于控制晶片支撑构件201的升高的电路。在一实施方式中，启动触觉开关207所需的足够的向下的力的范围是约0.5磅至约2磅。
回应启动所述触觉开关207，所述方法包括用于自动中断晶片支撑构件201升高的操作505。在一实施方式中，在切断触觉升降器200的发动机后，触觉升降器200发动机的动量可能导致所述晶片支撑构件201继续移动约3mm至4mm的距离。所述晶片支撑构件201具有足够的顺应性，以便在切断触觉升降器200发动机后晶片支撑构件201的继续移动时，可防止组件的损坏。此外，调节触觉升降器，以便在触觉开关207启动后以及在投入触觉开关207本身的硬停止之前，停止晶片支撑构件201的向上移动，由此防止对触觉开关207的损坏。
在晶片支撑件升高被中断以后，所述方法包括用于降低所述晶片支撑构件201至底部位置(即原始位置)的操作507。所述方法还可包括用于设置触觉升降器200的灵敏度的操作，以便在晶片支撑构件201或晶片支撑构件201所接触的结构中的任一个损坏之前，启动触觉开关207。
尽管已根据一些实施方式对本发明进行了描述，应理解的是，在阅读了前面的说明书并研究了附图后，本领域的普通技术人员将实现其各种变化、增加、替换和等同物。因此，意图是本发明包括落入本发明的实际精神和范围内的所有所述变化、增加、替换和等同物。

Claims (22)

1.触觉晶片升降装置，包括：
基架；
与所述基架连接的垂直驱动装置，所述垂直驱动装置被定义为提供所述基架的受控的上下移动；
设置在所述基架上方的晶片支撑构件；和
触觉开关，其设置在所述晶片支撑构件和所述基架之间，以使得在所述晶片支撑构件上的足够大的向下的力引起所述触觉开关的启动，其中所述触觉开关与所述垂直驱动装置连接，以使得在启动所述触觉开关后，中断所述基架和设置在所述基架上方的晶片支撑构件的向上移动。
2.根据权利要求1所述的触觉晶片升降装置，其中所述晶片支撑构件包括中心毂和若干个从所述中心毂向外径向延伸的臂，其中每一个臂的末端设置有晶片啮合构件，所述晶片啮合构件用于在所述中心毂和所述若干个臂的上方位置啮合所述晶片。
3.根据权利要求1所述的触觉晶片升降装置，还包括：
弹性顺应性元件，其设置在所述晶片支撑构件和所述基架之间，以使得施加在所述晶片支撑构件上的向下的足够大的力引起所述弹性顺应性元件的压缩和所述触觉开关的相应的启动。
4.根据权利要求3所述的触觉晶片升降装置，还包括：
盖板，其被固定在所述晶片支撑构件的上表面，所述盖板被定义为抵抗由所述弹性顺应性元件在所述盖板上施加的向上的力，其中，所述盖板和晶片支撑构件被固定在一起，以使得施加在所述晶片支撑构件上的力通过所述盖板被传递至所述弹性顺应性元件，反之亦然。
5.根据权利要求4所述的触觉晶片升降装置，还包括：
调整螺丝，其被定义为用于在所述触觉开关的上方的位置与所述盖板啮合，所述调整螺丝被定义为当足够的向下的力被施加在所述晶片支撑构件上、并通过所述盖板被传递到调整螺丝时，压下所述触觉开关，其中所述调整螺丝的垂直设置控制了将所述触觉开关压下至其启动点所需的调整螺丝的垂直移动量。
6.根据权利要求4所述的触觉晶片升降装置，还包括：
锁板，固定在所述基架的上表面，其中，所述锁板被定义为当所述晶片支撑构件通过由来自所述弹性顺应性元件通过所述盖板施加在所述晶片支撑构件上的力被向上推时，所述锁板用于提供所述晶片支撑构件的向上移动的硬停止。
7.根据权利要求6所述的触觉晶片升降装置，其中，所述锁板包括销，所述销固定在所述锁板的外周侧内，且其中所述晶片支撑构件包括用于容纳所述销的通道，其中所述销和通道被定义为用于防止所述晶片支撑构件围绕所述锁板的实质性旋转。
8.根据权利要求1所述的触觉晶片升降装置，还包括：
卷绕的电缆，其被定义为包括与所述触觉开关电连接的一对导电线，其中所述卷绕的电缆被设置在位于所述基架内的通道内，其中当所述垂直驱动装置被操作以使所述基架向上移动时，所述卷绕的电缆被定义为伸长，以及当所述垂直驱动装置被操作以使所述基架向下移动时，所述卷绕的电缆被定义为收缩。
9.根据权利要求8所述的触觉晶片升降装置，其中所述一对导电线的每一个分别被电绝缘材料覆盖，且其中该对导电线被设置在弹性材料的外套内，其中所述外套包括卷绕部分以提供所述卷绕电缆的伸长和收缩。
10.根据权利要求1所述的触觉晶片升降装置，其中所述触觉开关是常闭开关，在启动以后所述常闭开关打开以断开电路。
11.晶片装运系统，包括：
晶片载体，其用于在处理室内水平移动，所述晶片载体包括开口区，所述开口区具有若干个设置在所述开口区的外周缘的晶片支撑片，其中将所述开口区的尺寸制作成可容纳放置于所述晶片支撑片上的晶片；和
触觉晶片升降器，其设置在腔室内位于所述晶片载体的水平行进路径下方的固定位置内，所述触觉晶片升降器包括：
基架，
晶片支撑构件，其设置在所述基架的上方，
垂直驱动装置，其连接至所述基架，所述垂直驱动装置被定义为提供所述基架和设置在所述基架上方的晶片支撑构件的受控的上下移动，以使得当所述晶片载体被设置于所述触觉晶片升降器的上方时，所述基架和晶片支撑构件可移动穿过所述晶片载体的开口区，和
触觉开关，其设置在所述晶片支撑构件和所述基架之间，以使得在所述晶片支撑构件上的足够大的向下的力会引起所述触觉开关的启动，其中所述触觉开关与所述垂直驱动装置连接，以使得在启动所述触觉开关后，中断所述基架和设置在所述基架上方的晶片支撑构件的向上移动。
12.根据权利要求11所述的晶片装运系统，其中所述晶片支撑构件包括中心毂和若干个从所述中心毂向外径向延伸的臂，其中每一个臂的末端设置有晶片啮合构件，所述晶片啮合构件用于在所述中心毂和所述若干个臂的上方位置啮合所述晶片。
13.根据权利要求11所述的晶片装运系统，还包括：
弹性顺应性元件，其设置在所述晶片支撑构件和所述基架之间，以使得施加在所述晶片支撑构件上的向下的足够大的力引起所述弹性顺应性元件的压缩和所述触觉开关的相应的启动。
14.根据权利要求13所述的晶片装运系统，还包括：
盖板，其被固定在所述晶片支撑构件的上表面，所述盖板被定义为抵抗由所述弹性顺应性元件在所述盖板上施加的向上的力，其中，所述盖板和晶片支撑构件被固定在一起，以使得施加在所述晶片支撑构件上的力通过所述盖板被传递至所述弹性顺应性元件，反之亦然。
15.根据权利要求14所述的晶片装运系统，还包括：
调整螺丝，其被定义为用于在所述触觉开关的上方的位置与所述盖板啮合，所述调整螺丝被定义为当足够的向下的力被施加在所述晶片支撑构件上、并通过所述盖板被传递到调整螺丝时，压下所述触觉开关，其中所述调整螺丝的垂直设置控制了将所述触觉开关压下至其启动点所需的调整螺丝的垂直移动量。
16.根据权利要求14所述的晶片装运系统，还包括：
锁板，其被固定在所述基架的上表面，其中，所述锁板被定义为当所述晶片支撑构件通过由来自所述弹性顺应性元件通过所述盖板施加在所述晶片支撑构件上的力被向上推时，所述锁板用于提供所述晶片支撑构件的向上移动的硬停止。
17.根据权利要求16所述的晶片装运系统，其中，所述锁板包括销，所述销固定在所述锁板的外周侧内，且其中所述晶片支撑构件包括用于容纳所述销的通道，其中所述销和通道被定义为用于防止所述晶片支撑构件围绕所述锁板的实质性旋转。
18.根据权利要求11所述的晶片装运系统，其中所述触觉开关是常闭开关，在启动以后所述常闭开关打开以断开电路。
19.用于操作触觉晶片升降装置的方法，包括：
升高所述触觉晶片升降装置的晶片支撑构件；
回应施加在所述晶片支撑构件上的足够大的向下的力而启动触觉开关；和
回应所述触觉开关的启动，自动中断所述晶片支撑构件的升高，并将所述晶片支撑构件降低到底部位置。
20.根据权利要求19所述的用于操作触觉晶片升降装置的方法，还包括：
设置所述触觉晶片升降装置的灵敏度，以使得在所述晶片支撑构件或被晶片支撑构件接触的结构中的任一个损坏之前，启动触觉开关。
21.根据权利要求19所述的用于操作触觉晶片升降装置的方法，其中启动所述触觉开关所需的足够的向下的力的范围是约0.5磅至约2磅。
22.根据权利要求19所述的用于操作触觉晶片升降装置的方法，其中所述触觉开关是常闭开关，且其中在所述晶片支撑构件上施加足够的向下的力会导致所述触觉开关被压下至启动点，在该启动点所述触觉开关打开以断开用于控制所述晶片支撑构件的升高的电路。
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