TW202327975A - 存儲系統 - Google Patents

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邁克爾 亞歷山大 施韋茨
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德國商布魯克斯自動化（德國）有限責任公司
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Abstract

一種用於儲存多個光罩，尤其是極紫外光光罩的存儲系統，包括：多個存儲盒(110)，其內部適於容置上述光罩，且所述存儲盒彼此間係為垂直堆疊，以形成堆疊組(80)。每一個存儲盒(110)包括通道(211)，其具有入口(210)、出口(220)與第一開口(220)，其中相鄰通道(211)的入口與出口設置有延伸並穿過堆疊組(80)的導管(90)，使得沖洗氣體可通過其中。並且，透過所述導管(90)輸送的所述沖洗氣體可通過每一所述存儲盒(110)對應的所述第一開口(230)，進入每一所述存儲盒(110)之內部(110a)。

Description

存儲系統
本發明是有關於一種用於儲存光罩 (尤其是極紫外光光罩) 的存儲系統、對應的儲料存儲器以及用於取回光罩的裝置。本發明還涉及處理光罩之方法。
微影製程 (Photolithography)被廣泛用於製造積體電路 (ICs) 與其他半導體相關裝置和/或結構的關鍵步驟之一。然而，隨著這些過程中產生的特徵之尺寸降低，微影技術對於生產微型積體電路或其他設備和/或結構的重要性隨之上升。
在微影技術中，幾何圖案係藉由光、光敏層以及後續的蝕刻步驟，從光罩 (photomask，通常稱作reticle)轉移至基板上，如：半導體晶圓。根據基板上所需的特徵尺寸，所述光罩的特徵尺寸需適用於在圖案轉移時所用的光之波長，並同時考量到瑞利準則 (Rayleigh criterion)。
為了將可實現的最小特徵尺寸降低，已經提議可使用極紫外 (extreme ultraviolet; EUV) 輻射。極紫外輻射為具有5-20 nm (例如5-10 nm) 之波長的電磁輻射。
光罩中的任何汙染會降低微影製程的成像性能，且在一些更嚴重的情況中會需要更換光罩。光罩通常十分昂貴，因此任何可降低其更換頻率的方式都是有利的。再者，光罩的更換十分耗時，且在此期間可能需暫停微影製程，從而降低效率，此種情況並不樂見。
對於極紫外光的應用中，粒徑小於10 nm的粒子汙染與化學汙染可能相關 (例如：透過吸附揮發性有機化合物)。
因此，用於極紫外光應用中的光罩通常儲存於儲料存儲器中，以下簡稱為存儲器 (或者更一般地稱作存儲場所)，且當相關的微影曝光設備有需要時，將其從存儲器中取出。當要使用時，通常在半導體加工廠 (通常稱作晶圓廠)，光罩從存儲器傳送至製程工具中。一般而言，在傳送光罩，或者將光罩儲存於存儲器時，所述光罩會儲存於雙殼的容器中 (雙盒)，其包括極紫外光的外側傳送盒與內側傳送盒。
舉例來說，在US 2019/0214287 A1中更詳細地描述了雙盒。
由於粒子污染的可接受程度非常低，故需要避免光罩與容器以及容器與容器元件之間的摩擦，以避免因摩擦導致磨損而產生粒子。因此，一般而言內側傳送盒會設計成以一種使光罩在其中移動之可能性極低的方式將其容置。且還配置額外的光罩固定器，其適配於將光罩固定在內側傳送盒中。為了避免汙染，所述內側傳送盒設計成可具有保護氣體或為真空，以用於保護光罩。最後，一般的孔口配置有過濾材料，其提供來過濾要從外側傳送盒進入容置有對應的內側傳送盒周圍的保護氣體。
所述外側傳送盒設置致動器，所述致動器適用於偏置內側傳送盒的光罩固定裝置位至保持位置。藉此，在外側傳送盒附加到內側傳送盒時，將所述光罩固定在內側傳送盒中。所述外側傳送盒還可以固定內側傳送盒的兩個典型組件，通常稱為基板與蓋板，所述基板與蓋板彼此靠在一起，以防止摩擦所造成的磨損。
可以理解的是，只要不是從外部固定，所述內側傳送盒組件可相對於彼此移動。為了避免由於上述的移動之摩擦所造成的磨損，傳統上，所述外側傳送盒為所述內側傳送盒提供此類固定功能，且同時針對周圍的大氣為內側傳送盒提供必要的保護。舉例來說，在存儲地點以及需要光罩進行操作的製程工具之間傳輸時，上述保護是必要的。
外側傳送盒相當龐大，會導致用於存儲極紫外光光罩盒之存儲盒的高空間需求或是「佔地面積」。再者，所述外側傳送盒由高分子材料製成，其也容易磨損與釋放揮發性有機化合物。
本發明透過根據申請專利範圍中各個獨立項所描述的存儲系統、儲料存儲器、從存儲堆疊組中取出光罩盒(reticle pod)的裝置與方法以及一種存儲盒，來解決所述問題。
有利的實施例以及附加特徵提供於附屬項中，並且在以下描述作進一步的討論。
本發明提供一種用於儲存多個光罩，尤其是多個極紫外光光罩的存儲系統，包括：多個存儲盒，其中每一存儲盒之內部適於容置所述光罩中之一者，且所述存儲盒彼此間係為垂直堆疊，以形成堆疊組。每一所述存儲盒包括通道，所述通道具有入口、出口與第一開口，其中相鄰所述通道之所述入口與所述出口 (換句話說，相鄰存儲盒的通道) 設置有延伸並穿過所述堆疊組的導管，沖洗氣體可透過所述導管輸送，且透過所述導管輸送的所述沖洗氣體可通過每一所述存儲盒對應的所述第一開口進入每一所述存儲盒之內部。
本發明提供一種高度緊實與可靠的存儲系統，其藉由所述多個存儲盒彼此間可直接堆疊而中間不具任何存儲結構。於此同時，藉由所述直接的堆疊，會形成一個穿過所有堆疊之存儲盒並各別提供沖洗氣體的導管。根據本發明，由於可對存儲盒內部提供有效的清洗，所述存儲盒可由合適的塑膠材料製成，因為存儲盒中的流動氣體可有效抵消除氣效應。而所述存儲盒也可以金屬材料製成。
有利地，每一通道的所述第一開口設置有粒子過濾膜，因此僅有沖洗氣體可透過所述第一開口進入每一存儲盒的內部。故，可對每個存儲盒提供個別環境，使得堆疊組中不同存儲盒之間的交叉汙染可有效避免。
優選地，每一所述存儲盒設置有第二開口，以提供所述沖洗氣體經由第二開口離開所述存儲盒之內部，且所述第二開口優選地也設置有粒子過濾膜。在所述第二開口設置有粒子過濾膜可進一步降低交叉汙染的風險。
有利地，每一所述存儲盒設置有至少一搬運構件，例如搬運凸緣或手把。優選地，搬運構件可設置在存儲盒的全部四個邊上，使得搬運機器人可在搬運構件處抓取所述存儲盒，而不需旋轉所述存儲盒，這可以顯著地降低搬運時間。搬運機器人優選地設置有至少一搬運元件 (也稱為末端執行器) 以用於搬運，意即運輸存儲盒。
根據一優選實施例，每一存儲盒包括基板與蓋板，所述基板與所述蓋板具有對準特徵，適於機械對準所述堆疊組中臨界的所述存儲盒。其中，特別是當所述基板設置為溝槽或銷時，所述蓋板設置為銷或溝槽，且所述溝槽與銷與相鄰之所述存儲盒對應的銷和溝槽相互作用。這種匹配的溝槽與銷可確保存儲盒在堆疊組中的精準與準確地對準及定位。舉例來說，彼此堆疊之相鄰的存儲盒可分別設置有相互作用的銷，優選地為圓頂型的銷 (在本技術領域中通常稱為運動銷)，以及相應形狀的凹槽。故，可以實現存儲盒的對準與定位，並同時實現防止相鄰存儲盒水平移動的保障措施。有利地，藉由搬運機器人達成有效搬運。
有利地，每一存儲盒設置有閂鎖機構，所述閂鎖機構用於將所述基板與所述蓋板彼此固定。閂鎖機構包括數個閂鎖，以確保基板與蓋板之間氣密連接，這些組件通常以金屬材料製成。特別是，閂鎖機構適於在鎖定狀態下防止基板與蓋板彼此間的相對運動，以防止磨損。再者，所述閂鎖機構適於將光罩固定於相對的存儲盒內，也最小化磨損與汙染的影響。
本發明還提供一種儲料存儲器，包括上述的存儲系統以及適於存放所述存儲系統的存儲實體。儲料存儲器通常也包含設備前端模組 (Equipment Front End Module; EFEM)，包含：至少一裝載口，以及一存儲區域，所述存儲系統位於所述存儲區域中。所述儲料存儲器為半導體廠的一部分。
有利地，所述儲料存儲器設置有固定機構，例如：夾緊機構或是彈簧機構，以用於將所述存儲器彼此物理固定和/或固定至堆疊組中的存儲實體。故，提供了一種有效的安全措施，以防止由於地震而損壞的個別存儲盒或容納在其中的光罩。舉例來說，彈簧機構包括至少一彈簧，以持續向堆疊組的頂部提供向下的作用力。例如：所述彈簧可適於向下推位於最上面的存儲盒上方的平板。所述板可例如設置有手把，且例如以與設置在存儲盒上之搬運構件類似的方式成形，使得所述手把與平板可被抬起以進入頂部的存儲盒。所述平板可在面向存儲盒之下側設置有對準特徵 (如：銷和/或洞)，以便於接合對應的對準特徵，例如最上方之存儲盒的洞和/或銷。也可以使用位於頂部位置的永久空儲物盒來替代上述的平板。當所述機器人在抬起堆疊組時會對抗彈簧機構。具有最少一彈簧的彈簧機構也可設置在所述堆疊組的下方，例如：作用於存儲盒之堆疊組下方的底板。除了這種彈簧機構以外，凸輪或其他種類的夾緊機構可對頂板、最上方的存儲盒、底板或最下方的存儲盒施加力。當有需要存取時，這種凸輪或夾具將被主動釋放。
除了重力效應以外，還可以利用固定機構，所述固定機構也有助於固定彼此堆疊的存儲盒。
本發明還提供一種搬運光罩的方法，尤其是極紫外光光罩，包括以下步驟：在使用地(通常是半導體製程工具)與存放地或存儲區域之間運輸所述光罩，且所述存放地或存儲區域包括本發明所描述的光罩存儲系統。或者反之亦然，在輸送盒中，將光罩從輸送盒傳輸至存儲盒，且所述光罩儲存於存放地的存儲盒中。通過使用不同的用於輸送與存儲的盒，光罩的汙染影響可被最小化，這對於極紫外光光罩尤其重要。
優選地，所述輸送盒包括至少一個內側傳送盒，所述存儲盒之內部適於容置所述光罩，且所述存儲盒彼此間為垂直堆疊，以形成堆疊組。其中，每一所述存儲盒包括通道，所述通道具有入口、出口與第一開口，以提供沖洗氣體經由通道流通，且通過所述通道之所述沖洗氣體透過所述第一開口進入所述存儲盒之內部。
有利地，所述傳送盒包括內側傳送盒與外側傳送盒。所述內側傳送盒和/或外側傳送盒 (光罩已經移除並傳送至存儲盒) 本身可存儲在傳送盒緩衝中，其可例如設置於EFEM搬運機器人的上方或附近。
本發明可以減少存儲光罩所需的空間，同時確保低汙染水平，並改善了傳統系統所提供的損壞保護措施。部分原因在於，與內側傳送盒相比，本發明所使用的存儲盒不會離開存儲系統，而內側傳送盒先前被用於在存儲器內存儲光罩以及在存儲器外運輸光罩。再者，還可以防止存儲過程中因外側傳送盒脫氣而造成的化學汙染，並且，與將光罩存儲於雙盒中相比，機械損傷會被改善。如上所述，雖然現有技術中的內側傳送盒通常由金屬材料製成，以防止脫氣，但本發明所使用的存儲盒可以由塑膠材料製成 (儘管使用金屬材料也是有利的)。
本發明還提供一種用於從多個光罩盒之堆疊組中取出第一光罩盒的裝置。本文所用的術語「光罩盒」(reticle pod)意旨包括配置與適於容納光罩的任何盒子，例如用作傳輸盒的內側傳送盒或存儲盒。所述裝置包括：用於搬運所述第一光罩盒的第一搬運元件，以及適於搬運第二光罩盒的第二搬運元件，所述第二光罩盒在所述光罩盒之所述堆疊組中係垂直鄰近且位於所述第一光罩盒之上。其中，所述第一搬運元件與所述第二搬運元件適於以水平方向與垂直方向進行個別移動，使得所述第二光罩盒自所述第一光罩盒升起，所述第一光罩盒自第三光罩盒升起，所述第三光罩盒在所述光罩盒之所述堆疊組中係垂直鄰近並位於所述第一光罩盒下方，所述第一光罩盒自所述光罩盒之所述堆疊組中被取出，且所述第二裝置被放置於所述第三光罩盒之上。
有利地，所述第一搬運元件與所述第二搬運元件彼此之間適於具有垂直距離，所述垂直距離大於設置於第一光罩盒與第二光罩盒上之個別搬運構件的垂直距離。所述搬運元件與所述搬運構件相互作用，以便將第二光罩盒從第一光罩盒上提起，且所述第一光罩盒自第三光罩盒上提起。
較佳地，所述搬運元件的垂直距離設置為固定的垂直距離。這簡化了在垂直方向上操作構件的配置，進而提升可靠性。
較佳地，所述第一搬運元件與所述第二搬運元件分別包括二個水平延伸手臂，其適於與分別位在第一光罩盒與第二光罩盒之對側的所述第一搬運構件與所述第二搬運構件相互作用。
有利地，所述裝置包括驅動器，所述驅動器適於以水平方向個別移動第一搬運機構與第二搬運機構，且適於以垂直方向共同移動所述第一搬運機構與所述第二搬運機構。
本發明還提供一種使用前述的裝置從多個光罩盒之堆疊組中取出第一光罩盒的方法。
在此，所述第一搬運元件與所述第二搬運元件有利地以一水平方向共同移動，以將所述第一搬運元件定位於第一光罩盒之搬運構件之下，以及將所述第二搬運元件定位於第二光罩盒之搬運構件之下。所述第一搬運元件與所述第二搬運元件以垂直方向移動(例如向上)，以將所述第二光罩盒自所述第一光罩盒上升起，且所述第一光罩盒自第三光罩盒升起，所述第三光罩盒在所述光罩盒之所述堆疊組中垂直鄰近並位於所述第一光罩盒下方。所述第一搬運元件在水平方向上單獨移動，以取出在所述光罩盒之所述堆疊組中的所述第一光罩盒。所述第一搬運元件與所述第二搬運元件在垂直方向上共同移動(例如向下)，以將所述第二光罩盒放置在所述第三光罩盒上。並且，所述第二搬運元件在水平方向上移動，以讓該第二搬運元件離開所述第二光罩盒。因此，透過搬運元件的最小位移，個別存儲盒可輕易地從包含n個存儲盒的堆疊組中取出，使其產生可進一步單獨處理的存儲盒以及包含n-1個存儲盒的堆疊組。
在發展這種改良的存儲概念時，需要考慮的方面包含：極度不希望改變提供給微影製程設備的方式，這是因為微影製程通常是半導體生產設備中最複雜且成本最高的部分。
需要注意的是，本文中討論的所有方法步驟可有利地以自動化方式進行，例如：由一個或多個機器人組件進行。
本發明還提供一種適於在存儲器中儲存光罩的存儲盒，存儲盒包括基板、蓋板以及閂鎖機構，其中所述閂鎖機構適配於使所述基板與所述蓋板維持在釋放狀態。所述存儲盒設置有對準特徵，適於在堆疊配置下，機械對準所述存儲盒之中的鄰近存儲盒。優選地，在堆疊配置下，以上述方式對準的相鄰存儲盒基本上相同。
有利地，所述存儲盒包括通道，所述通道具有入口、出口與第一開口，其中所述入口適配於所述出口，使得所述鄰近存儲盒之鄰近的所述通道之所述入口與所述出口設置成堆疊配置，並且導管設置為延伸並穿過所述堆疊配置，以輸送沖洗氣體。所述導管適配於所述第一開口，使得透過所述導管輸送的所述沖洗氣體可透過所述存儲盒的所述第一開口進入所述存儲盒之內部。
本發明還提供一種雙盒，所述雙盒在其頂面與底面上具有互補的對準特徵(例如銷與孔)，使得所述盒可以一個接一個堆疊，進而有利於自動化處理。
所述具有對準特徵的存儲和之有利設置，也可以提供給不具有入口、出口與開口的存儲和，以如上所述地用於輸送淨化氣體。
有鑑於相當嚴格的清潔要求，一般而言，極紫外光光罩會在其使用地點與存儲地點之間運輸 (例如：製程工具)，通常稱做光罩存儲器或儲料存儲器，而在雙殼容器(雙盒)中，包括所謂極紫外光之外側傳送盒(EUV outer pod; EOP)與極紫外光的內側傳送盒(EUV inner pod; EIP)。這些外側傳送盒的尺寸 (即大小與形狀) 符合SEMI 152 標準，以確保使用標準工廠運輸系統進行處理時是安全且可靠的，例如：高架起重機運輸 (overhead hoist transport, OHT)、高架穿梭機 (overhead shuttle, OHS)、自動導引車 (automated guided vehicles, AGV)、人工導引車 (person guided vehicle, PGV) 以及軌道導引車 (rail guided vehicle, RGV)。
從前，光罩在存儲系統中也儲存於存儲器內之這些雙盒中。但由於大的存儲容量需求，近期的建議包含：僅將所述光罩儲存於內側傳送盒中。這種儲存於內側傳送盒的方式需要額外的措施將光罩固定於內側傳送盒中，且須將內側傳送盒組件彼此固定。
本發明採用了將如上所述的用於運輸的雙盒中之內側傳送盒做為存儲盒，以將光罩轉移至專用儲料存儲盒並進行存儲的想法，其整體尺寸會與內側傳送盒相似，但可在存儲器中一個個地直接堆疊，進而減少存儲器所需的總儲存體積。
現在請參照圖6以進一步說明此概念，圖6所示為儲料存儲器中的主要組件。
圖6所示的儲料存儲器標示為600，儲料存儲器600包括設備前端模組620 (Equipment Front End Module, EFEM)，所述設備前端模組620包括兩個裝載口610 (出於說明目的，其中一個示出裝載有極紫外光雙盒611，另一個係為空的)、EFEM的搬運機器人622以及內側傳送盒開啟站624。所述儲料存儲器600更包括存儲區域640，所述存儲區域640包含存儲盒開啟站642、存儲機器人644以及儲物架660，其中所述儲物架660適於容置具有光罩的存儲盒之堆疊組，特別是根據本發明的存儲系統。出於說明目的，示出與儲物架660相連接的存儲盒661。
一般而言，所述EFEM搬運機器人622與所述存儲機器人644分別設置有兩個末端執行器622a、622b與一個末端執行器644a。所述末端執行器係作為抓取機構或搬運機構。所述EFEM搬運機器人622的第一末端執行器622a適於搬運與移動內側傳送盒(EIPs)，且所述EFEM搬運機器人622的第二末端執行器622b適於搬運與移動裸露的光罩。所述存儲機器人644還可以設置有兩個末端執行器，且分別用於搬運與移動存儲盒與光罩，然而，也可設置為僅有一個末端執行器，例如：如圖6所示的僅用於搬運存儲盒。
一般而言，雙盒 (極紫外光光罩盒) 611包括一個外側傳送盒EOP與一個內側傳送盒EIP，其內部具有要被儲存於位在存儲區域640之存儲堆疊組的一個光罩，且雙盒611被傳送到EFEM 620的其中一個裝載口610。在裝載口610中，外側傳送盒開啟，然後儲存有光罩的內側傳送盒從外側傳送盒中移出，並使用第一末端執行器傳送至內側傳送盒開啟站624。在一替代的實施例中(在此未進一步描述)，也可以是開啟裝載口610中的內盒，並將裸露的光罩直接傳送至存儲盒開啟站642中打開的存儲盒。在此替代的實施例中，除了裝載口610之外，不需要設置指定的內側傳送盒開啟站，例如內側傳送盒開啟站624。
在內側傳送盒開啟站642中，所述內側傳送盒開啟，使得內側傳送盒中裸露的光罩可被存取。同時，存儲機器人644利用其第一末端執行器644a將一個存儲盒661從儲物架660上的存儲堆疊組中傳送到存儲盒開啟站642。在存儲盒開啟站642中，打開所述存儲盒661。接著，EFEM搬運機器人622利用第二末端執行器622b，從內側傳送盒開啟站624中開啟的內側傳送盒傳送裸露的光罩至存儲盒開啟站642中開啟的存儲盒中。
接著，關閉所述存儲盒開啟站642中的所述存儲盒661，且具有光罩的存儲盒661被存儲機器人644傳送回儲物架660上的存儲堆疊組中。
為了將儲存於儲物架660上的存儲堆疊組中之存儲盒661中的光罩傳送至裝載口610，上述的步驟可以逆著進行。
需要注意的是，所述存儲盒開啟站642優選地設置為位於存儲區域640與EFEM之間的鎖。因此，可以維持儲料存儲器的不同部分之中或之間的明顯清潔度水準差異。有利地，所述存儲盒開啟站642設置於兩個門之間(未示於圖6)，第一個門面向EFEM 620開啟，而第二個門則向存儲區域640開啟。在存儲盒藉由第一門傳送至存儲盒開啟站中的存儲盒後，且當第二門關閉時，第一門也接著關閉。在此狀態下，所述存儲盒開啟站642可被氣體清洗系統(未明確示出)所清洗，以達到更高的清潔度水準 (例如：達到比EFEM 620更高的清潔度)。所述清洗可在存儲盒關閉之前和/或之後執行，其中所述存儲盒中具有光罩。
當上述情形已達成時，打開存儲的第二門，且所述存儲盒系傳送到儲物架660上的存儲堆疊組。
本發明所使用的存儲盒，在正常使用期間會保留在存儲器中，即，用於儲存光罩。這是由於其不須用於在半導體工廠中傳送光罩。然而，其可以出於特定目的從存儲器中取出空的存儲盒 (例如清潔程序)。自存儲器中取出空的存儲盒，可優選地透過與光罩採用相同的路線(即，透過EFEM搬運機器人)來實現。因此，相較於先前的解決方案，存儲盒的污染，尤其是來自工廠環境中的汙染可被最大程度地減少。
所述EFEM搬運機器人622也適於傳送空的存儲盒至外部裝載口610中的一者，然後再將其放置於指定的外盒中，存儲盒於所述外盒中被傳送至清潔設備。有利地，所述EFEM搬運機器人622在此係利用第一末端執行器622a。
有利地，所述EFEM包括用於第一類迷你環境之風機過濾機組 (Fan Filter Unit, FFU)所過濾的氣體性分子污染物(Airborne Molecular Contamination, AMC)。有利地，在EFEM與工廠環境之間，以及EFEM與存儲盒的存儲區域640之間提供隔離。
EFEM通常具有多個裝載口，如前述的裝載口610，用於根據SEMI E152標準中用於工廠內不同設備之間的運輸的來標準極紫外光光罩盒。所述多個裝載口適於開啟極紫外光光罩盒，尤其是前述的外側傳送盒(EOPs)。雖然，圖中並未出示此種實施方式，但所述多個裝載口也適於開啟內側傳送盒(EIPs)，以用於接觸其內裸露的光罩。
圖1中，兩個存儲盒分別適於儲存位於光罩存儲器中的光罩，並標示為110。每一個存儲盒110包括基板112與蓋板114。圖1示出了處於關閉狀態的存儲盒110，其通常用於容置光罩。
基板112與蓋板114藉由閂鎖機構116結合，所述閂鎖機構116具有兩個設置於所述存儲盒110前側的閂鎖117 (如圖1所示)與另外兩個設置於所述存儲盒110後側的閂鎖(未示於圖1)。通常，所述閂鎖機構116可具有三種型態：鎖定狀態，此時基板112與蓋板114會緊閉，為內部提供保護；解鎖狀態，此時基板112與蓋板114會彼此分離，例如用於裝載或卸載光罩；以及閒置狀態，此時閂鎖117無法與其他工具一起使用，如：用於清潔。一般而言，所述閂鎖117直到其主動回到鎖定或解鎖狀態之前，將會保持在閒置狀態。
所述閂鎖機構116用於在儲存於光罩存儲器以及往返於傳送站(例如，內側傳送盒開啟站624)的運輸期間中，也就是光罩自雙盒中的內側傳送盒中傳送至存儲盒110或是反向傳送時，使基板112與蓋板114保持在一起，且反之亦然。需要注意的是，所述閂鎖機構可用於使基板與蓋板保持在一起，並以氣密的方式在存儲盒內部提供獨立的空氣，如此一來可最大程度地減少外在汙染。再者，在光罩盒中具有正壓的情況下，再夾緊機構中不需以氣密方式維持基板與蓋板以最小化外存儲盒內部的汙染。此類型的傳送站通常集成在光罩存儲器中。優選地，在鎖定位置中，所述閂鎖機構用於避免任何基板112與蓋板114之間的相對運動，以最大程度地減少或避免儲存光罩時的任何磨損效應，其可能導致無法許可的汙染。
上述的EFEM包括存儲盒開啟機構，其可啟用或停用所述閂鎖機構116。
所述存儲盒110設置有用於固定存儲盒內光罩的機構，當所述存儲盒位於關閉位置，更進一步地最小化由於光罩在存儲盒中移動所引起的磨損效應而導致的潛在汙染。有利地，所述閂鎖機構116適於將基板與蓋板彼此固定，以及如上所述的將光罩與存儲盒彼此固定。
在存儲盒100的每一側上具有搬運構件120，如搬運凸緣或手把。所述每一側上的搬運構件使得搬運機器人能夠從任一側抓取所述存儲盒100，而不需旋轉所述存儲盒。在上述實施例中，側邊的搬運構件位在蓋板114上。此外，也可以將其設置在基板112上，或是，例如在基板的相對側上設置兩個，且在蓋板的不同相對側上設置兩個。如此一來，使得藉搬運機器人單獨搬運基板或蓋板成為可能，或者至少會被簡化。
基板與蓋板有利地配置為具有互補對齊特徵，以實現或促進存儲盒在堆疊配置中的物理或機械校準。舉例來說，圖1所示的實施例中，每個基板112的下側配置有多個溝槽130。每個蓋板的上側配置有對應的多個銷132(運動銷)。
或者，每個基板具有多個銷，且每個蓋板具有對應的多個溝槽。溝槽130與銷132在形成時被定位成彼此匹配，使得當存儲盒一個個疊放時可精準對齊。上述的精準對齊為搬運機器人進行有效機械搬運的先決條件。有利地，溝槽13設置為細長的孔洞或槽。如圖1所示，位在蓋板114左側的兩個銷132與對應溝槽130的左端相互作用，而蓋板右側的銷130與對應溝槽130的右端相互作用。故，可有效避免基板與蓋板間的相互運動，而溝槽130的其餘部分(即，不與對應銷相互作用的部分)可用於其他目的，如：搬運之目的。
為了從存儲盒堆疊組中移除目標存儲盒，所述搬運機器人透過抓取部分堆疊中最下方的存儲盒之凸緣150，以舉起包括目標存儲盒上方的所有存儲盒之部分堆疊，使其易於存取所述目標存儲盒110。個別的存儲盒可置於堆疊組中的固定或專用位置，或者也可以隨機放置。有利地，每個存儲盒設置有識別碼，例如以無線射頻辨識 (Radio Frequency Identification, RFID) 的形式表示。
所述存儲盒110的尺寸 (即，大小與形狀) 優選地與現有的極紫外光光罩盒全自動清潔設備完全兼容。
在圖2中，所示之存儲盒110中的基板112不具有蓋板。在基板上定位有一個光罩300。在存儲盒110的一般使用上 (即在存儲器中儲存光罩)，所述蓋板(未示於圖2)與基板112共同為光罩300提供了受保護的內部。所述光罩300接著容置於存儲盒110的內部。所述內部在圖3~圖5中標示為110a，且以下將進一步地討論。
所述存儲系統還為各個存儲盒設置沖洗氣體，其將在下文中特別參照圖2~圖5以進一步描述。
特別參照圖3與圖5，每個存儲盒的所述基板112設置有入口210，一方面可使清洗氣體從通道211 (設置於基板與相應的蓋板中) 流動至對應蓋板設置的出口220 (在圖5中標示為箭頭211a)，而另一方面可使清洗氣體藉由設置有過濾膜235的開口230進入存儲盒的內部 (較佳地為聚四氟乙烯，PTFE)，從而為光罩300提供沖洗氣體，如圖2、3、5中所示的箭頭310。所述沖洗氣體可透過清洗氣體出口250從基板的相對側離開存儲盒110的內部111a，其中所述清洗氣體出口250也設置有過濾膜255 (較佳地為聚四氟乙烯，PTFE)。
所述清洗氣體流經存儲系統的基本原理繪示於圖3，而較佳的實施例示於圖2、圖4與圖5。
至於圖3則示意性地示出三個存儲盒110一個個堆疊成堆疊組80。所述存儲盒100中的基板與蓋板未明確示於圖3。每個存儲盒110可容置一個光罩300。
所述堆疊組80放置於擱板670上，其為存儲實體之儲物架660的一部分，如上文結合與圖6的描述。在堆疊組80的頂部設置有蓋板75。有利地，為了穩定堆疊組80，特別是為了防止由於不經意的擾動 (如：地震) 所造成的損傷，在此設置了固定機構，例如：彈簧機構或是夾緊機構，以用於將堆疊組80中的存儲盒110彼此固定，且還可用於將堆疊組80作為整體並固定於存儲實體，例如：位於上述的儲物架660中。在一些實施例中，所述儲物架660和/或蓋板75包含對準特徵 (例如：銷和/或溝槽)，其與位在堆疊組80中底部和/或頂部的存儲盒之對準特徵互補。
在圖3的實施例中，示意性地示出彈簧機構65，其包括多個位在蓋板75與存儲架662之下側的彈簧元件68，使持續向下的力作用於蓋板75上，且接續作用於堆疊組80上。容易理解的是，彈簧機構也可設置在最底部的存儲盒下方，並從下方為堆疊組80提供向上的力。
承上所述，每個存儲盒110設置有入口210 (位於基板中(in)，但未明確示於圖3) 以及出口220 (位於蓋板中(in)，但也未明確示於圖3)。所述存儲盒中的入口與出口藉由每個存儲盒110延伸的通道211彼此連通。每個出口220緊鄰於相鄰存儲盒110的入口210。故形成導管90，其在大致垂直的方向上延伸穿過整個堆疊組80。
每個通道211還設置有用於進入對應存儲盒110之內部110a的第一開口230。每個第一開口較佳地設置有過濾膜235，以允許沖洗氣體藉由導管90運輸或吹送至每個存儲盒的內部110a，但可防止導管90中沖洗氣體所存在的顆粒造成汙染，以下將進一步解釋。同樣地，所述沖洗氣體流入並通過對應的存儲盒110，並以箭頭310表示。
總而言之，來自沖洗氣體供應源 (未示於圖中) 的所述沖洗氣體係透過擱板70中的開口垂直輸送至由堆疊的存儲盒110之通道211所形成的導管90中 (以圖3中的箭頭270標示)。所述導管90的上端由蓋板75限定，且所述蓋板75阻擋沖洗氣體的流動。所述通過導管90與對應的存儲盒110之沖洗氣體的流動透過提供對應的壓力差來實現，例如：藉由使用加壓的沖洗氣體和/或通風系統(皆未示於圖中)。
承上所述，所述沖洗氣體的一部分會藉由第一開口230進入對應之存儲盒110的內部110a，然後在每個存儲盒110中的光罩300周圍提供基本上水平的沖洗氣流。在相對於通道211之存儲盒的一側，所述沖洗氣體藉由對應的第二開口250離開所述存儲盒110，且所述第二開口250也設置有粒子過濾膜255。
藉由導管90提供公共沖洗氣體供應源 (壓力室)，且於此同時在第一開口230以及第二開口250設置過濾膜，可以通過堆疊組80中的各個存儲盒110提供高效的沖洗氣流。接著，所述存儲盒110做為對應光罩的個別存儲環境，且可有效避免不同存儲盒110之間的交叉汙染。每個存儲盒110在任何時刻皆設置有新鮮、未汙染的沖洗氣體。
現在請參照圖2、圖4與圖5。在較佳的實施例中描述了所述開口與通道適於提供沖洗氣流流經各個存儲盒110與堆疊組的情形。值得注意的是，圖5中的基板112與蓋板114的輪廓(contour)係以虛線描繪。
所述基板112之第一側壁之下側中 (在圖2與圖4中以112a標示) 形成開口210，且所述沖洗氣體透過所述開口210進入通道211。蓋板114設置有對應的通道211 (如圖5所示)。
藉由形成於基板112與蓋板的通道211，所述清洗氣體可透過個別的存儲盒110運輸。當多個存儲盒110互相堆疊時，可透過所有的存儲盒114提供所述所述沖洗氣流，也就是從推疊組中的最下方至最上方。一部分的沖洗氣體流經通道211，並接著流經導管80 (如上文中圖3的描述)，而不會進入對應存儲盒的內部。
於此同時，在每個存儲盒110中，另一部分的沖洗氣流透過開口230流進內部110a，且所述開口230設置有過濾膜235。此部分的沖洗氣體向儲存於存儲盒的光罩提供有效的清洗，且藉由同樣設置有過濾膜255的開口250m離開存儲盒，如同前述圖3所說明之情形。
值得注意的是，雖然根據圖3所示的實施例，所述沖洗氣體係透過垂直延伸的過濾膜235進入存儲盒的內部110a，意即流進所述存儲盒之內部110a的初始沖洗氣流基本上為水平的。而根據圖2、圖2與圖5的實施例，所述過濾膜235係設置為水平延伸，使得所述流進所述存儲盒之內部110a的初始沖洗氣體為垂直或至少具有一個垂直分量，如圖2中箭頭310左側所示，或如圖5中箭頭310所示。
圖7a至圖7d出示了一種從存儲盒堆疊組中取出一個存儲盒的方法之優選實施例。在本實施例中，所述堆疊組包括六個存儲盒110。為了便於參考，第一存儲盒標示為110a，垂直鄰近且位於所述第一存儲盒上方的第二存儲盒標示為110b，且垂直鄰近並位於所述第一存儲盒下方的第三存儲盒標示為110c。出於說明目的，說明書中使用的術語「垂直」、「上方」與「下方/之下」係參考重力的方向，「上方」意指遠離地心，而「下方/之下」意指離地心更近，術語「水平」指的是與重力方向成直角延伸的方向。
每個存儲盒110設置有兩個水平延伸的搬運構件120 (例如：搬運凸緣或搬運手把)，而在相對的兩側，對於圖7a至圖7c中的每個存儲盒，只有一個搬運構件120是可見的。
一種從存儲盒堆疊組中取出個別存儲盒的裝置標示為740。較佳地，所述裝置740為存儲機器人640的一部分，如圖6所示。
所述裝置740設置有兩個搬運元件742、744，每一者包括兩個水平延伸的手臂或握爪，用於將在存儲盒110中相對側上對應的搬運構件120接合。在圖7a至圖7d中，每個搬運元件中僅能看到一個手臂。
所述搬運元件可透過驅動機構來移動 (未示於圖7a至圖7d)。如圖6所示，所述驅動機構也為存儲機器人640的一部分。所述驅動機構適於在垂直與水平方向上移動搬運元件742、744。如圖所示，所述驅動機構被設計用於在水平方向與垂直方向上共同或個別移動搬運元件。也就是說，對於搬運元件742、744分別的水平移動，在此需要兩個驅動器，而對於搬運元件742、744的垂直移動，則僅需要一個驅動器。
在此請參照圖7a到圖7d。第一步，在圖7a中，位於存儲盒110之堆疊組右側的所述搬運元件742、744移至左側，使得搬運元件742位在第一存儲盒110a之搬運構件120的下方，且搬運元件744位在第二存儲盒110b之搬運構件120的下方。如圖7a至圖7d所示，搬運元件742、744之間的垂直距離稍大於第一存儲盒110a與第二存儲盒110b的搬運構件之間的距離。因此，在圖7b所示的位置中，搬運元件742與第一存儲盒110a的搬運構件之間的垂直距離會稍大於搬運元件744與第二存儲盒110b之搬運構件之間的垂直距離。
這意味著，如果搬運元件742、744為共同垂直地向上移動，一開始第二存儲盒110b會自第一存儲盒100a升起，然後第一存儲盒110a會自第三存儲盒100c升起。接下來，不再與鄰近之第二存儲盒110b、第三存儲盒100c接觸的第一存儲盒110a可被輕易地藉由搬運元件742的水平移動從堆疊組中取出(示於圖7c的右側)。藉由之後搬運元件742、744的共同垂直向下移動，第二存儲盒110被放置於第三存儲盒110c之上，結果如圖7d所示。所述搬運元件744也可接著移動至右方，例如：回到圖7a所示的位置。
同時，承上所述，搬運元件742、744的垂直移動可較佳地由單個驅動器執行，也可以是使用一個驅動器以及一個連接兩搬運元件的傳動機構來執行所述垂直移動，使得所述搬運元件742、744可在垂直方向上彼此分開。或者，透過個別的可控垂直驅動以分別進行每一搬運元件的垂直移動。
110：存儲盒 110a：內部 110a：第一存儲盒 110b：第二存儲盒 110c：第三存儲盒 112：基板 112a：下側 114：蓋板 116：閂鎖機構 117：閂鎖 120：搬運構件 130：溝槽 132：銷 150：凸緣 210：入口 211：通道 211a：箭頭 220：出口 230：開口 235：過濾膜 250：清洗氣體出口 255：過濾膜 270：箭頭 300：光罩 310：箭頭 600：儲料存儲器 610：裝載口 611：雙盒 620：設備前端模組 (EFEM) 622：EFEM搬運機器人 622a：末端執行器 622b：末端執行器 624：內側傳送盒開啟站 640：存儲區域 642：存儲盒開啟站 644：存儲機器人 644a：末端執行器 65：彈簧機構 660：儲物架 661：存儲盒 662：存儲架 670：擱板 68：彈性元件 742：搬運元件 744：搬運元件 75：蓋板 80：堆疊組 90：導管
現在請參考以下附圖，以進一步討論本發明之優點與其他特徵，其中： 圖1為根據本發明實施例之用於存儲系統的兩個相同存儲盒之優選實施例的透視示意圖； 圖2為圖1所示之其中一個存儲盒之基板(base plate)連同光罩的立體示意圖； 圖3為本發明優選實施例之存儲系統的側視示意圖； 圖4為圖2所示之基板的平面圖； 圖5為根據本發明實施例之存儲盒的側向剖面示意圖； 圖6為根據本發明優選實施例之儲料存儲器的平面示意圖，其可與本發明所述之存儲系統結合使用；以及 圖7a~圖7d為根據本發明優選實施例之一種用於從存儲盒堆疊組中取回存儲盒之方法的示意圖。
110:存儲盒
112:基板
114:蓋板
116:閂鎖機構
117:閂鎖
120:搬運構件
130:溝槽
132:銷

Claims (19)

  1. 一種用於儲存複數個光罩，尤其是複數個極紫外光光罩的存儲系統，包括： 複數個存儲盒，其中： 每一該些存儲盒之內部適於容置該些光罩中之一者，且該些存儲盒彼此間係為垂直堆疊，以形成一堆疊組； 每一該些存儲盒包括一通道，其具有一入口、一出口與一第一開口，其中相鄰該通道之該入口與該出口設置有延伸並穿過該堆疊組的一導管；以及 一沖洗氣體透過該導管輸送，且透過該導管輸送的該沖洗氣體通過每一該些存儲盒對應的該第一開口進入每一該些存儲盒之內部。
  2. 如請求項1所述之存儲系統，其中該通道之該第一開口設置有一粒子過濾膜。
  3. 如請求項1或2所述之存儲系統，其中每一該些存儲盒設置有一第二開口，以提供該沖洗氣體離開每一該些存儲盒之內部，且該第二開口設置有一粒子過濾膜。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之存儲系統，其中每一該些存儲盒設置有至少一搬運構件。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之存儲系統，其中： 每一該些存儲盒包括一基板與一蓋板，該基板與該蓋板具有對準特徵，適於機械對準該堆疊組中鄰近的該些存儲盒； 該基板設置為複數個溝槽，該蓋板為複數個銷，或者當該基板設置為複數個銷，該蓋板設置為複數個溝槽；以及 該溝槽與該銷係與相鄰之該些存儲盒對應的該銷與該溝槽相互作用。
  6. 如請求項5中任一項所述之存儲系統，其中每一該些存儲盒設置有一閂鎖機構，該閂鎖機構用於將該基板與該蓋板彼此固定。
  7. 一種儲料存儲器，包括： 如請求項1至6中任一項所述的存儲系統；以及 一存儲實體，適於存放該存儲系統。
  8. 如請求項7所述的儲料存儲器，包括： 一固定機構，適於將該存儲實體中的該些存儲器彼此物理固定或是將該些存儲器固定到該存儲實體。
  9. 一種搬運一光罩的方法，尤其是一極紫外光光罩，包括以下步驟： 使用一輸送盒，在一使用地和一存放地之間往返運輸該光罩； 從該輸送盒轉移該光罩至一存儲盒，或是從該存儲盒轉移該光罩至該輸送盒；以及 在該存放地之該存儲盒中儲存該光罩。
  10. 如請求項9所述的方法，其中該輸送盒包括： 至少一內側傳送盒； 該存儲盒之該內部適於容置該光罩，且該存儲盒彼此間係為垂直堆疊，以形成一堆疊組； 每一該些存儲盒包括提供一沖洗氣體流通之一通道，其具有一入口、一出口與一第一開口，且通過該通道之該沖洗氣體透過該第一開口進入該存儲盒之該內部。
  11. 一種用於從複數個光罩盒之一堆疊組中取出一第一光罩盒的裝置，包括： 一第一搬運元件，用於搬運該第一光罩盒(reticle pod)；以及 一第二搬運元件，適於搬運一第二光罩盒，其中第二光罩盒在該些光罩盒之該堆疊組中係垂直鄰近且位於該第一光罩盒之上； 其中， 該第一搬運元件與該第二搬運元件適於以一水平方向與一垂直方向進行個別移動，使得該第二光罩盒自該第一光罩盒升起，該第一光罩盒自一第三光罩盒升起，該第三光罩盒在該些光罩盒之該堆疊組中係垂直鄰近並位於該第一光罩盒下方，該第一光罩盒自該些光罩盒之該堆疊組中被取出，且該第二光罩盒被放置於該第三光罩盒之上。
  12. 如請求項11所述之裝置，其中， 該第一搬運元件與該第二搬運元件彼此之間適於具有一第一垂直距離，當該第二光罩盒堆疊於該第一光罩盒上時，該第一垂直距離大於設置在該第一光罩盒與該第二光罩盒上複數個搬運構件之一第二垂直距離； 該第一搬運元件與該第二搬運元件相互作用，以將該第二光罩盒自該第一光罩盒上提起，且將該第一光罩盒自該第三光罩盒上提起。
  13. 如請求項12所述之裝置，其中該第一垂直距離係為一固定垂直距離。
  14. 如請求項11至13中任一項所述之裝置，其中該第一搬運元件與該第二搬運元件(handling elements)分別包括二水平延伸手臂，其適於與分別位在第一光罩盒與第二光罩盒之相對側的該些搬運構件(handling members)相互作用。
  15. 如請求項11至14中任一項所述之裝置，包括： 一驅動器，適於以一水平方向個別移動一第一搬運機構與一第二搬運機構，且適於以一垂直方向共同移動該第一搬運機構與該第二搬運機構。
  16. 一種從複數個光罩盒之一堆疊組中取出一第一光罩盒的方法，包括： 如請求項11至15中任一項所述之裝置。
  17. 如請求項16所述的方法，其中， 該第一搬運元件與該第二搬運元件係以一水平方向共同移動，以將該第一搬運元件定位於一第一光罩盒之一搬運構件之下，與將該第二搬運元件定位於一第二光罩盒之一搬運構件之下； 該第一搬運元件與該第二搬運元件係以一垂直方向移動，以將該第二光罩盒自該第一光罩盒上升起，且將該第一光罩盒自一第三光罩盒升起，且將該第三光罩盒在該些光罩盒之該堆疊組中係垂直鄰近並位於該第一光罩盒下方； 該第一搬運元件係在一水平方向上單獨移動，以取出在該些光罩盒之該堆疊組中的該第一光罩盒； 該第二搬運元件係在一垂直方向上移動，以將該些光罩盒之該堆疊組中的該第二光罩盒放置在該第三光罩盒上；以及 該第二搬運元件係在一水平方向上移動，以讓該第二搬運元件離開該第二光罩盒。
  18. 一種適於在存儲器中儲存一光罩的存儲盒，包括： 一基板與一蓋板；以及 一閂鎖機構，適於使該基板與該蓋板維持在一釋放狀態，該存儲盒設置有對準特徵，適於在一堆疊配置下機械對準該些存儲盒之中的一鄰近存儲盒。
  19. 如請求項18所述之存儲盒，包括： 一通道，其具有一入口、一出口與一第一開口，其中該入口適配於該出口，使得該鄰近存儲盒之鄰近的該通道之該入口與該出口設置成一堆疊配置； 一導管，其設置為延伸並穿過該堆疊配置，以輸送一沖洗氣體，且該導管適配於該第一開口，使得透過該導管輸送的該沖洗氣體係透過該存儲盒的該第一開口進入該存儲盒之一內部。
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