TW521556B - Multi-stage single-drive FOUP door opening system - Google Patents

Description

521556 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 發明領域： 本發明係有關於半導體晶圓的搬運設備。更仔細來 說，一系統用於前門開啟組合盒（front-opening unified pods/FOUP)中白勺門移動。 發明背景： 有關於半導體晶圓或其它類似基材，在許多製程步驟 的代表性課題就是在不同的設備之間移動内含有晶圓的 裝置夾。舉例來說，在氣相沉積室的一製程中，晶圓需要 被移動，以於另一個設備清潔及乾燥，所以在不同設備間 的晶圓運輸就被附加上，而成為的製程之一。晶圓在製程 中保持無污染是非常重要的，在運輸製程步驟也是一樣。 應用於運輸過程中之一已開發的技術是將晶圓置於密閉 的盒子或其它容器。在新的位置上，必須要打開盒子才能 允許進入其晶圓中。為了減少污染及勞動力，此盒子最好 是以自動化機械開啟。FOUP為一盒狀容器，具有一可開 啟前門的組合盒，並在以適當設備密封門後，採用自動化 機械設備來移動此組合盒。 半導體晶圓製程的成本一直都是一個重要的考量因 素，而其評估係依據每單位成本的產能而來。其它的方式 有依據每使用面積的產能評估，考量的是減少每設備所佔 用的面積。兩者之間還有一個重點就是設備本身的價格。 發明係用以增進各種考量下的競爭力。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝 .-

第2頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521556 A7 _B7_ 五、發明說明（） 發明目的及概述： 簡單來說，本發明至少包含同時地連結兩FOUP與基 材搬運設備的設備。該設備包括用以支撐一組合盒的低平 台及用以支撐另一組合盒的高平台。平台之間有相互連 接，可以朝著基材搬運設備的方向，或朝相反方向移動。 當在此位置時，開門器介面相對或者接合每組合盒的前 門。這些介面彼此相接，所以它們的移動為一致的。致動 器的位置在低平台的下面，而此平台是用以移動組合盒及 介面的。將致動器置於低平台之下，使致動器產生粒子對 基材汙染所造成傷害減至最小。 依照本發明之方法，每兩個平台就有配置一 F 0 U P， 並連同接合部分栓在平台上，且該平台連接並相配於在組 合盒下表面上的硬體。在組合盒及其前門的位置與設備的 開啟部分對應排列以容納晶圓，此位置亦與每組合盒之門 開啟部分介面對應排列。依照工程標準，一個以上的致動 器同時把組合盒，連同門開啟部分介面移動並鎖定於嚙合 區中。門介面連接著FOUP門開動了由FOUP未鎖門的機 構。此外，在前門周圍的組合盒架構封閉了設備盒壁，所 以當門被移開的時候，每組合盒的内部就曝露在設備中的 特定條件下。在下一個步驟中，同時以水平方向移動門的 介面以將門自組合盒縮回。在之後，開動一垂直的驅動機 構同時降低了門，如此一來，兩個組合盒的内部都開啟 了，使組合盒中的基材可以進行所需要的製程。當然，此 步驟亦可以相反方向進行，以將組合盒之前門歸位至組合 第3頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

* i n Mil n l n -ϋ 一 ^ I flu n I In n ϋ HI 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521556 A7 B7 五、發明說明（） 盒的關閉位置，並且把組合盒恢復原來情況。 圖式簡單說明： 第1圖為一側面，本發明對應設備之示意圖。 第2圖為第1圖線2 - 2之意圖’敛述了 FOUP平台上方 的支撐。 第3圖為第1圖中，自基材製程設備内部，觀察開門機構 的立體示意圖。 第4圖為一典型FOUP之立體示意圖。 圖號對照說明： 10 盒 壁 12 罩 蓋 14 支 撐 18 低 平 台 20 組 合 22 校 正 栓 26 南 平 台 28 支 撐 架 構 30 組 合 各 JODL 32 致 動 器 馬達 34 開 門 器 36 開 門 器 38 支 桿 42 支 撐 46 托 架 52 載 具 54 垂 直 車由 56 致 動 器 57 簡 式 指示致動器 發明詳細說明： 參考第1圖之垂直盒壁10,其表現出典型半導體設備 第4頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521556 五、發明說明（ 中一片盒壁或一潔淨室的界面。盒壁的右邊代表製造工具 或設備的内部，盒壁的左邊則代表外部的潔淨室。如第i 圖中其他的設備用此垂直盒壁為支撐，且這些設備會靜置 在地上而不會附著在盒壁上。 支托在盒壁外上的是一直立狀的罩蓋12。與罩蓋連接 的是一支撐1 4且此支托著一低連接的平台丨8。此平台與 支撐結構有時會被稱做為承載部，而表現出進入盒壁i 〇 的開啟部分，即為引導至製造設備的内部。由平台1 8向 上延伸芩校正栓22 ’做為調整用，以對應組合盒2〇底盒 壁較低的開啟邵份。正確來說，組合盒在這些校正栓上方 有微小的間隙’但是在使用上，這些校正栓延伸至組合盒 底盒壁中需要相配的開啟部分。組合盒本身的建構為建立 以 Semiconductor Equipment Materials International(SEMI) 標準。SEMI標準E62-0991適用於300-mm前開介面機械 標準（Front Opening Interface Mechanical Standard/ FIMS)。組合盒與支撐平台之連結細節可由此上述之參考 文件所獲得。 在第1圖及第2圖表示了上支撐平台26，其以架構 2 8與下支接平台連接，如此一來。他們的移動如同一整體 組合一般是芫全一致的。同時，亦可以使用其他適合的結 構。另一個FOUP 3 0支托於支撐平台上並以校正銷相配。 此組合盒亦與盒壁1 〇的開啟部分對應排列。 在支樓14上安置一適合的馬達，因此，平台18與26 可以藉此水平移動以靠近或遠離盒壁1 〇。支撐2 8可提供 第5頁

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱J . ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 521556 A7 五、發明說明（） 一分開的傳動裝置用以水平移動平台26，並離開盒壁1〇 的開啟部分，但是，本方法的缺點則為還是需要安裝頡外 平台26及傳動裝置。 在盒壁1 0的工具設備側放置一低開門器3 4及一高開 門器36 ’他們都對應著盒壁1〇的開啟部分，即個別地相 對於組合A 2 0及組合盒3 〇的前門。每個開門器包含一 ” 式指示致動器5 7，並且可以轉至鎖定狀態以將門固定。開 門器是以支桿3 8連接，所以兩個開門器的移動如同—組 合為一琴的。支桿最好是管狀中空的，如此電動或氣動的 控制裝置可以延伸穿過其中。開門器包含一界面，依照 S Ε ΜI “準，適當的連接至組合盒上的前門。開門器可安 I在支#粍架46上，並以支撐42連接至低開門器34，可 由第1圖所見。此支撐安裝在托架上的方法，是為了使馬 達或其他裝置5 0得以從盒壁丨〇，將開門器水平方向移 動。 開門器的支撐裝置在載具52上，而載具52延伸穿過 盒壁10的垂直狹長孔。载具52裝置在直立軸54上，且 同開門器一起，由致動器依垂直的方向移動。 以下為操作過程： 在操作上，組合盒20與組合盒3 〇分別裝置在低平台 及高平台，且平台在相對於盒壁1〇回縮的位置。第i圖 示有開門器的位置，其可填入在對應著每組合±前門的 開啟部分。一水平致動器闹，、，# & Ρ卞 。。用以移動平台1 8與20，在開動 致動器使兩個組合盒同時地向盒Μ 1〇移動，所以當門架 第6頁 本紙張尺度賴巾國國家標準（CNS)A4規格（210 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一 --I ---I I I 訂·--------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 521556 發明說明（） 構相配盒壁1 〇的部分已決定開啟時，造成組合盒門相 配著開門器的介面。依照SEMI標準，開門器介面利用致 動器5 7自動的連結組合盒門。用於開門器的水平式致動 益開動將使組合盒門往内移動或向内縮進入盒壁1 〇的工 具設備側。之後組合盒内部被打開，而向著盒壁工具設備 側的内部。 作用於開門器的直立致動器開動後，使同時兩個門垂 直離開而不再對應著組合盒。即為，兩個門都移動至低組 合盒開啟部分的下方，所以兩組合盒的内部都可由盒壁i 〇 的工具側進入。藉由使用器具的幫助，組合盒中的基材可 由組合盒中移出，但最終會回到組合盒裡。 如果需要恢復更多的組合盒門，製程的步驟可以再次 以相反方向進行。即若開動垂直致動器以垂直移動開門 器，如此一來，再一次水平對準組合盒。水平開門器移動 開門益去組合盒的方向並將門置入組合盒及放開門。開門 器會由組合盒以水平方向離開，使門回復到組合盒的位 置。藉由利用水平致動器，組合盒也可以由盒壁向内縮， 即將支撐平台1 8及28由盒壁向内縮。組合盒可被移動至 新需要的位置。 可以了解到此種欽述之排列的最大優點為因為各個 致動器產生的粒子都在低組合盒2 〇以下。當組合盒門移 動及降低時，粒子進入組合盒的情形比起致動哭在組八合 的上方要會大大的減少。此外只需要一個致動器即可水平 移動兩組合盒，也只需要一個致動器即可奂 !直移動兩組合 第7頁 ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *裝 • I emMmg mmmt n ·1 11 1 訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521556 A7 B7 五、發明說明（ 盒。比起兩個”邊靠邊"的單一排列，如此可以減少設備上 的成本，更增加每單位的產能。而且，此種排列使組合盒 垂直堆疊，比照一般的邊靠邊排列，更減少了所需要的地 面面積’同時每面積的產能也增加j 。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - · n I ·ϋ ϋ an n an 一OJI ·ϋ n n n n n i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第8頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 521556

   經晋部智慧財產局員工消f合作社印製 i 1 . 一種用以連接前門開啟組合盒至基材輸送裝置的設備， ! i 該設備至少包含： | i 一低組合盒支撐平台； | i 一高組合盒支撐平台，該高組合盒支撐平台位於該 i 低組合盒支撐平台之上並有間隙相隔，該間隙可以一組 合盒置於該低平台上； 一低組合盒開門器介面，該介面接合該低平台中該 組合盒之一前門； 一高組合盒開門器介面，該介面接合該低平台中該 組合盒之一前門，該高低介面相互連接，所以該低介面 的移動將會帶動該高介面； 一水平致動器，該致動器位於該低平面之下，用於 水平帶動該組合盒及該門開啟之介面，以自該組合盒移 動前門；與 一垂直致動器，該致動器位於該低平面之下，用於 同時一起降低該兩個門開啟介面，以及由該介面所帶動 之該組合盒門，以允許該組合盒内部中之基材的存取。 2.如申請專利範圍第1項所述之設備，包括平台致動器， 該平台致動器用以水平移動該平台。 3 .如申請專利範圍第2項所述之設備，包括支撐，該支撐 用以連接該平台，所以在該平台致動器的驅動下，該支 撐與該平台一起移動如同一整體組合。 第9頁 本紙張义度適用由國國家標準（CNS)A.丨規洛」Π ) (淆先閱^背面之泾意事項再填冩本頁) Γ r· Mmmmmme _·ϋ n I an in I— ^ n n an n 線_ 521556 經濟部智慧財產局員工消费合作fi印 V-...1· 4 ’ 該 法：於 方含置 的包裝 間少台 之至平 備法低 設方該 與該， 盒，上 合盒台 組合平 啟組低 開該該 門移盒 前或合 啟入組 開移、豕 ΪΓ 、-云 與 才 一 接基 連使 種 以 一 用 置 安 上 之 備 設 低 該 於 位 台 平 該 上 台 平 高 該 於 盒 合 組 該 另 置 安 隔 相 隙 間 有 並 上 之 台 平 前 的 0J 严 前 之 盒 合 組 低 該 於 面 介 -口 口>0 0J 严 開 盒 合 組 低 32且 安 置 安該 與 ，: ， 面 面前 動 高 高 的移 門起 前 一 之般 盒合 合組 組體 高整 該如 於且 面 ， 介 器 aj Γ 開 盒 :介 低 合 接 互 相 面 以 動 移 對 相 平 水 的 間 之 盒 合 組 該 與 面 介 aj Γ 該 生 產 接 連 0Ί4 严 該 與 面 介 aj 严 該 使 藉 作 動 對 相 的 間 之 面 介 啟 開 aj 严 該 及 盒 合 組 該 生 產 盒合 合組 組 的 低啟 高開 該 已 自離 時遠 同 合日 ’ 子 器粒 動的 致生 之產 方器 下勤 盒致 合由 組故 低， 該門 於 該 位 回 由縮 與纟其移 ;降入中 盒 進盒 該 與 合 組 面 介 啟 開 aj 严 該 低 部 内 該 之 盒 合 組 之 述 上 〇 中開 以合 ， 組 置該 位 自 一 材 至基 QJ 严 盒以 合用 為的 動方 移下 之盒 述合 上組 中低 其在 ’ 由 法藉 方是 之生 述產 所的 項動 4 移 第該 圍 ’ 範縮 利内 專向 主目 門 --口 申 麵 如將 合組 組的 的啟 啟開 開門 離該 遠低 备日 降 子 八 粒包 的驟 成步 生動 所移 器之 動述 致上 以 中 所其 ’ 且 器 而 動， 致盒 第10頁 (請先閱讀背面之、三意事項再填冩本頁) ^:·---- 訂----- 線 本紙張次度適闬々SS家螵進（C\SUl堤洛：」丨(>297 ) 521556 經濟部智慧財產局員工消费合作社/ 專 低下小 降門最 且該至 ， 將減 合 以害 低 在 由 藉 係 作 動 的 該 成 造 所 子 粒 生 產 器 動 致 降 所傷 ’ 染 器汙 動的 致材 的基 方 下 盒 合 組分 。 該部壁 動啟盒 移開的 平的圍 水壁周 含盒分 包 直 部 ，垂啟 法與開 方門合 之前嚆 述盒構 所合架 項組的 4 成門 第造成 圍並造 範，也 利驟， 專步列 請的排 申盒齊 如合對 6 歸該 回與 盒以 合 合 11 將體 含整 包該 ， 升 法上 方 ： 之I? 述步 所列 項下 6 由 第藉 圍係 範其 ΤΠΊ ， 專台 請·平 申該 如到 動 移 水 1 Γ ; 同 連 ^ 盒 齊合 對組 盒將 合 ·’ 組及 區 合 嚜 的 盒 合 組 入 進 至 aj 严 動 移 平 壁 盒 開 第11頁 (請先閱讀背面之^*事項再填冩本頁) 震----- 訂---------線- 本紙張义度適用啦國國家標準（CNS)A! HUX 297 tS )