CN1950928A - 具有降低高度的衬底承载体 - Google Patents

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Abstract

提供了一种第一衬底承载体，其具有适于存储一个或更多衬底的主体；以及(1)具有延伸进入主体的存储区域中的一个或更多耦合特征的底表面或(2)在主体旁边延伸的耦合特征中的一者，使得衬底承载体的整体高度不会因耦合特征的总高度而增加。还提供了很多其他方面。

Description

具有降低高度的衬底承载体
本申请要求2004年9月4日提交的美国临时申请No.60/607,283作为优先权，该临时申请全文通过引用的方式被包括在本申请中。
技术领域
本发明涉及半导体器件制造，更具体地，涉及具有降低高度的衬底承载体。
背景技术
半导体器件制造通常会涉及对诸如硅衬底、玻璃板等的衬底进行一系列的处理。这些步骤可能包括抛光、沉积、蚀刻、光刻、及热处理等等。通常，会在包括多个处理室的单一处理系统或“工具”中进行数种不同的处理步骤。但是，通常的情况是需要在制造设施内的其他处理位置进行其他处理，因此需要将衬底在制造设施内从一个处理位置传输至另一处理位置。根据要制造的半导体器件的类型，可能需要在制造设施内的很多不同处理位置进行相对大量的处理步骤。
常规将衬底在诸如密封舱、盒、及容器等的衬底承载体内从一个处理位置传输至另一处理位置。出现了很多类型的衬底承载体设计，但通常衬底承载体都被设计为这种承载体具有过大的尺寸(例如，高度)。因此，增大了传输这种承载体的间隙要求以及堆叠/存储这种承载体所需的空间。
发明内容
根据本发明的第一个方面，一种衬底承载体包括(1)适于存储一个或更多衬底的主体；以及(2)底表面，其具有一个或更多耦合特征，所述耦合特征不会增加衬底承载体的整体高度。
根据本发明的第二个方面，一种衬底承载体包括(1)用于存储一个或更多衬底的主体，所述主体包括用于存储衬底的衬底存储区域；以及(2)底表面，其具有一个或更多耦合特征，所述耦合特征适于延伸进入将由置于所述衬底存储区域内的衬底所占据的覆盖区域之外的所述衬底存储区域中。
根据本发明的第三个方面，提供了一种设备，其包括多个堆叠的支撑架。每个支撑架都适于支撑小批量衬底承载体。所述支撑架彼此间隔分布，以允许在所述支撑架之间仅传输小批量衬底承载体。所述小批量衬底承载体具有(1)适于存储一个或更多衬底的主体；以及(2)具有一个或更多耦合特征的底表面，所述耦合特征不会增加衬底承载体的整体高度。
根据本发明的第四个方面，提供了一种设备，其包括多个堆叠的支撑架。每个支撑架都适于支撑小批量衬底承载体。所述支撑架彼此间隔分布，以允许在所述支撑架之间仅传输小批量衬底承载体。所述小批量衬底承载体具有(1)用于存储一个或更多衬底的主体，其中所述主体具有用于存储衬底的衬底存储区域；以及(2)具有一个或更多耦合特征的底表面，所述耦合特征适于延伸进入将由置于所述衬底存储区域内的衬底所占据的覆盖区域之外的所述衬底存储区域中。
根据本发明的第五个方面，一种端部执行器(effector)包括(1)顶表面；以及(2)在其顶表面上的一个或更多耦合特征，适于耦合至第一设备的衬底承载体的耦合特征。
根据本发明的第六个方面，一种端部执行器包括(1)顶表面；以及(2)在其顶表面上的一个或更多耦合特征，适于耦合至第二设备的衬底承载体的耦合特征。
根据本发明的这些及其他方面，还提供了多个其他方面。
本发明的其他特征及方面通过以下详细描述、所附权利要求及附图将变的完全清楚。
附图说明
图1是现有衬底承载体的底表面的等角视图。
图2是现有衬底承载体的剖面侧视图。
图3A是根据本发明的实施例的衬底承载体的移除了顶部的分解等角视图。
图3B是根据本发明的实施例的衬底承载体的底表面的等角视图。
图4是根据本发明的实施例的衬底承载体的第一剖面侧视图。
图5是根据本发明的实施例的衬底承载体的第二剖面侧视图。
图6是根据本发明的实施例的衬底承载体的仰视图。
图7是端部执行器与根据本发明的实施例的衬底承载体的等角视图。
图8是根据本发明的实施例示出端部执行器与图7的衬底承载体的界面连接的等角视图。
图9是根据本发明的实施例用于存储并/或对接衬底承载体的系统的正视图。
图10是根据本发明的替代实施例的衬底承载体的底表面的等角视图。
图11是根据本发明的替代实施例的衬底承载体的剖面侧视图。
图12是根据本发明的实施例的衬底承载体的仰视图。
图13是根据本发明的替代实施例的衬底承载体的端部执行器的等角视图。
图14是根据本发明的替代实施例示出端部执行器与图13的衬底承载体的界面连接的等角视图。
具体实施方式
本发明提供了一种改进的衬底承载体。具体而言，参考图1及图2描述如下，相对于现有衬底承载体，本发明提供了一种更有效地使用由衬底承载体占据的空间的衬底承载体。
图1是现有衬底承载体103的底表面101的等角视图。参考图1，现有衬底承载体103的底表面101包括三个V形凹槽105。V形凹槽105适于耦合至衬底承载体支撑件的相应部分(未示出)。V形凹槽105被布置使得V形凹槽105与存储在现有衬底承载体103的存储区域(在图1中未示出，在图2中标示为201)中的衬底107的覆盖区域(footprint)(以虚像示出)重叠。
图2是现有衬底承载体的剖面侧视图。参考图2，现有衬底承载体的底表面101具有至少与V形凹槽105的高度h相同的厚度t。该厚度有利于由现有衬底承载体103占据的整个空间(例如，其高度)，并且不延伸进入存储区域201。因此，不能有效地使用由现有衬底承载体103占据的空间。
图3A是根据本发明的实施例的衬底承载体301的分解等角视图。参考图3A，衬底承载体301包括用于存储一个或更多衬底的主体303。主体303包括其中可存储一个或更多衬底307(以虚像示出)的存储区域305。主体303还包括顶表面309及底表面311。相对于现有衬底承载体，衬底承载体301的底表面311包括一个或更多耦合特征313-317，其适于在由将布置在存储区域305中的衬底占据的覆盖区域之外延伸进入存储区域305。例如，一个或更多耦合特征313、315、317(如图3B所示)占据沿可存储在存储区域305中的衬底307的覆盖区域的外周的位置。上述一个或多个耦合特征313-317可耦合至诸如端部执行器(在图3A中未示出，在图4中标示为401，在图7-8中标示为701)的衬底承载体支撑的相应特征。在一个实施例中，一个更多特征包括孔、槽、以及用于接收垫块的至少一个表面。但是，也可以采用或多或少、不同形状及/或不同取向的耦合特征。例如，在一些实施例中，如上所述，一个或更多耦合特征包括孔313及槽315。在这些实施例中，如上所述，衬底承载体301的底表面311的没有延伸进入存储区域305的部分可适于耦合至包含在端部执行器表面上支撑衬底承载体301的垫块。以下将参考图4至图7对一个或更多耦合特征313-317的细节进行描述。
注意，衬底承载体301可以是单件或多件结构(如示出的)。在一个或更多实施例中，特征317可仅起将承载体的剖面基本保持为不变的厚度的作用(例如，为模制的目的)，而不作为运动耦合件。耦合特征313-317例如可以是圆锥形或其他形状以在运动耦合期间提供较大的捕获窗(capture window)。
图3B是根据本发明的实施例的衬底承载体301的底表面的等角视图。参考图3B，衬底承载体301的底表面311包括孔313及槽315，孔313及槽315在由将布置在存储区域中的衬底307(以虚像示出)占据的覆盖区域之外延伸进入存储区域。衬底承载体的底表面311还可包括区域(例如，槽)317，其在将由衬底307占据的覆盖区域之外延伸进入存储区域，用于接收端部执行器垫块。
图4是图3A的衬底承载体301沿图3A的线4-4所取的第一剖视侧视图，并示出了包括(例如，嵌入)在衬底承载体301的底表面311中的孔313。衬底承载体301示出与端部执行器401界面连接。孔313可具有约11mm的高度，并可呈圆锥形(尽管底表面311可包括具有更大或更小及/或不同形状的孔313)。孔313的一个或更多部分延伸进入存储区域305。因此，相对于现有衬底承载体103(图1)，底表面311的在存储区域305下方延伸的厚度h2不需要与孔313具有至少相同的高度。类似的，槽315包括(嵌入)在衬底承载体301的底表面311中。槽315可具有约11mm的高度h3，并可呈圆锥形(但是，槽315可具有更大或更小的高度及/或不同形状)。类似于孔313，槽315的一个或更多部分延伸进入存储区域305。因此，相对于现有衬底承载体103(图1)，底表面311在存储区域305下方延伸的厚度h2不需要与槽315具有至少相同的高度。因此，相较于现有衬底承载体103，可减小由衬底承载体301占据的整个空间(例如，高度h4)。
图5是图3A的衬底承载体301沿图3A的线5-5所取的第二剖视侧视图，并示出了用于接收下述端部执行器的垫块的区域317(例如，凹槽或槽)。区域317被包括(例如，嵌入)在衬底承载体301的底表面311中。区域317可具有约11mm的高度，也可以是平的。但是，区域317可具有更大或更小的高度及/或不同形状。类似于孔313，区域317的一个或更多部分可延伸进入存储区域305。因此，相对于现有衬底承载体103(图1)，底表面311在存储区域305下方延伸的厚度h2不需要与区域317具有至少相同高度，因此，相较于现有衬底承载体103(图1)，可以减小由衬底承载体301占据的整个空间(例如，高度h4)。
图6是根据本发明的实施例的衬底承载体301的仰视图。参考图6，孔313在衬底承载体301的底表面311上的半径r1约为12.7mm(尽管孔313的半径可以更大或更小)。在衬底承载体301的底表面311上，槽315具约25.4mm的宽度w1、约33mm的长度11、以及约12.7mm的半径r2(尽管槽315可具有更大或更小的宽度w1、长度11以及/或半径r2)。此外，在包括延伸进入存储区域305的区域317的实施例中，区域317可具有约147.3mm的内径r3、约1 57.5的外径r4、以及约40mm的长度。但是，区域317可具有更大或更小的内径、外径及/或长度。
图7是根据本发明的实施例的端部执行器701及衬底承载体301的等角视图。参考图7，衬底承载体301适于与端部执行器701界面连接。例如，衬底承载体301可耦合至端部执行器701，由端部执行器701支撑并/或由端部执行器701移动。具体而言，衬底承载体301的一个或更多耦合特征孔313-317可耦合至从端部执行器701的顶表面703延伸的相应特征(例如，柱、销及/或垫块)。具体而言，在衬底承载体301的底表面311上的孔313及槽315可耦合至端部执行器701上的相应柱705、707。在一些实施例中，端部执行器701上这些相应的柱705、707可以呈圆锥形或球形。衬底承载体301的底表面311中的区域317可耦合至端部执行器701上的相应销或垫块709。该相应销或垫块709例如可以是平头销。衬底承载体301的一个或更多耦合特征313-317以及端部执行器701的相应特征705-709可以是运动特征，其适于运动地将衬底承载体301与端部执行器701对准，因此确保了衬底承载体301正确地置于端部执行器701上。例如，孔313可沿x及y轴将衬底承载体301与端部执行器701对准，槽315可防止衬底承载体301在xy平面上在端部执行器701上旋转，且区域317可防止衬底承载体301沿z轴的运动。在一些其中衬底承载体301不包括延伸进入存储区域的区域317的实施例中，衬底承载体301的底表面311的一部分可接触垫块709并防止衬底承载体301沿z轴运动(并防止绕由柱705及/或707形成的轴线旋转)。
图8是根据本发明的实施例的端部执行器701的等角视图，示出与图7的衬底承载体301界面连接。具体而言，衬底承载体301的底表面311上的耦合特征313-317接收并/或耦合至端部执行器701的耦合特征705-709，由此将衬底承载体301与端部执行器701对准，并确保端部执行器701正确地支撑衬底承载体301。
衬底承载体301的一个或更多耦合特征313-317可适于与用于支撑衬底承载体301的(除了端部执行器之外)任何其他装置界面连接。例如，一个或更多耦合特征313-317可适于耦合至支撑架、载入舱等的相应耦合特征，由此与衬底承载体301对准。
图9是根据本发明的实施例用于存储并/或装入(例如，将衬底承载体布置于工具载入舱用于门的打开及衬底的移除)衬底承载体的系统901的前透视图。参考图9，可采用系统901以将衬底载入半导体器件制造工具(未示出)。系统901可包括一个或更多载入舱或类似单元，其中衬底或衬底承载体(例如，小批量衬底承载体)可置于该位置以传输至并/或离开处理工具(例如，一个或更多载入站903，尽管可应用不采用装入/移除运动的传输单元)。
在一个方面，一个或更多载入舱或类似单元可彼此分隔使得可在上述单元之间仅传输衬底承载体301(或下述图10至图14的衬底承载体1001)。在示出的具体实施例中，系统901包括总共八个载入站903，其布置为两列905，其中每列四个载入站。也可采用其他数量的列及/或载入站903。每个载入站903都适于根据本发明的实施例在载入站支撑并/或载入衬底承载体903，并允许在载入站903从衬底承载体取出衬底(未示出)并将衬底传输至处理工具(未示出)。系统901可包括一个或更多存储架或其他存储单元(例如，以虚线示出的存储架907，根据本发明的实施例其适于存储衬底承载体)。系统可包括安装在支撑件911上的端部执行器909。例如，端部执行器909可呈水平取向的平台913形式，根据本发明的实施例其适于支撑衬底承载体。具体而言，系统901可类似于2003年8月28日申请、发明名称为“SUBSTRATE CARRIER HANDLERTHAT UNLOADS SUBSTRATE CARRIERS DIRECTLY FROM AMOVING OCNVEYOR”(代理案号7676)的美国专利申请号10/650,480所公开的晶片载入站201(在这里通过引用将其整体包含于本说明书中)。但是，类似于图8的端部执行器701，系统的载入舱(例如，载入站903)、支撑架907(仅示出一个)、以及/或端部执行器909可包括耦合特征(例如，柱、垫块或销)，该耦合特征用于与衬底承载体301(或图10至图14的衬底承载体1001)的底表面上的一个或更多耦合特征界面连接。
图10是根据本发明的另一实施例的衬底承载体1001的底表面的等角视图。参考图10，衬底承载体1001可包括适于存储一个或更多衬底的主体1003。主体1003包括其中可存储一个或更多衬底的存储区域(在图10中未示出，在图11及图14中标示为1101)。主体1003还包括顶表面1005及底表面1007。相对于现有衬底承载体，衬底承载体1001的底表面1015包括不会增加衬底承载体的整体高度的一个或更多耦合特征1009-1013。具体而言，通过在底表面1015或衬底承载体1001的基体界定的平面下方延伸，一个或更多耦合特征1009-1013不会增加衬底承载体1001的整体高度。例如，一个或更多耦合特征1009-1013可不在衬底承载体1001的前表面1017的最低点的下方延伸。一个或更多耦合特征1009-1013位于主体1003的外周的外部。以此方式，相对于图3的衬底承载体301，衬底承载体1001的一个或更多耦合特征1009-1013可不延伸进入存储区域(在图10中未示出，在图11及图14中标示为1101)。
一个或更多耦合特征1009-1013可耦合至诸如端部执行器的衬底承载体支撑体的相应特征(在图10中未示出，在图13至图14中标示为1301)。在一个实施例中，一个或更多耦合特征1009-1013为基本上呈V形的槽。耦合特征1009-1013的高度h7为约0.47英寸、宽度w1为约1.1英寸，可形成约90度的角度A，且耦合特征1009-1013的顶点可具有约0.13英寸的曲率半径。但是，一个或更多耦合特征也可具有更大或更小的高度、宽度、曲率半径及/或形成更大或更小的角度A或具有不同的形状。例如，一个或更多耦合特征1009-1013可以是孔。尽管图10的衬底承载体1001包括三个耦合特征1009-1013，但也可采用更多或更少数量的耦合特征。
图11是沿图10的线11-11所取的衬底承载体1001的剖面侧视图，其示出了一个或更多耦合特征1009-1013是如何通过在底表面1015或衬底承载体1001的基体界定的平面下方延伸而不增加衬底承载体1001的整体高度h6的。在一个方面是，一个或更多耦合特征1009-1013可不在衬底承载体1001的前表面1017的最低点之下延伸。这可通过将一个或更多耦合特征1009-1013围绕主体1003的外周布置来实现。因此，一个或更多耦合特征1009-1013(例如，最靠近前表面1017的耦合特征1011-1013)可在主体1003的旁边延伸而不延伸进入衬底承载体1001的存储区域1101。因此，一个或更多耦合特征适于占据沿存储在主体中的衬底的外周的位置。
图12是衬底承载体1001的仰视图。在图12的实施例中，可布置并/或定向耦合特征1009-1013以使平分各个耦合特征的宽度w2的线相交于点P。也可采用其他结构。
图13是根据本发明的另一实施例的端部执行器1301及衬底承载体1001的等角视图。参考图13，图10的衬底承载体1001适于与端部执行器1301界面连接。例如，衬底承载体1001被端部执行1301耦合、支撑并/或移动。具体而言，衬底承载体1001的一个或更多耦合特征1009-1013可耦合至从端部执行器1301的顶表面1305延伸的相应特征1303(例如，柱、垫块、销等)。在端部执行器1301上的上述相应特征1303例如可呈圆锥形或球形或平头形。衬底承载体1001的一个或更多耦合特征1009-1013以及/或端部执行器1301的相应特征1303可以是运动特征，其适于运动地将衬底承载体1001与端部执行器1301对准，由此确保端部执行器1301正确地支撑衬底承载体1001。
图14是示出图13的端部执行器1301与衬底承载体1001界面连接的剖视侧视图。具体而言，衬底承载体1001的底表面1015的耦合特征1009-1013接收并/或耦合端部执行器1301的耦合特征1303，由此将衬底承载体1001与端部执行器1301对准，并确保端部执行器1301正确地支撑衬底承载体1001。
尽管图13及图14示出了衬底承载体1001可如何与端部执行器1301界面连接，但衬底承载体1001的耦合特征1009-1013也可与用于支撑衬底承载体1001的其他任何装置界面连接。例如，一个或更多耦合特征1009-1013可耦合至支撑架、或载入舱等的相应耦合特征，由此将衬底承载体1001与其对准。
以上描述仅揭示了本发明的示例性实施例。对本领域的技术人员而言，落入本发明的范围内的对上述设备及方法的修改是显而易见的。例如，尽管参考了用于存储一个或两个衬底的衬底承载体对本发明的一个或更多实施例进行了描述，但本发明的方法及设备也可应用于存储大量衬底的衬底承载体。
上述承载体中的任何一个都可具有其中模制有运动特征的单一壳体，或是多件结构。
因此，虽然已经结合其示例性实施例揭示了本发明，但应当理解的是，其他实施例也可落入由以下权利要求界定的本发明的精神及范围内。

Claims (22)

1.一种衬底承载体，包括：
适于存储一个或更多衬底的主体，所述主体包括适于存储衬底的衬底存储区域；以及
底表面，其具有一个或更多耦合特征，所述耦合特征适于延伸进入将由置于所述衬底存储区域内的衬底所占据的覆盖区域之外的所述衬底存储区域中。
2.根据权利要求1所述的衬底承载体，其中全部耦合特征都占据将由置于所述衬底存储区域内的衬底所占据的覆盖区域之外的所述衬底存储区域。
3.根据权利要求1所述的衬底承载体，其中所述一个或更多耦合特征还适于占据沿存储在所述主体内的衬底的外周的位置。
4.根据权利要求1所述的衬底承载体，其中所述一个或更多耦合特征还适于与适于支撑所述衬底承载体的表面上的相应特征运动地耦合。
5.根据权利要求1所述的衬底承载体，其中所述一个或更多耦合特征包括孔、槽、及用于接收垫块的特征的至少一者。
6.根据权利要求5所述的衬底承载体，其中所述孔及槽中的至少一者呈圆锥形。
7.根据权利要求5所述的衬底承载体，其中所述垫块是平的。
8.一种设备，包括：
多个堆叠的支撑架，每个支撑架都适于支撑衬底承载体，其中所述支撑架彼此间隔分布，以允许在所述支撑架之间仅传输衬底承载体，所述衬底承载体具有适于存储一个或更多衬底的主体，所述主体具有适于存储衬底的衬底存储区域，以及具有一个或更多耦合特征的底表面，所述耦合特征适于延伸进入将由置于所述衬底存储区域内的衬底所占据的覆盖区域之外的所述衬底存储区域中。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述支撑架中的至少一个是载入站，其适于打开所述衬底承载体并允许从该衬底承载体取出衬底。
10.根据权利要求8所述的设备，其中多个所述堆叠的支撑架是载入站，其适于打开所述衬底承载体并允许从该衬底承载体取出衬底。
11.根据权利要求8所述的设备，其中所述支撑架被分隔以允许仅传输小批量衬底承载体。
12.一种衬底承载体，包括：
适于存储一个或更多衬底的主体；以及
底表面，所述底表面具有位于所述主体的覆盖区域之外的一个或更多耦合特征。
13.根据权利要求12所述的衬底承载体，其中所述一个或更多耦合特征还适于在所述主体的旁边至少部分地延伸以使所述一个或更多耦合特征的至少一部分不在所述主体的下方延伸。
14.根据权利要求12所述的衬底承载体，其中所述一个或更多耦合特征还适于与适于支撑所述衬底承载体的表面上的相应特征运动地耦合。
15.根据权利要求12所述的衬底承载体，其中所述一个或更多耦合特征包括孔及槽中的至少一者。
16.根据权利要求15所述的衬底承载体，其中所述孔及所述槽中的至少一者是圆锥形。
17.一种设备，包括：
多个堆叠的支撑架，每个支撑架都适于支撑衬底承载体，其中所述支撑架彼此间隔分布，以允许在所述支撑架之间仅传输衬底承载体，所述衬底承载体具有适于存储一个或更多衬底的主体，以及具有位于所述主体的外周之外的一个或更多耦合特征的底表面。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述支撑架中的至少一个是载入站，其适于打开所述衬底承载体并允许从该衬底承载体取出衬底。
19.根据权利要求17所述的设备，其中多个所述堆叠的支撑架是载入站，其适于打开所述衬底承载体并允许从该衬底承载体取出衬底。
20.根据权利要求17所述的设备，其中所述支撑架被分隔以允许仅传输小批量衬底承载体。
21.一种端部执行器，包括：
顶表面，其具有适于耦合至衬底承载体的一个或更多耦合特征，所述衬底承载体具有
适于存储一个或更多衬底的主体，所述主体具有适于存储衬底的衬底存储区域；以及
具有一个或更多耦合特征的底表面，所述耦合特征适于延伸进入将由置于所述衬底存储区域内的衬底所占据的覆盖区域之外的所述衬底存储区域中。
22.一种端部执行器，包括：
顶表面，其具有适于耦合至衬底承载体的一个或更多耦合特征，所述衬底承载体具有
适于存储一个或更多衬底的主体；以及
具有位于所述主体的外周之外的一个或更多耦合特征的底表面。
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