TW201917076A - 運輸容器 - Google Patents

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李雨青
方玉標
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台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

運輸容器包含容器本體、蓋體以及升降板。容器本體包含頂壁、底壁、後壁及兩側壁，其中頂壁、底壁、後壁及側壁形成前開口，以供光罩盒裝載至容器本體中，或是供光罩盒卸載出容器本體外。蓋體打開或關閉前開口。升降板位於容器本體上方，且連接懸吊式輸送系統的載具。

Description

運輸容器
本發明實施例是關於運輸容器，特別是有關於運送光罩盒(reticle pod)之運輸容器。
半導體積體電路(integrated circuit，IC)產業已經歷指數型成長。積體電路(IC)材料與設計的技術進步產生一代比一代更小且電路更複雜的積體電路(IC)。在積體電路(IC)演進的過程中，當幾何尺寸(亦即，使用一製程所能產生的最小構件(或線))縮小時，功能密度(functional density)(即每個晶片區域上互連裝置的數量)一般而言會上升。此尺寸縮小的過程基本上提供增加生產效率及降低相關成本的優點。尺寸縮小也提升加工與製造積體電路(IC)的複雜度，並且為了實現這些優點，在積體電路(IC)的生產及製造中需要類似的發展。
僅作為一範例，半導體微影製程可使用微影樣板(例如光罩(photomask或reticle))以將圖案光學性地轉移至基板上。舉例而言，可藉由將輻射源透過中間的光罩投射在具有感光材料(例如光阻)塗層的基板上，以完成上述製程。可藉由微影製程圖案化的最小部件尺寸受到投射輻射源的波長限制。有鑑於此，已引入了極紫外光(extreme ultraviolet，EUV)輻射源及微影製程。然而，極紫外光製程對汙染問題非常敏感。在一範例中，引入至極紫外光光罩上的粒子汙染可導致微影轉印圖 案的顯著劣化。在搬運或運輸極紫外光光罩的期間可能產生粒子汙染。極紫外光光罩轉運自動化被考量為降低粒子汙染的解決方案之一部分。然而，極紫外光光罩盒經常被發現在機械上與現有的自動化材料搬運(automatic material handling，AMH)系統不相容。因此，現有的極紫外光光罩轉運技術在所有方面都尚未證明是完全令人滿意的。
本發明的一些實施例提供運輸容器，其包含容器本體、蓋體以及升降板。容器本體包含頂壁、底壁、後壁及兩側壁，其中頂壁、底壁、後壁及兩側壁形成前開口，以供光罩盒裝載至容器本體中，或是供光罩盒卸載出容器本體外。蓋體打開或關閉前開口。升降板位於容器本體上方，且連接懸吊式輸送系統的載具。
本發明的一些實施例提供自動化材料搬運系統，其包含複數個懸吊式輸送(overhead hoist transport，OHT)軌道、第一載具、第一前開式傳送盒(front opening unified pod，FOUP)、第二載具以及第二前開式傳送盒。第一載具可沿懸吊式輸送軌道移動。第一前開式傳送盒連接至第一載具，並承載半導體晶圓。第二載具可沿懸吊式輸送軌道移動。第二前開式傳送盒連接至第二載具，並承載極紫外光光罩盒。
本發明的一些實施例提供運輸光罩的方法，其包含提供連接第一位置與第二位置的懸吊式輸送系統，從位於第一位置的光罩倉儲取出光罩，將光罩包覆在光罩盒中，將光罩盒包覆在前開式傳送盒中，透過懸吊式輸送系統的載具吊起前 開式傳送盒，將前開式傳送盒從第一位置運送至第二位置，從前開式傳送盒取出光罩盒，從光罩盒取出光罩，以及將光罩運送至位於第二位置中的微影工具。
100‧‧‧光罩
102‧‧‧粒子
104‧‧‧基板
106‧‧‧背面塗層
108‧‧‧反射多層
110‧‧‧覆蓋層
112‧‧‧吸收器
116‧‧‧抗反射塗層
120‧‧‧前表面
200‧‧‧光罩盒
204‧‧‧外盒殼體
206‧‧‧內蓋
210‧‧‧內底板
212‧‧‧外盒底座
214‧‧‧通道
302‧‧‧光罩倉儲
304‧‧‧倉儲外殼
320‧‧‧微影工具
350‧‧‧人工光罩盒運輸
400‧‧‧自動化物料搬運系統
410‧‧‧懸吊式輸送系統
412、536、822‧‧‧軌道
416‧‧‧懸吊式輸送載具
418‧‧‧晶圓前開式傳送盒(晶圓運輸容器)
420‧‧‧光罩前開式傳送盒(光罩運輸容器)
450‧‧‧前開式傳送盒倉儲
500‧‧‧光罩前開式傳送盒
502‧‧‧本體
504‧‧‧蓋體
506‧‧‧頂板
508‧‧‧底板
510‧‧‧後壁
512‧‧‧側壁
514‧‧‧隔間
516‧‧‧凸緣表面
518‧‧‧升降板
520‧‧‧接收台
522、522’、522”、522'''支‧‧‧柱
524‧‧‧盒定位栓
530‧‧‧閂鎖機構
532‧‧‧閂片
534‧‧‧驅動板
535‧‧‧末端
562‧‧‧驅動栓
564‧‧‧溝槽
566‧‧‧旋轉軸
572、574、576‧‧‧邊緣
580、632、824‧‧‧彈簧
582‧‧‧中間板
584、586‧‧‧楔形末端
588‧‧‧固定裝置
624‧‧‧底座
626‧‧‧螺絲
628‧‧‧橡膠構件
630‧‧‧滑動件
634‧‧‧液壓缸
636‧‧‧流體
802‧‧‧彈性塊
804‧‧‧磁極
806‧‧‧彈性構件
808‧‧‧電磁鐵
810‧‧‧裝載電池
812‧‧‧開關
814‧‧‧凸片
830‧‧‧電力反用換流器
832‧‧‧電流方向
834‧‧‧導電部件
910‧‧‧夾持裝置
912‧‧‧夾持頂板
914‧‧‧接合器
916‧‧‧夾持底板
920‧‧‧彈性緩衝件
1600‧‧‧方法
1602、1604、1606、1608、1610、1612、1614、1616、1618‧‧‧操作
L0‧‧‧原始長度
LC‧‧‧鎖定狀態
P‧‧‧推力
UC‧‧‧非鎖定狀態
△L‧‧‧距離
根據以下的詳細說明並配合所附圖式可更加理解本發明實施例的觀點。應注意的是，根據本產業的標準慣例，圖式中的各種部件並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小各種部件的尺寸，以做清楚的說明。
第1圖是根據一些實施例之極紫外光光罩的剖視示意圖。
第2圖是根據一些實施例之示範極紫外光光罩盒的示意圖。
第3圖是根據一些實施例之示範光罩運輸方法的示意圖。
第4圖是根據一些實施例之光罩自動化轉運系統的示意圖。
第5A及5B圖是根據一些實施例之示範光罩前開式傳送盒的示意圖。
第6A及6B圖是根據一些實施例之位於光罩前開式傳送盒中用以吸收震動的示範支柱之示意圖。
第7A、7B、8A、8B、9、10A、10B、11、12、13及14圖是根據一些實施例之位於光罩前開式傳送盒中的閂鎖機構(latch mechanism)之示意圖。
第15圖是根據一些實施例之位在光罩前開式傳送盒中用以吸收震動的夾持裝置與彈性緩衝件之示意圖。
第16圖是根據一些實施例之光罩轉運自動化的方法之流 程圖。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例，以實施本發明實施例所提供標的之不同部件(feature)。以下敘述各個元件及其排列方式的特定範例，以簡化本發明實施例。當然，這些敘述僅作為範例，並非用以限定本發明實施例。舉例而言，若是以下敘述第一部件形成於第二部件之上或上方，即表示其可能包含第一部件與第二部件是直接接觸的實施例，亦可能包含有附加部件形成於第一部件與第二部件之間，而使第一部件與第二部件可能未直接接觸的實施例。另外，本發明實施例中的不同範例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複是為了簡化與清晰的目的，並非用以表示所討論的不同實施例及/或結構之間的關係。
此外，在此可以使用與空間相關用詞，例如「在...下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」及類似的用詞，以便於描述圖式中一個元件或部件與另一個(些)元件或部件之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能會有不同方位(旋轉90度或其他方位)，並且在此使用的空間相關用詞也可依此做同樣地解釋。
一般而言，本發明實施例是關於光罩轉運自動化，特別是有關於用以承載光罩盒的光罩運輸容器。在各種實施例中，光罩運輸容器可與現有的自動化物料搬運(automated material handling，AMH)系統相容，例如懸吊式輸送(overhead hoist transfer，OHT)系統。藉由使用前開式傳送盒(front opening universal pods，FOUP)，懸吊式輸送系統可用以運送晶圓卡匣(Wafer cassette)(例如運送直徑(Φ)為300mm或450mm的晶圓)。
第1圖顯示光罩(reticle)100及在光罩100表面上累積的粒子102的示意圖。根據此範例，光罩100包含基板104、背面塗層106、反射多層108、覆蓋層110及一或多個吸收器112，且吸收器112上方具有抗反射塗層116。
在一範例中，光罩100是極紫外光(extreme ultraviolet，EUV)光罩。極紫外光微影使用反射式光罩，而非穿透式光罩。極紫外光微影使用掃描器，放射在極紫外光區段中的光，其為具有極紫外光波長例如約10nm至約15nm的光。在一範例中，極紫外光光源產生波長約為13.5nm的極紫外光。除了極紫外光掃描器使用反射式而非折射式的光學元件，即以面鏡取代透鏡，在真空環境中使用以及其他一些差異之外，一些極紫外光掃描器與一些光學掃描器的相似之處在於提供縮小4倍的投影曬像(projection printing)。極紫外光掃描器在形成在反射式遮罩上的吸收層(極紫外光遮罩吸收器)上提供想要的圖案。在極紫外光的範圍內，材料變得高度吸收。因此，使用反射式光學元件而非折射式光學元件。
在一些實施例中，基底104包含低熱膨脹性材料(low thermal expansion material，LTEM)的基底，且背面塗層106包含鉻氮化物(CrxNy)層。作為範例，反射多層108可包含例如使用離子沉積技術沉積於基底104頂部的鉬矽(Mo-Si)多 層。在一些範例中，每一個鉬矽層對的鉬層厚度約為3nm，矽層厚度約為4nm。在各種實施例中，覆蓋層110包含釕(Ru)覆蓋層。覆蓋層110可有助於保護反射多層108(例如在製造遮罩期間)，且亦可作為後續吸收層蝕刻製程的蝕刻停止層。在一些實施例中，吸收器112包含TaxNy層或TaxByOzNu層，其厚度可介於約50nm至約75nm之間，並用以吸收極紫外光(例如具有約13.5nm的波長)。在一些範例中，抗反射塗層116包含TaxByOzNu層、HfxOy層或SixOyNz層中的至少一層。如第1圖所示，粒子102可能無意間沉積在光罩100的表面例如前表面120上，可能會導致微影轉印圖案的劣化。雖然粒子102被繪示為圓形，應了解的是粒子102也可能是其他形狀及大小。可能透過各種方式引入粒子102，例如在搬運及/或運輸光罩100的期間。
為了防止在光罩100搬運及運輸的期間受到損壞及粒子汙染，可使用光罩盒以封裝光罩100。第2圖繪示光罩盒200的範例示意圖。在一些實施例中，光罩盒200是極紫外光光罩盒。如下所述，光罩盒200可以是雙盒載具(dual pod carrier)，包含外盒及內盒。外盒包含外盒底座212及外盒殼體204，而內盒包含內底板210及內蓋206。光罩100存放在內底板210與內蓋206之間的內盒中。此外，在一些實施例中，光罩100在內盒中面朝下，在光罩100的前表面120與內底板210之間留下小間隙，以將前表面120的粒子汙染最小化。在一些實施例中，內蓋206包含一或多個開口(圖未示)，以允許清潔用的氣流在內盒中流通。氣體可通過位於外盒底座212上的一或多個開孔214直接進入光罩盒200。
在半導體製程的各個期間，包含光罩100的光罩盒200可存放在位於半導體製造廠(semiconductor fabrication facility，FAB)內的光罩倉儲302中。如第3圖所示，光罩倉儲302包含倉儲外殼304。在倉儲外殼304中提供至少一光罩盒200以存放至少一光罩100。倉儲外殼304可同時容納複數個光罩盒200，連帶容納複數個光罩100。光罩倉儲302也包含一或多個裝載端口(loadport)，以供光罩盒200移入至倉儲外殼304中，或是供光罩盒200自倉儲外殼304中移出。
請再參照第3圖，在半導體製程的各個期間，包含光罩100的光罩盒200可能需要運送至多個微影工具320。微影工具320可以是任何形式的微影製程、量測、檢查、清潔、測試工具或其他適合的工具。舉例而言，微影工具320可以是極紫外光掃描器或極紫外光光罩清潔室。微影工具320包含一或多個裝載端口以利於供光罩盒200移入至微影工具320中，或是供光罩盒200自微影工具320中移出。微影工具320位於半導體製造廠的各種設施內。
光罩倉儲302及微影工具320可分開，例如位在不同樓層或同樓層的不同無塵室中。在一些情況下，光罩倉儲302及微影工具320可位在半導體製造廠的不同建築物中。光罩盒200需要在光罩倉儲302及微影工具320之間運輸。由於缺乏針對光罩盒的自動化運輸機制，在半導體製造廠中有時候會進行人工光罩盒運輸350。然而，人工光罩盒運輸350會在材料搬運期間帶來不同程度的震動及不等的加速及/或減速。由於光罩盒200及光罩100之間的摩擦力，帶來在轉運期間之間增加損壞 粒子的風險，其可能汙染光罩100的表面。第3圖所示光罩倉儲302及微影工具320之間的運輸僅作為範例。前述運輸也可發生在複數個分隔在半導體製造廠的不同無塵室、樓層及/或建築物中的微影工具320之間。
另一方面，半導體晶圓通常藉由自動化物料搬運系統儲存及運輸。自動化物料搬運系統包含多種自動化設備以在製程期間在半導體製造廠各處移動及運送晶圓載具。此系統可包含例如自動引導載具(automatic guided vehicles，AGVs)、個人引導載具(personal guided vehicles，PGVs)、軌道引導載具(rail guided vehicles，RGVs)、懸吊搬運梭(overhead shuttles，OHSs)及懸吊式輸送系統。懸吊式輸送系統包含懸吊式輸送軌道(或路徑)網路，連接散布在半導體製造廠中，甚至是不同建築物之間的區域內(intra-bays)及/或區域間(inter-bays)。現有的需求是允許除了晶圓載具之外，光罩盒200也可藉由懸吊式輸送軌道移動，以作為自動化轉運光罩經濟的解決方案，省下再建造只提供光罩盒使用的懸吊式輸送系統的空間與金錢。
第4圖繪示自動化物料搬運系統400的示範實施例的立體示意圖，光罩運輸容器可相容於懸吊式輸送軌道，允許使用現有的懸吊式輸送軌道同時運輸光罩盒及晶圓卡匣。
在一些實施例中，自動化物料搬運系統400包含一或多個懸吊式輸送系統410，其包含固定式軌道(或路徑)412的網路，可用以引導由軌道412支撐及懸吊之一或多個懸吊式輸送載具416的移動。懸吊式輸送載具416可以是具有滾輪的懸吊 式輸送載具。在一些實施例中，軌道412是安裝且懸吊在半導體製造廠的天花板及/或牆壁上的單軌。本發明所屬技術領域中具有通常知識者將可了解只要懸吊式輸送載具416適當地由軌道支撐並滾動，軌道412也可具有任何適合的剖面構造。在半導體製程期間，多個半導體晶圓基本上一起存放在晶圓運輸容器418中，並藉由自動化物料搬運系統在不同晶圓製程工具的裝載端口之間運送。晶圓運輸容器418可包含標準機械介面(standard mechanical interface，SMIF)盒，其承載複數個晶圓(例如直徑為200mm或8英吋)，或承載直徑較大為300mm(12英吋)或450mm(18英吋)的前開式晶圓傳送盒(front opening unified pod，FOUP)。舉例而言，每一個晶圓載具418可容納大約25片晶圓。在第4圖所示的實施例中，晶圓運輸容器418是用以承載多個直徑為300mm的前開式晶圓傳送盒(FOUP)，也被稱作晶圓前開式傳送盒418。懸吊式輸送載具416可用於將晶圓前開式傳送盒418在整個半導體製造廠中的區域內(intra-bays)及/或區域之間(inter-bays)轉運。
請再參照第4圖，除了晶圓前開式傳送盒418以外，一或多個光罩運輸容器420也透過其他懸吊式輸送載具416耦接至懸吊式輸送軌道412。在一些實施例中，光罩運輸容器420具有大致符合晶圓前開式傳送盒標準的外表面。光罩運輸容器420可被稱作光罩前開式傳送盒420。光罩前開式傳送盒420更具備用以接收光罩盒200來進行儲存與運輸的內平台。前述內平台具有將光罩盒200固定於光罩前開式傳送盒420內的部件，其將於後文中詳細說明。在第4圖所示的實施例中，光 罩盒200為極紫外光光罩盒，而光罩前開式傳送盒420則為極紫外光光罩前開式傳送盒。光罩前開式傳送盒420具有升降設備(例如升降板)，供懸吊式輸送載具懸吊機構的夾具來夾取。藉由符合晶圓前開式傳送盒的標準，光罩前開式傳送盒420具有相容性，可與晶圓前開式傳送盒418一起透過懸吊式輸送系統來運輸。懸吊式輸送載具416可在半導體製造廠內將晶圓前開式傳送盒418或光罩前開式傳送盒420自一位置拾起、升高及/或降低、支撐、銜接(articulate)及釋放至另一位置。舉例而言，光罩前開式傳送盒420可自位於一建築物的光罩倉儲302接收光罩盒200，接著沿懸吊式輸送軌道412運送至位於另一建築物的微影工具320例如極紫外光掃描器。同時，複數個半導體晶圓也可透過晶圓前開式傳送盒418沿懸吊式輸送軌道412運送至微影工具320。
在一些實施例中，晶圓前開式傳送盒418及光罩前開式傳送盒420一起存放在一前開式運送盒倉儲450中。每一個前開式運送盒具有一標籤，例如印有序號(serial number)或射頻辨識(radio frequency identification，RFID)標籤的貼紙，貼附至前開式運送盒本體上以利於自動化物料搬運系統400辨識特定的晶圓前開式傳送盒或特定的光罩前開式傳送盒。在另一些實施例中，晶圓前開式傳送盒及光罩前開式傳送盒係分開存放，例如分別存放在晶圓前開式傳送盒倉儲或光罩前開式傳送盒倉儲中。
第5A及5B圖繪示範例光罩前開式傳送盒500在其隔間(compartment)容納光罩盒200之前與之後的立體示意圖。 光罩前開式傳送盒500包含本體502及蓋體504。本體502包含頂板506、底板508，後壁510及兩側壁512，其共同界定出具有前開口的隔間514。在一些實施例中，前開口具有凸緣表面516。凸緣表面516是放置以密封地倚靠蓋體504。光罩前開式傳送盒500具有位在本體502的頂部上的升降板518。升降板518與懸吊式輸送系統的標準相容，以由懸吊式輸送載具抬升。在隔間514內，光罩前開式傳送盒500包含接收台520以容置光罩盒200。接收台520可以為框架狀或平台狀。接收台520係安裝在自底板508延伸的支柱522上。在一些實施例中，接收台520具有盒定位栓524以將光罩盒200水平地固定在接收台520上。盒定位栓524的尺寸及位置係配合光罩盒200的外底面，使得盒定位栓524可接合光罩盒200的底面，由下方固定光罩盒200。在所示的實施例中，接收台520包含三個盒定位栓524，分別位於接收台520的左、右及後方部分。
光罩前開式傳送盒500更具有位在隔間514內的閂鎖機構(latch mechanism)530。閂鎖機構530可由蓋體504驅動，以將光罩盒200鎖固(latch)在接收台520上，以下將有更詳細的說明。在各種實施例中，光罩前開式傳送盒500的底部機械介面可與直徑為300mm或450mm的標準晶圓前開式傳送盒相同，至少與懸吊式輸送系統的其他元件交界的部件是相同的。同理，光罩前開式傳送盒500的其他關鍵外部尺寸可落入直徑為300mm或450mm的標準晶圓前開式傳送盒殼體的尺寸之間。在一些實施例中，如果光罩盒200的深度大於標準晶圓前開式傳送盒的深度，本體502可具有凸出部(convex)532以加大 隔間514的深度，使其可適合(fit in)光罩盒200。在一些實施例中，凸出部532可位於側壁512上且位於接收台520上方。
光罩前開式傳送盒500可具有其他部件。在一些實施例中，本體502具有位在側壁512上的一對承載把手(圖未示)。在一些實施例中，當隔間514由蓋體504密封時，蓋體504具有氣閥(圖未示)以調整內部氣壓。本體502及蓋體504可透過包含預定樹脂的成形材料來射出成形(injection molded)。在成形材料中的預定樹脂包含例如聚碳酸酯(polycarbonate)、聚二醚酮(polyether ether ketone)、聚醚醯亞胺(polyether imide)、聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate)或由聚酯基(polyester-based)、聚苯乙烯基(polystyrene-based)或聚烯烴基(polyolefin-based)等組成的熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer)、聚縮醛(polyacetal)、液晶聚合物(liquid crystal polymer)、環烯烴樹脂(cyclic olefin resin)及其他類似樹脂，其具有優良的機械性質、耐熱性及其他類似性質。可根據需要將預定樹脂選擇性地加入碳、碳纖維、金屬纖維、奈米碳管、導電聚合物、抗靜電劑、防火劑或其他類似材料。
第6A及6B圖繪示支柱522的不同實施例。光罩前開式傳送盒500可具有一或多個支柱522。在第6A圖所示的實施例中，光罩前開式傳送盒500具有安裝在底板508上的四個支柱522。支柱522支撐安裝於其上的接收台520。每一個支柱522具有例如透過螺絲626安裝於底板508上的底座624。支柱522也提供一震動吸收器以在光罩盒轉運期間抑制接收台520的震動(damping)。在一些實施例中，結合位在支柱522中的彈性機構 以提供一震動吸收器。第6B圖繪示具有各種彈性機構的支柱522(例如：支柱522’、522”及522''')的數個實施例。在一範例中，支柱522’的頂部具有橡膠構件628以吸收震動。在一些實施例中，橡膠構件628可以是聚氨酯(polyurethane)彈性體。在另一範例中，支柱522”具有裝載(loaded)於彈簧632上的滑動件630，也提供一震動吸收器。在一些實施例中，彈簧632可具有介於約4N/cm至約10N/cm的彈性係數。在又另一範例中，支柱522'''具有包含流體636(例如：機油)的液壓缸634。滑動件630可沿著裝有彈簧632的液壓缸634移動，其中彈簧632裝載於滑動件630與液壓缸634之間，且彈簧632被視為液壓吸震器。在一些實施例中，流體636可具有介於約17x10-6m2/s至約23x10-6m2/s之間的動黏度(kinematic viscosity)。
請參照第7A及7B圖，光罩前開式傳送盒500可包含一或多組閂鎖機構530，以將光罩盒200固定在接收台520上。作為一範例，兩組閂鎖機構530可安裝在側壁512上，其中一邊設置一組，將光罩盒200夾在閂鎖機構530之間。在所示的實施例中，閂鎖機構530是由蓋體504(第5A圖)驅動，以在鎖定狀態LC與非鎖定狀態UC之間轉換。當蓋體504與本體502分開時，閂鎖機構530被驅動至非鎖定狀態UC，且閂片(latch tab)532自光罩盒200鬆開，如第7A圖所示。閂片532接觸光罩盒200的部分可包含彈性體材料，例如橡膠。當蓋體504蓋住本體502時，閂鎖機構530被驅動至鎖定狀態LC，且閂片532被驅動朝光罩盒200移動並鎖住(或夾住)光罩盒200，如第7B圖所示。在一些實施例中，驅動板534決定閂片532的移動，其將蓋體504的位置 轉換為閂片532的位置。
第8A及8B圖更繪示範例閂鎖機構530。第8A圖顯示位於光罩盒200兩側的兩組閂鎖機構530由非鎖定狀態UC轉換至鎖定狀態LC的上視圖。第8B圖顯示閂片532與驅動板534之對應的上視圖與側視圖。驅動板534與閂片532部分地重疊。在一些實施例中，驅動板534裝有彈簧。當驅動板534位在其預設位置時，彈簧(圖未示)是放鬆的，且驅動板534的末端535延伸至前開口的凸緣表面516之外。驅動板534可另耦接至軌道(或路徑)536。軌道536限制驅動板534在光罩前開式傳送盒500的前後方向(即沿X軸)中的移動。也可由另一軌道(或路徑)限制閂片532在光罩前開式傳送盒500的左右方向(即沿Y軸)中的移動。驅動板534具有驅動栓562嵌入開放於閂片532中的溝槽564。溝槽564的長度方向與驅動板534的前後移動方向之間夾有一角度例如約30度、約45度或約60度。驅動栓562可沿溝槽564向上或向下移動。在一些實施例中，閂片532可具有驅動栓562，而驅動板534則可具有溝槽564。閂片532可位於驅動板534的上方或下方，只要驅動栓562保持嵌入溝槽564中即可。
請繼續參照第8A及8B圖，當蓋體504闔上時，驅動板534的末端535開始受蓋體504擠壓(如第8B圖所示的推力P)。由於軌道536限制驅動板534的位置，驅動栓562僅可沿X軸移動。在驅動栓562沿X軸移動期間，驅動栓562將一力施加於溝槽564的側壁上，此力可分解為數個分力，其中包含沿Y軸的分力。因此，閂片532開始沿Y軸朝光罩盒200的側壁移動。藉此，光罩盒200受兩閂片532自兩側擠壓，最終當蓋體504闔上 時，光罩盒200係固定在中心。驅動栓562及溝槽564共同將驅動板534沿X軸的直線運動轉換為閂片532沿Y軸的另一直線運動。如果將蓋體504打開，驅動板534將不再受蓋體504擠壓，並開始受已負載的彈簧驅動而回到其預設位置。驅動栓562將一力施加於溝槽564的另一側壁上，並藉此壓迫閂片532移開且最終自光罩盒200的側壁鬆開。因此，在蓋體504移開之後，可從光罩前開式傳送盒500取出光罩盒200。
在另一實施例中，閂鎖機構530具有旋轉閂片532，位於光罩盒200的每一側。如第9圖所示，閂片532具有旋轉軸566，且閂片532可圍繞旋轉軸566進行圓周運動。閂片532可位於驅動板534上方，允許驅動板534在下方滑動。驅動板534具有驅動栓562，其凸出於驅動板534的表面且可達閂片532上方。驅動板534可由彈簧(圖未示)裝載。當蓋體504闔上時，驅動板534被推向閂片532。當驅動栓562接觸閂片532時，對閂片532的邊緣572施加一推力P。推力P推動閂片532開始圍繞旋轉軸566旋轉。因此，閂片532的邊緣574開始朝光罩盒200移動。當蓋體504完全蓋上時，驅動栓562已沿邊緣572移動一段距離，且閂片532已繞旋轉軸566旋轉大約90度。邊緣574可具有彈性體材料，例如橡膠，並鎖住光罩盒200。如果將蓋體504打開，驅動板534將不再受蓋體504擠壓，並開始受已負載的彈簧驅動而回到其預設位置。藉此驅動栓562則開始對閂片532的邊緣576施加一力，並擠壓閂片532圍繞旋轉軸566旋轉，以回到其預設位置。結果，光罩盒200從閂鎖機構530鬆開，並在蓋體504分離之後，可從光罩前開式傳送盒500取出。
在又一實施例中，閂鎖機構530具有可向下移動的閂片532以自上方壓住接收台520上的光罩盒200。如第10A及10B圖所示，其分別為光罩前開式傳送盒500的前視圖及側視圖，閂片532是懸掛在光罩盒200上方。在一些實施例中，將閂片532裝載至彈簧580，以懸掛在光罩前開式傳送盒500的頂板506上。在一些實施例中，光罩前開式傳送盒500具有中間板582，其位於頂板506下方，並平行於頂板506，將閂片532裝載至彈簧580，以懸掛在中間板582上。具有中間板582可降低彈簧580所需的長度。光罩前開式傳送盒500的側壁可具有彈性緩衝體584，例如橡膠塊，以將光罩盒200夾持於其中，來固定光罩盒200的水平位置。驅動板534具有平面末端535延伸出凸緣表面516的邊界之外。驅動板534也具有楔形末端584連接於閂片532的楔形末端586。固定裝置588限制閂片532在上下方向(即沿Z軸)中的移動。軌道(或路徑)限制驅動板534沿X軸的移動。當蓋體504闔上時，驅動板534的末端535開始受蓋體504擠壓。透過楔形末端584及586對閂片532施加一推力P。由於楔形的交界面，推力P可分解為數個分力，包含沿Z軸的分力。由於閂片532被限制在Z軸移動，閂片532開始朝光罩盒200向下延伸。在此期間，彈簧580也向下延伸。當蓋體504完全蓋上時，閂片532落至光罩盒200的頂面，並自上方壓住接收台520上的光罩盒200。因此，閂鎖機構530係為鎖定狀態LC。當蓋體504打開時，彈簧580將閂片532拉升至其預設位置。閂片532的向上運動也透過楔形末端586及584對驅動板534施加一力。在一些實施例中，驅動板534並未裝載彈簧，而是靠已負載彈簧的 閂片532將驅動板534推回其預設位置。在一些實施例中，驅動板534也裝有彈簧，當蓋體504不再擠壓驅動板534時，驅動板534將可自行回到其預設位置。
在各種實施例中，閂鎖機構530可使用電磁鐵808以驅動閂片532，如第11圖所示。閂片532包含彈性塊802，例如為橡膠塊，以及磁極804。磁極804具有嵌入彈性塊802的一端，且另一端連接至彈性構件806。可完全磁化磁極804，或僅磁化磁極804位於彈性塊802內的頂端。彈性構件806可具有提供閂片532被驅動而在一特定角度範圍內旋轉的一旋轉軸。電磁鐵808可透過開關812接線至裝載電池810。裝載電池810可以是可充電式的電池。裝載電池810可放置於光罩前開式傳送盒500的隔間內，例如安裝在底板或側壁上。蓋體504具有凸片814。當蓋體504打開時，開關812保持密合，且電流流過電磁鐵808上的線圈，並產生磁場。磁極804被電磁鐵808吸引，自光罩盒200的側壁拉開彈性塊802。因此，閂鎖機構530為非鎖定狀態UC。當蓋體504闔上時，凸片814拉開開關812。因此，電路斷路且沒有電流流過電磁鐵808。磁極804失去吸引力並鬆開。彈性構件806旋轉使得閂片532回到其預設位置，此時彈性塊802鎖住光罩盒200。因此，閂鎖機構530為鎖定狀態LC。
在一範例中，彈性構件806可使用滑動裝置取代旋轉軸。如第12圖所示，彈性構件806包含軌道822及彈簧824裝載至磁極804的一端，其允許閂片532沿軌道822進行平移運動。彈簧824具有一原始長度L0。當開關812闔上時，閂片532被吸引至電磁鐵808的方向。彈簧824被拉伸一距離△L。當開 關812被凸片814推開時，電磁鐵808無法產生磁場，且閂片532被彈簧824沿軌道822拉回其預設位置。在一些實施例中，距離△L可介於約1cm至約10cm的範圍內。藉由滑動裝置，閂片532及電磁鐵808可懸掛於光罩前開式傳送盒500的頂面上，而非懸掛於光罩前開式傳送盒500的側壁上。在此情況下，電磁鐵808可驅動閂片532提升以鬆開或降低以壓住光罩盒200的頂面。第13圖繪示當電磁鐵808提升閂片532時，閂鎖機構530為非鎖定狀態UC的情況。
使用電磁鐵808的閂鎖機構530之另一個範例是根據蓋體504的位置翻轉電流方向，導致電磁鐵808的極性逆轉。請參照第14圖，裝載電池810是電力反用換流器(power inverter)830的一部分。在一些實施例中，電力反用換流器830具有旋轉機構，允許裝載電池810的極性反轉。在所示的實施例中，當蓋體504闔上時，蓋體504上的凸片814推動電力反用換流器830翻轉。如此一來，流經電磁鐵808的電流方向832反轉，導致電磁鐵808的極性逆轉。凸片814可包含導電部件834，當蓋體504闔上時，導電部件834成為電路的一部分。作為範例，如果原先閂片532被電磁鐵808吸引(蓋體打開)，當蓋體闔上時，閂片532會被電磁鐵808排斥。因此，驅使閂片532朝向光罩盒200的側壁或頂面移動，使得彈性塊802夾住光罩盒200。如先前第11圖所示的實施例，彈性構件806可另外包含旋轉軸。
請參照第15圖，在一些實施例中，接收台520可具有夾持裝置910及/或彈性緩衝件920以更加固定光罩盒200及 吸收額外的震動。夾持裝置910具有夾持頂板912、夾持底板916及接合器914。接合器914可倚靠後壁510並連接夾持頂板912及夾持底板916。可將夾持底板916放置於接收台520及一些支柱522之間，例如接近後壁510的支柱522’。為了容納夾持底板916，位在後排的支柱522’的高度可小於位在前排的支柱522”的高度。夾持頂板912可使用彈性體材料例如橡膠。夾持頂板912與接收台520之間的距離大致上與光罩盒200的本體高度相同，但稍微較小。當光罩盒200移入夾持頂板912與接收台520之間的空間時，夾持頂板912從上方將光罩盒200壓在接收台520上。一或多個彈性緩衝件920可圍繞光罩盒200放置，並由光罩盒200及本體502夾住彈性緩衝件920以吸收多餘的震動。舉例而言，可在本體502的後角落放置兩個彈性緩衝件920，並倚靠後壁510。彈性緩衝件920可使用橡膠或是例如彈簧或液壓吸震器等彈性元件。
第16圖是運輸光罩例如運輸極紫外光光罩的方法1600的流程圖。在一些實施例中，使用第4圖所示的懸吊式輸送系統410以實施方法1600。應了解的是，可在方法1600之前、期間及之後提供額外的步驟，且方法1600的額外實施例可對於所述步驟進行取代、刪除、或調換。方法1600係作為範例，而非於申請專利範圍所明述的內容以外來限制本發明實施例。
在操作1602中，提供懸吊式輸送系統。懸吊式輸送系統包含固定式的軌道(或路徑)，用以引導多個懸吊式輸送載具的移動。懸吊式輸送載具是由軌道支撐並懸吊。軌道網路由第一位置擴展至第二位置。第一位置及第二位置可位於半導 體製造廠內的同一樓層、不同樓層或不同建築物。在操作1604中，方法1600由位於第一位置的光罩倉儲取出光罩。光罩可以是極紫外光光罩。在操作1606中，方法1600將光罩包覆於光罩盒中。光罩盒也可存放在光罩倉儲中，或是存放在其他合適的儲存匣中。在操作1608中，方法1600將光罩盒與內部的光罩一起包覆在光罩前開式傳送盒中。光罩前開式傳送盒具有大致符合晶圓前開式傳送盒標準的外表面，使得光罩前開式傳送盒與其他晶圓前開式傳送盒可藉由相同的懸吊式輸送系統來運送。光罩前開式傳送盒具備選自例如接收台、彈性支柱、閂鎖機構、夾持裝置、彈性緩衝件或前述組合的一或多種部件，以固定內部的光罩盒並吸收震動及/或晃動。在操作1610中，方法1600透過懸吊式輸送載具抬升前開式傳送盒。懸吊式輸送載具可使用夾持器以抓取光罩前開式傳送盒用以升降的升降板。在操作1612中，方法1600沿懸吊式輸送系統的軌道網路將光罩前開式傳送盒自第一位置運輸至第二位置。同時，懸吊式輸送系統可具有多個其他懸吊式輸送載具承載包含半導體晶圓的晶圓前開式傳送盒由一位置至另一位置。在操作1614中，在第二位置中(例如微影工具的裝載端口)，方法1600將光罩盒自光罩前開式傳送盒取出。可藉由滑動機構或機械手臂取出光罩盒。在操作1616中，方法1600從光罩盒取出光罩。在操作1618中，方法1600將光罩運送至微影工具，以進行後續製程。微影工具可以是任何形式的微影製程、量測、檢查、清潔、測試工具或其他適合的工具的其中之一。舉例而言，微影工具可以是極紫外光掃描器或極紫外光光罩清潔室。微影工具包含一或多 個裝載端口以利於將光罩或光罩盒移入或移出微影工具。就極紫外光掃描器而言，其可具有光罩裝載端口及晶圓裝載端口。當光罩盒透過懸吊式輸送系統由光罩前開式傳送盒運送時，晶圓裝載端口同時接收透過相同懸吊式輸送系統由晶圓前開式傳送盒運送的晶圓。
本發明實施例提供用以轉運光罩的光罩容器，以及光罩轉運自動化的方法。特別是，光罩轉運自動化降低傳統光罩人工運輸的需求，並降低在搬運及運輸光罩期間粒子汙染的機率。藉由本發明實施例所揭露的光罩盒容器及光罩轉運自動化的方法，可更好地保存及保護對於粒子汙染敏感的光罩，例如極紫外光光罩。
在一示例性方面，本發明實施例是針對運輸容器，其包含容器本體、蓋體以及升降板。容器本體包含頂壁、底壁、後壁及兩側壁，其中頂壁、底壁、後壁及兩側壁形成前開口，以供光罩盒裝載至容器本體中，或是供光罩盒卸載出容器本體外。蓋體打開或關閉前開口。升降板位於容器本體上方，且連接懸吊式輸送系統的載具。在一實施例中，光罩盒是極紫外光光罩盒。在一實施例中，運輸容器更包含位於容器本體內的閂鎖機構，用以鎖住光罩盒，且閂鎖機構可被蓋體驅動以在蓋體闔上時轉換為鎖定狀態，在蓋體打開時轉換為非鎖定狀態。在一實施例中，閂鎖機構包含裝有彈簧的驅動板及連接至裝有彈簧的驅動板的閂片，裝有彈簧的驅動板可由蓋體驅動以在鎖定狀態與非鎖定狀態之間轉換閂片。在一實施例中，閂片具有凹槽，裝有彈簧的驅動板具有驅動栓，且驅動栓可沿溝 槽移動。驅動栓與溝槽共同將裝有彈簧的驅動板的直線運動轉換為閂片的直線運動。在一實施例中，閂片具有旋轉軸，且裝有彈簧的驅動板具有驅動栓。驅動栓驅動閂片的邊緣，驅動栓與旋轉軸共同將裝有彈簧的驅動板的直線運動轉換為閂片的圓周運動。在一實施例中，閂片裝有彈簧連接至頂壁，且當蓋體闔上時可向下移動。鎖定狀態包含由閂片壓住光罩盒的頂面。在一實施例中，閂鎖機構包含磁性閂片及電磁鐵，電磁鐵可由蓋體驅動以吸引或排斥磁性閂片。在一實施例中，運輸容器更包含裝載電池以供電至電磁鐵。在一實施例中，運輸容器更包含位於容器本體內的支撐板以及位於底壁上的複數個支柱。在支撐板上方放置光罩盒，且支柱係用以支撐支撐板。在一實施例中，複數個支柱包含彈性機構以吸收支撐板的震動。在一實施例中，彈性機構包含使用橡膠吸震器、裝有彈簧的吸震器或液壓吸震器。
在另一示例性方面，本發明實施例是針對自動化物料搬運系統，其包含複數個懸吊式輸送軌道、第一載具、第一前開式傳送盒、第二載具以及第二前開式傳送盒。第一載具可沿懸吊式輸送軌道移動。第一前開式傳送盒連接至第一載具，且承載其中的半導體晶圓。第二載具可沿懸吊式輸送軌道移動。第二前開式傳送盒連接至第二載具，且承載其中的極紫外光光罩盒。在一實施例中，極紫外光光罩盒包含外盒及內盒，內盒位於外盒內部，用以包覆極紫外光光罩。在一實施例中，第二前開式傳送盒包含本體、前開口蓋體、支撐板以及夾持部件。本體圍出具有前開口的主要隔間。前開口蓋體是用以 緊密地結合前開口。支撐板位於主要隔間中，且承載極紫外光光罩盒。當前開口的蓋體附接於本體上時，夾持部件夾持極紫外光光罩盒，而當前開口的蓋體離開本體時，夾持部件鬆開極紫外光光罩盒。在一實施例中，第二前開式傳送盒更包含位於支撐板與本體之間的吸震器。在一實施例中，半導體晶圓的直徑大約為300mm。
在又一示例性方面，本發明實施例針對光罩運輸的方法，其包含提供連接第一位置及第二位置的懸吊式輸送系統，自位於第一位置的光罩倉儲取出光罩，將光罩包覆在光罩盒中，將光罩盒包覆在前開式傳送盒中，其中前開式傳送盒包含閂鎖部件以固定位於其中的光罩盒，以及連接至懸吊式輸送系統載具的升降部件，藉由連接至升降部件的載具升降前開式傳送盒，將前開式傳送盒自第一位置運送至第二位置，自前開式傳送盒取出光罩盒，自光罩盒取出光罩，以及將光罩運送至位於第二位置的微影工具。在一實施例中，光罩盒是極紫外光光罩盒，其包含外盒及內盒，且在前開式傳送盒運輸期間，懸吊式輸送系統同時連接另一個包含複數個半導體晶圓的前開式傳送盒。在一實施例中，第一位置及第二位置位於兩個不同的建築物中。
前述內文概述了許多實施例的部件，使本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以從各個方面更加了解本發明實施例。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，可輕易地以本發明實施例為基礎來設計或修飾其他製程及結構，以實現與在此介紹的實施例相同的目的及/或達到相同的 優點。本發明所屬技術領域中具有通常知識者也應了解，這些等效的結構並未背離本發明之精神與範圍。在不背離本發明之精神與範圍的前提下，可對本發明實施例進行各種改變、置換及修改。

Claims (1)

  1. 一種運輸容器，包括：一容器本體，包括一頂壁、一底壁、一後壁及兩側壁，其中該頂壁、該底壁、該後壁及該等側壁形成一前開口，且該前開口係供一光罩盒裝載至該容器本體，或是供該光罩盒卸載出該容器本體；一蓋體，打開或關閉該前開口；以及一升降板，位於該容器本體上方，且連接一懸吊式輸送系統的一載具。
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