CN1743254A - 在微环境晶片传送盒和设备零件之间的真空接口 - Google Patents

在微环境晶片传送盒和设备零件之间的真空接口 Download PDF

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Abstract

在本发明的装置中，由于通过插入的接口周边衬垫(16)提供密封以防漏的方式将传送盒(1)与处理设备(9)的制品通过口(11)连接。传送盒门(4)可被选择性地固定在接口门(12)上，从而它们可以在来自门致动器部件(14)的驱动下在横向行程以及随后的横向行程作为一个整体一起运动。传送盒(1)由保持部件(15)保持。可以通过泵(22)和管道(23)抽吸围绕这两个门的周边体积(21)。可以通过确保良好密封的锁紧部件(20)将传送盒门(4)锁定在传送盒(1)上，同时传送盒(1)与处理设备(9)分开。这确保了传送盒(1)的良好密封，并且能够在真空下打开这些门(4，12)，而不会污染内部大气。

Description

在微环境晶片传送盒和设备零件之间的真空接口
技术领域
本发明涉及在半导体制造过程中在连续阶段之间输送例如半导体晶片或掩模的扁平物体，这些物体在前端打开式传送盒、具体而言是在具有一侧开口的所谓的前端打开式通用晶片传送盒(FOUPS)中或者在具有底部开口的标准机械接口(SMIF)晶片传送盒中输送。
背景技术
晶片和掩模通常在FOUP或SMIF晶片传送盒中输送，以便保护晶片和掩模免受甚至在“净”室中所存在的残留污染。传送盒使晶片和掩模与存在于净室中的大气隔绝。
在目前最普遍采用的工艺中，在FOUP类型或SMIF类型晶片传送盒中输送晶片和掩模，该传送盒在与位于通向设备零件的入口处的接口相连接之后可以打开，并且其内部气体为同样处于大气压的空气或氮气。
在文献US-2001/0041530和EP-1204138中描述了这种晶片传送盒的一个示例。传送盒包括具有可由传送盒门关闭的入口/出口的防漏周壁，该传送盒门具有用于使与接口连接的区域保持与外面大气隔离的前密封部件和周边密封部件。
该接口为这样一种系统，即，其能够定位传送盒、打开传送盒门并且保持和输送扁平制品，以便能够在传送盒和设备之间传送。
通常，设备接口自身设有用于使扁平制品保持在传送盒和设备的抽空室之间并且在它们之间运动的机器人。在进入接口之后，该扁平制品被传送到设备的真空室中。
使该设备的真空室周期性地恢复到大气压，以便与用于传送扁平物体的设备接口连接。同样，将该真空室周期性抽成真空，以便出于传送扁平制品的目的与设备的处理腔室形成连通。在气压中的这些变化需要进行抽吸操作和恢复到大气压的操作，并且这些操作费时并且产生气流。这些气流会使颗粒运动，由此产生扁平制品的微粒污染。另外，当扁平制品处于大气压时，它会受到位于大气中的分子的污染。该污染会涉及接口、传送盒或扁平制品。
为了改善由传送盒提供的相对于大气的隔离，美国专利No.5382127已经提出采用这样的传送盒，即，内部空气处于此外部空气高的压力下。该解决方案并不令人满意，因为，为了与设备零件连通，必须保持将大气抽吸进传送盒中，这意味着形成可能导致颗粒污染的气流。
发明内容
本发明设法通过这样的方式来避免现有技术的缺点，即，具体来说非常显著地降低由于在传送盒和设备零件之间传送操作期间在装载或接口腔室中对扁平制品周期性地进行抽吸和恢复到大气压而导致的污染危险。
尤其重要的是要限制任意可能的污染，以便提高半导体制造设备的生产率。
本发明还设法通过降低抽吸和排气所需的次数来降低在设备的部件中的处理次数。
最后，在可能的情况下本发明设法通过去掉传送腔室来简化设备的部件。
本发明所基于的本质思想在于在尽可能地接近在设备零件内的空气的真空空气中传输扁平制品(例如晶片或掩模)，并且通过确保相对于在净室中的外部大气永久密封的方式连接传送盒和装置。
因此，该传送盒在真空条件下装载和卸载。这降低了对装在传送盒中并且在传送盒和设备之间传送的晶片或掩模的限制。
因此，可以为该传送盒配备用于在输送期间建立或保持真空的部件。最初可以通过与在设备上的传送接口连接的抽吸系统将传送盒抽空。
因此，该传送盒变为可动负载锁。
但是，困难在于在打开传送盒和接口的门以便允许连通并且传送扁平制品，同时仍然保持相对于在净室内的外部大气密封。
另一个困难在于，确保传送盒自身足以防漏，以在足够长的时间内将其内部空气保持在低压，该时间不仅用于传送目的所需并且还用于在扁平制品的处理中在连续阶段之间存储期间所需的时间。在这个方面上，可以想到在大气压和传送盒内部的真空之间的压力差将充分地压缩门的密封衬垫，以在传送期间确保传送盒被充分地防漏封闭。但是经验表明，这种解决方案是不可靠的，尤其是因为密封缺陷可累计，密封缺陷导致传送盒内的压力增大，这转而降低了在密封衬垫上的压缩力，然后这些密封衬垫防漏性变差，由此增大了泄漏的危险。
另一个困难在于，在使传送盒与装置分开时的期间内，接口门的外侧表面和传送盒的外侧表面必须与位于净室中的更不清洁的空气接触。因此，污染颗粒会变得沉积在门的外侧表面上。之后，在围绕着这些门的区域中形成相对于外部大气的密封时，还必须避免在通过打开门时它们连通时门的外侧表面与传送盒或设备内的内部空气接触。沉积在这些门的外侧表面上的颗粒有使传送盒和设备内的空气选出并使之污染的危险，并且还有污染扁平制品的危险。
另一个困难还在于，机械部件例如闩锁、衬垫或门的任意运动都会导致受到由摩擦而释放出的微粒污染的危险，这些颗粒随后将使传送盒和设备内的空气以及用于加工的扁平制品变差。
另一个困难在于确保在扁平制品在传送盒和设备零件之间传送的同时正确调节传送盒和接口以避免出现污染扁平制品的危险。具体的说，最好避免颗粒在传送期间沉积在扁平制品上，并且避免气体或水分凝结在扁平制品上。
因此本发明设法避免所有那些缺陷，从而限制了所有类型的污染，以便提高半导体制造设备的生产率。
为了实现这些目的和其它目的，本发明提供一种传送例如晶片或掩模的扁平制品进出设备零件的装置，该装置包括：
传送盒，每个都具有防漏周壁和传送盒门前部密封部件，所述周壁具有可以由传送盒门关闭的入口/出口；
位于通向设备的入口处的一接口，它设有可以由具有接口门前密封部件的接口门关闭的制品通过口；
周边密封部件，用于使位于传送盒和围绕着制品通过口和入口/出口的接口的前表面之间的连接区域与外部空气隔绝；
门致动器部件，其被装配在接口中，用来使传送盒门和接口门在关闭位置和朝着接口内部偏置的打开位置之间运动；以及
传送盒门锁紧部件，它设在传送盒中，它们可以由安装在接口中的致动器部件致动，从而选择地将处于关闭位置中的传送盒门锁住和开锁，在关闭位置中它关闭着入口/出口；
该设备其特征在于，它用来在较低的压力空气下输送工件，并且它还包括：
传送盒，构成用来在其内部腔室中存在真空的情况下承受外部大气压；
推进器部件，用来在接口中朝着传送盒内部在传送盒门上施加轴向推力以便使传送盒门前部密封部件压缩；以及
传送盒门前部密封部件，它可弹性压缩并且布置成保持由传送盒门弹性压缩，所述传送盒门自身在传送盒门处于锁紧关闭位置中时由传送盒门锁紧部件保持着。
在该说明书中，术语“设备零件”表示所需选择性地连接用于传送扁平制品的传送盒的任意结构。例如，这种设备零件可以为微环境箱，其自身设有用来操纵扁平制品的机器人。它可以由被称为“预真空锁(load lock)”的传送腔室构成。但是，它同样可以是任意其它被抽成真空室。
术语“前”表示与穿过制品通过口或入口/出口的行进轴线垂直的方向。因此，“前”方向在具有位于侧壁中的开口的FOUP型传送盒的情况下位于垂直平面中，并且在具有底部开口的SMIF型传送盒的情况下位于水平平面中。
这种部件与压缩衬垫的组合使之能够获得对令人满意的传送盒的密封，以在传送盒中保持适当的真空一段时间，该时间不仅延伸经过整个传送期间而且还经过整个存储时期。
优选的是，推进器部件能够将足够大的轴向推力施加在传送盒门上，以使传送盒前密封部件受到的压缩超过由传送盒门锁紧部件所提供的压缩。这种设置有利于使锁定和解锁更容易，并且尤其有利于在机械部件没有受到会产生污染颗粒的摩擦的情况下进行锁紧和开锁。
实际上，为了无摩擦地实现锁紧和开锁，优选如此使用推进器部件：
在将传送盒门锁住的步骤期间，向传送盒门施加所述足够强度的轴向推力，然后致动传送盒锁紧部件以锁住传送盒门，最后解除所述轴向推力；并且
在将传送盒门开锁的步骤期间，向传送盒门施加具有足够强度的所述轴向推力，然后致动所述锁紧部件以将传送盒门开锁，最后解除所述轴向推力。
需要通过设在接口中的致动器部件来驱动传送盒门和接口门。为此，可以有利地提供装配在传送盒门中和接口门中并且由门致动器部件控制以可逆地将传送盒固定在接口门上的可拆卸连接部件。因此，在连接状态中，传送盒门与接口门作为一个整体在关闭位置和打开位置之间运动。
有利地，将两个门连接在一起可以得到便于密封接口门的优点。为此，可以如此设置：
接口门前密封部件可弹性压缩；并且
在连接状态中，足够强度的轴向推力同时压缩接口门前密封部件。
推力部件还用作固定接口门的位置的保持抵接部分。
将两个门连接在一起还可得到简化门致动器部件的优点：可以通过单独作用在接口门上的部件来使两个连接在一起的门运动。
但是，致动器部件也必须产生出所述具有足够大的轴向推力，以压缩前密封部件。在第一实施方案中，门致动器部件包括：
第一致动器部件，用于使这些门在打开和关闭位置之间移动；以及
第二致动器部件，与所述第一致动器部件不同，用来施加足够大的所述轴向推力。
优点在于提供足够大的轴向推力的第二致动器部件可以用相对较大的力并且尤其以较好的平衡在较短行程上形成运动，从而传送盒门实际上位于它所关闭的开口的轴线上。
优选的是，所述门致动器部件可以用来使门在打开和关闭位置之间运动，并且还可以用来施加足够大的所述轴向推力。
在优选实施方案中，该设备包括：
保持部件，用来将传送盒可逆地紧固在围绕着制品通过口的壁上；以及
接口前密封部件，用于在将传送盒固定在所述壁上时在传送盒和围绕着制品通过口的壁之间相对于入口/出口和制品通过口的外部空气形成密封。
本发明还提供了部件，用来降低污染颗粒进入传送盒和设备内部的空气中的危险，并且尤其用于降低颗粒物从传送盒和接口门的受污染外部区域中跑出的危险。为此，在优选实施方案中，本发明的设备还包括连接抽吸部件，其用来在将传送盒固定在接口前壁上并且这些门处于关闭位置中时将保持收集在位于传送盒、传送盒门、传送盒门前密封部件和接口门前密封部件以及接口前密封部件之间的衬垫间区域中的气体的周边体积抽出。
在这些情况下，优选的是，在连接在一起的状态中，传送盒门的外表面直接压靠在接口门的外表面上，从而它没有间隙并且没有悬吊地覆盖。
根据本发明，在内部空气中的污染颗粒也会来自在门密封部件上发生的摩擦。因此，本发明提供了用于减小摩擦的任何危险。具体地说，在优选实施方案中，门致动器部件使这些门沿着两部分行程运动，具体上沿着在关闭位置和朝着接口的内部轴向向后设置的位置之间的轴向部分行程和在轴向后退位置和释放出在传送盒和设备之间的扁平制品通道的横向回缩位置之间的横向部分行程。通过轴向运动，这些衬垫被压缩而没有横向摩擦，由此，尽可能降低了由于摩擦产生出的污染颗粒。
在优选的应用中，门致动器部件被设置在装配在设备零件的入口上的被抽成真空的接口例如传送腔室或处理腔室或实际上真空室中。用于操纵扁平制品的机器人被设在传送盒中或者设在接口中或者优选设在设备中。因此，这种接口代替了预真空锁，在现有技术中需要配备接口和抽吸部件，以便在大气压和低压下交替地操作。
在某些情况下，会出现传送盒门重新定位不好的情况。由此，传送盒与传送盒直接接触，并且由这样方式产生出的摩擦是颗粒物的主要来源。在最坏的情况中，传送盒门甚至会卡住。传送盒的不对准还会导致传送盒门锁紧部件相对于可拆卸连接部件的对准而不对准，由此妨碍了传送盒门锁紧或开锁。最后，如果传送盒门和接口门不平行，则密封部件(衬垫)会受到扭曲，从而使得它们在其沟槽中滚动。这导致产生出颗粒物并且导致衬垫迅速并显著地磨损。
在本发明的具体实施方案中，对中部件也设在接口门和/或传送盒门中，用来将传送盒门朝着接口门引导并且在这两个门连接在一起时将它们保持。
优选的是，在接口门中设有至少一个对中部件，其包括具有球形头的柱销和容纳在形成引导的接口门的凹部中的弹簧，并且在传送盒门中设有至少一个对中部件，该传送盒门包括适于容纳接口门的相应对中部件的凹部。
另外优选的是，设在接口门中的每个对中部件包括具有球形头的柱销和容纳在为此设置的接口门中的凹部中的弹簧。接口门的对中部件优选位于可拆卸连接部件附近并且位于外部上。这样的设置确保了使这些门保持更好的平行。
设在传送盒门中的对中部件优选具有两个与接口门的对中部件对应的凹部。这些凹部用来接收传送盒门的对中部件的柱销。它们优选为圆锥形，这样可以接收并锁定接口门柱销的头部。
附图说明
参照附图从下面给出的具体实施方案的说明中将了解本发明的其它目的、特征和优点，在这些附图中：
图1为在本发明实施方案中与设备零件连接的传送盒的纵向横截面中的示意性侧视图，传送盒和接口门处于关闭位置；
图2为与图1类似的视图，其中传送盒和接口门处于回缩位置中；
图3为与图1类似的视图，其中传送盒由其传送盒门关闭，接口由其接口门关闭，并且传送盒与接口间隔开；
图4为大比例视图，示出了在传送盒与接口分开时这些门和密封部件的细节；
图5为在其中两个门仍然锁定的连接步骤的期间与图4类似的视图，该传送盒被固定在接口上；
图6为与图4类似的另一个视图，这两个门相互连接并被解锁，该图示出这些门的运动；
图7a、7b、7c和7d示出了在本发明实施方案中的门致动器部件的操作中的四个连续步骤；
图8a、8b、8c和8d显示出在本发明另一个实施方案中在门致动器部件的操作中的四个连续步骤；
图9为示出本发明实施方案的接口的透视图；
图10为示出门致动器机构的图9中接口的侧视图；
图11为在与传送盒相关的图9中接口的横截面中的平面图，所述门关闭并且被锁定；
图12为在图11中的细节A的视图，示意性地示出了接口门的推力和锁定部件的结构；
图13为在本发明另一个实施方案中的设备的侧视图；以及
图14为在本发明具体实施方案的横截面的示意性平面图。
具体实施方式
首先参照图1，图1为本发明一实施方案中在传送设备的纵向剖面的示意性侧视图。
可以看到侧壁具有开口的传送盒1，该传送盒具有防漏周壁2和可由与用于传送盒门的前密封部件5相关联的传送盒门4关闭的入口/出口3。
传送盒1的结构在机械性能方面必须很强，以便能够在其内部腔室6处于真空的情况下承受外部大气压。
在内部腔室6的内部示出放置在传送盒1中的例如半导体晶片或掩模的扁平制品7，以便在两个连续位置之间运动。
传送盒1放置在由箭头8a和8b所示的可垂直运动和水平运动的传送盒支撑件8上。
还可以看到一具有防漏周壁10的设备零件9，该周壁10具有由设备门19关闭的出口孔18。该设备与具有可由与用于接口门的前密封部件13相关联的接口门12关闭的制品通过口11的防漏接口17相连。由点划线示意性表示的门致动器部件14设在接口17中，以使传送盒门4和接口门12在如图1所示的关闭位置和如图2所示它们偏置到接口17中的打开位置之间运动。接口门锁紧部件12f能够接口门12选择性地锁紧在其关闭位置中。
在图1中，传动盒1被示出处于在接口17上的其连接位置中，传送盒门4与接口门12对准。在该位置中，包括顶部颚板15a和底部颚板15b的保持部件15将传送盒1可逆地保持在围绕着制品通过口11的壁上。用于接口的前密封部件16被插置在传送盒1和接口17之间，以便在传送盒1和围绕制品通过口11的壁之间形成密封，以提供相对于在入口/出口3和制品通过口11周围的外部大气的密封。
要理解的是，保持部件15朝着接口17推压传送盒1，从而压缩接口的前密封部件16，这使密封部件如所示地发生变形。
在图1中所示的实施方案中，门致动器部件14位于接口17内部，该接口自身装配并且固定在设备19的入口上。与制品通过口11相对，接口17具有使接口17与设备9的内部连通的出口孔18，该设备9设有用于选择地关闭出口孔18的设备门19。
或者是，可将门致动器部件14设计成朝着外部横向运动，和/或可将接口17直接一体地形成在设备9中，而没有设备门19。
传送盒门4与传送盒门锁紧部件20相连，该锁紧部件20适于由安装在接口17中的致动器部件致动，以便将处于关闭入口/出口3的关闭位置的传送盒门4锁定和解锁。传送盒门锁定部件20包括例如由传送盒门4承载的闩锁，该闩锁由从接口17自身致动的联接部件19致动以径向滑动并且接合在设在传送盒1的防漏周壁2中的凹部中。
例如，在图1和3中所示的关闭位置中，传送盒门4由传送盒门锁紧部件20保持，并且它使传送盒门的前密封部件5保持受到弹性压缩。在这些附图中，传送盒的前密封部件5被示出处于压缩变形状态，并且其轴向厚度(在这些图中的水平方向)减小。
因此，传送盒门的前密封部件5为弹性可压缩的，以确保良好密封并且使门更容易锁定和解锁。
接口的前密封部件16构成用于使在传送盒1和围绕着制品通过口11和入口/出口3的接口17的各自前表面之间的联接区域与大气隔离的周边密封部件。在图1中，该连接区域被示出容纳有传送盒门4和接口门12以及周边体积21。周边体积21为保持留在传送盒门4、接口门12、传送盒门的前密封部件5、接口门的前密封部件13和接口的前密封部件16之间的衬垫间区域中的气体体积。当打开传送盒门4和接口门12时，该体积21与传送盒1的内部腔室6和接口17的内部直接连通。最初，该周边体积21处于大气压下，从而可以看出必须提供用来在打开这些门之前将周边体积21抽真空的抽吸部件。
为此，提供一连接抽吸部件。
连接抽吸部件包括具有入口孔23a的连接抽吸管道23，该入口孔23a与在接口的前密封部件16和接口门的前密封部件13之间的周边体积21连通，并且该管道23其出口以其间插置有连接抽吸控制阀24的方式与真空泵装置例如泵22连接。
该真空抽吸装置也通过接口抽吸管道25以在其间插置有接口抽吸控制阀26的方式与接口17的内部空间连接。
该连接抽吸部件还用来在周边体积21中选择性地形成与设备外部的周围压力基本上相等的压力水平。为此，设有平衡阀的平衡管道27将连接抽吸管道23和/或周边体积31连接在设备的外部。
连接抽吸部件还包括例如微处理器或微控制器56的控制部件，其适用于控制在接口17和周边体积21内的气压。为此，微处理器或微控制器56根据其从各个传感器(在这些图中未示出)接收到的信号以及所存储的程序控制泵22和阀24、26和28。
因此，由所有抽吸部件22至28以及控制部件56构成的连接抽吸部件用来在各个操作步骤期间平衡压力。
例如，在使传送盒1对接在接口17的步骤期间，周边体积21最初处于大气压下，同时传送盒1内的大气可以处于第一低压下，并且接口17可以处于与传送盒1内的压力不同的第二低压下。在打开传送盒门4和接口门12之前，可以使用连接抽吸部件22-28、56在周边体积21内形成与传送盒1内的压力基本上相等的气压。
必要时，连接抽吸部件22-28、56在接口17中形成与传送盒1内的压力基本上相等的气压，同时关闭设备门19。然后可以打开传送盒门4和接口门12。随后，一旦传送盒门4和接口门12打开但是同时设备门19仍关闭，则连接抽吸部件在接口17和传送盒1中选择性地形成与设备9内的压力基本上相等的气压。然后可以出于在传送盒1和设备9之间传送扁平制品的目的打开设备门19。
在随后的步骤期间，例如在已经将扁平制品传送到传送盒1中之后，将设备门19关闭。然后在传送盒门4和接口门12仍然打开的同时，该连接抽吸部件22-28、56可用来在接口17和传送盒1中形成与在传送盒1内所期望的压力基本上相等的气压。随后传送盒站4和接口门12关闭，然后连接抽吸部件使周边体积21恢复到大气压，以便允许传送盒1与接口17脱离联接并且与之分开。
在图1中，还可以看到设在传送盒门4和接口门12中的可拆卸连接部件29，这些部件由门致动器部件14控制，以便相对于接口门12可逆地固定传送盒门4。如图1所示，在连接状态中，传送盒门4与接口门12一起作为一个整体在关闭位置和打开位置之间运动。
可以按照传统的方式如用于使FOUP型传送盒与设在插入传送盒门4中的适当凹部中的接口门12上的键连接的当前接口中一样构成可拆卸连接部件29。实际上，可以设有多个分布在门的表面上方的螺栓。
图1至3在下面连续地示出该设备在操作的不同步骤期间的状态。在图1中，传送盒1与接口17联接，从而将门4和12关闭并锁定。可拆卸连接部件29将传送盒门4固定在接口门12上。最初通过泵22、连接抽吸控制阀24和连接控制抽吸管道23在周边体积21中形成真空。
从该情况开始，为了打开传送盒1并使其与设备9连通，致动锁紧部件20和12f以将门4和12解锁，并且这些门致动器部件14使这两个门4和12作为一个整体沿着两部分行程运动，首先沿着在关闭位置和朝着接口17的内部轴向向后设置的位置之间的轴向部分行程14c、然后通过在轴向后退位置和释放出用于在传送盒1和设备9之间的扁平制品7的通道的横向回缩位置之间的横向部分行程14d横向离开制品通过口11，然后该设备处于图2所示的状态中。同时或者随后，打开设备9的门19。在这些情况下，如双箭头30所示，完全释放出通道以使扁平制品7运动。
随后，为了重新关闭传送盒1，门致动器部件14使门4和12沿着相同的行程反向运动，以便回到在图1中所示的位置。然后，致动传送盒锁紧部件20和接口门锁紧部件12f。
通过使用平衡阀28，使周边体积21中重新恢复到大气压。然后致动可拆卸连接部件29以将传送盒门从接口门12上解锁，并且最后对保持部件15进行操作以释放传送盒1，如图3所示那样使传送盒1与接口17分开。在该状态中，传送盒1由传送盒门4以密封的方式关闭，该传送盒门4由传送盒门锁定部件20牢固地保持。
在本发明中，在关闭传送盒1的同时，设有用来在传送盒门4上施加朝向传送盒1的内部的轴向推力的推进器部件，由此压缩传送盒门的前密封部件5。例如，该推进器部件可以由门致动器部件14构成，并被构造成以便产生这种轴向推力，并且与接口门锁紧部件12和保持部件15相关联。或者，如下所述可以提供专用的推进器部件。
现在参照图4至6来说明在本发明具体实施方案中可以与推进器部件相关的附加功能。
图4为传送盒1和接口17的打开区域的局部视图，并且其示出与图1至3相同的元件，这些元件由相同的参考标号表示。
传送盒门锁紧部件20由横向移动的螺栓形式示意性地表示，这些螺栓设在传送盒门4中并且可接合在传送盒1的防漏周壁2中的凹部4a中。在图4所示的锁定状态中，传送盒门4由锁紧部件20保持，并且这些螺栓在其凹部4a中压靠在其远端表面4b上，从而朝向内侧留下间隙。传送盒门密封部件5处于相对受压缩状态中，由此形成良好的密封以保护内部腔室6免受外部大气的影响。传送盒门的前密封部件5的轴向压缩状态由距离d1表示。
同时，接口门12由接口门锁紧部件12f锁定在接口壁17上。
周围大气压有助于将相对于防漏周壁2保持传送盒门4，以便使传送盒门4保持关闭。但是传送盒门锁紧部件20提供了更可靠的关闭，因为其动作不依赖于位于传送盒1的内部腔室6中的压力。
在图5中，已经使传送盒1压靠在接口17的前表面上。然后，传送盒门4的外侧表面104直接抵靠在接口门12的外侧表面112上，其自身形成轴向抵接部分，并且它优选没有间隙并且没有悬吊地覆盖。
保持部件15将传送盒1压靠在接口17上，从而由接口门12构成的抵接部分在整个较短的行程上将传送盒门4朝着传送盒1的内部推动，它还包括传送盒门的前密封部件5：该距离d2比距离d1短。因此，传送盒门锁紧部件20在凹部4a中偏离凹部的远端表面4b。然后，很容易没有摩擦地对锁紧部件20进行操作以便从凹部4a运动出。同时，在周边体积21中形成真空，并且通过致动可拆卸连接部件29将两个门4和12相互锁定在一起。
然后，门致动器部件14可以沿着由在图6中箭头31所表示的打开行程致动门4和12。
之后，出于关闭目的，门致动器部件14使这些门4和12沿着由图6中的箭头32表示的关闭方向运动，从而使这些门4和12回到分别在前面承载在入口/出口3和制品通过口11中的关闭位置。将轴向推力朝着传送盒1施加在门4和12上，以便压缩传送盒门的前密封部件5和接口的前密封部件13，并且这由推进器部件完成，并且分别通过传送盒门锁紧部件20和接口门锁紧部件12f锁定这些门。然后可以将空气导入周边体积21中，从而重新恢复大气压，并且可以将可拆卸连接部件29开锁，之后可以通过打开保持部件15释放传送盒1，以便回到在图4中所示的状态。
现在参照图7a至7d，它们示出门致动器部件的一种可能结构。这些附图示出在侧视图中的门致动器部件。接口门12被固定在两个具有安装在其自由端处的相应球轴承12d和12e的横销12b和12c上。在接口门12的两个侧面上设有相同的结构。
球轴承12d和12e沿着具有横向分支33a(垂直分支)和在相对于彼此不同的横向位置处的两个轴向分支33b和33c(水平分支)的F形引导路径33(F形为在图中从后到前)，第一轴向分支33b与引导通道33的顶端连接，并同时下部的轴向分支33c连接在横向分支33a中间部分附近。
叉状件34被安装成围绕着水平叉状件轴线35转动并且接合在球轴承12e上。因此，该叉状件34可以在来自连杆36的驱动作用下绕着叉状件轴线35枢转，该连杆自身由致动器37致动并且通过连杆销36a连接。
当如图7a所示叉状件34为垂直时，球轴承12d和12e处于引导路径33的左手端处，即朝着传送盒1，然后关闭接口门12。如图7b所示，通过使叉状件34向右转动，接口门12沿着打开方向轴向运动，并且球轴承12d和12e沿着引导路径33的轴向分支33b和33c运动。之后，如图7c和7d所示，通过叉状件34的附加枢转，接口门横向运动，并且球轴承12d和12e沿着引导路径33的横向分支33a运动。在图7d中，接口门12处于如图2所示的回缩位置中。
如上所述的门致动器部件用来使这些门4和12沿着两部分行程运动，即，在关闭位置(图7a)和朝着处理设备9的内部轴向偏移的位置(图7b)之间的轴向部分行程和在轴向后退位置(图7b)横向回缩位置(7d)之间的横向部分行程，由此释放出在传送盒1和处理设备9之间的用于扁平制品的通道。
图8a至8d示出基于平行四边形连杆机构的用于致动接口门的部件的另一个实施方案。该实施方案具有固定在接口门上的相同横销12b和12c，并且有在横销12c上的单个球轴承12e沿着其运转的引导路径33。滑架40在来自致动器(未示出)的驱动作用下垂直滑动并且由两个连杆36b和36c分别铰接在两个横销12b和12c上。如图所示，滑架40的垂直运动产生了两个行程，首先是轴向行程然后是用于接口门的横向行程。同时，这些门致动器部件用来施加具有足够大的所述轴向推力。
现在参照图9至11，这些图示出了在前面附图中示意性示出的部件的一个可行的实施方案。
在该实施方案中，本发明被以用于固定在未示出的设备零件的入口上的接口17的形式实施。可以看出制品通过口11和由传送盒保持颚板致动器15c致动的顶部颚板15a和底部颚板15b构成的传送盒保持部件。门致动器部件被容纳在由致动器37驱动的两个侧面单元14a和14b中。两个锁紧致动器38a和38b垂直地驱动两个相应的锁紧柱销39a和39b，这些柱销伸入到制品通过口11中，以便致动设在传送盒门4和接口门12之间的可拆卸连接部件，并且致动传送盒门锁紧部件20。
在图11和12所示的实施方案中，接口门锁紧部件12f被以横向安装在接口壁17中的半圆柱形垂直轴的形式实现，并且具有在轴12f在这些图中逆时针转动时可以压靠在设在接口门12的侧边缘中的渐开线形凸轮12g上的角部。因此，由轴向推力没有摩擦地实现锁定和解锁。
同时，轴12f构成与第一致动器部件14不同的第二致动器部件，用来提供足够大的所述轴向推力。
两个轴12f被设置在接口壁12的任一侧上，以便平衡沿着轴向方向施加的推力。
图11和12示出接口的前密封部件16、传送盒门的前密封部件5以及接口门的前密封部件13。可以看出在所示的实施方案中，由于接口门12的外表面112直接压靠在由没有间隙并且基本上没有悬吊地覆盖的传送盒门4的外表面104上的这个事实，所以可以将周边体积21控制为最小。传送盒门4的周边与接口门12的周边和制品通过口11的周边基本上匹配。
图13示出本发明设备的其它实施方案。在该图中，可以看出与以上面参照图1所述相同的基本元件，并且这些基本元件由相同的附图标记表示。
为了操纵扁平制品7，可将由附图标记50a所示的扁平制品操纵器放置在传送门1内，或者可将由附图标记50b所示的扁平制品操纵器放置在接口17中，或者可将由附图标记50c所示的扁平制品操纵器放置在设备9中，并且这是优选的位置。
传送盒支撑装置8可有利地相对于接口17垂直地和水平地运动，以便运送一个或多个传送盒1并且使它们运动以便使它们与制品通过口11对准。因而用户可以将多个传送盒1放在单个支撑装置8上，并且该装置可以连续地得到多个用于在设备9中进行加工的扁平制品。
本发明还能够有效地调节传送盒1和接口17，以进一步降低任何使扁平制品7污染的危险。
为此，可将接口17有利地作成构成一用来使传送盒1内的空气压力下降到足够低以减少漂浮在传送盒1内的空气中的微粒数量的压力的装置。但是，在进行抽吸以在传送盒1中形成真空期间，存在一定的污染危险，例如，水分沉积在扁平制品7上的危险，其中该水分来自包含在空气中的蒸汽。为此，可以有利地设有净化装置52，用来利用干燥气体或一些其它气体(例如氮气)净化。
由于机械部件相互摩擦而在外部或在内部产生出的微粒污染也会降低扁平制品7的质量。可以通过使用放置在接口17内部的热迁移板52来避免这种质量下降的危险。该热迁移板52为例如通过珀耳帖效应元件冷却的板，由此形成吸引微粒的温度梯度。该热迁移板52被设置成面朝着扁平制品7的活性表面。这种热迁移板52的存在是极其有利的，因为颗粒物污染(如果有)原则上由打开和关闭这些门期间在机械部件之间的摩擦产生。
净化装置51可以按照几种方式降低污染。净化防止了由于在抽吸期间发生膨胀的气体所导致的凝结，利用惰性气体的净化可以降低气体的膨胀比，并且可以降低最初包含在传送盒1和接口17中的水蒸汽的局部压力，通过净化可以清除悬浮在内部空气内中的颗粒物，并且通过注入惰性气体可以避免由于排气而导致的分子污染。
在通过抽吸以将传送盒1抽成真空期间，快速抽吸能导致气体迅速膨胀，该膨胀导致气体的温度迅速下降，并且会导致它变得在水蒸气方面饱和。这可以通过将利用气体净化和以适当的速度抽吸组合在一起来避免。可以通过安装湿度传感器53、压力传感器54并且还可以安装用于检测接口17的内部的空气状态的温度传感器55来控制对抽吸速度和净化气体量的优化。控制器56可以自动地调节作为从传感器53-55接收到的信号的函数的抽吸速度，以便优化压力的下降。该控制器56可以根据要求基于微控制器或微处理器。
可以通过适于控制抽吸速度的变速马达来驱动真空泵22。通过在初始步骤期间以相对较低的速度开始抽吸，从而轻缓地进行抽吸，以便避免水凝结。变速泵有利于防止颗粒物污染，因为它不需要用于通过使该阀门运动来控制压力的任意阀门。已知压力控制阀为颗粒物污染的主要来源。
控制器56与安装在接口17中的各种传感器相连，以便控制注入的气体量、抽吸速度和热迁移板的力。通过调节抽吸速度可以避免水凝结。在打开接口之前，在接口中的压力和在扁平制品7周围的压力必须相等。该控制器56可以通过调节抽吸速度和/或净化气体量来形成该平衡。
可以通过使条形码或红外线识别与每个传送盒1相关联来改善跟踪性能。因此，该图示出在传送盒1的周壁上的条形码57。这使之能够避免在不同的处理腔室或设备9的各部分之间出现交叉状件污染的危险。
要理解的是，可以赋予该接口17的功能相对较多。为了管理调节传送盒1的循环，有利地提供基于控制器56的自动控制，该自动控制用来控制抽吸部件、门的操作、扁平制品操纵装置、净化装置51和锁紧部件。
本发明的设备可以用作使传送盒1到达适当压力即真空或一些其它压力的部件。为此，在传送盒1内的空气为在大气压下的先验值。也使接口处于大气压下，并且使传送盒内部的空间与接口内部的空间连通。之后，接口抽吸部件和净化装置51用来调节传送盒1和接口17，从而使它们达到适当的压力，同时避免湍流以及水分凝结或结晶。
图14为在包括对中部件的具体实施方案中的本发明设备的平面图。为了克服在传送盒门4和传送盒1之间的初始偏心，必须使传送盒门4和接口门12保持平行并同时在它们连接在一起的状态下中心对准。为此，对中部件58被设置在接口门12中，并且出于这样的目的在传送盒门4中设置相应的对中部件59，即，在它们处于连接状态时以对中的方式朝着接口门12保持并引导传送盒门4。
设在接口门12中的对中部件58优选包括两个组件，每个组件为此包括圆头柱销58a和容纳在接口门12中的凹部58c中的弹簧58b。凹部56c使柱销能够沿着轴线得到引导。弹簧58b被放置在凹部58c内的柱销58a的底部处。接口门12的对中部件58优选位于可拆卸连接部件29的附近以及它们的外部。该设置提供对门4和12保持相互平行的更好控制。
可拆卸连接部件29被设置成足够宽，以便使这两个门4和12保持在垂直方向上平行。然后，对中部件58与这些可拆卸连接部件29配合工作，以将平行的接口门12和传送盒门4保持在连接在一起的状态下。
设在传送盒门4中的对中部件59优选包括两个与接口门12的对中部件58对应的凹部。这些凹部用来容纳接口门12的对中部件58的柱销58a。这些凹部优选为锥形，以便容纳并且挡住接口门12的柱销58a的头部。
当这些门4和12连接在一起时，在释放推进器部件12f时，传送盒门4的前密封部件5和接口门12的前密封部件13被解除压缩。设在接口门12的对中部件58中的弹簧58b解除了对柱销58a施加力的其张力。这些柱销58a由设在传送盒门4中的对中部件59引导，以便在出现任何偏心的情况下基本上朝着锥体中心滑动。同时，密封部件5的解除压缩使得传送盒门4往回运动，并且可拆卸连接部件29与在传送盒门4中的其凹部的内部接触。
按照这样一种方式选择设在接口门12中的对中部件58的弹簧58b的刚性，即，施加在柱销58a上的力大于可拆卸的连接部件29在其凹部中的摩擦力。然后，可拆卸连接部件29可以在其凹部中滑动以适应柱销58a的头部的运动。因此，将传送盒门4重新调节至其对中位置。
这样，对中部件58、59使得传送盒门4能够被横向并且垂直地引导，从而使这两个门4和12精确地定心并且相对于彼此保持平行。
在上面的说明和附图中，连接抽吸部件22-28、56及其调节接口17和/或传送盒1的可选应用被与门致动器部件14和可弹性压缩密封部件5相关地给出。然而，在本发明中，可以有利地提供所述连接抽吸部件和能够以独立的方式使用的应用。
本发明并不限于这些已明确说明的实施方案，而是可以包括在本领域普通技术人员的能力范围内的任意变型和概括。

Claims (22)

1.一种用于传送例如晶片或掩模的扁平制品(7)进出设备零件(9)的装置，该装置包括：
传送盒(1)，每个都具有防漏周壁(2)和传送盒门前部密封部件(5)，所述周壁具有可以由传送盒门(4)关闭的入口/出口(3)；
位于通向设备(9)的入口处的接口(17)，其设有可以由具有接口门前密封部件(13)的接口门(12)关闭的制品通过口(11)；
周边密封部件(16)，用于使位于围绕着制品通过口(11)和入口/出口(3)的传送盒(1)的前表面和接口(17)的前表面之间的连接区域与外部大气隔离；
门致动器部件(14)，其被安装在接口(17)中以使传送盒门(4)和接口门(12)在关闭位置和朝着接口(17)内部偏移的打开位置之间运动；以及
传送盒门锁紧部件(20)，其设在传送盒(1)中，并可以选择性地由安装在接口(17)中的致动器部件致动，以将处于关闭入口/出口(3)的关闭位置处的传送盒门(4)锁定和解锁；
该设备其特征在于，它用来在较低的大气压下输送所述制品，并且其还包括：
传送盒(1)，其被构成为用来在其内部腔室(6)中处于真空的情况下承受外部大气压；
推进器部件(14，15，12f)，其适于在接口(17)中朝着传送盒(1)的内部在传送盒门(4)上施加轴向推力，以便压缩传送盒门前部密封部件(5)；以及
传送盒门前部密封部件(5)，其可弹性压缩并且被布置成由传送盒门保持弹性压缩，所述传送盒门自身在传送盒门(4)处于锁紧关闭位置中时由传送盒门锁紧部件(20)保持。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，推进器部件(14，15，12f)能够将足够大的轴向推力施加在传送盒门(4)上，以使传送盒前密封部件(5)受到的压缩大于由传送盒门锁紧部件(20)所提供的压缩。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述推进器部件(14，15，12f)适于：
在将传送盒门(4)锁定的步骤期间，向传送盒门(4)施加所述足够大的所述轴向推力，然后致动传送盒锁紧部件(20)以锁定传送盒门(4)，最后解除轴向推力；以及
在将传送盒门(4)解锁的步骤期间，向传送盒门(4)施加具有足够大的所述轴向推力，然后致动所述锁定部件以将传送盒门(4)开锁，最后解除所述轴向推力。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在传送盒门(4)和接口门(12)中还设有可拆卸连接部件(29)，用来在门致动器部件(14)的控制下按照这样一种方式可逆地将传送盒门(4)固定在接口门(12)上，即，在连接状态中传送盒门(4)与接口门(12)作为一个整体在关闭位置和打开位置之间运动。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：
所述接口门前密封部件(13)为弹性可压缩的；以及
在连接状态中，所述足够大的轴向推力同时压缩接口门的前密封部件(13)。
6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述门致动器部件包括：
第一致动器部件(14)，用于使这些门在打开和关闭位置之间移动；以及
第二致动器部件(12f)，其与所述第一致动器部件(14)不同，用来施加足够大的所述轴向推力。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述门致动器部件(14)用来使门在打开和关闭位置之间运动，并且还可以用来施加足够大的所述轴向推力。
8.如权利要求4所述的设备，还包括：
保持部件(15)，用来将传送盒(1)可逆地紧固在围绕着制品通过口(11)的壁上；以及
接口前密封部件(16)，用于在将所述传送盒(1)紧固在所述壁上时在传送盒(1)和围绕着制品通过口(11)的壁之间提供相对于围绕着入口/出口(3)和制品通过口(11)的外部大气的密封。
9.如权利要求8所述的装置，还包括连接抽吸部件(22-28，56)，用来在将传送盒(1)固定在接口(17)的前壁上并且这些门(4，12)处于关闭位置中时将保持收集在位于传送盒门(4)、接口门(12)、传送盒前密封部件(5)、接口门前密封部件(13)和接口前密封部件(16)之间的衬垫间区域中的气体的周边体积(21)抽出。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，在连接在一起的状态中，传送盒门(4)的外表面(104)直接压靠在接口门(12)的外表面(112)上，从而它没有间隙并且没有悬吊地覆盖。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述连接抽吸部件(22-28，56)适于在传送盒被固定在接口(17)上并且传送盒门(4)和接口门(12)两者都处于关闭位置中时在周边体积(21)中形成与传送盒(1)内的压力基本上相等的气压。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述连接抽吸部件(22-28，56)适于在传送盒被固定在接口(17)上并且传送盒门(4)和接口门(12)以及设备门(19)这三个都处于关闭位置中时在接口(17)中形成与传送盒(1)内的压力基本上相等的气压。
13.如权利要求9所述的设备，其特征在一，所述连接抽吸部件(22-28，56)适于在传送盒门(4)和接口门(12)两者都打开并且同时设备门(19)关闭时在接口(17)和传送盒(1)中选择性地形成与设备(9)内的压力基本上相等的气压或者与在传送盒(1)中所需要的压力基本上相等的气压。
14.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述连接抽吸部件包括一连接抽吸管道(23)，该管道(23)具有与位于接口前密封部件(16)和接口门前密封部件(13)之间的周边体积(21)连通的入口孔(23a)和连接在真空泵装置(22)上的出口。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，在连接抽吸管道(23)中插置有连接抽吸控制阀(24)。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述真空泵装置还通过接口抽吸管道(25)与接口(17)的内部空间连接，并且接口抽吸控制阀(26)被插置在所述管道中。
17.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述连接抽吸部件(22-26，56)适于在周边体积(21)中形成与该装置外部的周围压力基本上相等的压力。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，设有平衡阀(28)的平衡管道(27)使所述周边体积(21)与设备外部连接。
19.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述门致动器部件(14)使这些门(4，12)沿着两部分行程运动，具体上为沿着在关闭位置和朝着接口(17)的内部轴向向后设置的位置之间的轴向部分行程(14c)和在轴向后退位置和释放出在传送盒(1)和设备(9)之间的用于扁平制品(7)的通道的横向回缩位置之间的横向部分行程(14d)。
20.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述门致动器部件(14)被设置在安装在设备(9)的入口上的接口(17)中。
21.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述接口门(12)和/或传送盒门(4)中还设有至少一个对中部件(58，59)，以将传送盒门(4)朝着接口门(12)引导并且在这两个门(4，12)连接在一起时用来保持它们。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，在所述接口门(12)中设有至少一个对中部件(58)，该对中部件(58)包括带有球形头的柱销(58a)和容纳在接口门中的形成引导凹部(58c)中的弹簧(58b)，并且在具有适用于容纳接口门(12)的相应对中部件(58)的凹部的所述传送盒门(4)中设有至少一个对中部件(59)。
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