CN1202866A - 用于基片载运器的准直器 - Google Patents

Abstract

一个用于基片载运器或贮盒(100)的基片准直器,包括一个衔接装置(118,122)在关闭时移动和维持一个或多个基片(116)到对准的位置,以及一个操作装置(120,124)用于打开和关闭衔接装置。在一个实施例中,这个衔接装置包括前和后衔接装置以便固定在载运器构架的相对的角落上来承接基片的相对的角。每个衔接装置最好包括一个滚轮(130,132)来承接每个基片相对应的边缘,其中前装置包括二个滚轮以便承接基片的后边和相对的侧边。在这种情况下,这个衔接装置承接每个基片的所有四边以便在关闭时控制和维持基片到基本准直的位置。滚轮最好可以转动以避免基片边缘的刮削否则会产生污染颗粒。进一步,滚轮带有柔软的外表面以便缓冲可能会造成损伤的力。

Description

用于基片载运器的准直器

本发明涉及用于基片，例如半导体晶片，微芯片组件和平板显示器的载运装置，更具体地涉及一种在载运器内放置基片时的基片准直装置。

在平板显示器(FPD)和微芯片组件(MCM)工业中对更大的基片有越来越高的需求。基片最早是相对小的，例如6到8英寸的半导体晶片和300mm×350mm的FPD。较小的基片较易可被操作人员处理。例如，许多较小的基片一般是装在基片载运器中并被操作人员在加工站点之间载运。在一个适当大小的载运器中的许多这种基片也是相当容易管理的。然而，随着基片不断地变得更大，以及由于加工工艺的改进和创新使得电路几何尺寸不断缩小，FPD和MCM工业面临着开发管理基片的有效方法的挑战。

基片的尺寸在不断地增长，目前包括650mm×550mm到850mm×1050mm和FPD。大部分基片是用玻璃制成的，厚度从0.7至1.1mm。加工工艺的改进使得在基片上加工的电路尺寸在不断减小。在这种情况下，基片在大小，重量和价格上都在增加，同时变得更精密，在加工过程中更易受外力损伤和污染。增加更大和更昂贵基片的产量变得更加重要，从而使得由操作人员处理的办法变得不合要求和不可接受了。

把基片保持在固定的水平位置同时在一个小车和自动车上被从一个加工站输运到另一个加工站的管理方式已经发展起来。用这种方法管理的基片仍然存在着由于损伤和污染引起的低产量问题。洁净室环境内的地板设计成为一个关键因素，因为地板表面的变化使小车上的基片暴露于振动和高重力。这些力可以造成裂纹和永久性地损伤一块或更多的基片。而且，在受到高重力时基片表面上形成的金属膜中产生的应力裂纹所形成的损伤是为基片上加工的电路所不能接受的。即使基片不被高重力损伤，由于运动和振动会引起基片在载运器中滑动，从而产生污染颗粒。

加工装置的传输速度和产额都需要增加。机器人装置具有增高的产额，容纳在载运器中的基片是由机器人的检拾和放置单元取出和插入的。但是这种自动装置需要某种形式来对准基片，或者是手工的或者某种自动手段。传统的载运器通常包括在承载口内的凿槽的或倾斜的壁面以便大致上在载运器内对准基片。但是，这种带槽的结构使得基片和缝口边壁之间只有很小的余量，因此基片不得不很慢地抽出和插入并且要很精确以避免和载运器相碰撞或刮碰侧壁。结果是每次传输都花费很多时间从而大大降低了整体产量。

同时也需要提供一种有效和改进的方式来在传输中支撑和约束基片以减少损伤和污染，从而可以提高产量。进一步，要求改进对准以便改进转移速度和加工产量。

根据本发明一种基片准直器被安装在一种基片载运器或装填盒内，并且包括一个衔接装置以便配合和移动很多基片，并且在衔接装置关闭时在基本上对准的位置上保持这些基片，以及一个操作机构在打开和关闭位置之间移动衔接装置。在一个实施例中，这个衔接装置包括前后衔接装置以便在容器相对的角落安置来承接基片的相对的边角。每个衔接装置最好包括一个衔接组件来承接每个基片相应的边缘，而前方组合包括两个衔接组件以便承接前缘和相邻的侧缘，而尾部或后方衔接组合包括两个衔接组件以承接基本的后缘和相对的侧缘。在这种方式中，衔接装置承接了每个基片的所有四边以便在关闭时控制和保持基片在一个基本上对准的位置上。

衔接装置有一个打开位置以便使基片被一个加工站点取用，在这里基片可以被加工站插入或取出直到加工过程完成。这个衔接装置然后被关闭并且移动、对准和维持基片在一个对准位置以便运输。在优先实施例中，这个衔接装置是在衔接基片边缘时转动的滚轮。这个衔接装置是在衔接基片边缘时转动的滚轮。这个旋转避免了边缘的刮碰否则就会产生污染颗粒。进一步，这些滚轮带有柔顺性的外表面或者包括柔顺外套以便衰减振动力对基片的作用。这样，柔顺的滚轮可以有效地约束基片以防止大的移动，同时保护基片不受运输时的重力，杂乱移动和振动的影响。

根据本发明的基片准直器减小了在现有技术中常规载运器中典型使用的用梳状物或分隔架来进行的准直要求。例如，现有载运器开口的壁面是倾斜的从而使基片以很小的余量紧靠在开口壁上。这种传统载运器的狭窄余量放慢了加工站的进程，这是因为机器人的检拾和放置单元不得不以很慢的速度插入和取出基片以便避免基片对于梳状物的开口壁面的碰撞和/或刮削。使用根据本发明的基片准直器，梳状物的侧壁对于对准目的不再必要，从而允许更宽的开口和相对大的基片边缘和开口壁之间的余量。在这种情况下，加工站上的机器人捡拾和放置单元可以用更高速度插入和取出基片，因为基片的碰撞和/或刮削的风险大大减小了。

一个操作机构最好被提供来打开和关闭每一个衔接装置。这个操作机构最好包括一个输入轴以便承接一个加工站的马达和齿轮机构，以及一个多杆连接器用来操作一个与衔接装置耦合的输出轴。这个多杆连接器最好包括4个连接并且最好是双稳态的，包括两个与打开和关闭相对应的稳态模式。在这种情况下，这个四连杆机构把衔接装置锁定在打开或关闭的位置上。

在优先实施例中，这个多杆连接器被提供使用一个偏心设计以便获得这种双稳态的，锁定的位置。这种多连杆机构最好包括一个以枢轴式安装在一个操作器室上的驱动曲柄。一个耦合组件以枢轴方式安装在驱动曲柄和一个摇臂之间，这个摇臂在与衔接装置的开关相对应的第一和第二位置之间相应地移动输出轴。这个驱动曲柄最好绕着一个驱动曲柄枢轴点在第一和第二位置之间摆动，这个枢轴点相应地延长一个由耦合组件确定的力线到超出一个中心在驱动曲柄枢轴点上的水平参照线以便实现这个超中心设计。一个拉伸弹簧与这个耦合组件相耦合以便衔接和完成锁定位置。在这种情况下，施加在基片上的力，结果为施加在衔接装置上的扭力，被防止来把装置从锁紧位置移开。这样，当基片准直器关闭时，基片在输运过程中被约束和保护。

在另一个实施例中，容纳室包括安装在后侧的后止位器以便承接基片的后缘。这个容纳室还进一步包括一个带有前缓冲器的以枢轴方式安装的前门，这个缓冲器承接前缘来使基片在前门关闭时顶着后止位器移动到从前到后方向上基本对准的位置上，两个衔接装置也被提供在容纳室的两侧以便衔接和横向移动基片到横向方向的基本对准的位置上。在这种情况下，基片利用后止位器和前缓冲器被沿前后方向定位并且利用侧装的衔接装置被横向定位。这个实施例可以用于对空气开放的载运器，但最好用于封闭载运器以便使基片在通过非洁净室环境运输时保持在一个清洁的环境中。

侧装的衔接装置最好包括一个单滚轮以衔接基片的一个相应边缘。每一侧都只需要一个单滚轮来达到横向准直。而且，滚轮是以枢轴方向安装的以便允许在衔接基片的边缘时可以转动而不会产生刮削。另外，滚轮包括一个柔顺的外表面或者一个柔顺套以便减弱振动或其它的损伤力从而可以保护基片。进一步，滚轮装置是以偏心方式安装的以便在基片准直器被关闭时保证基片不会处于一种可轻微转动的位置。对于侧装的衔接装置的操作机构可以用与第一个实施例中所述相类似的方式来实现。

现在可以理解，根据本发明制造的基片载运器可以在承载盒或载动器中提供基片在前后方向和横向方向的准确的准直。当基片准直器关闭时，柔顺的衔接组件把基片保持在固定的或锁定的位置，从而使它们在运输过程中不会移动。基片还被防止滑动以防止产生颗粒造成基片上产品的可能的污染。根据本发明的基片准直器还进步允许相当大的余量存在于基片边缘周围。这个增加的余量可以使机械手的捡拾和放置单元在插入和取出基片时以更高的速度运行，从而大大改善了加工站的产力。

对本发明更好的理解可以通过以下对优先实施例的详细的描述和以下的附图而得到，其中：

图1是一个带有根据本发明的一个实施例的基片准直器的基片载运器的透视图；

图2是一个透视图描述图1的基片载运器的底部；

图3A和3B是图1中基片载运器的顶视图，分别表示基片准直器在打开和关闭的位置；

图4是图1中基片载运器的前视图；

图4A是一个图4中一部分的放大图，显示与图1中基片准直器的一个衔接装置相连系的一个操作机构；

图5是一个图1中衔接装置的分解图；

图6是一个图1中操作机构的分解图；

图7A和7B是图6中的准直装置的顶视图，分别显示打开和关闭的位置；

图8是一个关闭的基片载运器的顶视图，载运器包括一个根据本发明的一个不同实施例的基片准直器；

图9A和9B是图8中的基片载运器的侧视图，分别表示前门在打开和关闭的位置；以及

图10是一个用作图8的衔接装置的单滚轮装置的分解图。

现在参看图1，一个透视图显示一个基片贮存盒式载运器100，它包括一个根据本发明的一个实施例实现的基片准直器。这个基片载运器100是一个对空气开放的单元，用于以相互之间一定空间的关系接收，支持和准直许多基片，在加工站点之间运输基片以及对一个加工站点提供基片的准直。一个加工站点应当包括机器人检拾和放置单元以便插入和/或抽出基片到基片载运器100中。基片最好是平板显示(FPD)，半导体晶片，掩膜，微芯片组件(MCM)等。基片载运器100可以是任何合适的尺寸，取决于所承装基片的种类和大小。这个基片载运器100，例如，可以用于相当大尺寸的650mm×500mm到850mm×1050mm或更大尺寸的基片。然而本发明并不被局限于任何特殊类型或尺寸的基片，它可以应用于任何基片类型和尺寸。

基片载运器100包括一个大致为矩形的顶板102，它利用许多支持柱106固定在大致为矩形的底板104上。如在图1中所示，在基片载运器的每一边都有三个支持柱106，形成一个开放的盒状结构，有一个开放的前端112和一个开放的后端114，用于接受和支持一个或多个矩形基片116。为了描述的目的只画出一个基片116，应当理解通常是有许多基片装入基片载运器100的，如图4所示。固定在每一个支持柱106上的是一个带有分开的齿或架子110的塔或梳108，每个架子110都用于接收和支持一个相应的基片。在基片载运器100中多个分开的架子110被提供来以互相间一定空间关系接受和支持多个基片116。在顶板102上最好装一个把手102a以便在小车和加工站之间操作基片载运器100。需要注意的是基片载运器100是开放的并希望在相当洁净的室内环境下运送基片，这是因为一个开放结构不能保护内部不受周围和环绕空气中颗粒的影响。如下所述，本发明可以被用于一个封闭的载运装置以保护内部的基片不受外部环境空气的干扰。

当一个或多个基片116被装入基片载运器100后，一个包括前衔接装置118和后衔接装置122的基片准直器被提供来衔接和约束基片116到一个对准的位置上。在这个优先实施例中，前衔接装置118是以回转方式固定在基片载运器100一个前角落上的底板104和顶板102之间，同时后衔接装置122以类似方式安装在基片载运器100的相对的一个后角落处。每个衔接装置118，122包括一个第一衔接组件130和一个第二衔接组件132以便衔接每个基片116的一个侧缘和相邻的前缘或后缘。具体地说，这个前衔接装置118包括一个第一衔接组件130以衔接每个基片116的一个侧缘116b，并且一个第二衔接组件132衔接前缘116a，同时后衔接装置122包括一个类似的第一衔接组件130衔接一个侧缘116c和一个第二衔接组件132衔接一个后缘116d。在这种情况下，四个不同的衔接组件与基片116衔接以便在基片载运器100内把基片116约束在一个准直位置上。

这个准直的位置最好是在基片载运器100中在横向方向或侧面到侧面，和前面到后面方向上大致上中心的位置。这样，基片116的前后缘116a，d被分别对准到基片载运器100的前后端，同时基片116的侧缘116b，c被对准到基片载运器100相应的侧边。四个分开的衔接组件与大致为矩形的基片116的四缘相衔接可以在没有大的转动角度的情况下保证准直。在优先实施例中，在横向或侧侧方向以及前后方面上这个对准可以在±0.5mm范围内。如在后面所述，衔接组件130，132最好是以回转方式安装的圆柱或筒状滚轮，这样它们在与基片116相应的边缘衔接时可以转动。这种转动大大减少了污染颗粒的数量，这种颗粒在其它情况下当刮削基片116的边缘时会产生出来。

每个衔接装置118，122还进一步包括一个以回转方式安装在顶板102上的上支持板134，一个下支持板136和两个分别用来固定上下支持板134，136的支持柱138。衔接组件130和132被固定在上下支持板134，136之间以便垂直地衔接基片116相对应的边缘。如下面所述，一个前操作机构120被安装在底板104的一个前方角落上的底边上以便承接前衔接装置118用于在开关位置之间转动前衔接装置118。对于前衔接装置118，下支持板136对于一个回转点140转动，并且上支持板134对一个回转点141转动，这样前衔接装置118在点140和141之间的一个回转轴转动。这个回转轴简称为回转轴140-141。对于后衔接装置122来说，下支持板136对着一个回转点142(图3A和图4)旋转并且上支持板134对着一个回转点143旋转，这样后衔接装置122围绕回转轴142-143旋转。

现在来看图2，一个透视图显示基片载运器100的底部。如图所示，前操作装置120安装在基片载运器100的同样的前边角上来承接前衔接装置118。与此类似，后操作装置124安装在基片载运器100上相对的后边角上来承接后衔接装置122。需要注意的是这些操作装置120，124也可以安装在其它部位，如顶板102上，或其它合适位置以便分别承接和控制衔接装置118，122。在所示的实施例中，这些操作装置120，124是被安装在底板104上以便于被加工站(没有画出)上的马达和齿轮机构(没有画出)接受和接合起来以便间接地控制衔接装置118，122。具体来说，加工站把衔接装置118，122放到打开位置以便在加工期间在基片载运器100中插入或者抽出基片116。这个加工站可以然后把装置118，122打到关闭位置以便把基片116放到对准位置进行输送。

再看图3A和3B，这些顶视图显示基片载运器100在移去顶板102后并且衔接装置118，122分别处于打开和关闭状态时的情况。当衔接装置118，122处于如图3A所示的打开位置时，基片116可以从打开的前端112和/或打开的后端114内取出而且另外的基片116可以插入。这样，一个加工站上的机械手系统可以从打开的前端112或者打开的后端114接近每一块基片116，这取决于基片载运器100相对于加工站是如何定位的。尽管梳状物108把基片116维持在与基片载运器100的底板和顶板104，102相对大致平行的平面内，这些平面在运输时最好与地面成水平位置，但是梳状物108不需要被做成为保持基片116在大致对准的位置。这样，基片116每一个可以被定位得稍靠前端112或稍靠后端114，并且甚至可以在一个相当偏转的位置从而使侧缘116b和116c不被调整到与顶板和底板102，104的侧边对准的位置。需要注意的是尽管基片116在衔接装置118，122刚打开后处于准直的位置，但是基片116在加工完成后可能被加工站摆放在非准直位置上。这样，尽管希望使基片116处于准直位置以便被加工站接近，但是在加工后加工站不需要把它们放到这种准直位置。

如图3A所示，衔接装置118和122分别绕回转轴140-141，142-143转动以便达到它们打开的位置。在打开位置上，由回转点140和衔接组件132中心之间所确定的准直线144以一个大约20-30度的负角对应于基片载运器100的侧缘，而同时衔接组件130，132大致上被对准到与上述侧缘平行。衔接组件130，132在打开位置被定位于基片116的周边以外。衔接装置118回转到衔接组件132和回转点140被准直到沿一条关闭线146为止。一个箭头148指出在打开线144和关闭线146之间有大约65度的转动，描绘出前衔接装置118在打开和关闭位置之间转动的幅度。后衔接装置122以大致上类似的方式在打开和封闭位置之间绕着回转轴142-143转动大约65°。

在图3B中衔接装置118，122已经转到它们的关闭位置。图3B更清楚地描绘出衔接装置118的衔接组件130与侧缘116b衔接，同时衔接组件132与基片116的前缘116a衔接。类似地，后衔接装置122的衔接组件130，132分别与基片116的侧缘和后缘116c，116d相衔接。当衔接装置118，122从打开位置转到关闭位置时，衔接组件130与基片116的侧缘116b，116c相衔接来把侧缘116b，116c放置到相应于基片载运器100的侧缘大致对准的位置。在优先实施例中，这种对准在横向或侧·侧方向为±0.5mm以内。

在衔接组件130与侧缘116b，c相衔接时，衔接装置118，122的衔接组件132与前后缘116a，d相衔接来在前-后方向同时对准基片116。再一次讲，基片116在基片载运器中被对准到所需要的和预定的对准位置的0.5mm以内。值得指出的是，在基片116相对的边角同时对准侧缘116b，116c和前后缘116a，116d使得基片116在横向和前后方向被对准，从而也防止基片116停留在任何转动的位置。

如下面进一步描述的那样，衔接装置118，132的衔接组件130，132包括柔顺的外套或有柔软的外表面，从而提供了预定数量的灵活度来防止作用在基片载运器100上的力不会作用在基片116上。在四个边缘上的准直力是足够来衔接和控制基片116到基本对准的位置而不会有过度的可能会损伤基片116的力。所施加的准直力的具体大小，以及衔接组件130，132的柔顺性是根据具体涉及的基片的特定的尺寸，类型和组成而确定的。力是由加工站施加的而且滚轮上的间隙对于机械公差是被增大的。

图4是基片载运器100的前侧视图，更加清楚地显示了衔接装置118，122的衔接组件130，132相对于几个基片116的位置。如图4右下角所示，有一个间隙存在于侧缘116c和后衔接装置122的衔接组件130之间。梳状物108最好带有一个部分倾斜的位于相应的架子110之间的侧壁109，当处于准直的位置时侧缘116c被放置得离开侧壁109。在类似的情况下，每个基片116的相对的缘116b被分开离开相对一侧的相应的壁109。这些分开或间隙是远远大于传统载运器或现有技术中的间隙的。事实上，侧壁109和倾缘116b，c之间的间隙比现有技术的相应公差高出十倍。

现有技术的载运器包括带有大得多的倾斜度的准直壁使基片停留在架上时有很小的间隙。事实上，在现有技术的设计中倾斜壁靠着或接触基片的侧缘。这一点为加工站的机械手检拾和放置单元提供了一个大致的对准位置。然而，这种准直方法也迫使机械手单元非常慢地抽取和插入基片以避免和搁架的侧壁碰撞和/或刮削。这种相对紧凑的配合相应降低了加工站的总输出量。

根据本发明的基片准直器是不需要利用侧壁的准直的。侧壁109带有一个很小的倾斜面用于大致准直，但是和现有技术相比较它做成为可以提供更宽的开口和余量。由于这样大的余量，因为和侧壁109相碰撞和/或刮削的危险性大大减少了，机械手的捡拾和放置单元可以以大大提高的速度工作。这样，机械手单元可以更快地工作，加工站的输出就大大增大了。

图4A是图4一个部分(细节A)的放大图，显示了安装在底板104上并且与前衔接装置118的下部相关连的前操作装置120的更多的细节。操作装置120包括一个输入驱动轴150用以连接一个马达和齿轮装置或类似装置(没有画出)以便造成一个输出驱动轴150的转动。这个输出驱动轴150延伸通过一个提供在底板104上的孔或开口以便与衔接装置118相连接。在优先实施例中，这个输出驱动轴150与一个下支持板136的下侧上的并以回转点140为中心的相应的连接器相衔接。这样操作装置120通过输出驱动轴150转动前衔接装置118。这个前衔接装置118被显示为关闭位置，在这里衔接组件130与基片116的侧缘116b衔接并且衔接组件132与前缘116a衔接。后操作装置124安装在底板104上以相似方式连接后衔接装置122。

现在来看图5，一个分解图显示前衔接装置118，而后衔接装置122被制作为完全一样因此没有画出。支持柱138有相反的两端利用螺钉或铆钉或类似物168固定在上下支持板134，136上。具体地说，孔134a，134a分别钻通在上下板134，136上，而螺钉168穿过孔134a，136a插进支持柱138相反的两端。衔接组件130，132最好是滚轮，它包括处于滚轮套管131之内的滚轮接口160，它以可回转方式用凸缘式轴承166固定在上下支持板134，136上。在这种情况下，支柱138牢靠地固定在上下支持板134，136上提供了一个固定的结构来允许滚轮管131相对于上下支持板134，136自由地转动。

滚轮管131最好用柔顺材料，如TYGON或类似物制成。另一种方式是滚轮管131包括一个用相同材料套在它上面的柔顺套层。柔顺材料被选择为提供足够的支持力来施加准直力而又不会损伤基片116的边缘。而且，柔顺材料也显著减少了与基片相衔接时颗粒的产生，而且缓冲了加到基片载运器100上的力来保护基片116。一个带肩螺栓162，几个轴垫片164以及一个凸缘轴承166被提供为以回转方式把上支持板134固定在上平板102上。每个衔接装置118和122的下支持板136最好固定在相应的操作装置120和124的输出驱动轴150上，而不是被直接固定在底板104上。

现在来看图6，一个分解图显示前操作装置120。操作装置124是以基本相同的方式制成的。操作装置120，124最好做成带有4个柱连杆配合一个偏心设计以实现一个双稳模式。这可以使装置锁定在打开或关闭的位置上，如下面所述。操作装置120包括一个驱动室170和一个用多个螺钉，铆钉或其它紧固器174固定在驱动室170上的驱动盖172。驱动室170包括一个孔或开口170a使得可以从外部接近输入驱动轴152，驱动盖172包括一个孔或开口172a使得可以从外部接近输出驱动轴150。二个或多个被束缚螺钉176通过盖板172和驱动室170被拧进以便把操作装置120固定到基片载运器100的底板104上。

轴承178和凸缘轴承180在开口170a内插入以便承接和允许输入驱动轴152的回转或转动。输入驱动轴152以整体方式固定在下驱动曲柄182下侧的一个端上。一个孔(没有画出)提供在下驱动曲柄182上大致中心位置上以便以可回转方式固定带有轴承186的一个耦合器184。耦合器184安装在下驱动曲柄182和一个类似的上驱动曲柄之间，这个安装是利用一个螺钉或铆钉190或类似物通过上驱动曲柄188和通过耦合器184的轴承186插入到下驱动曲柄182相应的孔中。在上驱动曲柄188上的另一个孔188b接受另一个螺钉或铆钉190以便配合固定在下驱动曲柄182上的一个插口182a。在这种方式下，上下驱动曲柄188，182被牢靠地安装在一起形成一个驱动曲柄装置189，使得耦合器184可以围绕轴承186的中心相对于驱动曲柄装置189回转。

耦合器184包括一个以一体方式在其上的延长杠杆184a以便以可转动方式固定一个拉伸弹簧192的一端。这个拉伸弹簧192的另一端利用一个带肩螺栓194以可回转方式固定在驱动室170上。如后面更详细描述的那样，这个拉伸弹簧192给耦合器184施加一个力以便维持耦合器184和驱动曲柄装置189在打开或关闭的位置。

耦合器184的另一端包括一个开口或孔(没有画出)以便以可回转方式安装一个摇臂196的一端，摇臂上有一个相应的孔196a以便接收一个定位销198。这样，摇臂196的一端在孔196a的中心相对于耦合器184转动。摇臂196包括一个做成一个夹口的插口196b，它可以用一个凹头螺钉200拧紧以便在插口196b中接受和夹住输出驱动轴150。输出驱动轴150的一端以可转动方式利用一个轴承178和凸缘轴承180在相应的开口或孔170b中安装在驱动室170上，同时输出驱动轴150的另一端伸出小孔172a以便以前面讲过的方式配合衔接装置118或122。

一个硬止动器202利用一个螺钉或铆钉204或类似物固定在驱动盒170上以便配合驱动曲柄装置189在关闭位置上，如下面更详细解释的那样。上驱动曲轴188也包括一个手动输入轴154与它固定在一起并穿过一个曲柄轴套筒206和驱动盖172上的另一个孔172b。手动输入轴154与输入驱动轴152是同心的，它还和孔170a同心或者定心在孔170a。这样，驱动曲柄装置189相对于开口170a，输入驱动轴152和手动驱动曲柄154的中心转动。

现在再看图7A，一个预视图显示组装起来的操作装置120，为了清楚起见，驱动盖172移走了并且上驱动曲柄188也没有画出。下驱动曲柄182被画成靠在硬止动器202上处于关闭位置。下驱动曲柄182围绕一个与开口170a的中心和输入驱动轴152的中心相对应的驱动曲柄回转点210转动。这样，驱动曲柄装置189相对于驱动曲柄回转点210在关闭或者如图7A所示的安全顺时针位置及一个打开或者如图7B所示的反时针位置之间转动。

作用在驱动轴152上或同心手动输入轴154上的反时针转动力或扭矩使得下驱动曲柄182相对于驱动曲柄回转点210向反时针方向转动。定位在轴承186中心上的一个耦合器驱动点212相应地相对于驱动曲柄回转点210向反时针方向转动，使耦合器184以大致平动的方式移动，从而把反时针的转动力作用到摇臂196上。这个力被作用在摇臂196和耦合器184之间的一个回转点214上从而相对于回转点140-142转动摇臂196和输出驱动轴150。

当操作装置120处于如图7A所示的关闭位置时，下驱动曲柄182使回转点212通过或低于一条穿过驱动曲柄回转点210画出的水平参考线211转动，从而造成了一个由回转点212和214之间所确定的稍微为一个负值角度的力线218a。在这种情况下，由于作用在基片116上的重力或振动力引起的作用在输出驱动轴150上的反时针钮力由于力线218a的负角而转变为作用在下驱动曲柄182上的顺时针力。这一点被称为一个超中心(over center)设计。由于下驱动曲柄182被进一步压向硬止动器202从而阻止进一步的顺时针转动，作用在输出驱动轴150上的扭力防止打开衔接装置118，122。在这种情况下，输出驱动轴150维持锁定在关闭位置从而使基片116不受相反力的作用而维持在被对准的位置上。拉伸弹簧192施加作用力到耦合器184上迫使和维持下驱动曲柄182处于大致的关闭位置。

图7B是操作装置120的上盖172被移去并处于打开位置的顶视图。驱动曲柄装置189已经在反时针方向转了大约185°，因此它再一次转到稍微越过低于水平参考线211。这也是一个超中心位置来把装置锁定在打开位置。耦合器184被转移到以反时针方式转动摇臂196大约65°到它的打开位置，对应于图3A，3B所示的衔接装置118，122转动65°的情况。当然，这个转动也被施加于输出驱动轴150。处于转点210和214之间的打开位置的新的力线218b防止作用在输出驱动轴150和摇臂196上的扭转力去沿顺时针方向转动驱动曲柄装置189。这个作用在输出驱动轴150和摇臂196上的顺时针扭矩力由于力线218b趋向于按反时针方向转动驱动曲柄182，188，因此防止前后衔接装置118，122不会因外力而被关闭。拉伸弹簧192施加一个力到耦合器184来强迫和维持这个装置到打开位置上，直至被驱动轴152或154移动到关闭位置。

再看图8，它是根据本发明不同的一个实施例做成的基片载运器300的一个顶视图。基片载运器300与基片载运器100类似，不同的是它包括一个封闭器302来防止封闭器302内部和外部大气之间的流体连通。这样基片载运器300保护了内部装载的基片116不暴露到外部环境空气中去并且使得在洁净室环境和通过污染空气之间的运输成为可能。

具体地讲，封闭器302包括侧壁304和与顶板307和底板309做成一体的后壁306(图9A)。一个前门308以可回转方式安装在封闭器302的顶板307上，前门308打开和关闭以允许通过一个前开口311(图9A)从内部接近封闭器302来插入或取出基片116。基片116被插入和维持在互相分开的关系上与对基片载运器100所描述的方式类似。然而，基片的后阻止器310被提供来承接基片116的后缘116d。门缓冲器312被安装在前门308的内表面上，当前门308关闭时与基片116的前缘116a相衔接。在这种情况下，当前门308以图8所示关闭时门缓冲器312推动与后阻止器310的配合来大致上沿前-后方向准直基片116。后阻止器310和门缓冲器312最好包括一种柔软材料以便分别承接基片116的后缘和前缘116a，d，与前边对滚轮筒131所述的目的和方法相类似。

对于横向准直来说，侧衔接装置314被提供在基片载运器相对的侧边上。衔接装置314的每一个都包括与基片116的侧缘116b，c相配合的衔接组件316来移动基片116到横向对准的位置。与前边对衔接装置118，122所述类似，衔接装置314以可回转方式固定在基片载运器300的顶板307和底板309之间的开和关位置之间。在打开位置上，衔接组件316与基片116的相应的侧边脱离衔接以便允许通过前开口311的抽出和插入。衔接装置314围绕回转点318转动或回转以便移动衔接组件316推着基片116的侧缘116b，c来达到横向对准。

衔接组件316也包括柔软的滚轮或类似物在衔接时转动以避免刮削，否则就会产生污染颗粒。而且，衔接装置314位于封闭器302的离开中心(off-center)的位置，其中一个装置被安装朝向后壁306而另一个装置被安装朝向前门308。这样当前门308关闭时可以防止一个转动的位置，从而使基片116可以基本对准在前后和横向方向上。

图9A和9B是基片载运器300分别在前门308打开和关闭时的侧视图。在前门308打开时，基片116通过打开的前端311被取出和插入。侧面准直器装置314被移动到配合衔接组件316压向基片116的侧缘116b，c以便进行横向准直。衔接组件316仍然允许基片116稍微移动朝向封闭器302的前方或后方。如图9B中所示，前门308被关闭，从而分别地使门缓冲器312衔接到基片116的前缘116a，后止动器310衔接到后缘116d上。一旦前门308和衔接装置314被关闭，基片116就处于在前后和横向方向上基本被准直的位置上。需要注意的是前门308在衔接装置314被转动到关闭位置以后可以被关闭。

当封闭器302被输送到一个加工站点以后，前门308被打开并且侧面准直器装置314被打开，这时装载在内的基片116维持在基本上对准的位置上以便机械手系统或类似系统来接近。当一块或多块基片被加工以后，重新准直是利用关闭衔接装置314和关闭前门308来得到的。需要注意的是虽然基片载运器300被包括在内，后止动器，前缓冲器和侧面安装的衔接装置的实施例也可以被应用于一个开放的载运器。

现在来看图10，一个单轮衔接装置的分解图被显示为构造衔接装置314。这个衔接装置314与图5中所示的双轮装置118，122相类似，不同的是只有一个单支持柱334，滚轮接口323和滚轮管322被提供在一个上平板320和一个下平板324之间。并且螺钉或其它紧固手段326被提供来在上下支持板320，324之间安装支持柱334，并且凸缘轴承328被提供在滚轮管323的两端以便允许滚轮管332可以相对于上下支持板320，324转动。而且，一个带肩螺栓330，轴垫片332和另一个凸缘轴承328被提供来以可转动方式把衔接装置314安装在基片载运器300上。

现在可以清楚看到根据本发明的基片准直器比现有技术的基片载运器有许多优点。基片在运输时被对准和维持在对准位置来减少损伤和污染。同时，被对准的位置也比现有技术粗略的准直技术更精确。基片准直器也允许显著更大的余量围绕着基片，从而增加了加工站的输出。

尽管本发明的系统和方法结合优先实施例已经被加以描述，但是并不被局限于这些特殊情况，相反地，这些变动，改进和等同物是可以有理由包括在本发明的由附加的权利要求书所确定的原理和范围之内。

Claims (14)

1.一个用于基片载运器的基片准直器，这个载运器包括一个构架，以相互分开的位置关系接受和支持多个基片，所述基片准直器包括：

一个安装在枢架上的衔接装置，在所述衔接装置被移动到关闭位置时衔接和移动多个基片到一个基本对准的位置上，并且在它被移动到打开位置时和多个基片脱离衔接，以便允许插入和抽出多个基片；以及

一个操作装置安装在构造上并且以可操作方式配合，在所述打开和关闭位置之间移动所述的衔接装置。

2.根据权利要求1的基片准直器，其特征在于构架是大致矩形的，所述的衔接装置包括：

一个前衔接装置安装在构架的一个前角落附近；以及

一个后衔接装置安装在构架的与所述前角落相对的一个后角落附近。

3.根据权利要求2的基片准直器，其特征在于所述的操作装置包括：

一个前操作装置安装在构架的所述前角落附近以便以可转动方式连接所述的前衔接装置；以及

一个后操作装置安装在构架的所述的后角落附近以便以可旋转方式连接所述的后衔接装置。

4.根据权利要求3的基片准直器，其特征在于所述的前和后操作装置每一个包括：

一个操作器室用于安装到载运器的构架上；

一个输出轴以可旋转方式安装在所述的操作器室上，并且以可旋转方式连接一个相应的衔接装置；以及

一个多杆连接以可操作方式耦合到所述的输出轴，以便在所述的开和关的位置之间移动所述的相对应的衔接装置。

5.根据权利要求4的基片准直器，其特征在于所述的多杆连接有两个稳定状态，分别与所述的开和关的位置相对应。

6.根据权利要求5的基片准直器，其特征在于所述的多杆连接有一个超中心设计在开和关的位置上，以便获得所述的双稳状态。

7.根据权利要求4的基片准直器，其特征在于所述的多杆连接包括一个四连杆，它包括：

一个驱动曲柄，以可旋转方式安装在所述的操作器室上，并且有分别与所述的打开和关闭位置相对应的第一和第二位置；

一个耦合器组件，带有一个端以可旋转方式固定在所述的驱动曲柄上和一个第二端；以及

一个摇臂，带有一个第一端，以可旋转方式固定在所述的耦合器组件的第二端上，和一个第二端，固定在所述的输出轴上，以便连接和在所述的打开的关闭位置之间推动所述的衔接装置。

8.根据权利要求7的基片准直器，其特征在于所述的操作器装置进一步包括：

一个拉伸弹簧，具有一个端固定在所述的室上和另一个端安装在所述的耦合器组件上，以便以杠杆作用实现所述驱动曲柄的所述的第一和第二位置。

9.根据权利要求7的基片准直器，其特征在于所述的驱动曲柄相对于一个驱动曲柄回转点旋转，以便使一个由所述耦合器组件的所述第一和第二端确定的力线在所述第一和第二位置上都处于所述驱动曲柄回转点的一个水平基线以上，以便达到对于所述的第一和第二位置的锁定位置。

10.根据权利要求2的基片准直器，其特征在于所述的前和后衔接装置的每一个都包括：

第一和第二衔接组件以便在所述的前和后衔接装置处于关闭位置时衔接多个基片的每一个的相邻边。

11.根据权利要求10的基片准直器，其特征在于所述的第一和第二衔接组件的每一个都包括滚轮。

12.根据权利要求11的基片准直器，其特征在于所述滚轮的每一个都有圆柱形体，一边与多个基片相应的边缘垂直衔接一边转动。

13.根据权利要求12的基片准直器，其特征在于所述滚轮的每一个都带有柔软的外表面。

14.根据权利要求1的基片准直器，其特征在于构架包括后止动器以便衔接多个基片的后缘，以及一个以可旋转方式安装的前门带有前缓冲器，以便在前门被关闭时衔接和对准多个基片的前缘，这样多个基片在前门被关闭时被基本上在前到后的方向上对准，所述的衔接装置包括：

第一和第二衔接装置安装在构架的相对的两侧以便分别衔接多个基片的相对的侧缘，并且在所述衔接装置从所述打开位置移动到所述关闭位置时推动每个基片到横向对准的位置。

Images