TWI778274B - 開啟器設備 - Google Patents

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Abstract

一種開啟器設備，其容納及開啟在垂直方向上被堆疊的基板載具之基板載具堆疊，開啟器設備包括移動機構，移動機構在開啟操作中沿著垂直軸線使所有的基板載具或基板載具的子群組相對於彼此相對移動，以呈現非堆疊狀態，且被定位在開啟器設備中之所界定的垂直開啟位置，且非堆疊狀態下之垂直相鄰的基板載具之間具有垂直距離。開啟器設備還在關閉操作中沿著垂直軸線使處於非堆疊狀態的基板載具相對於彼此相對移動，以再呈現堆疊狀態。

Description

開啟器設備
本發明大致關於半導體製造中的基板的操作、儲存、處理及加工。尤其是，本發明揭露內容關於未加工、預加工或已加工的半導體晶圓形式下的基板的操作、儲存、處理及加工。然而，例如，要被操作或儲存的基板亦可為遮罩、標線片等，其包含在半導體或半導體電路的製造中用於在半導體晶圓上形成圖案所需的圖案資訊。
本發明揭露內容進一步關於將基板保持在基板座的基板載具及包括複數個這樣的基板載具的基板載具堆疊體，以及開啟器設備和用於進出基板載具堆疊體的各個基板載具的各個基板座的方法，特別是為了從這樣的座卸載基板以及將基板裝載到這樣的座中的至少一者。
由於300mm晶圓半導體材料的引進，前開式晶圓傳送盒(Front Opening Unified Pods)或“FOUPs”已成為基板及類似材料的標準儲存及運輸方法。FOUPs已被使用來隔離並保持在半導體製造中使用的矽晶圓。半導體、數位電路(digital circuitry)設計的基礎、微處理器及電晶體要求這些晶圓保持在儲存單元允許之接近無瑕疵的狀態。據此，FOUPs允許晶圓在被用於晶圓的加工及測量的其他機器之間被轉移。
先前的FOUPs通常作用來保存晶圓免受周圍無塵室(clean room)環境的影響。在傳統的半導體項目中，FOUPs允許晶圓經由裝載埠及前開門(front opening door)進入設備。通常情況下，機器人操作機構可將晶圓放置到FOUP中，在FOUP中，晶圓藉由凸片(fin)夾設定位且被保持以供後續使用。然而，傳統的FOUPs受到方法及系統設計的阻礙，此方法及系統設計可能汙染它們的內容物、磨損晶圓、以及因為繁雜的結構而延遲基板晶圓內容物的裝載及卸載。因此，存在更有效率且精確地達成FOUPs的期望任務的需求。
TEC-SEM AG, Tägerwilen(CH)提出了用於儲存、操作、處理及運輸半導體晶圓形式的基板之新類型的裝置。
來自TEC-SEM AG且在2014年7月17日公開的公開刊物WO 2014/107818 A2提出了基板載具及由複數個基板載具所做成的基板載具堆疊體。所提出的基板載具堆疊體包括複數個基板載具，其被佈置為在垂直方向上堆疊，使得對於基板載具堆疊體中的每一對垂直相鄰的基板載具，各個下基板載具支撐各個上基板載具，其中，每一個基板載具包括外載具框架，其在水平框架平面中圍繞包括內開口的內區域延伸，且設有基板座，基板座在基板載具堆疊體的內容納空間中容納並承載板狀基板，其中，其內容納空間或部分由基板載具堆疊體的基板載具之內開口所界定。這些基板載具大致或概略地呈方形或矩形形狀。WO 2014/107818 A2的揭露內容的整體藉由引用被併入本文。
同樣來自TEC-SEM AG且在2017年12月28日公開的公開刊物US 2017/0372930 A1揭露了此類型的基板載具以及此類型的基板載具堆疊體，其具有導致優點的額外特徵，尤其是，能夠對藉由各個基板載具的各個座被保持在基板載具堆疊體中的基板的有效沖洗處理。US 2017/0372930 A1的揭露內容的整體藉由引用被併入本文。
已從同樣來自TEC-SEM AG的WO 2005/006407 A1及WO 2007/006166 A2得知較舊類型之大致或概略地呈圓形的基板載具以及包括這種基板載具的基板載具堆疊體，以及相關連的儲存及開啟器裝置。WO 2005/006407 A1或對應的刊物US 2006/0151404 A1以及WO 2007/006166 A2或對應的刊物US 2010/0179681 A1的揭露內容的整體藉由引用被併入本文。
根據這些來自TEC-SEM AG的專利刊物，為了將基板裝載到座上及從座卸載基板的至少一者，使用開啟器設備進出基板載具堆疊體之各個基板載具的座，開啟器設備包括移動機構，其作用在基板載具堆疊體之所選擇的基板載具上。移動機構適於開啟兩個相鄰的基板載具之間的裝載及卸載間隙，使得各個基板能夠被裝載到兩個相鄰的基板載具中的下基板載具的基板座上，或使得各個基板能夠從此基板座被卸載。於同一時間在基板載具堆疊體中僅有一個這種在兩個相鄰的基板載具之間的裝載及卸載間隙能夠被開啟。藉由在基板載具堆疊體中開啟這種裝載及卸載間隙，通常將會產生下部分的基板載具堆疊體及上部分的基板載具堆疊體。為了進出基板載具堆疊體中的最上方的基板載具的座，若有設置蓋體，通常會在基板載具堆疊體之最上方的基板載具與此蓋體之間開啟這種裝載及卸載間隙。為了進出基板載具堆疊體中的最下方的基板載具的座，將會在基板載具堆疊體之最下方的基板載具與下一個垂直相鄰的基板載具之間開啟這種裝載及卸載間隙。若設置有基底，最下方的基板載具通常將會靠在基板載具堆疊體的此基底上。
由於同一時間在基板載具堆疊體中僅有一個這種裝載及卸載間隙能夠被開啟，將基板從基板載具上卸載及將基板裝載到基板載具上的加工為相當緩慢的。由於為了效率原因通常要求此基板的高生產率，這對於在半導體製造中使用這樣的基板載具及基板載具堆疊體用於未加工、預加工或已加工的半導體晶圓的操作、儲存(尤其是中間儲存)、處理及加工而言為不利的。這種開啟器可為限制了半導體製造中這類型基板的生產率的瓶頸。
然而，TEC-SEM AG開發出新且實質上改良的開啟器設備，其克服了早期的開啟器設備之限制及缺點。新的開啟器設備根據不同的概念來操作。新的開啟器設備包括移動機構，其適於使具有預定數量的基板載具之基板載具堆疊體中的基板載具從堆疊狀態成為非堆疊狀態，在堆疊狀態下，基板載具堆疊體中的每一對垂直相鄰的基板載具中的上基板載具與下基板載具之間不存在裝載及卸載間隙，在非堆疊狀態下，在基板載具堆疊體中的每一對垂直相鄰的基板載具中的上基板載具與下基板載具之間開啟各個裝載及卸載間隙。在非堆疊狀態下，所有基板載具的座能夠被進出，用於裝載及卸載，這允許基板的高生產率。移動機構還適於使基板載具從非堆疊狀態回到堆疊狀態。
在此，揭露了新的開啟器設備及相關的操作方法的較佳實施例的發明概念及結構細節。
本發明的較佳實施例提供改良的開啟器設備以及用於進出基板載具堆疊體的各個基板載具的一個或複數個基板座之改良的方法，使得其能夠更有效率地進出基板座，且相較於根據先前技術的方法可能達成較高的生產率。
根據本發明的較佳實施例，開啟器設備容納及開啟包括在垂直方向上被佈置堆疊的複數個基板載具之基板載具堆疊體，使得對於基板載具堆疊體之每一對垂直相鄰的基板載具，各個下基板載具支撐各個上基板載具，其中，每一個基板載具包括外載具框架，其在水平框架平面中圍繞著包括內開口的內區域延伸並界定或設有基板座，基板座在基板載具堆疊體的內容納空間中容納並承載板狀基板。開啟器設備包括移動機構，其適於且可操作來使此基板載具堆疊體(包括不超過預定第一最大數量的基板載具之數個基板載具)中的基板載具在開啟操作中沿著垂直軸線相對於彼此移動，使得基板載具從堆疊狀態成為非堆疊狀態，在堆疊狀態下，基板載具被相互堆疊於其上並界定在開啟器設備中被支撐的基板載具堆疊體，在非堆疊狀態下，基板載具被解除堆疊且被定位為沿著垂直軸線在開啟器設備中之預定的垂直開啟位置處相對於彼此交錯，且處於非堆疊狀態之垂直相鄰的基板載具之間具有垂直距離，其使得能夠從水平方向進出所有基板載具的基板座，用於從各個所選擇的基板載具中的各個基板座卸載至少一板狀基板以及將至少一板狀基板裝載到各個所選擇的基板載具中的各個基板座上的至少一者。
移動機構還在關閉操作中沿著垂直軸線使處於非堆疊狀態的基板載具堆疊體的基板載具相對於彼此相對移動，使得基板載具回到堆疊狀態，在堆疊狀態中，基板載具界定基板載具堆疊體。
移動機構還在開啟操作中藉由使各個下基板載具垂直向下移動來使基板載具堆疊體的每一對垂直相鄰的基板載具中的各個下基板載具從各個上基板載具垂直地間隔開來。
移動機構還在關閉操作中藉由使各個下基板載具垂直向上移動來使垂直交錯的基板載具的每一對垂直相鄰的基板載具中的各個下基板載具朝向各個上基板載具移動。
據此，在開啟或非堆疊狀態下，各個裝載及卸載間隙在所有垂直相鄰的基板載具之間為開啟的，這使得能夠依序或甚至同時地進出複數個所選擇的基板座用於裝載及卸載，包括為了分類任務而裝載及卸載。較佳地，在特定加工階段對於非堆疊狀態之基板載具所需的所有卸載及裝載能夠被完成，而不需使基板載具之間進一步相對移動，使得能夠達成高的生產率。
較佳地，在非堆疊狀態下之垂直相鄰的基板載具之間的垂直距離可為等距離的。這使得能夠使用許多共用零件來建構開啟器設備並使機器人佈置之進出座以裝載及卸載的控制更加簡單。
根據本發明的較佳實施例，開啟器設備容納並開啟基板載具堆疊體，基板載具堆疊體包括基板載具，其包括呈方形或大致方形形狀、或呈矩形或大致矩形形狀的外載具框架。尤其是，已從US 2017/0372930 A1得知的基板載具及基板載具堆疊體能夠被根據本發明的較佳實施例的開啟器設備所容納及操作。在以下的揭露內容中，為了簡潔起見，術語“開啟器”亦可被使用來代替術語“開啟器設備＂。
開啟器設備能夠容納並開啟包括蓋體的類型的基板載具堆疊體，蓋體被堆疊在複數個基板載具上，使得基板載具中的最上方的基板載具支撐蓋體，其中，移動機構在開啟操作中能夠使基板載具堆疊體中的最上方的基板載具相對於蓋體沿著垂直軸線相對移動，以達成非堆疊狀態，在非堆疊狀態下，蓋體及基板載具被解除堆疊並定位為沿著垂直軸線在開啟器設備中之預定的垂直開啟位置處相對於彼此交錯，且處於非堆疊狀態之蓋體與最上方的基板載具之間具有垂直距離，其使得可從水平方向進出最上方的基板載具的基板座，用於從最上方的基板載具的基板座卸載板狀基板以及將板狀基板裝載到最上方的基板載具的基板座上中的至少一者。此外，移動機構能夠在關閉操作中使非堆疊狀態下的蓋體及基板載具堆疊體中的基板載具相對於彼此沿著垂直軸線相對移動，使得蓋體及基板載具回到堆疊狀態，在堆疊狀態下，基板載具界定基板載具堆疊體，其包括堆疊在最上方的基板載具上的蓋體。移動機構能夠在開啟操作中藉由將最上方的基板載具垂直地向下移動來使基板載具堆疊體中的最上方的基板載具從蓋體垂直地間隔開來。移動機構能夠在關閉操作中藉由使最上方的基板載具垂直地向上移動來使最上方的基板載具垂直地移動朝向被解除堆疊的蓋體。
開啟器設備能夠容納並開啟這類型的基板載具堆疊體，其包括基底，複數個基板載具被堆疊在基底上，使得基底支撐基板載具之最下方的基板載具。
較佳地，根據本發明的較佳實施例之由開啟器設備容納及操作的基板載具堆疊體將包括基底及蓋體兩者。此基板載具堆疊體較佳地被使用於關閉或堆疊狀態下，以執行基板的沖洗處理，基板由被保持在基板載具堆疊體的座中之預加工的半導體晶圓所界定。為了減少或最小化沖洗氣體之所需的量，較佳地應在基板載具堆疊體的內容納空間中完成沖洗，基板載具堆疊體的內容納空間藉由相鄰的基板載具之間、最上方的基板載具與蓋體之間以及最下方的基板載具與基底之間的密封卡合件而從環境中被密封。然而，可能存在不需要基底與蓋體的應用。例如，甚至可在沒有基底且沒有蓋體的情況下在適當的沖洗設備之沖洗室中執行沖洗。
開啟器設備可適於容納及開啟包括數個基板載具(其超過基板載具之預定第一最大數量但未超過基板載具之預定第二最大數量)的基板載具堆疊體。為此目的，移動機構能夠在開啟操作中使基板載具堆疊體之所選擇的基板載具子群組的基板載具沿著垂直軸線彼此相對移動，以使所選擇的基板載具子群組的基板載具從堆疊狀態成為非堆疊狀態，在堆疊狀態下，基板載具堆疊體中的所有基板載具被相互堆疊於其上並界定基板載具堆疊體，在非堆疊狀態下，所選擇的基板載具子群組的基板載具被解除堆疊並定位為沿著垂直軸線在預定的垂直開啟位置處相對於彼此交錯，且處於非堆疊狀態之垂直相鄰的基板載具之間具有垂直距離，其使得可從水平方向進出所選擇的基板載具子群組的所有基板載具的基板座，用於從各個所選擇的基板載具的各個基板座卸載至少一板狀基板以及將至少一板狀基板裝載到各個所選擇的基板載具的各個基板座上中的至少一者。移動機構能夠在關閉操作中使非堆疊狀態下的所選擇的基板載具子群組的基板載具相對於彼此沿著垂直軸線相對移動，使得這些基板載具回到堆疊狀態，在堆疊狀態下，這些基板載具被相互堆疊於其上，以與不屬於所選擇的基板載具子群組之一個或複數個基板載具共同界定基板載具堆疊體。
上面所討論的開啟器設備能夠容納及操作相對於開啟及關閉的基板載具堆疊體，相較於設置為以距離下一個相鄰上基板載具及下一個相鄰的下基板載具的垂直距離、或以距離蓋體及下一個相鄰的下基板載具的垂直距離來保持各個基板載具，其包括相互堆疊於其上之更多的基板載具。基板載具之預定第一最大數量可反映出這些設置，例如，垂直交錯的支撐件的數量或保持元件的組數，其可被表示為卡合構造，卡合構造可與各個基板載具卡合以在開啟器設備中的各個垂直位置處保持基板載具。基板載具之預定第二最大數量可反映出有多少基板載具能夠被包含在基板載具堆疊體(其適合被容納在開啟器設備中，且藉由在開啟器設備的分別開啟及關閉而在各個子群組中被操作)中。根據此方式，裝載及卸載間隙將在開啟狀態下被開啟，而不是在基板載具堆疊體的所有基板載具之間，使得基板的生產率將會變得較低，但達成用於以較高的儲存容量將基板儲存在基板載具堆疊體中的優點。
較佳地，開啟器設備的移動機構在開啟操作中藉由使各個下基板載具垂直向下移動而使所選擇的基板載具子群組中的每一對垂直相鄰的基板載具之各個下基板載具從各個上基板載具垂直地間隔開來，其中，移動機構還在關閉操作中藉由使各個下基板載具垂直向上移動而使各個下基板載具垂直地移動朝向所選擇的基板載具子群組中的垂直交錯的基板載具中的每一對垂直相鄰的基板載具之各個上基板載具。
此外，開啟器設備的移動機構能夠藉由使所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具垂直向下移動來使所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具在堆疊狀態下從不屬於所選擇的基板載具子群組且被堆疊在所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具上之垂直相鄰的基板載具、或從蓋體垂直地間隔開來，其中，移動機構還能夠在關閉操作中藉由使所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具垂直地向上移動來使所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具垂直地移動朝向不屬於所選擇的子群組之垂直相鄰的基板載具或移動到蓋體。
較佳地，開啟器設備的移動機構在所選擇的基板載具子群組中的基板載具上執行開啟操作及關閉操作，所選擇的基板載具子群組為基板載具堆疊體中的上基板載具子群組，且包括基板載具堆疊體中的最上方的基板載具。為此目的，若設有蓋體，移動機構能夠使所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具垂直地向下移動，以開啟此基板載具與蓋體之間的裝載及卸載間隙。對應地，移動機構能夠使此所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具垂直地移動朝向蓋體，以再次關閉此裝載及卸載間隙。
較佳地，開啟器設備的移動機構在所選擇的基板載具子群組中的基板載具上執行開啟操作及關閉操作，所選擇的基板載具子群組為基板載具堆疊體中的下基板載具子群組，且包括基板載具堆疊體中的最下方的基板載具。
較佳地，開啟器設備的移動機構在所選擇的基板載具子群組中的基板載具上執行開啟操作及關閉操作，所選擇的基板載具子群組為基板載具堆疊體中的中間基板載具子群組，且不包括基板載具堆疊體中的最下方的基板載具以及最上方的基板載具。開啟器設備能夠在一個這樣的中間基板載具子群組上操作，或者在複數個獨立的中間基板載具子群組上操作。此外，在不同的這種基板載具子群組之間可能存在重疊。為此目的，開啟器設備能夠基於基板載具對於基板載具堆疊體之交替的基板載具子群組的不同關連性來操作。
較佳地，若基板載具堆疊體被完全地開啟，基板載具堆疊體中的最下方的基板載具在非堆疊狀態下能夠保持為坐落在基底(若設有基底)上，且若基板載具堆疊體僅被部分地開啟，所選擇的基板載具子群組中的最下方的基板載具能夠保持為坐落在基底(若設有基底)上、或不屬於所選擇的基板載具子群組之基板載具或部分基板載具堆疊體上。
根據本發明的較佳實施例，開啟器設備的移動機構包括搬運部，搬運部沿著垂直軸線相對於開啟器設備的機架或殼體被可移動地支撐在上操作位置及對應到或接近於下限位置(lower limit position)的下操作位置之間。此移動機構能夠將搬運部向下移動朝向下操作位置以執行開啟操作，以及將搬運部向上移動朝向上操作位置以執行關閉操作。上操作位置能夠為裝載及卸載位置或是卸載位置，在裝載及卸載位置中，各個基板載具堆疊體能夠被裝載到搬運部上或從搬運部被卸載，在卸載位置中，各個基板載具堆疊體能夠從搬運部被卸載。
這種可移動的搬運部在開啟操作及關閉操作的過程中執行基板載具堆疊體中的基板載具之堆疊及解除堆疊。在可移動的搬運部的基礎上能夠達成許多優點，且其將在下文中變得更加清楚明瞭。
較佳地，搬運部及機架或殼體中的至少一者可包括(a)與基板載具之相對的定位或引導構造配合的定位或引導構造、(b)與基板載具堆疊體的基底之相對的定位或引導構造配合的定位或引導構造以及(c)與基板載具堆疊體的蓋體之相對的定位或引導構造配合的定位或引導構造中的至少一者；其中，定位或引導構造及相對的定位或引導構造在開啟操作的過程中及在非堆疊狀態下在正交於垂直軸線的方向上獲得並維持基板載具堆疊體在搬運部上之已界定的定位，及基板載具及蓋體(若設有蓋體)之已界定的定位。由此，能夠實現並保護開啟器設備的適當操作和功能以及開啟器設備與基板載具堆疊體及其部件之間的適當相互作用。
較佳地，開啟器設備的移動機構可包括卡合構造，卡合構造以垂直交錯的方式直接或間接地由機架或殼體支撐在所界定的固定垂直位置處，且被關連於且可卡合於各個相關連的基板載具以及裝載在搬運部上的基板載具堆疊體的蓋體(若設有蓋體)之相關連的相對卡合構造，其中，卡合構造為可選擇性地操作的，以呈現各個捕捉且保持狀態及各個釋放且通過狀態，在捕捉且保持狀態下，卡合構造卡合、或可卡合於各個相關連的基板載具以及基板載具堆疊體的蓋體(若設有蓋體)之各個相關連的相對卡合構造，在釋放且通過狀態下，卡合構造未卡合、或未能卡合於各個相關連的基板載具以及蓋體(若設有蓋體)之相關連的相對卡合構造。
藉由卡合構造，伴隨著搬運部及其向上和向下移動與卡合構造的配合操作，能夠有效地達成基板載具堆疊體或其基板載具的子群組之開啟及關閉。因此，移動機構與搬運部及卡合構造的配置為包含在本發明的較佳實施例中的有效配置。然而，移動機構的其他配置亦為可能的。
較佳地，一個或複數個卡合構造被關連到基板載具堆疊體的每一個基板載具。然而，這並非絕對必要的。尤其是，可能沒有卡合構造被關連到基板載具堆疊體中的最下方的基板載具。在此情況下，最下方的基板載具能夠保持被直接或間接地支撐在同樣處於非堆疊狀態的搬運部上，尤其是透過基底(若設有基底)。為此目的，最下方的基板載具的垂直開啟位置可藉由搬運部的下操作位置來決定或與其對應。此外，在開啟器設備能夠在所選擇的基板載具子群組上操作的情況下，較佳地將存在數個基板載具，其在開啟器之特定開啟模式下不屬於目前所選擇的子群組，且不具有與其相關連的卡合構造。
在一方面上的卡合構造之間及在另一方面上的基板載具及蓋體(若設有蓋體)與相對卡合構造之間的關連性可取決於開啟器設備的目前操作模式。若開啟器設備在基板載具堆疊體之所選擇的基板載具子群組中的基板載具上執行開啟操作及關閉操作，此關連性將取決於所選擇的基板載具子群組，尤其是，若基板載具堆疊體中的基板載具的數量超過基板載具的預定第一最大數量，其取決於基板載具堆疊體的基板載具的最大數量，其能夠在其捕捉且保持狀態下同時使它們的相對卡合構造被由開啟器設備之相關連的卡合構造卡合。
較佳地，卡合構造在其釋放且通過狀態下可能不能卡合於基板載具堆疊體的任何基板載具的任何相對卡合構造，這有助於開啟器設備的安全操作。
進一步提出的是，卡合構造在開啟操作中可連續地操作，以按照取決於其垂直位置及搬運部的瞬時垂直位置(其間歇地或較佳為連續地被朝向下操作位置移動)的順序及時間呈現捕捉且保持狀態，並且，卡合構造在關閉操作中可連續地操作，以按照取決於其垂直位置及搬運部的瞬時垂直位置(其間歇地或較佳為連續地被朝向上操作位置移動)的順序及時間呈現釋放且通過狀態。
較佳地，開啟器設備的移動機構能夠選擇性地操作卡合構造，以在開啟操作中以其配合搬運部的向下移動的方式呈現捕捉且保持狀態，使得仍裝載在搬運部上的基板載具堆疊體或部分基板載具堆疊體中的各個最上方的基板載具連續地被至少一相關連的卡合構造捕捉及保持，此至少一相關連的卡合構造與此基板載具之各個相關連的相對卡合構造卡合，使得此基板載具在開啟器設備中被保持在藉由至少一相關連的卡合構造所決定之各個所界定的垂直開啟位置。
此外，開啟器設備的移動機構能夠選擇性地操作卡合構造，以在關閉操作中以其配合搬運部的向上移動的方式呈現釋放且通過狀態，使得在開啟器設備中由各個至少一相關連的卡合構造被保持在各個所界定的垂直開啟位置之各個最下方或剩下的基板載具連續地被至少一相關連的卡合構造釋放，此至少一相關連的卡合構造從此基板載具的各個相關連的相對卡合構造脫離，使得此基板載具被放置在搬運部上，或是被堆疊在基板載具、基底(若設有基底)、或被裝載在搬運部上的部分基板載具堆疊體上。
在基板載具堆疊體中的最下方的基板載具被一個或複數個卡合構造保持為非堆疊狀態的情況下，在關閉操作的過程中，藉由將最下方的基板載具放置到搬運部上或基底(若設有基底)上，此最下方的基板載具將為被再次裝載到搬運部上的第一個基板載具。
較佳地，蓋體(若設有蓋體)及基底(若設有基底)屬於基板載具堆疊體，使得能夠在非堆疊狀態下保持被支撐在搬運部上的基底能夠被識別為在非堆疊狀態下被裝載在搬運部上的部分基板載具堆疊體。然而，若要求部分基板載具堆疊體包括相互堆疊於其上的至少兩個元件，則基底(若設有基底)與堆疊在其上的第一基板載具、或相互堆疊於其上的兩個基板載具界定部分基板載具堆疊體，其在關閉操作的早期階段被承載在搬運部上。在關閉操作的進一步過程中，其他基板載具接著被堆疊在此部分基板載具堆疊體上，並變成被包含在此部分基板載具堆疊體中。當最上方的基板載具或蓋體(若設有蓋體)在此階段被堆疊在部分基板載具堆疊體上時，完成基板載具堆疊體的“重建”及從非堆疊狀態到堆疊狀態的轉換。
較佳地，開啟器設備的移動機構能夠選擇性地操作卡合構造，以在開啟操作中以基板載具堆疊體中的蓋體(若設有蓋體)首先被至少一相關連的卡合構造(其與蓋體之各個相關連的相對卡合構造卡合)捕捉且保持的方式呈現捕捉且保持狀態，使得其被保持在開啟器設備中所界定的垂直開啟位置，其係由至少一相關連的卡合構造所決定。
此外，開啟器設備的移動機構能夠選擇性地操作卡合構造，在關閉操作中以由至少一相關連的卡合構造被保持在開啟器設備中所界定的垂直開啟位置的蓋體(若設有蓋體)被至少一相關連的卡合構造(其從蓋體之各個相關連的相對卡合構造脫離)釋放的方式呈現釋放且通過狀態，使得蓋體被堆疊於裝載在搬運部上的基板載具中的最上方的基板載具上。
若開啟器設備適於在基板載具堆疊體的基板載具之所選擇的子群組上操作，開啟器設備的移動機構較佳地能夠選擇性地操作卡合構造，以在開啟操作中以所選擇的基板載具(其為在堆疊狀態下被堆疊在基板載具堆疊體之所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具上的垂直相鄰的基板載具)首先被至少一相關連的卡合構造(其與此所選擇的基板載具之各個相關連的相對卡合構造卡合)捕捉且保持的方式呈現捕捉且保持狀態，使得其被保持在開啟器設備中由至少一相關連的卡合構造所決定之所界定的垂直開啟位置，並接著在開啟操作的過程中從所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具解除堆疊。
此外，開啟器設備的移動機構還能夠選擇性地操作卡合構造，以在關閉操作中以已從基板載具堆疊體之所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具解除堆疊之所選擇的基板載具藉由至少一相關連的卡合構造(其從所選擇的基板載具之各個相關連的相對卡合構造脫離)而被釋放的方式呈現釋放且通過狀態，使得所選擇的基板載具被堆疊在裝載於搬運部上的基板載具中之最上方的基板載具上。
與所選擇的基板載具一起，均不屬於所選擇的基板載具子群組之被堆疊在所選擇的基板載具上的至少一其他基板載具(較佳地為複數個基板載具)及被共同地堆疊在所選擇的基板載具上的蓋體(若設有蓋體)作為開啟操作的結果將使用至少一卡合構造而被保持在開啟器設備中，且作為關閉操作的結果而將被再次堆疊在所選擇的基板載具子群組中的最上方的基板載具上。
一般而言，卡合構造在其捕捉且保持狀態下能夠被定位在捕捉且保持位置，在捕捉且保持位置，卡合構造與各個相關連的相對卡合構造垂直地重疊，且卡合構造在其釋放且通過狀態下能夠被定位在釋放且通過位置，在釋放且通過位置，卡合構造未與各個相關連的相對卡合構造垂直地重疊。
較佳地，卡合構造能夠由卡合元件所界定，卡合元件相對於機架或殼體被支撐以在捕捉且保持位置及釋放且通過位置之間被移動，較佳地被樞轉。較佳地，卡合元件被支撐為可繞著垂直樞轉軸線樞轉。
卡合元件能夠包括各個套筒區段及各個卡合區段，套筒區段可繞著垂直樞轉軸線樞轉，卡合區段從套筒區段徑向地突出且可與相關連的相對卡合構造卡合。
進一步提出的是，卡合構造或卡合區段能夠被與相對卡合構造卡合，相對卡合構造分別從基板載具的各個外載具框架及蓋體(若設有蓋體)水平地向外突出，或者相對卡合構造分別被設置在基板載具的各個外載具框架及蓋體(若設有蓋體)的外周圍邊緣上或外周圍邊緣中。
根據開啟器設備的較佳實施例，移動機構可包括複數組垂直交錯的卡合構造，使得複數個卡合構造被關連於且可卡合於各個相關連的基板載具以及裝載在搬運部上的基板載具堆疊體的蓋體(若設有蓋體)之複數個相對卡合構造，其中，複數組垂直交錯的卡合構造位在搬運部的不同側及其垂直移動範圍內。較佳地，此配置有助於開啟器設備相對於基板載具堆疊體及其部件之適當且安全的功能。
較佳地，在每一組垂直交錯的卡合構造中，沿著垂直方向以交替的方式提供及佈置不同類型的卡合構造，其中，不同類型的卡合構造具有相關連的不同類型之基板載具以及蓋體(若設有蓋體)的相對卡合構造，使得當卡合構造呈現其各自的捕捉且保持狀態時，第一類型的卡合構造可與第一類型的相對卡合構造卡合，且第二類型的卡合構造可與第二類型的相對卡合構造卡合，但第一類型的卡合構造無法與第二類型的相對卡合構造卡合。
卡合構造與基板載具堆疊體的基板載具的相對卡合構造的互補實現之此種配置並非絕對必要的，但對於實現開啟器設備的適當操作及其與基板載具的互動而言為有效的。較佳地，由於能夠更輕易地避免卡合構造與相對卡合構造之間的意外互動，其使得以相對簡單的方式提供卡合結構並控制它們的操作為可能的。在基板載具堆疊體中，相同類型之垂直相鄰的相對卡合構造之間的垂直距離被增加，若第一類型和第二類型之相對卡合構造沿著垂直方向被交替地設置，使得第一類型和第二類型之相關連的卡合構造能夠容易地與各個基板載具之正確的相關連的相對卡合構造互動。較佳地，可提供更多類型的相對卡合構造及相關連的卡合構造。
較佳地，在上面所提出的可樞轉配置的情況下，界定不同類型的卡合構造之卡合元件的卡合區段可在垂直樞轉軸線以及在捕捉且保持位置與相關連的相對卡合構造卡合的各個部分之間具有變化的徑向距離，使得這種不同的卡合區段沿著垂直方向以交替的方式被設置，這種不同的卡合區段在垂直樞轉軸線以及在捕捉且保持的位置與相關連的相對卡合構造卡合的各個部分之間具有不同的距離。
界定卡合構造之卡合元件的套筒區段可由套筒構件所界定，獨立的卡合構件被附接到套筒構件，其界定卡合元件的卡合區段，其中，沿著垂直方向，不同類型之獨立的卡合構件被以交替的方式附接到套筒構件，其中，卡合構件在垂直樞轉軸線以及在捕捉且保持位置與相關連的相對卡合構造卡合的各個部分之間具有變化的徑向距離。
界定各組垂直交錯的卡合構造之卡合構造的卡合元件的套筒區段可使用內樞軸承(inner pivot bearing)被安裝到開啟器設備之共用的安裝支柱。這對於安裝卡合元件而言是簡單但有效的配置。若僅設置一種類型的卡合構造，則亦能使用此種用於安裝卡合元件的配置。
根據本發明的較佳實施例，開啟器設備可包括在開啟器設備的第一側面上的第一裝載及卸載埠，其中，第一裝載及卸載埠使得能夠從第一水平方向進出非堆疊狀態下的基板載具的基板座，用於從各個所選擇的基板載具的各個基板座卸載至少一板狀基板、以及將至少一板狀基板裝載到各個所選擇的基板載具的各個基板座上的至少一者，且開啟器設備可包括在開啟器設備的第一側面或其他側上的第二裝載及卸載埠，較佳地在開啟器設備之相對於第一側面的第二側面上，其中，第二裝載及卸載埠使得能夠從第一水平方向或其他水平方向(較佳地為與第一水平方向相反的第二水平方向)進出位於上操作位置的搬運部，用於從搬運部卸載各個基板載具堆疊體、以及將各個基板載具堆疊體裝載到搬運部上的至少一者。
較佳地，第二裝載及卸載埠可包括保持構造，其適於呈現保持位置，在保持位置中，保持構造能夠將基板載具堆疊體保持在開啟器設備中之在被定位於上操作位置時的搬運部上方的垂直距離處，其中，搬運部可在裝載操作的過程中從上操作位置向上移動到與保持構造相關連的上接收位置，以及可在開啟操作的過程中從上接收位置移動朝向下操作位置。保持構造還能夠在裝載操作的過程中呈現釋放位置，在釋放位置中，保持構造釋放先前被保持為被裝載在搬運部(其被定位在或靠近於上接收位置)上的基板載具堆疊體。較佳地，第二裝載及卸載埠能夠使得各個基板載具堆疊體能夠裝載到保持構造上，其中，當位在上操作位置時之搬運部上方的垂直距離較佳地被選擇為使得未超過預定高度的各個基板載具堆疊體能夠被支撐在搬運部上，搬運部被定位在由保持構造所保持的基板載具堆疊體的下方的上操作位置。因此，能夠達成基板載具堆疊體的高生產率。
保持構造可被關連於致動器佈置，致動器佈置將保持構造從保持位置移動到釋放位置以及從釋放位置移動到保持位置。可由勾形保持元件所界定的每一個保持構造可設有各個獨立的機電致動器，例如，電磁閥致動器(solenoid actuator)。然而，達成保持位置與釋放位置之間的移動的其他配置亦為可能的。例如，保持構造可藉由彈簧佈置而被偏壓朝向保持位置，且當搬運部接近上接收位置時，搬運部可作用在保持構造上以同樣朝向釋放位置移動。
較佳地，至少一第一裝載及卸載埠及第二裝載及卸載埠(較佳地為至少第二裝載及卸載埠)被設有遮蔽佈置，其能夠被開啟及關閉，例如，滑門等，使得(各個)埠能夠被關閉，例如，以執行開啟或關閉操作。
較佳地，開啟器設備可包括至少一第一離化器(ionizer)裝置，其被關連於第一裝載及卸載埠，以及可包括至少一第二離化器裝置，其被關連於第二裝載及卸載埠，以消除或減少靜電，靜電可能對被包含在各個基板座、或正被操作或待操作(例如，被轉移朝向各個基板座或從各個基板座被轉移)的晶圓而言為有害的。開啟器還能夠包括供給及計量設備，以供給加壓乾淨空氣到至少一離化器裝置，其較佳地位在各個裝載及卸載埠上方。
較佳地，開啟器設備的至少一殼體壁，較佳地為第二裝載及卸載埠下方的殼體壁或殼體壁區域可設有排氣口陣列或矩陣，其在殼體壁的相當大範圍內橫向且垂直地延伸，較佳地在開啟器設備之對應到第一裝載及卸載埠的至少大部分的垂直範圍之垂直範圍上垂直地延伸，第一裝載及卸載埠較佳地能夠位在與此陣列或矩陣相反的位置。排氣口能夠包括排氣狹縫，其在橫向方向上延伸。排氣口能夠包括可調整的有效開口寬度，使得至少能夠沿著垂直方向調整所欲的排氣流場剖面(flow profile)。這使得通過開啟器設備之乾淨空氣或氣體的垂直均勻(較佳為層流)的排氣流能夠被調整。
開啟器設備的第一側面及第二側面可對應到搬運部的第一側面及第二側面及其垂直移動範圍，其中，開啟器設備可包括在搬運部的第三側面上之至少一組垂直交錯的卡合構造及其垂直移動範圍，以及在搬運部之與第三側面相反的第四側面上之至少一組垂直交錯的卡合構造及其垂直移動範圍。較佳地，第三側面及第四側面在第一裝載及卸載埠的側視圖中相對於第一裝載及卸載埠為左側及右側，及/或在第二裝載及卸載埠的側視圖中相對於第二裝載及卸載埠為左側及右側。
較佳地，在第三側面上設置兩組垂直交錯的卡合構造，其在第一水平方向上相互偏移，及/或在第四側面上設置兩組垂直交錯的卡合構造，其在第一水平方向上相互偏移。據此，藉由卡合構造在非堆疊狀態下被支撐在開啟器設備中的每一個基板載具藉由至少三個卡合構造而被保持，較佳地，藉由至少四個卡合構造或剛好四個卡合構造。達成開啟器的適當操作及對於與基板載具之間的相互作用之開啟器的適當功能。
較佳地，卡合構造能夠使用傳統的操作器及致動器來操作，例如，機械、機電及氣動操作器及致動器。對於適合的互動佈置存在許多可能性，互動佈置能夠將力施加到卡合構造上以用適當的方式操作卡合構造。
根據開啟器設備的較佳實施例，移動機構可包括互動佈置，其將力施加到卡合構造上，該力包括下列力中的至少一者或多者：(a)將各個卡合構造從對應於釋放且通過狀態的釋放且通過位置移動到對應於捕捉且保持狀態的捕捉且保持位置的致動力；(b)將各個卡合構造從對應於捕捉且保持狀態的捕捉且保持位置移動到對應於釋放且通過狀態的釋放且通過位置的致動力；(c)將各個卡合構造保持在對應於釋放且通過狀態的釋放且通過位置的保持力；以及(d)將各個卡合構造保持在對應於捕捉且保持狀態的捕捉且保持位置的保持力。
互動佈置較佳地可包括複數個獨立的互動裝置，其直接或間接地由機架或殼體所支撐且被設置在對應於或相鄰於卡合構造的所界定的垂直開啟位置之固定的垂直交錯的位置，其中，獨立的互動裝置中的每一者能夠將致動力及保持力中的至少一力施加到至少一相關連的卡合構造上。獨立的互動裝置中的每一者可包括至少一可選擇性地操作的致動器，較佳地為氣動或機電致動器，例如，電磁閥致動器，以將致動力及保持力中的至少一者施加到至少一相關連的卡合構造上。此外，獨立的互動裝置中的每一者可包括永久作用的互動裝置，以將致動力及保持力中的至少一者施加到至少一相關連的卡合構造上。尤其是，獨立的互動裝置中的每一者可包括偏壓彈簧佈置及永久磁鐵佈置中的至少一者。
較佳地，只有設置由永久作用的互動裝置所界定的獨立的互動裝置，例如，偏壓彈簧佈置及/或永久磁鐵佈置。例如，永久磁鐵佈置為特別有利的。當實施開啟操作及關閉操作時，這些獨立的互動裝置有助於或保護卡合結構在開啟器設備的操作過程中呈現各個適當的位置。如同上面所討論的，致動力較佳地由至少一可移動的互動裝置(參照下文)所施加，但其亦能夠由包括可選擇性操作的致動器的獨立的互動裝置適當地施加。
關於包括永久磁鐵佈置的獨立的互動裝置，進一步提出的是，如上面所討論的界定卡合構造之卡合元件的至少一套筒區段與安裝支柱之相關連的安裝區段磁性地相互作用，其中，套筒區段及安裝區段中的一者配備有至少一永久磁鐵，且套筒區段及安裝區段中的另一者配備有至少一磁性或可磁化元件，使得當卡合元件處於或靠近捕捉且保持位置時朝向捕捉且保持位置偏壓卡合元件的磁力、以及當卡合元件處於或靠近釋放且通過位置時朝向釋放且通過位置偏壓卡合元件的磁力中的至少一者發生。
套筒區段可配備有一對可磁化對接元件，其中，安裝區段配備有相對對接元件，其在套筒區段的可磁化對接元件之間突出。相對對接元件為可磁化的，且套筒區段進一步配備有與可磁化對接元件相關連的至少一永久磁鐵，或者，相對對接元件包括永久磁鐵或由永久磁鐵所界定。當各個卡合元件處於捕捉且保持位置時，可磁化對接元件中的一者對接靠於相對對接元件，且當各個卡合元件處於釋放且通過位置時，可磁化對接元件中的另一者對接靠於相對對接元件。這種具有相關連的永久磁鐵的套筒區段有助於或保護卡合構造分別地呈現在開啟器設備的各個操作狀態下所需的正確位置。在只有設置由永久作用的互動裝置所界定之獨立的互動裝置的情況下，此實現為較佳的，但在包含具有可選擇性地操作的致動器之獨立的互動裝置以提供作用在卡合構造上的致動力的情況下，此實現可能為適當的。此外，需要減少或最小化安裝空間來提供此配置。
如同上面所討論的，互動佈置較佳地可包括至少一可移動的互動裝置，其相對於機架或殼體在垂直方向上被可移動地支撐到垂直交錯的垂直互動位置或垂直互動位置範圍，垂直互動位置範圍對應到、包括或相鄰於卡合構造支所界定的垂直位置，其中，當可移動的互動裝置在其垂直移動的過程中已被移動到各個互動位置或互動位置範圍、或通過各個互動位置或互動位置範圍時，可移動的互動裝置將至少一致動力施加到至少一相關連的卡合構造上。藉由這種至少一可移動的互動裝置，安裝包括可選擇性地操作的致動器之數個獨立的互動裝置的需求較佳地能夠被避免，這能夠對於這種開啟器設備的安裝成本提供實質的優勢。此外，安裝致動器所需的整體安裝空間被減少。
可移動的互動裝置可包括至少一致動構件，其可在第一位置及第二位置之間移動，較佳地為在水平方向上縱長向地移動，其中，當可移動的互動裝置在其垂直移動的過程中已被移動到各個垂直互動位置或垂直互動位置範圍、或通過各個垂直互動位置或垂直互動位置範圍時，致動構件在致動構件呈現第一位置或基於致動構件朝向第一位置的移動時，將致動力或第一致動力施加到至少一相關連的卡合構造上，以及在致動構件呈現第二位置時，不將致動力施加到至少一相關連的卡合構造上、或在致動構件呈現第二位置或基於致動構件朝向第二位置的移動時，將第二致動力施加到至少一相關連的卡合構造上。致動力或第一致動力能夠被引導來使至少一相關連的卡合構造朝向各個釋放且通過位置及各個捕捉且保持位置中的一者移動，且第二致動力能夠被引導來使至少一相關連的卡合構造朝向各個釋放且通過位置及各個捕捉且保持位置中的另一者移動。
較佳地，需要一個致動力來將各個卡合構造從釋放且通過位置移動到捕捉且保持位置，以及需要另一個致動力來將各個卡合構造從捕捉且保持位置移動到釋放且通過位置。進一步較佳的是，分別藉由分別呈現第一位置或第二位置的致動構件、或基於致動構件之通常從對應於或靠近第一位置的初始位置朝向第二位置的移動、或基於致動構件之較佳地從對應於或靠近第二位置的初始位置朝向第一位置的移動來施加這些致動力。
然而，同樣可能的是，致動構件的第二位置僅為一種“中性”(neutral)位置的類型，在此位置中，沒有致動力被施加到各個卡合部分。若，例如，各個永久作用的互動裝置被提供到卡合構造，以將各個卡合構造從釋放且通過位置相對於捕捉且保持位置的一個位置移動到釋放且通過位置相對於捕捉且保持位置的另一個位置，這能夠為適當的，使得當卡合構造回到另一個位置時，僅需要可移動構件的致動構件來將各個卡合構造從另一個位置移動到一個位置，在此處，各個卡合構造能夠被相關連之獨立的互動裝置保持，相關連的獨立的互動裝置在第一操作狀態下施加保持力來克服永久作用的互動裝置的致動力，以將卡合構造維持在此位置，並在第二操作狀態下不施加此保持力。這種獨立的互動裝置可包括電磁閥，以電磁地產生保持力，而由永久作用的互動裝置所界定之獨立的互動裝置能夠適當地包括偏壓彈簧佈置。
較佳地，可移動的互動裝置能夠被與搬運部連接，且較佳地被搬運部直接或間接地支撐，以達成共同垂直移動。藉由相對於搬運部的支撐部分將可移動的互動裝置設置在所界定的垂直位置處，搬運部與可移動的互動裝置之共同移動能夠達成卡合構造的配合操作，以適當地配合搬運部的垂直移動來呈現釋放且通過位置以及捕捉且保持位置。
若開啟器設備適於在基板載具堆疊體的基板載具之所選擇的子群組中的基板載具上操作，較佳地設置複數個可移動的互動裝置，其被與搬運部連接，且較佳地被搬運部直接或間接地支撐，以達成共同垂直移動，且複數個可移動的互動裝置相對於搬運部的支撐部分被佈置在不同的垂直位置處，搬運部的支撐部分支撐被裝載在搬運部上的基板載具堆疊體。這些可移動的互動裝置可被關連於被裝載在搬運部上的各個基板載具堆疊體之不同的預先界定之基板載具子群組。
較佳地，(各個)可移動的互動裝置包括至少一可選擇性地操作的致動器，較佳地為氣動或機電致動器，以將致動構件從第一位置移動朝向第二位置及/或將致動構件從第二位置移動朝向第一位置。
可選擇性地操作的致動器能夠被適於使用致動構件藉由將其移動朝向第一位置或第二位置來將各個致動力施加到各個卡合構造上，其中，致動構件包括至少一對接部分，其適於在致動構件移動朝向第一位置或第二位置的過程中對接靠於各個卡合構造之相關連的相對對接部分，以透過對接部分將各個致動力、或第一致動力或第二致動力施加到各個卡合構造上。為了將垂直交錯的卡合構造分別從釋放且通過位置移動到捕捉且保持位置、以及從捕捉且保持位置移動到釋放且通過位置，對接部分執行從各個初始位置朝向各個第一位置及第二位置並回到各個初始位置的反覆移動，以依序地將致動力施加到卡合構造的對接部分上。
或者，致動構件可包括至少一反應部分，其適於與各個卡合構造之至少一相關連的相對反應部分互動，使得，當致動構件位於其第一位置或第二位置且可移動的互動裝置通過各個垂直互動位置或垂置互動位置範圍時，反應部分之相對於被反應部分卡合的相對反應部分所造成的垂直移動產生致動力、第一致動力或第二致動力，其透過相對反應部分被施加到各個卡合構造。在這方面，進一步提出的是，反應部分及相關連的相對反應部分被適於像在凸輪－凸輪從動件的互動中的凸輪及凸輪從動件一樣地互動，以產生致動力、第一致動力或第二致動力，其在正交於反應部分相對於相對反應部分的垂直移動的方向之方向上被引導。據此，反應部分僅在與致動構件的第一位置或第二位置相對應的操作位置中被帶動一次，以依序地在卡合構造的相對反應部分上操作，以分別將卡合構造從釋放且通過位置帶到捕捉且保持位置、以及從捕捉且保持位置帶到釋放且通過位置。
較佳地，卡合構造能夠包括相對對接部分或相對反應部分，其被定位在離非堆疊的基板載具及與各個卡合構造相關連的蓋體(若設有蓋體)之各個所界定的垂直開啟位置的所界定之變化垂直距離處，以在開啟操作的過程中以及在關閉操作的過程中容納具有變化垂直高度的基板載具堆疊體或部分基板載具。或者，可設置可獨立於搬運部的垂直移動而獨立且垂直地移動的可移動的互動裝置、或能夠被相對於搬運部移動的可移動的互動裝置(若其被與搬運部連接或間接地被搬運部所支撐)，以在開啟器設備的這些操作的過程中容納此具有變化垂直高度的基板載具堆疊體或部分基板載具堆疊體。
參照包括具有套筒區段的卡合元件之上面所討論的較佳實施例，進一步提出的是，套筒區段由套筒構件所界定，獨立的相對對接部分或相對反應部分被附接到套筒構件，其中，設置不同類型的相對對接部分或相對反應部分，其在分別與致動構件的對接部分或互動部分互相作用的部分以及被附接到各個套筒構件的部分之間具有不同的垂直長度，及/或其中，獨立的相對對接部分或相對反應部分在套筒構件的垂直範圍內的不同的垂直高度處被附接到各個套筒構件。
在這方面，進一步提出的是，第一類型的獨立的相對對接部分或相對反應部分在開啟器設備的上部區域中被附接到套筒構件，其具有與對接部分或反應部分(位在各個相對對接部分或相對反應部分被附接的各個套筒構件的垂直範圍下方)互動的其各自的部分；第二類型的獨立的相對對接部分或相對反應部分在開啟器設備的中間區域中被附接到套筒構件，其具有與對接部分或反應部分(位在各個相對對接部分或相對反應部分被附接的各個套筒構件的垂直範圍內)互動的其各自的部分；以及第三類型或第一類型的獨立的相對對接部分或相對反應部分在開啟器設備的下部區域中被附接到套筒構件，其具有與對接部分或反應部分(位在各個相對對接部分或相對反應部分被附接的各個套筒構件的垂直範圍上方)互動的其各自的部分。
據此，在開啟操作的過程中以及在關閉操作的過程中，藉由分別將相對對接部分或相對反應部分、或其分別與對接部分或反應部分互動的其各自的部分定位在開啟器設備中的適當界定的垂直位置，可能容納具有變化垂直高度的此基板載具堆疊體或部分基板載具堆疊體。
開啟器設備可包括垂直引導佈置，以在開啟操作的過程中以及在關閉操作的過程中在搬運部的垂直移動期間引導搬運部。
移動機構可包括垂直驅動佈置，其選擇性地在開啟操作的過程中將搬運部垂直地向下移動以及在關閉操作的過程以及在裝載操作的過程(若提供裝載操作)中將搬運部垂直地向上移動。垂直驅動佈置可包括至少一皮帶驅動部，其與搬運部耦接且可選擇性地操作來向下移動搬運部以實現開啟操作、以及操作來向上移動搬運部以實現關閉操作以及實現裝載操作(若提供裝載操作)。
開啟器設備可包括感測器佈置，其監測開啟器設備的操作及基板載具堆疊體的狀態中的至少一者。
在這方面，感測器佈置包括至少一感測器，其感測搬運部的目前位置及搬運部的目前移動狀態中的至少一者，及/或感測開啟器設備是否呈現複數個所界定的狀態中的一個或多個，複數個所界定的狀態包括搬運部位於上操作位置的狀態、當搬運部位於上操作位置的同時沒有基板載具被裝載到搬運部上的狀態、當搬運部位於上操作位置的同時基板載具堆疊體被裝載到搬運部上的狀態、搬運部位於上接收位置的狀態、搬運部位於下操作位置的狀態、基板載具堆疊體被裝載到搬運部上且呈現堆疊狀態的狀態、以及基板載具堆疊體或其所選擇的基板載具子群組中的基板載具以及蓋體(若設有蓋體且適用)被解除堆疊且保持在開啟器設備中之其各自的垂直開啟位置處的狀態。感測器佈置可包括至少一感測器，其感測基板載具堆疊體是否被由保持構造(若設有保持構造)所保持。
為了感測搬運部的目前位置及搬運部的目前移動狀態中的至少一者，能夠使用光學感測器，光學感測器發出光並接收反射光，且能夠從所接收的反射光決定與目標物體之間的距離，光學感測器為例如，所謂的漫射式感測器或漫射反射式感測器，較佳地為具有背景抑制的類型。這種感測器通常使用光脈衝。替代或附加地，垂直驅動佈置的驅動軸或另外的旋轉元件可設有旋轉編碼器(rotary encoder)，以決定搬運部的目前位置及搬運部的目前移動狀態中的至少一者。較佳地，旋轉編碼器為絕對編碼器(absolute encoder)，其不需要參考基準。
感測器佈置可包括至少一感測器，其感測卡合構造中的各個卡合構造的目前狀態。每一個卡合構造可關連於此種感測器。此外，感測器佈置可包括至少一個感測器，其被關連於複數個卡合構造，並感測複數個卡合構造是否呈現相同的狀態。
此外，感測器佈置可包括至少一感測器，其監測互動佈置中的至少一互動裝置的操作、及/或其感測互動佈置中的至少一互動裝置的目前狀態。每一個互動裝置(較佳地為至少每一個可選擇性地操作的互動裝置)可被關連於此種感測器。
感測器佈置較佳地可包括至少一感測器，其監測在開啟操作中的堆疊狀態與非堆疊狀態之間的轉換、及/或其監測在關閉操作中的非堆疊狀態與堆疊狀態之間的轉換。
一般而言，開啟器設備可包括固定的感測器佈置及可移動的感測器佈置中的至少一者，其在開啟操作的過程中監測開啟器設備中的基板載具與蓋體(若設有蓋體且適用)的交錯垂直定位、及/或其在開啟操作的過程以及關閉操作的過程中響應於基板的存在、不存在以及其狀態中的至少一者，此基板被裝載到在開啟器設備中被保持在其各自的垂直開啟位置之至少一基板載具的各個座上。可移動的感測器佈置可為可與搬運部一起移動的，其在開啟操作中向下移動以及在關閉操作中向上移動。
一般而言，可設置複數個可移動的感測器佈置，其被佈置為可與搬運部一起移動，在開啟操作中向下移動以及在關閉操作中向上移動，其中，可移動的感測器佈置可相對於搬運部的支撐部分被佈置在不同的垂直位置，搬運部的支撐部分支撐被裝載在搬運部上的基板載具堆疊體。較佳地，可移動的感測器佈置可被關連於被裝載在搬運部上的各個基板載具堆疊體中之不同的預先界定的基板載具子群組。
較佳地，至少一可移動的感測器佈置被與搬運部連接，以達成共同垂直移動。為此目的，至少一可移動的感測器佈置可被搬運部直接或間接地支撐。
可移動的感測器佈置在開啟操作或關閉操作的至少一者的過程中可響應於基板的存在、不存在以及其狀態中的至少一者，此基板被裝載到在開啟器設備中被保持在它們各自的垂直開啟位置之複數個基板載具或所有基板載具的各個座上，其中，可移動的感測器佈置包括至少一可移動的感測器，其在水平感測方向上響應，且位在搬運部的支撐部分(其支撐裝載到搬運部上的基板載具堆疊體)上方之所界定的垂直距離處，使得在開啟操作及關閉操作的各個操作的過程中，可移動的感測器、或位在支撐部分上方之不同的所界定的垂直距離的複數個可移動的感測器中的各者連續地垂直通過在開啟器設備中被保持在其各個垂直開啟位置之基板載具中的至少一相關連的基板載具或複數個相關連的基板載具的基板座的側面。
為了在開啟操作的過程中以及在關閉操作的過程中容納具有變化垂直高度的基板載具堆疊體或部分基板載具，可移動的感測器佈置、或各個可移動的感測器佈置可包括複數個可移動的感測器，其各在水平感測方向上響應，且其位在搬運部的支撐部分上方之不同的所界定的垂直距離處。
如同上面所討論的，例如，若基板載具堆疊體中的最下方的基板載具、或與所選擇的基板載具子群組中的最下方的基板載具沒有與卡合構造相關連，則最下方的基板載具在非堆疊狀態下同樣能夠保持被支撐在搬運部上。在此情況下，可能適當的是提供至少一固定的感測器佈置，其響應於基板的存在、不存在以及其狀態中的至少一者，此基板被裝載到此最下方的基板載具的座上，其可包括至少一固定感測器，固定感測器在水平感測方向上響應，且位在搬運部的下操作位置上方之所界定的垂直距離處。
在水平方向上響應的感測器可為光束或光障(light barrier)感測器等。此感測器可為包括光發射器及分開的光接收器之單向感測器、或包括整合在一個元件中的光發射電路及光接收電路之反射式感測器。
開啟器設備可包括至少一沖洗結構，其在開啟器設備中界定出至少一所界定的沖洗氣體流。較佳地，至少一沖洗氣體流在基板載具處於非堆疊狀態之垂直開啟位置處通過基板載具，其中，沖洗氣體流較佳地在其通過各個基板載具時被向下引導。較佳地，可能因為開啟器中的機件(mechanical part)在開啟操作及關閉操作的過程中的相互作用而造成的任何磨損粒子將從垂直相鄰的基板(其被保持在正在解除堆疊、或已被解除堆疊、或要被重新堆疊、或已被重新堆疊的各個基板載具的基板座中)一起被沖洗離開。
本發明的較佳實施例還提供一種無塵室設施，用於由半導體晶圓及標線片中的至少一者所界定之基板的儲存、操作、裝備及加工。無塵室設施包括前面所討論的根據本發明的較佳實施例的至少一個開啟器設備，其進出一種類型的基板載具堆疊體中的基板載具的基板座，此種類型的基板載具堆疊體包括佈置為在垂直方向上被堆疊的複數個基板載具，使得對於基板載具堆疊體中的每一對垂直相鄰的基板載具而言，各個下基板載具支撐各個上基板載具，其中，每一個基板載具包括外載具框架，其圍繞內開口水平地延伸，並界定或設置有基板座，以在基板載具堆疊體的內容納空間中容納或承載板狀基板。
無塵室設施可包括至少一第一機器人佈置，其適於且可操作來將各個基板載具堆疊體裝載到開啟器設備(或所選擇的複數個開啟器設備)中，以及適於且可操作來從開啟器設備(或所選擇的複數個開啟器設備)卸載各個基板載具堆疊體，且還可包括至少一第二機器人佈置，其適於且可操作來進出處於非堆疊狀態之所選擇的基板載具的至少一個或複數個基板座，其中，第二機器人佈置適於且可操作來從被進出之各個所選擇的基板載具之各個基板座卸載各個板狀基板，以及適於且可操作來將各個板狀基板裝載到被進出之各個所選擇的基板載具之各個基板座上。第一及第二機器人佈置的每一者能夠包括一個或多個機器人臂或類似物，其包括支撐件或夾持器，以支撐或夾持各個基板載具堆疊體用於裝載及卸載。在先前技術中已知包括機器人臂的這種機器人佈置。
第一機器人佈置能夠被定位在儲存基板載具堆疊體的貯藏庫設備與開啟器設備之間，且能夠在貯藏庫設備與開啟器設備之間轉移基板。
第二機器人佈置能夠被定位在開啟器設備與轉移埠之間，且能夠在開啟器設備與轉移埠或是被永久地連接或暫時地對接到轉移埠並達成基板加工、基板處理、基板儲存及基板運輸中的至少一者的各個裝置之間轉移基板。例如，第二機器人佈置能夠在開啟器與對接到轉移埠的前開式晶圓傳送盒(FOUP)之間轉移基板。
可藉由所謂的設備前端模組(Equipment Front End Module，EFEM)來提供至少一轉移埠，且貯藏庫設備及EFEM能夠屬於無塵室設施。
在開啟器設備的至少一殼體壁設置有排氣口陣列或矩陣的情況下，較佳地可提供通過開啟器設備的乾淨空氣流，其能夠源自於無塵室設施之貯藏庫設備位於其中的區域。然而，較佳的是，通過開啟器設備的乾淨空氣流在相反方向上被引導，朝向貯藏庫設備所在之處。較佳地，其給予的優勢在於，可能由開啟器設備的操作及對獨立的基板的操作而造成的任何磨損粒子從基板能夠進出、以及基板在處於關閉狀態的基板載具堆疊體中未被遮蔽及保護的情況下被單獨地操作的區域被沖洗離開。
較佳地，無塵室設施可包括至少一第一離化器裝置，其被關連於第一機器人佈置；及/或至少一第二離化器裝置，其被關連於第二機器人佈置，以消除或減少靜電，靜電可能對被包含在各個基板座、或正被操作或待操作的半導體晶圓而言為有害的。無塵室設施亦能夠包括供給及計量設備，以供給加壓乾淨空氣到至少一離化器裝置。
本發明的較佳實施例還提供一種用於進出基板載具堆疊體中的各個基板載具的一個或複數個基板座的方法，基板載具堆疊體包括在垂直方向上堆疊的複數個基板載具，使得對於基板載具堆疊體中的每一對垂直相鄰的基板載具而言，各個下基板載具支撐各個上基板載具，其中，每一個基板載具包括外載具框架，其圍繞包括內開口的內區域在水平框架平面中延伸，並界定或設置有基板座，以在基板載具堆疊體的內容納空間中容納並承載板狀基板。
此方法包括第一階段，其在開啟操作中使基板載具堆疊體中的基板載具或所選擇的基板載具堆疊體子群組中的基板載具相對於彼此沿著垂直軸線移動，使得基板載具從堆疊狀態成為非堆疊狀態，在堆疊狀態中，基板載具堆疊體中的所有基板載具被相互堆疊於其上並界定基板載具堆疊體，在非堆疊狀態中，基板載具堆疊體或所選擇的基板載具子群組中的基板載具分別被解除堆疊且被定位為沿著垂直軸線在預定的垂直開啟位置處相對於彼此交錯，且在非堆疊狀態下的垂直相鄰的基板載具之間具有垂直距離，其使得所有這些基板載具中的基板座能夠從水平方向上進出，用於從各個所選擇的基板載具中的各個基板座卸載至少一板狀基板、以及將至少一板狀基板裝載到各個所選擇的基板載具中的各個基板座上中的至少一者。此方法的第一階段可包括在開啟操作中藉由使各個下基板載具垂直地向下移動而分別使基板載具堆疊體或基板載具子群組中的各對垂直相鄰的基板載具中的各個下基板載具從各個上基板載具垂直地間隔開。
此方法包括第二階段，其在其各自的垂直開啟位置處進出非堆疊的基板載具中的一個或複數個座，用於從各個所選擇的基板載具中的各個基板座卸載至少一板狀基板、以及將至少一板狀基板裝載到各個所選擇的基板載具中的各個基板座上中的至少一者。
此方法包括第三階段，其在關閉操作中使目前處於非堆疊狀態的基板載具堆疊體中的基板載具相對於彼此沿著垂直軸線相對地移動，使得基板載具回到堆疊狀態，在堆疊狀態下，所有基板載具界定基板載具堆疊體。此方法的第三階段可包括在關閉操作中藉由使各個下基板載具垂直地向上移動而使垂直交錯的基板載具中的各對垂直相鄰的基板載具中的各個下基板載具垂直地移動朝向各個上基板載具。
較佳地，此方法還能夠藉由使用先前所討論的根據本發明的較佳實施例之開啟器設備而被執行。
開啟器設備可容納並開啟適合類型的基板載具堆疊體，且用於進出基板載具堆疊體中的各個基板載具的一個或複數個基板座的方法可被應用到此適合類型的基板載具堆疊體，如同下面所界定的，亦即，包括被佈置為在垂直方向上堆疊的複數個基板載具的基板載具堆疊體，使得對於基板載具堆疊體中的每一對垂直相鄰的基板載具而言，各個下基板載具支撐各個上基板載具，其中，每一個基板載具包括外載具框架，其在水平框架平面中圍繞包括內開口的內區域延伸，且設有基板座，以在基板載具堆疊體的內容納空間中容納並承載板狀基板，其中，其內容納空間或部分由基板載具堆疊體的基板載具之內開口所界定。
每一個基板載具在其外載具框架處包括至少一上支撐構造及至少一下支撐構造，使得基板載具堆疊體中的各對垂直相鄰的基板載具中的下基板載具以其至少一上支撐構造將此對垂直相鄰的基板載具中的上基板載具支撐在其至少一下支撐構造處。
基板載具堆疊體中的每一個基板載具較佳地還滿足以下特徵： - 外載具框架包括沿著第一框架腹板軸線延伸的第一框架腹板、沿著第二框架腹板軸線延伸的第二框架腹板、沿著第三框架腹板軸線延伸的第三框架腹板、以及沿著第四框架腹板軸線延伸的第四框架腹板， - 第一框架腹板軸線以直角在第一頂點處相交於第四框架腹板軸線，第一頂點關連於第一框架腹板及第四框架腹板、以及第一框架腹板與第四框架腹板在此處被一體地連接的外載具框架之第一框架頂點區域， - 第一框架腹板軸線以直角在第二頂點處相交於第二框架腹板軸線，第二頂點關連於第一框架腹板及第二框架腹板、以及第一框架腹板與第二框架腹板在此處被一體地連接的外載具框架之第二框架頂點區域， - 第三框架腹板軸線以直角在第四頂點處相交於第四框架腹板軸線，第四頂點關連於第三框架腹板及第四框架腹板、以及第三框架腹板與第四框架腹板在此處被一體地連接的外載具框架之第四框架頂點區域， - 第三框架腹板軸線以直角在第三頂點處相交於第二框架腹板軸線，第三頂點關連於第三框架腹板及第二框架腹板、以及第三框架腹板與第二框架腹板在此處被一體地連接的外載具框架之第三框架頂點區域。
基板載具堆疊體中的基板載具較佳地各能夠設有一組接口元件，其被佈置在外載具框架的外周圍，在此處，接口元件能夠與各個基板載具獨立且直接地互動而無需直接地與基板載具堆疊體中的其他基板載具互動。接口元件可為凸出元件，其從從各個外載具框架的外周圍附近水平地突出，使得凸出元件能夠從下方被卡合，以獨立地支撐各個基板載具，並使各個基板載具垂直地相對於在基板載具堆疊體中位在各個基板載具下方的至少一其它基板載具相對地移動。各個基板載具的這些接口元件或凸出元件可界定上述的相對卡合構造，其可被開啟器設備之相關連的卡合構造卡合。
佈置能夠為使得每一個基板載具包括在共同水平方向上突出的一對凸出元件、以及在相反的共同水平方向上突出的另一對凸出元件，其中，凸出元件能夠被設置在各個框架頂點區域，較佳地在各個框架頂點區域之大致平坦的外頂點部分，或在靠近各個框架頂點區域的各個框架腹板，使得凸出元件在基板載具堆疊體中被佈置為四組垂直交錯的凸出元件。對應地，例如，開啟器設備可包括四組垂直交錯的卡合構造。
第一凸出元件可被設置在第一框架頂點區域、或在靠近或相鄰於第一框架頂點區域的第四框架腹板，且第四凸出元件可被設置在第四框架頂點區域、或在靠近或相鄰於第四框架頂點區域的第四框架腹板，第一及第四凸出元件在相同的水平方向上突出，並且，第二凸出元件可被設置在第二框架頂點區域、或在靠近或相鄰於第二框架頂點區域的第二框架腹板，且第三凸出元件可被設置在第三框架頂點區域、或在靠近或相鄰於第三框架頂點區域的第二框架腹板，第二及第三凸出元件在相同的方向上突出，此方向與第一及第四凸出元件突出的水平方向相反。
或者，第一凸出元件可被設置在第一框架頂點區域、或在靠近或相鄰於第一框架頂點區域的第一框架腹板，且第二凸出元件可被設置在第二框架頂點區域、或在靠近或相鄰於第二框架頂點區域的第一框架腹板，第一及第二凸出元件在相同的水平方向上突出，並且，第三凸出元件可被設置在第三框架頂點區域、或在靠近或相鄰於第三框架頂點區域的第三框架腹板，且第四凸出元件可被設置在第四框架頂點區域、或在靠近或相鄰於第四框架頂點區域的第三框架腹板，第三及第四凸出元件在相同的方向上突出，此方向與第一及第二凸出元件突出的水平方向相反。
第一及第四凸出元件或第一及第二凸出元件可為第一類型的凸出元件，且第二及第三凸出元件或第三及第四凸出元件可為第二類型的凸出元件，其中，第一類型的凸出元件及第二類型的凸出元件具有不同的形狀，及/或不同地定位在或相對於各個框架頂點區域。第一類型及第二類型的凸出元件可分別界定上述之開啟器設備的第一類型及第二類型的相對卡合構造。
例如，第一類型的凸出元件可為位在靠近或相鄰於外載具框架的外橫向邊緣的凸出元件，且第二類型的凸出元件可為相較於第一類型的凸出元件相對於外載具框架的外橫向邊緣位在稍微向內的位置的凸出元件。當然，這種凸出元件可不同地被關連於第一類型及第二類型的凸出元件，使得第二類型的凸出元件可為位在靠近或相鄰於外載具框架的外橫向邊緣的凸出元件，且第一類型的凸出元件可為相較於第二類型的凸出元件相對於外載具框架的外橫向邊緣位在稍微向內的位置的凸出元件。
較佳地，凸出元件可在基板載具堆疊體中被佈置為複數組垂直交錯的凸出元件，其中，各組凸出元件被佈置為使得直接垂直相鄰的凸出元件不會垂直地重疊或不會垂直地完全重疊。
包括基板載具的基板載具堆疊體可被建構為使得基板載具堆疊體中的每一個基板載具包括至少一第一定位構造及至少一第二定位構造，其中，對於每一對垂直相鄰的基板載具而言，此對垂直相鄰的基板載具中的下基板載具的至少一第一定位構造被卡合或可卡合於此對垂直相鄰的基板載具中的上基板載具的至少一第二定位構造，以保護或有助於此對垂直相鄰的基板載具之兩個基板載具的適當相對定位。
理想類型的基板載具堆疊體中的每一個基板載具能夠進一步滿足一個或多個以下特徵： - 從外載具框架向內且向上地延伸的複數個基板保持臂與內區域重疊，並界定基板座，基板座位在載具框架的垂直範圍上方的一距離處，並承載板狀基板，板狀基板具有圓形周圍及對應到預定允許直徑或在預定允許直徑範圍內的直徑，預定允許直徑範圍由預定允許最小直徑及預定允許最大直徑所給出； - 在第四框架腹板與界定至少一第一輔助開口的內開口之間的空間中延伸的分隔腹板的至少一第一弧形部分， - 在第二框架腹板與界定至少一第二輔助開口的內開口之間的空間中延伸的分隔腹板的至少一第二弧形部分， - 弧形部分具有曲率半徑，其適於預定直徑或預定直徑範圍。
較佳地，基板載具堆疊體可被建構為使得基板載具堆疊體中的基板載具的分隔腹板的弧形部分至少在平行於載具的堆疊的第一水平軸線(其平行於基板載具之第一及第三腹板框架軸線)的方向上界定出基板載具堆疊體的內容納空間；其中，基板載具堆疊體中的基板載具的內區域之第一輔助開口及第二輔助開口借定出基板載具堆疊體的至少一第一沖洗通道及至少一第二沖洗通道，其平行於內容納空間在內容納空間的相反側垂直地延伸；且其中，基板載具堆疊體設有沖洗結構，其使得基板載具堆疊體內的水平沖洗流能夠通過由基板載具的基板座所保持的基板之間的空間。為了允許被保持在基板載具堆疊體中的基板的沖洗處理，第一的蓋體及基底可包括與第一沖洗通道連通的第一埠，且第二的蓋體及基底可包括與第二沖洗通道連通的第二埠，使得沖洗氣體能夠經由界定出供給埠的第一埠及第二埠中的一者被供給到基板載具堆疊體中，並能夠經由界定出排出埠的第一埠及第二埠中的另一者從基板載具堆疊體中被排出，以達成經由第一及第二沖洗通道以及沖洗結構的沖洗通道而通過內容納空間的沖洗氣體流。
在前面所稱的無塵室設施較佳地可設有沖洗連接器，以與各個基板載具堆疊體的第一埠及第二埠中的每一個連接，以允許容納在基板載具堆疊體中的基板的沖洗處理。較佳地，貯藏庫設備可包括這種成組的沖洗連接器，使得被儲存在此貯藏庫設備中(例如，被定位在儲存架等上)的各個基板載具堆疊體可被與沖洗氣體供給管線及沖洗氣體排出管線連接，使得保持在基板載具堆疊體中的基板可經受沖洗處理。
佈置可被建構為使得各個基板載具堆疊體的基底被設有供給埠以及排出埠，使得當各個基板載具堆疊體被適當地定位在貯藏庫設備的儲存位置處或儲存位置中時，可自動地建立與相關連的沖洗氣體供給管線及相關連的沖洗氣體排出管線的連接。為此目的，藉由使各個基板載具堆疊體適當地定位在儲存位置處或儲存位置中，儲存位置可包括可與適當的連接器卡合之適當的相對連接器，適當的連接器界定設置在基底的底側處的供給埠與排出埠。建立密封的氣體連接之適當的公及母連接器在本領域中為已熟知的。
圖1到5顯示基板載具及基板載具堆疊體。這種基板載具及基板載具堆疊體能夠被提供來作為對於已經存在的系統及轉移機構(例如，FOUPs)之高密度的替換或擴增，提供如前面所提到之較高的儲存密度及提升的外加及強化能力。本發明的較佳實施例的開啟器設備可適於容納以及開啟和關閉這類型的基板載具堆疊體。
圖1為基板載具堆疊體10的第一較佳實施例的透視圖，基板載具堆疊體10包括相互堆疊於其上的複數個基板載具12，其中，基板載具被堆疊在基板載具堆疊體的基底14上，且基板載具堆疊體的蓋體16被堆疊在基板載具上。基底14及蓋體16可被包含在基板載具堆疊體10中。
如圖1所示，基底14可包括氣體連接器20，且蓋體16可包括氣體連接器22，其可被連接到氣體供給及氣體回路(gas return)，使得氣體能夠被導入基板載具堆疊體10中由基板載具12所保持的基板的內部環境，使得基板與氣體相互作用或藉由氣體被處理。或者，基底可包括兩個這樣的氣體連接器，其界定供給連接器及回路連接器，或蓋體可包括兩個這樣的氣體連接器，其界定供給連接器及回路連接器。或者，根本未提供這樣的氣體連接器。
圖2為不具有基底14及蓋體16之被堆疊的基板載具18(亦即，相互堆疊於其上的複數個獨立的基板載具12)的透視圖。如圖2所示，每一個基板載具12能夠保持各個基板30。為此目的，基板載具12各包括複數個基板保持臂32，其共同地界定各個基板載具的基板座。根據此較佳實施例，例如，各個基板載具12包括四個基板保持臂32。
由基板載具堆疊體10的基板載具12所保持的複數個34基板30被定位在所界定的垂直位置處，具有在垂直相鄰的基板之間的所界定的垂直空間。依據使用情境，可能並非所有的基板載具堆疊體中的基板載具都在其各自的基板座中保持各個基板。若所有的基板載具堆疊體10中的基板載具12都保持相同類型的各個基板，較佳的是，這些基板被基板座定位在等距(equidistant)的垂直位置處。
圖3為保持基板30之第二較佳實施例的基板載具12的俯視圖。由於第二較佳實施例的基板載具與圖1及2所顯示之根據第一較佳實施例的基板載具堆疊體10的基板載具12僅稍微不同，相同的標號被用於此等較佳實施例兩者。圖4為不具有基板之第二較佳實施例的基板載具的俯視圖。
類似於第一較佳實施例的基板載具12，第二較佳實施例的基板載具12包括外載具框架40，其包括四個框架腹板42a、42b、42c及42d，其在外載具框架的各個框架頂點區域處一體地被連接成對。外載具框架40的四個框架頂點區域被指定為標號44a、44b、44c及44d。外載具框架為方形或矩形、或大致呈方形或矩形，如圖3及4所示。
第二較佳實施例的基板載具12，類似於第一較佳實施例的基板載具12，包括四個基板保持臂32，其被指定為獨立的標號32a、32b、32c及32d，並以其各自的自由保持端界定出用於基板的基板座。自由保持端還能夠被表示為各個基板保持臂的座部分。如圖4所示，四個基板保持臂32a、32b、32c及32d從外載具框架40沿著朝向基板托座的中心的方向、或沿著大致朝向基板托座的中心的方向向內地突出。
如圖式中所示，基板載具12能夠包括突起50a、50b及凹部或開口52a、52b。第一對的突起50a及相鄰的凹部或開口52a以及第二對的突起50b及相鄰的凹部或開口52b被佈置在外載具框架40之完全相反的框架頂點區域44a及44c處。每一個突起50a、50b能夠突入堆疊在各個基板載具上之垂直相鄰的上方基板載具之對應的各個開口或凹部中，且各個基板載具被堆疊於其上之垂直相鄰的下方基板載具之對應的各個突起能夠突入每一個開口或凹部52a、52b中。在此處，例如，假設向上突出的突起，如圖式中所示。或者，向下突出的突起為可能的。在向下突出的突起的情況下，每一個突起能夠突入各個基板載具被堆疊於其上之垂直相鄰的下方基板載具之對應的各個開口或凹部中，且堆疊在各個基板載具上之垂直相鄰的上方基板載具之對應的各個突起能夠突入每一個開口或凹部中。向上及向下突出的突起的結合亦為可能的。
圖3及4中所顯示的突起50a、50b及凹部或開口52a、52b的佈置為使得，在包括相互堆疊於其上的相同基板載具之基板載具堆疊體中，所有基板載具的突起被垂直地對齊，且所有基板載具的凹部或開口被垂直地對齊，使得沒有突起能夠卡合於垂直相鄰的上方或下方基板載具之相關連的凹部或開口。這同樣適用於基板載具在交替的相對旋轉位置(對應於繞著垂直旋轉軸線旋轉180度)被相互堆疊於其上的情況，使得框架頂點區域44a及44c在基板載具堆疊體之完全相反的垂直邊緣區域處交替地位在彼此上方。因此，較佳地需要至少兩種子類型的基板載具，亦即，圖3及4中所顯示的第一種子類型的基板載具12以及基本上相同但具有在各個垂直區域處之互換位置的各個突起及各個凹部或開口之第二種子類型的基板載具，使得能夠達成類似於圖8所顯示的另一個較佳實施例之垂直相鄰的基板載具之間的相互卡合。
根據兩種子類型的基板載具12、12’包括在外載具框架40的外周圍處具有的特殊構造，在本例中為凸出54a、54b、54c及54d，其在側向或水平方向上突出，並使互動裝置或機構(例如，操作、支撐或移動裝置或機構)能夠與在基板載具堆疊體中的各個基板載具互動。
在本例中，有四個這樣的接口凸出54a、54b、54c及54d，其分別位在框架頂點區域44a、44b、44c及44d。這些凸出的第一類型(亦即，凸出54a及54d)位在框架頂點區域44a及44d並在側向方向上相對於框架腹板42d突出，並且，這些凸出的第二類型(亦即，凸出54b及54c)位在框架頂點區域44b及44c並在側向方向上相對於框架腹板42b突出，使得第一類型的凸出及第二類型的凸出沿著相反的方向從外載具框架40突出。
相較於沿著框架腹板軸線(其能夠被指定給框架腹板42d)位在各個框架頂點區域的第一類型的凸出54a及54d，第二類型的凸出54b及54c沿著框架腹板軸線(其能夠被指定給框架腹板42b)位在各個框架頂點區域之稍微向內的位置。這允許根據兩種子類型的基板載具12交替地堆疊在另一者上，以達成水平交錯的接口凸出，類似於圖5、6、7A、7B及8所顯示的那樣。為此目的，兩種子類型的基板載具在基於繞著垂直軸線旋轉180度的相對旋轉之相對位置被相互堆疊於其上，使得第一類型的接口凸出及第二類型的接口凸出交替地在側向方向上從基板載具堆疊體突出，且在垂直方向上並未重疊或僅稍微地重疊。這對於簡化所述互動裝置或機構的卡合構造與基板載具堆疊體的各個基板載具的卡合而言為有利的。
應注意的是，圖1及2所顯示之基板載具堆疊體10的基板載具12包括不同類型的接口凸出，其在側向或水平方向上從各個基板載具的外載具框架突出。根據圖1及2所顯示的較佳實施例，從各個基板載具的各個框架腹板或各個框架頂點區域突出之各個相同類型的接口凸出在垂直方向上完全地重疊。較佳地，能夠假設這是圖1及2的較佳實施例與圖3、4及5所顯示的較佳實施例之間唯一的相關差異。
上面所討論的本發明的較佳實施例的基板載具設置有分隔腹板60a及60b，其將各個基板載具12的內區域62劃分為多個開口。外載具框架40繞著內區域延伸，且分隔腹板60a及60b在框架腹板42a及42c之間延伸且被與這些框架腹板42a及42c一體地連接，使得大的內開口64及兩對較小的內開口66a、66b及68a、68b被界定出來。大的內開口64位在第一對較小的內開口66a、66b(其在框架腹板42d與分隔腹板60a之間延伸)與第二對較小的內開口68a、68b(其在框架腹板42b與分隔腹板60b之間延伸)之間。例如，較小的內開口具有相同或對應地對稱的形狀，如圖式中所顯示。較佳地，為了穩定性的原因，分隔腹板60a及60b在中間區域分別與各個相鄰的框架腹板42d及42b一體地連接，使得各對較小的內開口被獲得。替代地，若不包括在分隔腹板的中間區域之與相鄰的框架腹板的這種一體式連接，則可在大的內開口64的兩側上設置各個較大的內開口。
基板載具12之大的內開口64界定出包括基板載具12的基板載具堆疊體之內容納空間。在此內容納空間中，基板或半導體晶圓被由各個基板載具所保持，如圖2所示。基板或晶圓被保持在內容納空間的內區域中，其在相反的側向方向上藉由基板載具堆疊體中的基板載具12的分隔腹板60a及60b的各個弧形部分而被劃分出來。如圖3所示，分隔腹板的弧形部分具有曲率半徑，其適於基板或晶圓的直徑，使得弧形部分在圖3的俯視圖中延伸，且沿著基板或晶圓的外周圍的一部分具有小的所界定的徑向距離。此距離能夠實質地小於此圖式中所指示的距離。
基板載具之較小的內開口66a、66b及68a、68b界定基板載具堆疊體的沖洗氣體分配通道或沖洗通道70及72，如圖3所示。通道70可包括對應於較小的內開口66a、66b的一對通道70a及70b，且通道72可包括對應於較小的內開口68a、68b的一對通道72a及72b，如圖4A所示。分配通道70及72中的一者(例如，成對的通道70a、70b及72a、72b)能夠界定且作用為供給通道(或作為一對供給通道)，且另一者能夠界定且作用為移除或收集器通道(或作為一對移除或收集器通道)。
例如，如圖3及4所示，這些通道或成對的通道被佈置為完全相反的、或沿著相反的側向方向，使得基板或晶圓在它們之間被佈置在基板載具堆疊體中。
尤其是，且參照圖1，通道或成對的通道中的每一者能夠在基板載具堆疊體中被與基板載具堆疊體的各個噴嘴或連接器連接，使得由基板載具所保持的基板能夠被進行沖洗處理，如同上面所討論的。沖洗氣體經由通道或成對的通道中的一者而通過基板，使得沖洗氣體在被各個基板載具保持在基板載具堆疊體中的相鄰的基板之間通過，且在其已通過基板之間之後藉由通道或成對的通道中的另一者而被收集。
圖5為包括多個基板載具的基板載具堆疊體的又一較佳實施例的截面透視圖。然而，能夠假設基板載具基本上相同或非常類似於顯示在上面所討論的圖式中的第一及第二子類型的各個基板載具12，且同樣適用於基底14及蓋體16。
基板載具堆疊體的較佳實施例及其基板載具顯示於圖6、7A、7B及8。關於能夠被設置成如同前面已說明的兩種子類型的基板載具12，其能夠假設基板載具或多或少對應相同於前面參照圖3及圖4所描述的兩種子類型的基板載具。然而，蓋體16及基底14被設計為與圖1及5所顯示的蓋體及基底稍微不同。
或者，可設置僅一種類型的基板載具而沒有任何其他的子類型，其基本上能夠對應於根據圖3的基板載具，但包括在兩個完全相反的頂點區域中的一者處之各個突起及各個凹部或開口的位置互換，使得垂直相鄰的基板載具之間的相互卡合(如圖8所示)能夠在僅一種類型的基板載具的基礎上被達成。這在以下的進一步描述中被假設。
據此，完全相反的框架頂點區域(亦即，例如，第一框架頂點區域44a及第三框架頂點區域44c)被設置有定位構造(亦即，定位突起以及定位凹部或定位開口)。在本較佳實施例中，第一框架頂點區域44a被設置有一對的突起50a及開口或凹部52a，且第三框架頂點區域44c被設置有一對的突起50b及開口或凹部52b，如圖8所示。這些定位構造保護在基板載具堆疊體10中的垂直相鄰的基板載具12之適當的相對定位，包括使得基板載具堆疊體中的相鄰的基板載具已繞著旋轉的垂直軸線被旋轉180度的相對定位。
圖8顯示複數個基板載具12的框架頂點部分44a及44c，其被適當地相互堆疊於其上。尤其是，顯示出各個下基板載具的突起50a與上基板載具的開口42b的相互卡合、以及基板載具堆疊體中的相鄰的基板載具的接口凸出54a及54c之橫向交錯的佈置。由於在垂直對齊的接口凸出(亦即，在垂直相鄰的接口凸出54a之間以及在垂直相鄰的接口凸出54c之間)之間存在相對大的垂直間隙，這使得外部接口裝置(例如，移動裝置)與基板載具中的各個基板載具的互動能夠被簡化。
圖6、7A及7B顯示用於這樣的基板載具堆疊體10的範例。在本範例中，超過二十五個基板載具12(例如，二十七個或二十八個基板載具12)被相互堆疊於其上，且最下方的基板載具12被堆疊在基底14上，且蓋體16被堆疊在最上方的基板載具12上。如同從橫向交錯的接口凸出54a及54c、以及橫向交錯的接口凸出54b及54d所觀看的，基板載具12以所說明的方式相對於彼此繞著垂直軸線180度相對旋轉地被堆疊，這藉由已說明的定位構造來確保，在本例中，定位構造為突起50a、50b及開口或凹部52a、52b。如同所顯示的，對於在基板載具12的座中被保持在基板載具堆疊體10中的基板而言，獲得高堆疊密度及高儲存密度。原則上，這種基板載具堆疊體可包括任意數量的基板載具，例如，比顯示在圖式中的非限制性範例所顯示多出許多的基板載具。偶數的基板載具或單數的基板載具能夠被設置在這種基板載具堆疊體中。
根據圖6的透視圖及圖7A與7B的側視圖，基底14及蓋體16能夠被提供作為底板及蓋板。較佳地，蓋板可在其底側設置有適當的凹部，其容納最上方的基板載具的基板保持臂及由其所保持的基板。
或者，基底14及蓋體16能夠設置有使得能夠對被保持在基板載具堆疊體10中的基板30進行沖洗處理的結構，如同在圖1及圖5所示的較佳實施例的情形。
關於如同在前文中所描述的所有類型的基板載具堆疊體及基板載具以及關於其他類型的基板載具堆疊體及基板載具，被包含在基板載具堆疊體中的各個基板載具的基板座能夠被進出，以在包括要被進出的基板座的基板載具與被堆疊在此基板載具上的基板載具之間、或者(若設有蓋體)在包括要被進出的基板座的基板載具與被堆疊在此基板載具上的蓋體之間開啟各個垂直的裝載及卸載間隙之後，藉由適當的裝載器將基板裝載到座中、或從座卸載基板。為此目的，本發明的較佳實施例提供適當的開啟器設備，在下文中將描述其例示性、非限制性的較佳實施例。一個或複數個這樣的開啟器設備100(其亦被簡稱為“開啟器”)能夠被包含在無塵室設施80中，無塵室設施80能夠在半導體製造廠中被使用。
如圖9A所示之無塵室設施80的說明性較佳實施例包括貯藏庫佈置82、第一機器人佈置90，貯藏庫佈置82包括容納並儲存基板載具堆疊體10(例如，前文中所描述的類型的基板載具堆疊體)於儲存架或其他支撐或保持設備上的儲存室84，第一機器人佈置90將所選擇的基板載具堆疊體10轉移到包括根據本發明的較佳實施例的開啟器設備100的開啟器站94，以及使各個基板載具堆疊體10從開啟器站94返回到儲存室84。
開啟器站94及被包含於其內的開啟器設備100藉由使基板載具或基板載具堆疊體中的基板載具之所選擇的子群組從堆疊狀態成為非堆疊狀態來開啟各個基板載具堆疊體10，使得基板載具的基板座能夠被進出。開啟器設備100還藉由使基板載具或基板載具堆疊體10中的基板載具之所選擇的子群組從非堆疊狀態成為堆疊狀態來關閉各個基板載具堆疊體。
第二機器人佈置92進出處於非堆疊狀態的基板載具的基板座，以從所選擇的基板載具的基板座卸載各個獨立的基板(例如，半導體晶圓)，並將其轉移到設備前端模組(EFEM)86的埠，以及，例如，進入對接到EFEM 86的埠的前開式晶圓傳送盒(FOUP)88。第二機器人佈置92還從EFEM 86的埠或對接到埠的FOUP 88將各個獨立的基板(例如，半導體晶圓)轉移到開啟器設備100，以將基板裝載到處於非堆疊狀態的基板載具堆疊體10之所選擇的基板載具的基板座中。EFEM 86可包括複數個這樣的埠，例如，兩個這樣的埠，如圖9A所示。
圖9B所顯示的無塵室設施80對應到圖9A所顯示的無塵室設施，除了圖9B所顯示的無塵室設施80包括複數個開啟器設備100(亦即，在開啟器站94中被並排地定位之圖9B中的三個開啟器設備100)，且包括EFEM 86，其包括用於對接FOUPs 88或其他設備及裝置的多個埠，以及包括另一種類型的第二機器人佈置92，其能夠為所有這些埠(在本例中為四個這樣的埠)以及所有三個開啟器設備100服務。
根據本發明的開啟器設備100(其可被使用作為如圖9A及9B所示類型之無塵室設施80的開啟器站94中的開啟器設備100)之適當的例示性較佳實施例在圖10至23J以及在圖27及28中以各種不同的視圖被顯示。圖24A、24B、25及26顯示其變形，並顯示操作。此外，圖29A、29B、30A、30B、30C、31至34及37顯示根據本發明的較佳實施例的開啟器設備的一般功能，並顯示某些特徵，例如，其顯示如何能夠實現開啟器設備及其變形。開啟器設備可適於在各種類型的基板載具堆疊體及基板載具上操作，例如，如圖35及36所示意性地顯示的。
在此描述中，開啟器設備能夠被稱為“新的開啟器”或“開啟器”，基板載具(例如，在前文中所描述的基板載具12)能夠被稱為“載具”，且基板載具堆疊體(例如，在前文中所描述的基板載具堆疊體10)能夠被稱為“載具的堆疊”或“堆疊”。
首先，給出開啟器設備100之所描述的較佳實施例的概述及開啟器設備100的結構與功能，隨後是更詳細的描述。
新的開啟器以不同於先前技術的解決方案的方式運作，例如，新的開啟器中包括新類型的移動機構101，其在各個載具的堆疊中的載具之間產生相對移動。移動機構101允許載具的堆疊從開啟器的上方向下地移動，且約每五公分的位置處，屬於移動機構的保持臂或其他適當的卡合構造被插入到載具的堆疊的路徑上，以捕捉且支撐堆疊的各個上載具，並將其保持在其已到達的垂直高度。若設置這樣的蓋元件或蓋體，則對於各個基板載具堆疊體的蓋元件或蓋體也同樣如此。據此，以在相鄰的載具之間具有，例如，約五公分的相互距離來獲得載具的交錯佈置。因此，包括，例如，二十五個或更多個的載具的整個堆疊對於所有載具被開啟，使得所有二十五個載具及保持在各個載具的座中的各個基板或晶圓為可在同一時間由操作機器人等進出，而不需要額外的開啟步驟。
為達成此目的，被支撐在開啟器的支撐件或搬運部112上的載具的堆疊(例如，如圖10至13所示)藉由，例如，皮帶驅動部佈置130a、130b而被從上到下沿著負Z軸線方向(亦即，向下)移動。搬運部能夠在捕捉位置為了每一個載具短暫地停止，且接著較佳地移動在橫向方向上位於兩側上的兩個相對的保持臂(亦即，較佳地四個保持臂一起)，較佳地使其從各個目前釋放位置樞轉到各個捕捉位置，以精確地捕捉並支撐目前載具的堆疊的各個上載具。保持臂能夠被移動或樞轉通過開啟器殼體壁之相關連的槽，以到達其保持位置。圖15A中顯示共有四個垂直交錯的保持臂組的一組，且圖15B至15E顯示其細節。
據此，例如，如圖14A及14B所顯示的在開啟器中載具的堆疊被放置於其上且被包含在移動機構101中的支撐件或搬運部112在每一個步驟中被向下移動預期的距離，其為被開啟的載具之間減去一個載具的高度的距離。致動保持臂的各個致動器裝置114a、114b與搬運部一起被向下移動，如圖17A至17C、圖18及圖19A至19C之不同的視圖所示。致動器裝置被承載在支撐件或搬運部上，其被聯結到承載基板載具堆疊體的支撐件或搬運部。或者，可提供用於基板載具堆疊體及致動器裝置或多個致動器裝置之共用的支撐件或搬運部。較佳地，兩個這樣的致動器裝置114a、114b被設置在支撐件或搬運部112的相反側上，如圖12及13所示。每一個致動器裝置較佳地在各個時間點作用在兩個各自的保持臂上。
為了關閉載具的堆疊，支撐件或搬運部112沿著正Z軸線方向被往回移動(亦即，向上移動)，且在關於支撐件的間歇性向上移動之適當時間點，四個保持臂藉由各個致動器裝置而從其各個捕捉位置被收回到各個釋放位置。
圖18顯示這種致動器裝置的致動器臂或致動構件之各個操作位置。
或者，支撐件或搬運部在開啟及關閉過程中可能連續向下及向上移動，而非間歇性向下及向上移動。
當保持臂已到達其正確的垂直位置時，保持臂能夠被佈置在圓柱形元件210上，圓柱形元件210樞轉保持臂使其與在載具的堆疊中的適當構造(例如，槽)卡合。較佳地，兩種類型的保持臂200及202能夠以垂直交錯的方式被設置，其與堆疊的各個載具之各個相關連類型的構造互動，如圖15A至15E及圖16A至16C所示。保持臂能夠由金屬片材料所做成，較佳地由，例如，不鏽鋼片材料所做成。
尤其是，作為卡合元件或更一般地作為開啟器設備的卡合構造之開啟器的保持臂200及202能夠被卡合於要被保持在開啟器設備100中的特定垂直位置處之各個基板載具12的相關連的相對卡合構造。在上面所描述的基板載具12及基板載具堆疊體10的情況下，例如，基於圖3至8，相對卡合構造由兩個類型的接口凸出54b、54c及54a、54d所界定，接口凸出54b、54c及54a、54d在相反的側向方向上從各個基板載具12的基板載具框架40成對突出。
如圖12及圖13所示，開啟器設備100包括底盤102(其較佳地包括底板104)、頂板106、以及數個細長的結構元件，數個細長的結構元件垂直地延伸並連接分別在其各自的水平面中延伸的底板與頂板。細長的結構元件與底板及頂板一起界定出安裝框架，其被用於開啟器設備的許多部件或甚至所有的部件，且能夠滿足更多功能。較佳地，亦可被表示為開啟器設備的機架之底盤的所有結構部件由金屬材料所做成，例如，不鏽鋼材料。此底盤或機架102與將被描述的其它結構部件(例如，各種面板，尤其是金屬片面板)一起界定出開啟器設備100的殼體，如圖10及11所示。
細長的結構元件包括具有矩形截面的支撐樑108以及具有圓形截面的引導樑110，其可移動地引導包括搬運部112(其作為用於被容納在開啟器設備中之堆疊狀態的基板載具堆疊體10的支撐件)以及與搬運部112固定地連接的更多部件之搬運部佈置。這些部件包括兩個致動器裝置114a、114b，其被佈置在搬運部112之橫向相反的側上，其同樣已經在上面被討論。致動器裝置114b還被顯示於圖17A、17B、18及19A至19C中，且包括安裝本體116b，圖23J所顯示的滑動引導件118b被安裝於安裝本體116b，滑動引導件118b與導軌120處於滑動卡合。導軌120被安裝到支撐樑108，例如，如圖23G及圖23J所示。
同樣地，另一個致動器裝置114a包括安裝本體116a，引導元件118a被安裝於安裝本體116a，引導元件118a與引導樑110處於引導卡合，例如，如圖23G及圖23I所示。
據此，兩個致動器裝置114a、114b及其安裝本體116a、116b與搬運部112一起界定出搬運部佈置，其可沿著支撐樑108及引導樑110垂直地向上及向下移動。為了將此搬運部佈置保持在特定的垂直位置並使其向上及向下驅動，設有兩個皮帶驅動部。第一皮帶驅動部包括第一齒形帶(tooth belt)130a及第一驅動滑輪132a和第一返程滑輪134a，且第二皮帶驅動部包括第二齒形帶130b及第二驅動滑輪132b和第二返程滑輪134b。第一及第二驅動滑輪132a、132b能夠在相反的驅動方向上經由伺服馬達136以及包括伺服馬達136的驅動滑輪137及從動滑輪139的齒形帶齒輪138而被驅動，且其提供用於伺服馬達136的驅動速度的減速，以使其減少到第一及第二皮帶驅動部的較低驅動速度，例如，如圖12及13以及圖22B所示。兩個驅動滑輪132a、132b及齒形帶齒輪138的從動滑輪139被安裝到共用的驅動軸140。
被安裝到驅動軸140的齒形帶齒輪138的從動滑輪139能夠在圖23D中被觀察。驅動軸140經由兩個支撐件被安裝到底板104，一個支撐件被顯示於圖23E，其包括用於驅動軸140的固定軸承，且另一個支撐件被顯示於圖23F，其包括用於驅動軸140的浮動軸承(floating bearing)。這些軸承可為帶溝槽的滾珠軸承(grooved ball bearings)。
再次參照與底板104和頂板106一起界定出底盤的細長的結構元件，根據本較佳實施例，這些細長的結構元件可進一步包括具有圓形或大致圓形截面的兩個樑150a、150b。在開啟器設備的第一側面上的這些樑(例如，如圖10所示)能夠在底板104與頂板106之間提供額外的支撐，並能夠將在非堆疊狀態下由各組保持臂所保持的基板載具以及在堆疊狀態下的基板載具堆疊體固定及引導於開啟器設備中的正確位置。一般情況下，對於非堆疊的基板載具及基板載具堆疊體而言，不需要這種固定及引導功能，然而，為了異常狀況及故障(例如，包括地震效應)，提供這種固定及引導功能可能為適當的。此外，這兩個細長的元件150a及150b不需要屬於與底板104和頂板106一起界定出底盤之細長的結構元件，且能夠由適當的塑膠材料(例如，聚對酞酸乙二酯(PET))所做成的桿件來界定，其不具有或實質上不具有對於頂板106的支撐功能。
在被組裝的開啟器設備100中，伺服馬達136、齒形帶齒輪138、驅動軸140及其他部件被由金屬片板142所覆蓋。此外，這些部件在被組裝的開啟器設備100中在橫向方向上被由在開啟器設備的第一側面上的金屬片面板160、由在開啟器設備之與第一側面相反的第二側面(參見，例如，圖11)上的開啟器設備的金屬片面板162、以及在開啟器設備100的第三側面上(參見，例如，圖11)及第四側面上(參見，例如，圖10)之第一對金屬片分隔面板164a及第二對金屬片分隔面板164b所遮蔽。這些對分隔面板被定位在稍微向內的位置，使得分隔面板位在搬運部112與各個致動器裝置114a、114b之間。
此外，存在兩個細長的金屬片面板166a、166b，其被設置在開啟器設備的第一側面上且平行於支撐梁150a、150b在開啟器設備的垂直範圍上延伸，以及在開啟器設備100的第二側面上的兩個細長的金屬片面板168a、168b，其類似地在開啟器設備的垂直範圍上延伸且部分地被面板162覆蓋。
開啟器設備100在第一側面上的兩個面板166a、166b之間包括大的開口176，其界定出開啟器設備的裝載及卸載埠176，用於從處於非堆疊狀態的基板載具堆疊體的各個基板載具的各個基板座卸載基板、以及用於將基板裝載到各個這樣的基板載具的各個這樣的基板座上。
此外，開啟器設備100包括在開啟器設備的第二側面上的開口178，其在兩個面板168a、168b之間位在面板162上方。較佳地，可設有滑門或某些其他的遮蔽佈置，以開啟及關閉此開口，此開口界定出裝載及卸載埠178，用於將各個基板載具堆疊體裝載到搬運部112(或替代的托座，如同下面參照圖27及28所說明的)上、或用於從搬運部112卸載各個基板載具堆疊體，其為了裝載及卸載而在搬運部112的垂直移動範圍內呈現上操作位置或上裝載及卸載位置。圖式中所顯示的實施例包括滑門170，其在圖11中處於上關閉位置，且能夠被向下移動以開啟裝載及卸載埠。
在第一對金屬片分隔面板164a的兩個分隔面板之間以及在第二對金屬片分隔面板164b的兩個分隔面板之間界定出各個垂直狹縫，例如，如圖10所示，搬運部112的兩個狹窄的連接部分174a及174b中的各者延伸通過各個垂直狹縫，如圖10及圖23D所示。這些分隔面板還包括用於保持臂200及202之橫向延伸的短狹縫，如同其將在下文中更詳細地描述的。
另一種金屬片分隔面板180位在開啟器設備的第二側面上之相對於面板162及相對於滑門170更向內的位置，使得滑門170位在面板162與分隔面板180之間，且能夠被向下移動，以被隱藏在面板162與分隔面板180之間，以及以開啟用於基板載具堆疊體的裝載及卸載埠。圖20顯示在沒有外部的面板162的情況下之開啟器設備100的第二側面上的視圖。存在兩個導軌182a、182b，其被安裝到分隔面板180、在垂直方向上延伸、並與滑門170的滑導(sliding guide)互動。存在第三皮帶驅動部，其包括第三齒形帶184、驅動滑輪186及返程滑輪。驅動滑輪186由額外的伺服馬達188所驅動，其被顯示於圖22B中。
據此，滑門170能夠被第三皮帶驅動部及第二伺服馬達188向下地移動，以開啟埠，以使得從搬運部112卸載基板載具堆疊體及將基板載具堆疊體裝載到搬運部112(或替代的托座)中的至少一者為可能的，並且滑門170能夠向上地移動以再次關閉此埠。為了這種操作，搬運部112將被帶到上操作位置或上裝載及卸載位置，其較佳地為搬運部112的中央板狀部分的上表面113被對齊於或定位為稍微高於埠的下邊界的位置。上表面113能夠界定用於基板載具堆疊體的支撐表面，尤其是用於基板載具堆疊體的基底，其較佳地被設置。但反而較佳的是，搬運部112之相對於上表面113被向上位移之升高的支撐結構的上表面部分111(例如，如圖14A所示)支撐各個基板載具堆疊體。這提升了使用適當的裝載及卸載結構(例如，機器人臂佈置)將基板載具堆疊體裝載到搬運部112及從搬運部112卸載基板載具堆疊體的能力，裝載及卸載結構包括支撐部分或夾持器，其能夠在基底的下側與上表面113之間卡合。
較佳地，用於基板載具堆疊體的此裝載及卸載埠在將基板載具堆疊體裝載到搬運部112上之後以及在開啟器設備的進一步操作之前(亦即，使基板載具堆疊體10的基板載具12成為完全或部分非堆疊狀態)被關閉，使得基板載具堆疊體的座能夠被進出，以卸載或裝載各個基板(例如，半導體晶圓)。
此皮帶驅動部的第三齒形帶184及驅動與返程滑輪位在面板162與分隔面板180之間。返程滑輪較佳地在埠開口的下邊界下方被附接到分隔面板180的上端區段。可設置至少一感測器，以感測滑門170的目前位置或至少關閉狀態。
分隔面板180可在導軌182a及182b之間的中間帶狀部分中設有水平的排氣狹縫190的陣列，如圖20所示。較佳地，在分隔面板180的內側上(亦即，在分隔面板180之面對開啟器設備的第一側面的側上)，水平延伸的擋門元件192能夠被設置及安裝到分隔面板180，如圖22A所示。這些擋門元件的垂直位置能夠為可在垂直方向上以一定程度加以調整的，使得排氣狹縫190之有效的狹縫開口寬度能夠被調整。較佳地，這有助於達成通過開啟器設備100之所期望、均勻且較佳為層流的乾淨空氣，且在如上所述的無塵室設施80的情況下，其較佳地從EFEM 86朝向並進入貯藏庫佈置82的儲存室84。從此處，乾淨空氣能夠藉由吸氣或排水系統被連續地排出。或者，若期望的話，可提供在相反方向上的乾淨空氣流。為了使在任何方向上的乾淨空氣流為可能的，面板162可在中間帶狀部分中包括排氣口194的矩陣，其被與排氣狹縫190的陣列對齊。此外，滑門170可在下方的中間帶狀部分中包括排氣口196的矩陣，其在滑門處於上關閉位置時被與排氣狹縫190的陣列的上部分對齊。
再次參照與底板104和頂板106一起界定出底盤的細長的結構元件，這些細長的結構元件能夠進一步包括第一對支撐梁152a、152b及第二對支撐梁154a、154b，其界定出用於卡合構造(亦即，在開啟器設備100的開啟及關閉操作的過程中於釋放位置與捕捉位置之間移動或樞轉的保持臂)的安裝支柱。兩對支撐樑或安裝支柱位在搬運部112之相反的橫向側上。安裝支柱152a、152b位在致動器裝置114b的側上，亦即，開啟器設備100的第三側面，且安裝支柱154a、154b位在致動器裝置114a的側上，亦即，開啟器設備的第四側面，且在每一種情況下分別相對於分隔面板164a及164b位於外側。
較佳地，根據本較佳實施例的兩種類型的卡合構造(亦即，兩種類型的保持臂200及202)被設置。這些保持臂在垂直方向上以交錯的方式被安裝到各個安裝支柱，使得四組垂直交錯的卡合構造被設置。佈置為使得四個這樣的卡合構造被設置在開啟器設備100之對應到非堆疊的基板載具或蓋體的垂直保持位置之各個垂直高度處。在非堆疊狀態下共同地將各個基板載具堆疊體支撐在特定垂直位置處的這四個卡合構造中，較佳地兩個卡合構造為第一類型的卡合構造，且兩個卡合構造為第二類型的卡合構造。在本較佳實施例的情況下，當卡合構造被界定為保持臂，較佳地在開啟器設備100的特定垂直高度處設置具有第一臂長的第一類型的兩個保持臂以及具有第二臂長的第二類型的兩個保持臂，以分別地共同捕捉且保持蓋體(若設有蓋體)及各個基板載具，來將其解除堆疊並保持為非堆疊狀態。
例如，對應到安裝支柱152a及安裝支柱154a的這種安裝支柱被顯示於圖15A至15E。如圖15A所示，沿著安裝支柱152a/154b的垂直範圍交替地設置較短及較長的保持臂。最下方的保持臂200具有較長的臂長，垂直相鄰的保持臂202具有較短的臂長，下一個相鄰的上方保持臂再次具有較長的臂長等等，且最上方的保持臂再次具有較短的臂長。在下文中，稱為長的保持臂200及短的保持臂202。
較佳地，其他兩個安裝支柱152b及154b類似地設置有垂直交替的保持臂。例如，唯一相關的差異較佳地能夠為各個最下方的保持臂為短的保持臂202，且各個最上方的保持臂為長的保持臂200，如同根據本較佳實施例所實現的，如圖10及11所示。
為了識別兩種類型的保持臂中的一者來作為與蓋體(若設有蓋體)及要被捕捉且保持的各個基板載具的第一類型的各個相對卡合構造(例如，凸出)相關連的第一類型的保持臂、以及識別兩種類型的保持臂中的另一者來作為與蓋體(若設有蓋體)及要被捕捉且保持的各個基板載具的第二類型的各個相對卡合構造(例如，凸出)相關連的第二類型的保持臂，較佳地對於被安裝到相同的安裝支柱的一組垂直交錯的保持臂是有意義的。相關連的相對卡合構造較佳地以類似的垂直交錯的交替方式沿著基板載具堆疊體的垂直高度被設置，使得長的保持臂200藉由與一種類型的相對卡合構造的卡合來捕捉並保持各個基板載具(或蓋體)，且各個短的保持臂202藉由與另一種類型的相對卡合構造的卡合來捕捉並保持各個基板載具(或蓋體)。
較佳地，這些相對卡合構造在基板載具堆疊體被設置為四組垂直交錯的相對卡合構造，其較佳地被界定為凸出。在被共同地關連到安裝於相同的安裝支柱上的保持臂組的每一組中，第一類型及第二類型的相對卡合構造在垂直方向上被交替地設置，例如，如圖5至8所示，以及如同上面所描述的。相鄰的基板載具的這些相對卡合構造(例如，上述的基板載具12的凸出54a、54b、54c及54d)相對於彼此被橫向地位移，且相鄰的保持臂(亦即，一對長的保持臂200及下一個相鄰的短的保持臂202)可包括對應地位移的卡合區段204、206，亦即，相對於彼此被橫向地位移的卡合區段204、206，其中，卡合區段204為長的保持臂200的卡合區段，且卡合區段206為短的保持臂202的卡合區段，如圖15E所示。例如，圖16A顯示這種短的保持臂202的形狀，且長的保持臂200較佳地被賦予類似的形狀，除了臂長之外。
被安裝到各個安裝支柱152a、152b、154a、154b的四組保持臂中的任一個或哪一個包括作為最上方的保持臂之短的保持臂202以及作為最下方的保持臂之長的保持臂200、以及這些組的保持臂中的任一個或哪一個包括最上方的保持臂之長的保持臂200以及作為最下方的保持臂之短的保持臂202係基於基板載具堆疊體10及其基板載具12、以及基板載具12與其中的蓋體16(若設有蓋體)的相對佈置、以及基板載具堆疊體10如何被定位在搬運部112上，如圖35及36所示。
假設類似圖3及4及圖6至8的基板載具12之基板載具被相互堆疊於其上，以界定基板載具堆疊體10，在細節圖式中所顯示的開啟器設備100能夠被視為是被設計來在如圖35(A)示意性地顯示的基板載具堆疊體上操作，用於基板載具堆疊體設有蓋體的情況。
在此情況下，圖35(A)所顯示的基板載具12應表示基板載具堆疊體中的最上方的基板載具，其將藉由被安裝到安裝支柱154b並與此基板載具12的接口凸出54a卡合之最上方的短的保持臂202、藉由被安裝到安裝支柱152a並與此基板載具12的接口凸出54d卡合之最上方的長的保持臂200、藉由被安裝到安裝支柱152a並與此基板載具12的接口凸出54c卡合之最上方的長的保持臂200、以及藉由被安裝到安裝支柱152b並與此基板載具12的接口凸出54b卡合之最上方的短的保持臂202而被捕捉且保持。蓋體將藉由是被安裝到安裝支柱154b之長的保持臂200之最上方的保持臂、藉由是被安裝到安裝支柱154a之短的保持臂202之最上方的保持臂、藉由是被安裝到安裝支柱152a之短的保持臂202之最上方的保持臂、以及藉由是被安裝到安裝支柱152b之長的保持臂200之最上方的保持臂來保持。
較佳地，若開啟器設備100在不包括堆疊在最上方的基板載具上的蓋體的基板載具堆疊體上操作，則圖35(C)將表示這種情況。在此情況下，圖35(C)將顯示基板載具堆疊體中的最上方的基板載具12，其將藉由是被安裝到安裝支柱154b之長的保持臂200之最上方的保持臂、藉由是被安裝到安裝支柱154a之短的保持臂202之最上方的保持臂、藉由是被安裝到安裝支柱152a之短的保持臂202之最上方的保持臂、以及藉由是被安裝到安裝支柱152b之長的保持臂200之最上方的保持臂而被捕捉且保持。
然而，要藉由開啟器設備來開啟及關閉的基板載具堆疊體較佳地包括蓋體，其被堆疊在基板載具堆疊體中的最上方的基板載具上。在此情況下，圖35(C)表示開啟器設備的變形，其包括安裝到各個安裝支柱之互換的長的保持臂200及短的保持臂202，使得安裝到安裝支柱154b之最上方的保持臂將會是短的保持臂202，安裝到安裝支柱154a之最上方的保持臂將會是長的保持臂200，安裝到安裝支柱152a之最上方的保持臂將會是長的保持臂200，且安裝到安裝支柱152b之最上方的保持臂將會是短的保持臂202。為了實現這種開啟器設備100，相較於圖35(A)的實施例，基板載具的堆疊將必須被放置在搬運部上之繞著垂直軸線旋轉180度的位置，並且可能需要進一步地適應開啟器設備，例如，使得開啟器設備甚至可能對應於圖式中所顯示的開啟器設備的鏡像複製品。
圖35B及35D對應於開啟器設備的更多變形，其關於被適於操作包括基板載具之替代較佳實施例的基板載具堆疊體之長的保持臂200及短的保持臂202的佈置，如同亦顯示於圖36A至36D的情況。所有這些圖式分別地顯示各個替代較佳實施例的基板載具堆疊體中的各個最上方的基板載具，對於在基板載具的外載具框架之接口凸出的相對佈置，其不同於關於圖3至8所描述的基板載具。藉由將長的保持臂200及短的保持臂202對應地佈置在各個安裝支柱152a、152b、154a及154b上，開啟器設備能夠適於處理任何這些較佳實施例。
能夠考慮開啟器設備的更多變形。所顯示的較佳實施例包括安裝支柱，其被定位使得保持臂相對於位在搬運部112上的基板載具堆疊體10為沿著順時針方向被樞轉朝向捕捉且保持位置。或者，安裝支柱能夠被佈置為使得保持臂相對於基板載具堆疊體沿著逆時針方向被樞轉朝向捕捉且保持位置。為此目的，相較於圖35及36，安裝支柱154a及154b較佳地被朝向開啟器設備的第一側面位移，且安裝支柱152a及152b較佳地被朝向開啟器設備的第二側面位移。
較佳地，不同於圖10至25所顯示之詳細的較佳實施例、不同於在本文中基於圖32及33所考慮的、以及將在下文中基於其他圖式而被考慮的之開啟器設備的其他較佳實施例是可行的。例如，適於在形狀實質不同於本文中已顯示及已描述的基板載具堆疊體及基板載具上操作的較佳實施例為可行的。
長的保持臂200及短的保持臂202各屬於或被安裝到各個圓柱形元件，其將各個保持臂安裝到各個安裝支柱並使各個保持臂能夠在釋放位置及捕捉位置之間樞轉。每一個保持臂至少在捕捉位置與在各個分隔面板164a或164b中的各個水平狹縫卡合，但較佳地在一定程度上於釋放位置亦然。在捕捉位置中，各個保持臂被插入進一步通過在各個分隔面板164a或164b中的各個狹縫，以與各個基板載具之相關連的相對卡合構造卡合，或者，在最上方的保持臂的情況下，與蓋體(若設有蓋體)之相關連的相對卡合構造卡合，使得捕捉位置亦能夠被表示為(完全)插入位置。在釋放位置中，保持臂從開啟器設備的內空間被收回，使得其卡合區段未與基板載具或蓋體的相對卡合構造卡合，使得釋放位置亦能夠被表示為收回位置。
較佳地，對於本較佳實施例而言，保持臂200及202各能夠被安裝到各個套筒構件，其較佳地為用於兩種類型的保持臂之相同的套筒構件210。較佳地，對於被安裝到四個安裝支柱的所有四組的所有保持臂使用相同的套筒構件210。
如圖16A至16C所示，短的保持臂202被由適當形狀的金屬片板所界定，其包括向下彎曲的區段，以提供卡合區段206。對於長的保持臂200也是如此，其為稍微較長的，且其沿著其與包括卡合區段204的側相反的側另外包括被向下彎曲的區段212，如圖15B、15D及15E所示，且同樣顯示於圖10及11。此區段212增加長的保持臂200的剛性。
保持臂使用複數個螺釘(例如，如圖16A所示的三個螺釘)或其他的安裝結構被安裝到各個套筒構件210。套筒構件210(例如，如圖16C所示)能夠由適當的塑膠材料所做成，或更佳地由金屬材料所做成，例如，不鏽鋼或鋁，且每一個套筒構件210包括貫穿口214，其具有上徑向延伸214a及下徑向延伸214b，各個環形軸承被安裝於其中，環形軸承包括外環及內環，外環被關連且至少摩擦卡合於套筒構件210，內環被關連於內支撐套筒218。各兩個環形軸承的外環以其保持臂支撐套筒構件210。下環形軸承216b的內環支撐內支撐套筒218，內支撐套筒218支撐上環形軸承216a的內環。較佳地，軸承滾珠元件被設置在各個環形軸承的內環及外環之間，使得外環與套筒構件210以及各個保持臂能夠基於相當低的樞轉力相對於環形軸承的內環及內支撐套筒218、以及相對於包括四個安裝支柱152a、152b、154a、154b之開啟器設備100的底盤被樞轉。
被安裝到相同的安裝支柱之垂直排的套筒構件210之垂直相鄰的內支撐套筒218藉由短的支撐套筒構件220而被相互支撐於其上，使得各個上套筒構件210的下環形軸承216b以其內環經由各個短的支撐套筒構件220被支撐在各個下套筒構件210的上環形軸承216a的內環上。
支撐最下方的保持臂(在圖15A到15E所顯示的保持臂組的情況下，其為長的保持臂200)的最下方的套筒構件210的下環形軸承216b的內環被支撐在支撐管或長的支撐套筒構件222上，支撐管或長的支撐套筒構件222被支撐在被組裝的開啟器設備100的底板104上，且承載最上方的保持臂(其在本例中為短的保持臂202)的最上方的套筒構件210的上環形軸承216a的內環承載支撐管或長的支撐套筒構件224，支撐管或長的支撐套筒構件224藉由夾緊圈(clamping ring)226被固定，夾緊圈226被夾設到各組保持臂的安裝支柱或支撐樑，亦即，如圖15A到15E所示的安裝支柱152a或154a。
安裝支柱或支撐樑延伸通過垂直對齊的元件，亦即，通過上支撐管224、上及下環形軸承216a及216b、每一個套筒構件210的各個支撐套筒218、短的支撐套筒220、以及下支撐管222。夾緊環226將這些元件固定為相互支撐卡合，而沒有不適當的垂直間隙(不適當的垂直餘隙)。較佳地，支撐管222及224、支撐套筒218及短的支撐套筒構件220具有相同或大致相同的直徑，且各個安裝支柱緊貼地或僅以較小的徑向間隙(較小的徑向餘隙)延伸通過這些元件，例如，如圖15E所示。
為了確保套筒構件210及因此還有保持臂200及202為處於兩個所界定的位置中的一個位置(收回或釋放位置、或插入或捕捉位置)，每一個套筒構件210或保持臂200、202能夠包括相關連的獨立互動裝置，其將保持臂維持在這兩個所界定的位置中的目前位置，且較佳地用於偏壓套筒構件或保持臂朝向這兩個所界定的位置中的各個位置，後者為至少如果套筒構件或保持臂已經在一定程度上接近各個所界定的位置。這些互動裝置能夠被界定為磁性互動裝置。為此目的，狹縫(例如，由區段所界定)、或開口、或其他類型的凹部能夠被佈置在各個套筒構件210中，其能夠受到軟鐵對接元件230的侷限，對接元件230被安裝到套筒構件210。各個安裝支柱(例如，圖15A到15E中所顯示的安裝支柱152a或154b)能夠承載各個永久磁性針232，其在這些軟鐵對接元件230之間突出，使得左側對接元件230與磁性針232之間的磁吸引力或右側對接元件230與磁性針232之間的磁吸引力佔優勢(例如，為更大的)，使得套筒構件210在各個對接元件230與磁性針232之間被樞轉朝向並維持對接卡合。
或者，各個針232能夠為軟鐵針，且各個套筒構件210能夠在適當的插口中容納至少一永久磁鐵，其各個端部被定位靠近在兩個對接元件230的附近。根據圖16A到16C，設置一個這樣的磁鐵234，其包括其相對的端部，相對的端部位在靠近各個對接元件230的附近。因此，這些對接元件230中的一個對接元件將總是被針232吸引，且保持臂200、202因此被保持在一個或另一個所界定的位置，亦即，收回或釋放位置、或插入或捕捉且保持位置。
根據本發明的又一較佳實施例，對接元件230能夠為永久磁鐵。
根據上述的較佳實施例，垂直的四組保持臂中的保持臂200及202藉由關連於安裝到安裝支柱154a及154b的保持臂的致動器裝置114a、以及藉由關連於安裝到安裝支柱152a及152b的保持臂的致動器裝置114b而被致動。如同上面所討論的，這些致動器裝置與搬運部112一起界定出搬運部佈置，其為被上述的皮帶驅動部向上及向下移動之可移動的結構。較佳地，為了適當的操作，各個致動器裝置以與搬運部的垂直移動配合的方式致動各個保持臂。然而，被堆疊的基板載具的數量、及由搬運部112所支撐的目前堆疊或部分堆疊中的最上方的基板載具12相對於搬運部112的支撐表面部分111的垂直位置發生變化，亦即，由於在開啟操作中於搬運部的向下移動的過程中之藉由各組四個保持臂所捕捉每一個基板載具而減少，且由於在關閉操作中於搬運部的向上移動的過程中被重新堆疊的每一個基板載具而增加。據此，作用在各個保持臂或其套筒構件上的各個致動器裝置的致動構件對於垂直的各組保持臂中的所有保持臂較佳地無法具有適當的垂直位置，除非提供高度補償，其補償後續在開啟操作的過程中之基板載具從載具的堆疊或部分堆疊的解除堆疊、以及補償後續在關閉操作的過程中之基板載具對載具的堆疊或部分堆疊之重新堆疊。
為了補償在開啟操作中於堆疊被向下移動且載具一個接一個地被各組保持臂所捕捉的同時之此載具的堆疊的高度上的減少，以及對應地補償在堆疊被向上移動且載具一個接一個地被加入作為堆疊的頂部載具的同時之此載具的堆疊的高度上的增加，可採用機電及/或軟體可控解決方案。例如，兩個致動器裝置114a及114b能夠包括垂直可調整的致動構件，其在開啟操作的過程中相對於搬運部112的支撐表面部分111被向下移動，以及在關閉操作的過程中相對於支撐表面部分111被向上移動。各個致動構件相對於搬運部112的垂直移動能夠藉由處理器來控制，處理器被配置或被程式化以控制適當的伺服驅動器。然而，例如，如根據圖式中所顯示的較佳實施例所實現的，機械性的解決方案亦可為適當的。
為此目的，與各個圓柱形元件(例如，在本較佳實施例中為與各個套筒構件210)相關連的各個卡合元件246使用聯結元件被安裝到各個套筒構件210，以呈現相對於套筒構件的垂直範圍之特定垂直位置，這取決於各個套筒構件210以及其保持臂200或202之在開啟器設備中被安裝到各個安裝支柱的垂直排的套筒構件中的垂直位置，如圖15A至15E所示。
套筒構件210被設置有至少一垂直排的螺孔240，其使得各個聯結元件242或244能夠沿著各個套筒構件210的垂直範圍被螺合安裝在適當的垂直位置處，使得各個卡合元件分別被定位在各個套筒構件的垂直範圍內、或在各個套筒構件下方或各個套筒構件上方。由此，各個卡合元件246能夠相對於相關連的保持臂200和202分別被保持在適當的垂直位置。
圖式中所顯示的套筒構件210包括一垂直排的螺孔240，然而，用於使用兩個螺釘安裝各個聯結元件之兩平行排的螺孔同樣為適當的，以維持聯結元件之適當的方向。若使用一個螺釘來安裝聯結元件，則接著較佳地提供在聯結元件的安裝端與套筒構件之使聯結元件維持在適當的方向的結構之間的形式裝配卡合(form fit engagement)。為此目的，垂直排的螺孔240能夠被定位在套筒構件的縱長向凹部中、或在套筒構件210的縱長向脊部等的側處，使得聯結元件的安裝端與至少一垂直延伸的表面部分處於形式裝配卡合，表面部分將聯結元件固定在正確的方向。這是使用這種縱長向凹部的圖式中所顯示的較佳實施例的情況，垂直排的螺孔被定位在此縱長向凹部。
對於在安裝到各個安裝支柱的垂直排的套筒構件210的上部範圍內的套筒構件210而言，在相鄰的套筒構件的垂直高度範圍內，卡合元件246被保持在各個套筒構件下方。這藉由第一類型的縱長向聯結元件242來達成，其包括用於螺合安裝到各個套筒構件的第一端部分以及保持卡合元件246的第二端部分。在垂直排的套筒構件210的下部範圍內，在相鄰的套筒構件的垂直高度範圍內，各個套筒構件210的卡合元件被保持在各個卡合構件上方。這再次藉由第一類型的縱長向聯結元件242來達成，其以相對於在垂直排的套筒構件的上部範圍內之相反方向被安裝到各個套筒構件。在垂直排的套筒構件210的中間範圍內，在各個卡合構件的垂直高度範圍內，各個卡合元件246被安裝到此各個套筒構件。這藉由第二類型之小而短的聯結元件244來達成。這些聯結元件242及244使用螺孔240的適當選擇被螺合安裝到各個套筒構件210，以將各個卡合元件定位在適當的垂直位置。
據此，各個卡合元件246相對於其被安裝之套筒構件210的垂直位置沿著垂直排的套筒構件以遞增步驟被系統性地移位，且在最下方的套筒構件的情況下可被定位在各個套筒構件210上方的最大距離處、在垂直排的套筒構件的中間範圍內可被定位在各個套筒構件的垂直高度範圍內、以及在最上方的套筒構件的情況下可被定位在各個套筒構件下方的最大距離處。因此，補償了在開啟操作的過程中之基板載具的堆疊的高度的減少、以及在關閉操作的過程中之基板載具的堆疊的高度的增加，使得各個致動器裝置114a及114b的致動構件分別能夠相對於搬運部112的支撐表面部分111被定位在固定的垂直位置處。
較佳地，卡合元件246相對於各個套筒構件210的位置反映出各個致動器裝置的各個致動構件相對於搬運部112的支撐表面部分111的垂直位置、像是上述基板載具堆疊體10的較佳實施例的基底14之基底(若設有基底)的垂直尺寸、以及基板載具12的垂直尺寸。較佳地，若致動器裝置的致動構件相對於搬運部112被定位在不同的垂直位置，則接著卡合元件246將較佳地相對於其套筒構件210被不同地定位，但若這種載具的堆疊的高度減少及增加的機械補償(mechanical compensation)被適用，則將可類似地實現所說明的交錯垂直定位，其包括在垂直位置的遞增步驟中的此系統性移位。
根據本較佳實施例，卡合元件246為獨立的元件，例如，圓柱滾子類型的元件，其以可旋轉的方式被安裝到各個聯結元件。然而，聯結元件與卡合元件能夠替代地為一體式元件或單件式元件的幾個區段。
較佳地，卡合元件246由塑膠材料所做成，例如，聚甲醛(POM)或聚對酞酸乙二酯(PET)，且以不可旋轉的方式被安裝到各個金屬聯結元件，並與各個致動器裝置114a或114b的金屬致動構件250a或250b互動，使得一對硬材料及較軟材料進行摩擦卡合，以減少粒子的磨損，這在半導體電路的製造中可能會有問題。例如，被磨損的塑膠粒子(若有的話)在這方面相較於被磨損的金屬粒子會少些問題。較佳地，致動器裝置包括致動構件250a及250b，其由鋁所做成。然而，這些致動構件較佳地能夠包括由不鏽鋼所做成的對接部分(或任何替代的反應部分，如同下面所說明的)，其與各個卡合元件互動。
在本例中，卡合元件246接收致動力，其被引導用於在開啟操作的過程中樞轉各個套筒構件210及其保持臂朝向並進入捕捉且保持位置，以及接收致動力，其在開啟操作的過程中被引導朝向並進入釋放位置。為此目的，各個致動器裝置114a或114b的致動構件250a或250b與對接部分、或兩個對接部分中之抵靠卡合元件246的各個對接部分對接，卡合元件246對應地可被表示為各個卡合構造210、200或210、202的相對對接部分246、或相對對接元件246。為了將各個致動力施加到此卡合元件或相對對接元件246上，致動構件僅需要在橫向方向上被移動，且致動器裝置及其致動構件的垂直移動可能僅需要將致動構件帶到與各個卡合元件或相對對接元件246相關連的垂直位置或位置範圍，使得致動構件的橫向移動能夠使致動構件及其對接部分與各個卡合元件或相對對接元件246對接卡合，以在套筒構件210及其保持臂200或202上去施加各個致動力於其上並使其一起應用。
如同上面所討論的，具有在橫向方向上位於開啟器設備100的兩側上的兩個致動器裝置114a及114b，且其在開啟器設備的各個垂直高度處在各個開啟器側使用細長的致動構件250a及250b分別致動各兩相對保持臂200及202。致動裝置，其在下文中基於圖17A到19C被進一步說明，圖17A到19C顯示致動裝置114b，其包括機電驅動器，例如，電磁閥驅動器、伺服馬達或步進馬達等，或者其他類型的驅動器，例如，氣動驅動器。驅動器在兩個相反橫向方向中的任一方向上移動致動構件250b(或對應的致動構件250a)，以基於致動構件在第一橫向方向上的移動將各個保持臂從釋放位置帶到捕捉位置，以及基於致動構件在與第一橫向方向相反的第二橫向方向上的移動將各個保持臂從捕捉位置帶到釋放位置。為此目的，致動構件在其端部的兩側上分別包括各對對接部分252a、252b及254a、254b，且各對對接部分中的一個對接部分(在本例中為對接部分252b及254b)對接靠在各個卡合元件或相對對接元件246上，以樞轉各個保持臂朝向並進入捕捉且保持位置，並且，這些對接部分中的另一個對接部分(在本例中為對接部分252a及254a)對接靠在各個卡合元件或相對對接元件246上，以樞轉各個保持臂朝向並進入釋放位置。
據此，為了達成與各個卡合元件或相對對接元件246的這種卡合，兩對對接部分被定位在各個卡合元件246的相反橫向側上，這藉由在各個致動器裝置與搬運部112一起的垂直移動的過程中之致動構件的適當的橫向移動來完成。如圖19A所示，對接部分252a、252b、254a、254b包括上及下傾斜跨越(straddling)區段，其有助於各個套筒構件210的各個卡合元件或相對對接元件246去呈現各對對接部分中的兩對接部分之間的被跨越位置，以使用致動構件的各個橫向致動移動來接收致動力。
例如，致動構件在開啟或關閉操作的過程中的整體移動為曲折(zig-zag)移動。在開啟操作中，隨著搬運部112的向下移動，致動構件250a、250b在第一橫向方向上移動，以將一對保持臂帶到捕捉位置，致動構件接著在第二橫向方向上移動返回，以準備與相鄰的下方對保持臂的互動，並接著當致動構件與搬運部已到達適當垂直位置時再次在第一橫向方向上移動，以將這對相鄰的下方對保持臂帶到捕捉位置等等，且隨著搬運部112的向上移動，致動構件之對應的反向曲折移動在關閉操作中為必要的。
較佳地，若致動構件在其兩端僅包括一個相應的對接部分，這將是足夠的，使得致動構件將在開啟操作中以相應的對接部分的一側對接靠在各個卡合元件或相對對接元件246，以及在關閉操作中以相應的對接部分的另一側對接靠在各個卡合元件或相對對接元件246。
圖18(A)、18(B)及18(C)顯示致動器裝置114b在沒有馬達外殼260(馬達外殼從安裝本體116b被卸下)的情況下的截面俯視圖。馬達外殼較佳地包括步進馬達，但伺服馬達亦可能為適當且有利的。馬達的輸出軸262與輸出槓桿264及輸出滾子266一起被以截面顯示，輸出滾子266相對於輸出軸偏心地以可旋轉的方式被安裝到輸出槓桿。輸出滾子266與圓形滾道(roller lane)滾動卡合，圓形滾道界定安裝本體216b的圓形開口268，並卡合到移位部分272的水平狹縫270中，移位部分272被可滑動地支撐在安裝本體116a中，且致動構件250b被附接到移位部分272，如圖19B所示。據此，藉由在相同方向上旋轉輸出軸262以及輸出槓桿264，致動構件250b能夠在橫向方向上來回移動。在開啟器設備的操作過程中，不排除輸出軸262及輸出槓桿264藉由馬達在交替方向上旋轉。這可替代地藉由更簡單地實現偏心驅動來達成，偏心驅動基於旋轉驅動力來獲得橫向移動。
根據圖18(A)，致動構件250b呈現中間或參考位置。致動器裝置較佳地包括感測器佈置，其檢測致動構件在此中間或參考位置的存在、或致動構件通過此中間或參考位置中的至少一者。例如，可在安裝本體116b的側上設置電感式感測器274，其可響應安裝在移位部分272或致動構件250b上的磁性元件、或可響應與致動構件一起橫向地移動某些其他結構。特定的電感式感測器(例如，高頻震盪器類型的感測器)較佳地不需要專用的磁性元件作為相應的部分，而是響應於附近存在或不存在的金屬材料。
例如，在對於根據圖18(A)的槓桿位置的兩種情況下，根據圖18(B)，輸出槓桿264在逆時針方向上被旋轉約140度，且根據圖18(C)，輸出槓桿在逆時針方向上被旋轉約320度。根據圖18(B)，致動構件250b已大致在使保持臂進入捕捉且保持位置的方向上被移動，且根據圖18(C)，致動構件250b已大致在使保持臂進入釋放位置的方向上被移動。
感測器佈置能夠檢測致動構件在其任何適當位置的存在，或若需要的話能夠連續地感測致動構件的橫向移動及各個目前橫向位置。
與上面所討論的較佳實施例僅在結構特徵上略有不同的其他解決方案為可行的，其避免致動構件的重複曲折移動，且被顯示及表示於圖24A、24B及25中。根據此變形，在致動構件的兩端設置傾斜卡合表面或邊緣，亦即，對於圓柱形元件或套筒構件210的每個卡合元件(或者更一般地，保持臂200及202的每個卡合元件)的至少一個或至少一對傾斜卡合表面或邊緣(特別是至少一個上卡合表面或邊緣以及一個下卡合表面或邊緣)。這些傾斜卡合表面使用各個致動器裝置被帶到開啟位置或關閉位置，在開啟位置用於在開啟操作的向下移動的過程中使保持臂進入捕捉位置，在關閉位置用於在關閉操作的向上移動的過程中使保持臂進入釋放位置。
為了開啟，在第一方向上傾斜的第一傾斜表面被沿著卡合元件在其第一側面上向下移動，以在捕捉位置的方向上經由各個卡合元件將樞轉力施加到各個保持臂，例如，如圖25(A)到25(E)所示。為了關閉，在基本上對應於第一方向的第二方向上傾斜的第二傾斜表面被沿著卡合元件在其相反的第二側面上向上移動，以在捕捉位置的方向上經由各個卡合元件將樞轉力施加到各個保持臂，例如，如圖25(F)到25(J)所示。由於一種凸輪和凸輪從動件的相互作用，這些樞轉力來自於在傾斜表面相對於與各個保持臂相關連的卡合元件向下或向上移動的同時之各個傾斜表面與各個卡合元件的第一或第二側面的卡合。傾斜卡合表面能夠被保持稍有彈性的，以補償對齊誤差。
圖24A為圖15E的修改版本，其顯示套筒構件210包括不同類型的卡合元件246’，卡合元件246’使用適當的聯結元件(例如，圖24A中所顯示的聯結元件242’)被安裝到套筒構件。卡合元件246’能夠由滾子元件所界定，滾子元件具有正交於套筒構件的旋轉軸線的旋轉軸線。各個致動裝置的致動構件的傾斜卡合表面可由致動構件250b的相應部分所提供，其被表示為反應部分而非對接部分。圖24B顯示替換對接部分254a及254b的反應部分254’，且在致動構件250b的另一端的對接部分252a及252b亦可由對應的反應部分(包括對應的傾斜上及下卡合表面)所替換，反應部分與各個套筒構件210的各個卡合元件246’互動，其可被表示為各個套筒構件210的相對反應部分或相對反應元件。
對於致動器裝置114a及114b兩者，藉由相對反應元件246’之相對對接元件246的替換、以及藉由類似於反應部分254’的各個反應部分之兩對對接部分252a、252b及254a、254b的替換較佳地為圖10到23J所顯示的開啟器設備與圖24A及24B所顯示的開啟器設備的變形之間的唯一的結構差異。然而，此變形致使各個致動器裝置114a及114b與各個卡合構造之實質上不同類型的相互作用，亦即，套筒構件210及保持臂200及202經由致動構件250a及250b的各個反應部分以及套筒構件210的相對反應部分或相對反應元件246’，如圖25(A)到圖25(E)的開啟操作及圖25(F)到圖25(J)的關閉操作所示。
圖25(A)到圖25(J)顯示及表示在隨後的時間點t1到t10中的各個時間點的各個相互作用狀態。為了開啟操作及關閉操作，各個反應部分254’較佳地僅被帶到與相對對接部分246’垂直地對齊之靠近反應部分254’的一端用於開啟操作以及靠近反應部分254’的另一端用於關閉操作的適當位置。
為了開啟操作，反應部分254’較佳地被帶到其與相對反應元件246’(處於其對應到各個保持臂的釋放或收回位置的位置)垂直地對齊的位置。由搬運部112的向下移動所造成的反應部分與各個致動器裝置一起的向下移動使反應部分254’的下表面與各個相對反應元件246’卡合(圖25(A)，t1)，且反應部分254’之進一步向下移動造成被引導朝向捕捉且保持位置的致動力被施加到相對反應元件246’，這導致相對反應元件246’與各個套筒構件210及各個保持臂200或202一起的橫向移動(更具體地，樞轉移動)，如圖25(B)到25(E)所示。在圖25(E)中，相對反應元件246’已到達其目標位置，此目標位置對應到或非常接近其在各個保持臂已到達其保持且捕捉位置時所呈現的位置。有關於此，應注意的是，獨立的互動裝置(例如，由所說明的磁性互動裝置所界定者)能夠影響各個保持臂進入到捕捉且保持位置的最終移動。
為了關閉操作，反應部分254’較佳地被帶到其與相對反應元件246’(處於其對應到各個保持臂的捕捉且保持位置的位置)垂直地對齊的位置。反應部分254’與各個致動器裝置及搬運部112一起的向上移動使反應部分254’的上表面與各個相對反應元件246’卡合(圖25(F)，t6)，且反應部分254’之進一步向上移動造成相對反應元件246’與各個套筒構件210及各個保持臂200或202一起的橫向移動(更精確地，樞轉移動)，如圖25(G)到25(J)所示。在圖25(J)中，相對反應元件246’已到達其目標位置，此目標位置對應到或非常接近其在各個保持臂已到達其釋放位置時所呈現的位置。有關於此，應注意的是，獨立的互動裝置(例如，由所說明的磁性互動裝置所界定者)能夠影響各個保持臂進入到釋放位置的最終移動。
圖25(A)至圖25(J)中示意性地顯示的是，分別在開啟操作的過程中及在關閉操作的過程中，對於所有相對反應元件以及對於所有套筒構件及其被安裝到四個安裝支柱的所有四垂直組的保持臂中的各個保持臂的實施。
根據此變形，由於各個致動構件較佳地僅選擇性地進入兩個交替的操作位置(一個是開啟位置，且另一個是關閉位置)中的一個，兩致動器裝置114a及114b的致動構件250a及250b的移動的簡單控制為足夠的。
圖26顯示根據開啟器設備100的變形之保持臂200及202與其各自的套筒構件210的特寫視圖。為了簡潔起見，對於相同且類似的元件使用相同的標號。根據此較佳實施例，套筒構件210設置有兩個平行排的螺孔240a及240b，用於安裝各個聯結元件，在圖26中為，例如，安裝各個卡合元件246之長的聯結元件242，以位在卡合元件所附接的套筒構件上方。
被安裝到安裝支柱且與對接元件230磁性地互動的徑向突出的對接針232被佈置在各個套筒構件210的兩個對接元件230之間，如同上面所討論的。這些元件界定出各個套筒構件以及各個長的保持臂200或短的保持臂202的兩個操作位置。
保持臂200及202與前面說明中所考慮的保持臂不同的地方在於，每一個保持臂包括各個通孔203。在所有保持臂呈現相同的操作位置(例如，捕捉且保持位置或釋放位置)的情況下，所有通孔203被對齊，使得由光束感測器佈置所發出的光束能夠被傳遞通過所有通孔203而不會被中斷。由此，開啟器設備100的控制器能夠被配置或程式化以檢測呈現相同的操作位置的所有保持臂。
較佳地，若所有保持臂呈現釋放位置，能夠藉由被適當地定位的光束感測器佈置檢測至少所有垂直交錯的保持臂在此釋放位置中的正確定位，光束感測器佈置提供光束，光束被垂直地傳遞通過通孔203。然而，若光束被未呈現釋放位置的一個或多個保持臂所中斷，則接著搬運部112及相關連的致動器裝置114a或114b能夠被操作來將所有保持臂帶到釋放位置，以準備要被實現之對於基板載具堆疊體的新的開啟操作。
較佳地，可能對開啟器設備100之四個垂直排的保持臂中的每一個提供兩個這樣的光束感測器佈置，一個光束感測器佈置用來檢測呈現釋放位置的所有保持臂，且另一個光束感測器佈置用來檢測呈現捕捉且保持位置的所有保持臂。在各垂直組的保持臂的這兩種情況下，各個光束能夠被傳遞通過所有保持臂的通孔203。
在圖26中，保持臂被顯示為呈現釋放位置，在釋放位置中，保持臂未卡合或僅稍微卡合到分隔面板164a的各個水平狹縫207中。此外，致動器裝置114a的致動構件250a的卡合或對接端被顯示。藉由將搬運部112向上移動短距離，相鄰的卡合元件246被定位在此卡合或對接端的兩個對接部分之間，使得相關連的套筒構件210之長的保持臂200能夠藉由適當地操作致動器裝置114a而被致動以呈現捕捉且保持位置。
開啟器設備100可包括至少一光束感測器(例如，上及下光束感測器)，其與搬運部112一起向上及向下移動。在開啟操作中，各個光束裝置的光束沿著各個被捕捉的基板載具的基板(例如，晶圓)及被捕捉的基板載具本身向下通過，並且，在關閉操作中，各個光束裝置的光束沿著要被釋放及拿起的下一個基板載具及此基板載具的基板(例如，晶圓)向上通過，且這些元件能夠在(各個)光束感測器的輸出信號中給出特定的識別標誌，以監測開啟和關閉操作的正確過程、以及基板是否正確地就定位且未被破壞。
根據較佳實施例及目前所指出的變形的開啟器設備100包括至少一對光束感測器或光障感測器，其包括上感測器及下感測器，上感測器及下感測器被直接或間接地安裝到兩個致動器裝置114a及114b中的各者。致動器裝置114b設有這樣的一對感測器，亦即，上感測器280b及下感測器282b，其使用在垂直方向上延伸的托座284b而被安裝到安裝本體116b，使得兩個感測器相對於彼此被垂直地位移。下感測器282b位在約與致動構件250b相同的垂直高度處，且上感測器位在相對於下感測器之實質向上位移之處。這些感測器能夠為反射式感測器，其包括整合在一個元件中的光發射電路及光接收電路。例如，圖17A及17B指示對於兩個感測器280b及282b之稍微相對於彼此垂直地位移的光輸出及光輸入的存在。在此情況下，例如，不需要在另一個致動器裝置114a的側上的相關元件，然而，也可在致動器裝置114a的側上設置一對類似的反射式感測器類型的感測器。這藉由感測器托座284a及284b的存在來指示，感測器托座284a及284b在搬運部112的兩側上相鄰於各個致動器裝置114a及114b的馬達外殼，如圖12及13所示。
或者，托座中的一者能夠安裝上光發射器且托座中的另一者能夠安裝上光接收器，以及托座中的一者能夠安裝下光發射器且另一個托座能夠安裝下光接收器，這界定出單向型的上光束或光障感測器以及單向型的下光束或光障感測器。這些光束感測器或光障感測器的實現提供了對於基板載具12與基板30之可靠的檢測和監測。
藉由設置至少一上感測器及至少一下感測器，在搬運部112上向上移動及向下移動的基板載具的堆疊的變化高度能夠藉由在開啟操作的向下移動的過程中從上感測器切換到下感測器、以及藉由在關閉操作的向上移動的過程中從下感測器切換到上感測器而被認定。當基板載具藉由保持臂200及202保持時，相對於搬運部112的支撐表面部分111以及相對於基板載具及由處於開啟或非堆疊位置的基板載具所保持的基板的垂直位置適當地選擇兩個感測器的垂直位置。若甚至更高的基板載具的堆疊要藉由開啟器設備來操作且至少部分地開啟或關閉，則能夠在搬運部的各個側上設置超過兩個這樣的感測器，其適當地相對於彼此垂直地位移。
光束感測器使得能夠有利地監測開啟及關閉操作，包括基板(例如，半導體晶圓)的正確定位及狀態。
此外，為了監測開啟器設備100的操作，搬運部112可設有至少一個感測器，其適於感測基板載具堆疊體在支撐表面部分111上的存在及正確定位。例如，電感式感測器290可被設置在搬運部之適當的插口中，且可適於響應整合到或安裝於各個基板載具堆疊體的基底的磁性元件或金屬元件，或可適於響應基底，例如，若基底由金屬材料(例如，不鏽鋼或鋁)所做成。搬運部112可進一步包括一個或複數個定位或定心(centering)元件(例如，定心突起292)，其卡合於各個基板載具堆疊體的基底的適當定位或定心元件(例如，定心開口或定心凹部)。有關於此，根據圖14A及14B及其他圖式的搬運部112僅為範例，且其係基於基底的設計及其變形，以及基於將基板載具堆疊體裝載到搬運部112上及/或從搬運部112卸載基板載具堆疊體的操作裝置或機器人臂佈置的支撐區段或夾持器。
例如，基底可包括平坦的下表面，例如，類似於圖6、7A及7B中所顯示的基底14。在此情況下，被支撐在搬運部112的上表面部分111上的基底14的下表面與搬運部的中央板狀部分的上表面113之間存在相對大的垂直間隙。然而，替代地，基底可在其下側包括相對於基底之將被支撐在搬運部的支撐表面部分111上的這些表面部分向下突出的結構。將被容納在由上表面113及支撐表面部分111之間的垂直位移所造成的此間隙中的這些結構能夠將沖洗氣體供給及排出管線與基底的沖洗氣體分配結構連接。當基板載具堆疊體被儲存在貯藏庫佈置(例如，上述的無塵室設施中的一者的貯藏庫佈置)中時，可提供儲存在關閉的基板載具堆疊體中的基板的沖洗處理。若需要的話，搬運部112亦能夠具有不同的設計，以支撐其他類型的基底。此外，如同上面所討論的，此間隙使得基底與操作裝置或機器人臂佈置的支撐區段或夾持器之間能夠適當地卡合。
兩個致動器裝置114a、114b及上述的感測器藉由適當的電線而與相關連的控制及電能供給連接。較佳地，所有的電線在開啟器設備100的一側上的一個佈線束中被引導到搬運部佈置。佈線束能夠將所謂的能量鏈或e-chain 294保護於其中，能量鏈或e-chain 294包括安裝到開啟器設備的底盤的一端以及使用適當的部件被直接或間接地安裝到致動器裝置的安裝本體的另一端，在本例中為屬於致動器裝置114b的安裝本體116b，例如，如圖23A及23C所示。如圖14B所示，搬運部112可在其下側上被設有蓋板元件，其覆蓋空間或通道，電線能夠從此空間或通道通過而被引導來連接致動器裝置及位在上表面113的另一側上的感測器。
開啟器設備100較佳地可設有至少一感測器，以感測搬運部112的目前垂直位置。例如，與搬運部112相關連的兩個皮帶驅動部的驅動軸140或伺服馬達136的輸出軸能夠設有旋轉編碼器，這是因為搬運部112的上下移動由驅動軸和輸出軸的迴轉數或迴轉角度所反映。然而，代替對搬運部的實際垂直位置及其上下垂直移動的這種間接測量，直接測量亦為可行的。為此目的，光學感測器能夠被使用來測量各個感測器與搬運部佈置的基準元件或基準表面部分之間的垂直距離。尤其是，至少一光學距離感測器(例如，包括位在相同的殼體中的發射器及接收器之所謂的漫射式感測器)能夠被安裝到底盤或開啟器設備的其他固定部件中的一者，包括作為搬運部佈置的反射目標的部分，例如，安裝到或屬於其的致動器裝置或部件中的一者的部分。例如，這種光學距離感測器能夠被安裝到分隔面板140a及140b中的一者的上區域中，且能夠與作為反射目標的致動器裝置114b的致動構件250b或致動器裝置114a的致動構件250a相關連。連接此感測器與適當的電能供給及控制器及其他必要的電線之電線能夠被引導通過開啟器設備100並沿著其部件，且在適當的位置使用纜線連接器或纜線保持器被固定到這些部件。例如，圖23B顯示一個這樣的纜線連接器或纜線保持器298。
這種光學距離感測器允許精確感測搬運部112的目前垂直位置以及其在開啟操作及關閉操作的過程中由開啟器設備100所實現的向上及向下移動。旋轉編碼器為一種良好的替代方案，以允許間接但足夠精確地感測搬運部112的目前垂直位置以及其在開啟操作及關閉操作的過程中的向上及向下移動，並能夠提供目前垂直位置及移動的動態感測。由此，搬運部112能夠被充分地帶到精確的上裝載及卸載位置，在此位置中，各個基板載具能夠被裝載到搬運部上且能夠從搬運部被卸載，且搬運部能夠在開啟操作中被適當地向下移動，且當搬運部已到達下操作位置(例如，對應到或靠近於下限位置的位置)時，向下移動能夠被適當地停止，且搬運部能夠被適當地向上移動回到上裝載及卸載位置以及又進一步向上移動到上接收位置(若設有上接收位置)。此外，若使用被安裝到底盤的各個獨立的致動器而非可移動的致動器裝置114a及114b來獨立地致動保持臂，則基於由指示搬運部112的目前垂直位置的垂直距離感測器或旋轉編碼器所提供的垂直位置及移動數據，這些獨立的致動器裝置能夠被適當地控制來致動保持臂配合搬運部的向下移動以及配合搬運部的向上移動。
目前為止，已經假設開啟器設備100對於各個基板載具堆疊體僅包括一個上裝載及卸載位置，其對應到開啟器設備中的搬運部112的上操作位置。搬運部的此上操作位置使得基板載具堆疊體能夠通過開啟器設備的第二側面上的裝載及卸載埠被裝載到搬運部上、以及能夠從搬運部112通過此裝載及卸載埠被卸載。搬運部112的此上操作位置能夠被適當地表示為搬運部的裝載及卸載位置。
然而，若當搬運部呈現上操作位置(其使各個基板載具堆疊體能夠從搬運部卸載，以及其原則上使各個基板載具堆疊體能夠裝載到搬運部上)時，在目前被裝載於搬運部上的基板載具堆疊體上方的輔助保持位置處，基板載具堆疊體能夠通過獨立於搬運部112之被保持在開啟器設備100中的裝載及卸載埠被裝載，則能夠達成更多優勢。
獨立於搬運部112而將基板載具堆疊體裝載到開啟器設備100中的此能力使得新的基板載具堆疊體能夠在從搬運部112卸載先前基板載具堆疊體(已在其上實現開啟及關閉操作)的第二操作步驟之前的第一操作步驟中被裝載到開啟器設備100中。
據此，在將新的基板載具堆疊體裝載到開啟器設備100中的此輔助保持位置之後，先前基板載具堆疊體接著能夠在其上卸載位置中被從搬運部112卸載，並返回到貯藏庫佈置中的裝載處等。現在為自由而可承載新的基板載具堆疊體的搬運部112能夠接著被向上移動朝向已提及的上接收位置，而與新的基板載具堆疊體支撐卡合，尤其是與其基底支撐卡合。新的基板載具堆疊體接著能夠被界定輔助保持位置之相關連的托座釋放，且接著，搬運部及新的基板載具堆疊體能夠被向下移動以實現開啟操作，並接著能夠被再次向上移動以實現關閉操作，以及接著從搬運部112卸載此基板載具堆疊體。
在此基板載具堆疊體被從搬運部卸載之前，下一個基板載具堆疊體已經能夠被裝載到開啟器設備100中使用托座來保持。在開啟器設備的裝載及卸載埠與貯藏庫佈置等之間轉移基板載具堆疊體之對應的操作或機器人臂佈置能夠在一個工作流程中將新的基板載具堆疊體裝載到開啟器設備100中以及從開啟器設備中卸載先前基板載具堆疊體。沒有必要只在從裝載及卸載埠卸載先前基板載具堆疊體之後才使下一個基板載具堆疊體進入開啟器設備的裝載及卸載埠。在先前基板載具堆疊體返回到貯藏庫佈置等的同時，下一個基板載具堆疊體已能夠進行開啟操作。因此，能夠實質地增加通過開啟器設備100的基板載具堆疊體的生產率。
先前圖式中所顯示的開啟器設備100及其變形能夠為應該被進行開啟及關閉操作的各個基板載具堆疊體提供額外或輔助的上裝載位置。為此目的，開啟器設備100包括四個電磁致動器300，較佳地為電磁閥致動器300，其以可樞轉的方式被安裝到開啟器設備的底盤於其上區域中。在各個分隔面板164a及164b的外側，兩個這樣的電磁致動器300被設置在開啟器設備的第三側面上，且兩個這樣的電磁致動器300被設置在開啟器設備的第四側面上，如圖10及11所示。
位在第三側面上靠近開啟器設備的第一側面的電磁致動器300被顯示在圖27的局部特寫側視圖中，一起的還有相鄰的反射式光學感測器296，例如，反射式光束感測器，尤其是所謂的漫射式感測器或漫射反射式感測器296，其被安裝到分隔面板164b。
致動器300的輸出桿320相對於保持元件322的樞轉支撐件324偏心地以可樞轉的方式被聯結到各個勾形的保持元件322，其將在下文中被表示為保持勾322，儘管保持元件能夠替代地為不同的形狀且能夠以不同的方式移動。
根據本較佳實施例，各個保持勾322能夠在保持位置及釋放位置之間樞轉，在保持位置中，各個保持勾322的保持部分326延伸通過各個分隔面板164b中的垂直狹縫328進入到開啟器設備100的內空間中，以支撐下一個基板載具堆疊體，在釋放位置中，保持勾322並未延伸通過各個垂直狹縫328進入到內空間、或較少地延伸通過各個垂直狹縫328進入到內空間。圖27及圖28(其為各個分隔面板164b的內側的視圖)顯示在開啟器設備100的此側上的保持勾322，以呈現保持位置。各個電磁致動器300較佳地在此位置未被充能。能夠被整合到致動器300中的偏壓彈簧經由輸出桿偏壓各個保持勾322朝向並進入保持位置。突出到內空間中之相對的保持勾322及其保持部分326亦顯示於圖23H中。
對致動器300充能使得輸出桿320在大致向下方向上或稍微相對於向下方向傾斜地移動朝向保持勾，使得保持勾322樞轉約90度。因此，保持部分326在大致向上方向上樞轉離開內空間，直到保持勾呈現其釋放位置。或者，勾形的保持元件或其他類型的保持元件之不同的動力學(例如，涉及保持部分，其在大致向下方向上樞轉離開內空間，直到各個保持元件呈現其釋放位置為止)能夠被使用。
已被在開啟器設備的此側上之這兩個保持勾以及在開啟器設備的相反側上之對應的兩個其他保持勾所支撐的基板載具堆疊體在被保持勾釋放之後，現在將被搬運部112所支撐，搬運部112已被向上移動成為支撐卡合。接著，能夠進行下一個開啟及關閉過程。
如上所述，例如，如圖11所示，在第三側面上有兩個這樣的保持勾322，其在保持位置以各自的保持部分326延伸到內空間中，且例如，如圖10所示，在開啟器設備的第四側面上有兩個這樣的保持勾322，其在保持位置以各自的保持部分326延伸到內空間中，使得各個新的基板載具堆疊體能夠被牢固地保持在開啟器設備中的上或輔助裝載位置。然而，替代地，能夠提供不同的保持結構來達成額外的上或輔助保持位置的優勢，以對各個基板載具堆疊體進行開啟及關閉操作。
圖28所顯示的開啟器設備的第三側面上的分隔面板164b的內側上的視圖進一步顯示感測光束330被傳遞通過分隔面板中的開口332，感測光束330由在分隔面板的其他側上的光束感測器296發出。此光束感測器296被提供來檢測由保持勾322所保持之新的基板載具堆疊體的存在，其能夠被進行開啟及關閉操作。
另一個這樣的光束334被顯示在光束330下方，且通過分隔面板中的另一個開口336被發出。此光束由圖11所顯示的另一個這樣的光束感測器297所發出，其被安裝到相同的分隔面板194b，並檢測在作為卸載位置的上操作位置中被支撐在搬運部112上的基板載具堆疊體的存在。實際上，此基板載具堆疊體將為開啟及關閉操作已在其上被完成且應返回到貯藏庫佈置等的基板載具堆疊體。光束330及334亦顯示在圖10中。
將指示各個基板載具堆疊體存在或不存在於開啟器設備100中的各個位置處的信號發送到開啟器設備的控制器(例如，圖37示意性地顯示的控制器340)之感測器使得能夠以基板載具堆疊體的高生產率適當地操作開啟器設備。
較佳地，為了避免部件在皮帶驅動部及控制搬運部112的向上及向下移動的相關控制器故障的情況下的損壞，開啟器設備可包括在開啟器設備100的上區域及/或下區域中的一個或多個橡膠緩衝器(rubber bumper)。這種橡膠緩衝器可被包含在皮帶驅動部的緊急切斷器中，使得搬運部佈置的至少一適當部分對接靠於至少一這種橡膠緩衝器會導致對伺服馬達136的電源供應的中斷。
較佳地，開啟器可在用於基板的裝載及卸載埠的第一側面上方或在上部區域中設置離化器裝置302，其消除或顯著地減少此裝載及卸載埠的區域中的靜電。為此目的，離子被產生並發送以達到離子平衡，且較佳地，以獲得並維持離子平衡。對離化器裝置302供給電能及乾淨乾燥空氣，尤其是加壓乾淨空氣。加壓乾淨乾燥空氣供給之相關連的電磁閥304被顯示於圖22B中。離化器裝置302可包括至少一回饋感測器，其能夠被定位在裝載及卸載埠中的適當位置處。開啟器設備可在開啟器設備的第二側面上進一步包括離化器裝置，其關連於用於基板載具的裝載及卸載埠。
有關開啟器設備100在半導體製造工廠等中的放置，例如，在如上所述的無塵室設施中，開啟器設備可被放置在支撐結構上，支撐結構包括至少一通道，其容納朝向並進入開啟器設備中的電線及供給管線(可能包括至少一加壓乾淨空氣供給管線)。為此目的，開啟器設備在其底板104中包括貫穿口306，其以貫穿口306與支撐結構的貫穿口的適當配準(registration)的方式被定位在支撐結構上。底板中的貫穿口306或底板中的其他貫穿孔亦可從開啟器設備經由支撐結構的至少一通道或專用排氣通道排出沖洗空氣。
為了達成從開啟器設備100之藉由向下朝向底板並進入支撐結構的這種通道等的沖洗空氣流的空氣的適當沖洗，可設置適當的風扇或吹風器。較佳地，至少一個這樣的風扇或吹風器分別被安裝到開啟器設備之在各個分隔面板164a及164b外部的第三側面及第四側面上的底板104，且較佳地亦在開啟器設備之在分隔面板180的外部的第二側面上，使得磨損粒子保持遠離開啟器設備的內空間，磨損粒子是由，例如，因為開啟器設備的部件之間的機械相互作用(例如，皮帶驅動部)的磨損所造成的，且更具體地是由致動構件與保持臂200及202的卡合元件246及246’之間的相互作用所導致的，基板可在各個基板載具堆疊體的開啟或部分開啟狀態下進出開啟器設備的內空間。有鑑於將這些磨損粒子保持為遠離基板，開啟器設備100之保持臂200及202的卡合元件246能夠位在距離各個基板的垂直位置向下相對遠離之處，各個基板被保持在藉由成組的四個保持臂被支撐為開啟狀態的各個基板載具的座中。這藉由保持臂與其套筒構件及保持各個卡合元件的聯結元件之所說明的設計以及藉由適當地設計包括基板保持臂(其從被支撐在開啟器設備的保持臂上的基板載具框架向上延伸)的基板載具來達成。
在本較佳實施例中，開啟器設備包括三個這樣的風扇或吹風器，其在開啟器設備的三個側的各側上包括一者，在各個分隔面板的外部。這些風扇或吹風器308a、308b及308c能夠為，例如，軸向風扇或軸向吹風器。在此情況下，風扇或吹風器被安裝到底板104，與各個風扇或吹風器下方的各個貫穿口對齊，以經由各個貫穿口排出沖洗空氣進入並通過開啟器設備100被放置於其上的支撐結構。或者，這些風扇或吹風器可為徑向風扇或吹風器，其側向地經由在各個分隔面板中的開口排出沖洗空氣進入開啟器設備之在金屬片板142下方的空間中，其亦藉由金屬片面板160及分隔面板而從環境中被遮蔽。在此情況下，沖洗空氣可經由底板104的貫穿口306被排出進入並通過支撐結構。
據此，可對開啟器設備100提供適當的向下沖洗氣體流，其確保磨損粒子(其可藉由機械部件的機械相互作用所產生)遠離基板，尤其是半導體晶圓，其由處於開啟狀態的各個基板載具所保持，或可被運輸自、或被運輸朝向開啟狀態下的各個基板載具的座。
在下文中，示意圖被參照，其用於顯示根據本發明的較佳實施例的開啟器設備的較佳實施例的操作，包括上述的開啟器設備的較佳實施例以及其變形。為了簡潔起見，相同的標號被用於相同或類似的部件。各個開啟器設備僅以其結構部件中的部分來表示，包括表示其各自的移動機構101的部件。
圖29A顯示位在開啟器設備之示意的搬運部112上的基板載具的堆疊。基板載具堆疊體10被顯示為不具有基底且不具有蓋體。然而，除了相互堆疊於其上的基板載具12之外，基板載具堆疊體10還可包括基底及蓋體。基板載具12被顯示為具有由各個基板載具12所保持的基板30。搬運部112被顯示為處於上操作位置，尤其是，上裝載及卸載位置或上卸載位置、或是開啟器設備的上開始位置。
圖29B顯示處於非堆疊狀態的基板載具12，以及在開啟器設備中被定位在下操作位置的搬運部112。
在圖29A及29B兩者中，搬運部112被顯示為在基板載具堆疊體10的任一側上具有示意的致動構件250a及250b，其亦表示為各個致動器裝置等，例如，致動器裝置114a及致動器裝置114b，其被由搬運部112所支撐或與其連接，用於共同向下及向上移動。根據圖29B，基板載具12藉由示意性地顯示的保持臂來保持，亦即，長的保持臂200或短的保持臂202、或沿著垂直方向被交替地佈置的短及長的保持臂200及202。據此，圖29B顯示，例如，根據上面所討論的詳細圖式之開啟器設備，然而，同樣可能的是，只有一種類型的保持臂被使用來界定垂直延伸的各組保持臂。
保持臂顯示為具有各個卡合元件246，其由各個聯結構件保持在相對於各個保持臂200或202的垂直位置之所界定的垂直位置，以達成在開啟操作的過程中以及在關閉操作的過程中之基板載具堆疊體10之所描述的高度變化的補償。
根據圖29B，最下方的基板載具12於其開啟位置被放置在搬運部112上。然而，替代地，最下方的基板載具能夠被界定垂直保持位置之額外的各組保持臂保持在非堆疊開啟狀態。此外，最下方的基板載具12能夠被基板載具堆疊體10的基底替代，且最上方的基板載具12能夠被基板載具堆疊體10的蓋體替代。
開啟器設備能夠操作基板載具的堆疊，其包括較在特定垂直位置被設置在開啟器設備中的保持臂的組更多的基板載具，使得只有基板載具堆疊體之所選擇的子群組藉由開啟器設備中的保持臂之相關連的組以所描述之垂直交替的方式被開啟及操作。
圖30A到30C顯示這種開啟器設備及各個基板載具堆疊體10之對應的部分開啟狀態。再次，在圖30A到30C中，未顯示基底及蓋體，但基板載具堆疊體可能包括被支撐在搬運部112上的基底以及被堆疊在最上方的基板載具12上的蓋體。
為了在上組基板載具上及在基板載具堆疊體的下組基板載具上選擇性地操作，較佳地，不僅致動構件250a及250b及其相關連的致動器裝置被設置為可與搬運部112共同地移動，且還設置有在致動構件250a的側上之額外的上致動構件250c及在致動構件250b的側上之額外的上致動構件250d(又再次表示各個致動器裝置)。上致動構件250d及250c可獨立地從下致動構件250a及250b移動。為了在基板載具堆疊體10的上組基板載具12上操作，上致動器裝置以及各個上致動構件250c及250d被操作來與保持臂200/202的卡合元件246卡合，以達成根據圖30B之基板載具堆疊體的部分非堆疊狀態，其中，基板載具堆疊體中的基板載具12的上子群組被開啟。藉由交替地操作下致動器裝置以及其致動構件250a及250b，根據圖30C的部分非堆疊狀態能夠被達成，其中，基板載具堆疊體中的基板載具12的下子群組被部分地解除堆疊且開啟。再次，最下方的基板載具12能夠被基板載具堆疊體10的基底替代，且最上方的基板載具12能夠被基板載具堆疊體10的蓋體替代。
如同參照開啟器設備100之詳細圖式所說明的，開啟器設備可設置有光束感測器，其包括在致動構件250b的側上的上光束感測器280b及下光束感測器282b、以及在致動構件250a的側上之對應的上光束感測器280a及下光束感測器282a，其被與搬運部112連接用於共同向上及向下移動。如同上面所討論的，感測器可為反射式感測器。或者，元件280a及280b中的一者能夠為光束發射部分，且這些元件的另一者能夠為上光束感測器的光束接收部分，而元件282a及282b中之對應的一個元件能夠為光束發射部分，且這些元件的另一者能夠為下光束感測器的光束接收部分，如同上面所討論的。圖31示意性地顯示這種光束感測器。
藉由光束感測器，基板30的堆疊及非堆疊狀態能夠被監測。為了容納具有變化高度的基板載具的堆疊，能夠在向下移動的過程中從各個上感測器被切換到各個下感測器，以及在向上移動的過程中從各個下感測器被切換到各個上感測器。
在將要達成包括較圖30A到30C所顯示的基板載具更多的基板載具之基板載具堆疊體10的部分非堆疊的情況下，能夠類似地達成相同的目的。為此目的，能夠設置額外組的至少一上光束感測器或兩光束感測器部分以及至少一下光束感測器或兩光束感測器部分，例如，在致動構件250c的側上的上光束感測器280c或光束感測器部分280c及下光束感測器282c或光束感測器部分282c、以及在致動構件250d的側上的上光束感測器280d或光束感測器部分280d及下光束感測器282d或光束感測器部分282d。參照圖32，其示意性地顯示上及下致動構件、以及至少一上組的光束感測器280c、282c、280d、282d及至少一下組的光束感測器280a、282a、280b、282b。當致動構件250c及250d被操作以使基板載具的上子群組部分地解除堆疊時，在致動構件250c的側上之上對的感測器或感測器部分280c及282c、以及在致動構件250d的側上之上對的感測器或感測器部分280d及282d被使用。為了在基板載具堆疊體的載具的下子群組上操作，這藉由下致動構件250a及250b來達成，在致動構件250a的側上之下對的感測器或感測器部分280a及282a、以及致動構件250b的側上之下對的感測器或感測器部分280b及282b被使用。
圖33顯示適於在基板載具堆疊體的基板載具中的三個子群組中的一個子群組(亦即，上子群組、中間子群組或下子群組)上選擇性地操作的開啟器設備。圖30顯示處於非堆疊狀態之基板載具的中間子群組。替代在基板載具堆疊體的任一側上設置具有各個致動構件之更多的致動器裝置，使得將有三個致動構件相對於彼此被垂直地位移，使用獨立的致動器裝置115致動保持臂200/202，致動器裝置115被固定地安裝到開啟器設備的底盤、或與開啟器設備的底盤固定地連接的其他結構元件。開啟器設備的每一個保持臂可被設置有其各自的致動器裝置。或者，在開啟器設備的各側上的每一對保持臂可被設置有共用的致動器裝置115。據此，搬運部112較佳地僅設置有可與搬運部112共同地移動的光束感測器，以監測基板載具12的堆疊及非堆疊以及各個基板30的狀態。額外對的上光束感測器280e或光束感測器部分280e以及下光束感測器282e或光束感測器部分282e、以及額外對的上光束感測器280f或光束感測器部分280f以及下光束感測器282f或光束感測器部分282f被包含在開啟器設備的兩側上，以與搬運部112共同地移動。
為了監測基板載具12的堆疊及非堆疊以及基板載具中的下子群組的基板30的狀態，光束感測器280a、282a及280b、282b能夠被使用。為了監測基板載具12的堆疊及非堆疊以及基板載具中的中間子群組的基板30的狀態，光束感測器280c、282c及280d、282d能夠被使用。為了監測基板載具12的非堆疊及堆疊以及基板載具中的上子群組的基板30的狀態，光束感測器280e、282e及280f、282f能夠被使用。
除了在圖33中被各個致動構件示意性地表示的獨立的致動器裝置115之外，獨立的感測器310能夠被設置且安裝在開啟器設備中於保持臂200/202的附近，以感測各個保持臂的目前位置。這些感測器310能夠為，例如，光學感測器或電感式感測器。
替代或附加地，一個或複數個光束感測器能夠被設置用於垂直的每一組保持臂，以在操作開啟器設備之前監測是否有所有的保持臂呈現相同的正確位置，亦即，捕捉且保持位置及釋放位置中的一者。能夠在基板載具堆疊體被裝載到搬運部112上之前使用各個感測器來達成這種監測，例如，如上面對於圖26所討論的。
如同上面所討論的，開啟器設備在其上操作的基板載具堆疊體10較佳地將包括基底14及蓋體16，基板載具12在非堆疊狀態下被堆疊在基底14上，蓋體16在堆疊狀態下被堆疊在基板載具堆疊體10中的最上方的基板載具12上。這種基板載具堆疊體被顯示在圖34當中處於藉由適當的開啟器設備所達成之非堆疊狀態。在本文中，搬運部112及基底14被顯示為與由各個保持臂所保持的最下方的基板載具相距相對大的垂直距離。然而，這樣大的垂直距離為非必要的。搬運部能夠在基板載具堆疊體的非堆疊狀態下被定位在相距最下方的基板載具之較小距離處，例如，使得下光學感測器或感測器部分282a及282b被定位在最下方的基板載具的下邊緣的正下方。
在圖29B、30B、30C、33及34中，用於保持臂200/202之安裝支柱152a、152b、154a及154b的存在僅被示意性地示出，而不具有任何在底板(類似顯示於詳細圖式中的開啟器設備100的底板104)上的安裝支柱的支撐。為了這種支撐，安裝支柱進一步向下延伸以在搬運部112下方被支撐。此外，安裝保持臂的套筒構件未被示出。據此，除了圖33，卡合元件246在圖式中被示意性地示出，以使用適當的聯結元件直接地相對於相關連的保持臂被連接。
較佳地，開啟器設備將包括適當的控制器340，其較佳地包括至少一處理器342、唯讀記憶體或快閃記憶體344、及隨機存取記憶體346。如圖37示意性地顯示，開啟器設備之各種可控制的部件(亦即，至少兩致動器裝置114a及114b、兩伺服馬達136及188、閥304、離化器裝置302及風扇或吹風器308a、308b及308c等)透過適當的電線與控制器340連接，以受到控制器340的控制。較佳地，此控制由控制器340在從各種感測器所接收的信號或數據的基礎上來達成，各種感測器包括指示搬運部112的目前垂直位置的垂直距離感測器或旋轉編碼器350、光束感測器280a、280b、282a、282b、296及297、與保持臂200、202相關連的感測器、兩個致動器裝置114a及114b的電感式感測器274、搬運部112的電感式感測器290、及在先前的描述中所討論的所有其他的感測器以及任何能夠被設置的任何其他感測器。控制器340能夠適當地被關連於無塵室設施或半導體製造工廠的上位控制器、屬於無塵室設施或半導體製造工廠的上位控制器、或能夠被無塵室設施或半導體製造工廠的上位控制器所控制。
在使用安裝到開啟器設備的底盤的獨立致動器裝置來致動保持臂的情況下，如示意性地顯示於圖33中，控制器340能夠控制這些致動器裝置115以配合搬運部112的移動去實現保持臂的依序致動，適當地考慮在開啟操作的過程中之基板載具的堆疊的高度減少以及在關閉操作的過程中之基板載具的堆疊的高度增加。
雖然上面已描述本發明的較佳實施例，應理解的是，對於熟知本領域技術人士而言，在未偏離本發明的範疇及精神的情況下，各種變化及修改將是顯而易見的。因此，本發明的範疇僅由以下的申請專利範圍來決定。
10:基板載具堆疊體 12:基板載具 14:基底 16:蓋體 18:被堆疊的基板載具 20:氣體連接器 22:氣體連接器 30:基板 32, 32a, 32b, 32c, 32d:基板保持臂 34:複數個基板 40:外載具框架 42a, 42b, 42c, 42d:框架腹板 44a, 44b, 44c, 44d:框架頂點區域 50a, 50b:突起 52a, 52b:凹部或開口 54a, 54b, 54c, 54d:凸出 60a, 60b:分隔腹板 62:內區域 64:大的內開口 66a, 66b:(第一對)較小的內開口 68a, 68b:(第二對)較小的內開口 70:沖洗通道 70a, 70b:通道 72:沖洗通道 72a, 72b:通道 80:無塵室設施 82:貯藏庫佈置 84:儲存室 86:設備前端模組(EFEM) 88:前開式晶圓傳送盒(FOUP) 90:第一機器人佈置 92:第二機器人佈置 94:開啟器站 100:開啟器設備 101:移動機構 102:底盤 104:底板 106:頂板 108:支撐樑 110:引導樑 111:上表面部分 112:支撐件或搬運部 113:上表面 114a, 114b:致動器裝置 115:致動器裝置 116a, 116b:安裝本體 118a:引導元件 118b:滑動引導件 120:導軌 130a:皮帶驅動部佈置、第一齒形帶 130b:皮帶驅動部佈置、第二齒形帶 132a:(第一)驅動滑輪 132b:(第二)驅動滑輪 134a:第一返程滑輪 134b:第二返程滑輪 136:伺服馬達 137:驅動滑輪 138:齒形帶齒輪 139:從動滑輪 140:驅動軸 142:金屬片板 150a, 150b:(支撐)樑、細長的元件 152a, 152b:支撐樑(安裝支柱) 154a, 154b:支撐樑(安裝支柱) 160:金屬片面板 162:(金屬片)面板 164a:(第一對金屬片)分隔面板 164b:(第二對金屬片)分隔面板 166a, 166b:(金屬片)面板 168a, 168a:(金屬片)面板 170:滑門 174a, 174b:連接部分 176:開口、裝載及卸載埠 178:開口、裝載及卸載埠 180:分隔面板 182a, 182b:導軌 184:第三齒形帶 186:驅動滑輪 188:伺服馬達 190:排氣狹縫 192:擋門元件 194:排氣口 196:排氣口 200:保持臂 202:保持臂 203:通孔 204:卡合區段 206:卡合區段 207:水平狹縫 210:圓柱形元件、套筒構件 212:區段 214:貫穿口 214a:上徑向延伸 214b:下徑向延伸 216a:上環形軸承 216b:下環形軸承 218:內支撐套筒 220:短的支撐套筒構件 222:支撐管或長的支撐套筒構件 224:支撐管或長的支撐套筒構件 226:夾緊圈 230:對接元件 232:磁性針 234:磁鐵 240, 240a, 240b:螺孔 242, 242’:聯結元件 244:聯結元件 246:卡合元件 246’:卡合元件、相對反應元件 250a, 250b:(下)致動構件 250c, 250d:(上)致動構件 252a, 252b:對接部分 254a, 254b:對接部分 254’:反應部分 260:馬達外殼 262:輸出軸 264:輸出槓桿 266:輸出滾子 268:圓形開口 270:水平狹縫 272:移位部分 274:電感式感測器 280a, 280b, 280c, 280d, 280e, 280f:(上)光束感測器 282a, 282b, 282c, 282d, 282e, 282f:(下)光束感測器 284a, 284b:(感測器)托座 290:電感式感測器 292:定心突起 294:能量鏈或e-chain 296:光束感測器 297:光束感測器 298:纜線連接器或纜線保持器 300:(電磁)致動器 302:離化器裝置 304:(電磁)閥 306:貫穿口 308a, 308b, 308c:風扇或吹風器 310:感測器 320:輸出桿 322:保持元件、保持勾 324:樞轉支撐件 326:保持部分 328:垂直狹縫 330:感測光束 332:開口 334:光束 336:開口 340:控制器 342:處理器 344:唯讀記憶體或快閃記憶體 346:隨機存取記憶體 350:垂直距離感測器或旋轉編碼器
圖1為基板載具堆疊體的第一較佳實施例的透視圖，基板載具堆疊體包括複數個基板載具、基底、以及蓋體。
圖2為根據圖1的基板載具堆疊體與由基板載具所保持的基板的透視圖，且基底及蓋體被移除。
圖3為根據第二較佳實施例之保持基板的基板載具的俯視圖，其與圖1及2所顯示的第一較佳實施例之基板載具稍微不同。
圖4為根據圖3的基板載具在沒有基板的情況下的俯視圖。
圖5為根據類似第二較佳實施例的又一較佳實施例之包括蓋體及基底的基板載具堆疊體的截面透視圖。
圖6顯示包括適當地相互堆疊於其上之又一較佳實施例的基板載具的基板載具堆疊體，以及基板載具堆疊體的基底及蓋體。
圖7A為圖6的基板載具堆疊體的側視圖。
圖7B為根據圖7A的細節B之基板載具的凸出元件所界定之接口元件的特寫側視圖。
圖8為圖6之基板載具堆疊體的四個基板載具之頂點區域的透視圖，基板載具藉由相互卡合的定位構造被適當地相互堆疊於其上，相互卡合的定位構造實現並保持基板載具在基板載具堆疊體中之適當的相對定位。
圖9A示意地顯示無塵室設施，其包括儲存基板載具堆疊體的貯藏庫佈置、包括至少一裝載或連接埠的至少一設備前端模組(EFEM)、以及與貯藏庫佈置及EFEM相關連的一開啟器設備。
圖9B示意地顯示圖9A所顯示的類型的無塵室設施，其包括與貯藏庫佈置及EFEM相關連的複數個開啟器設備。
圖10為根據本發明的較佳實施例之例示性的開啟器設備的第一側面及第四側面的透視圖，其中，顯示出用於在開啟器設備的第一側面進出在被開啟的基板載具堆疊體中的基板載具的第一裝載及卸載埠。
圖11為開啟器設備的第二側面及第三側面的透視圖，其中，顯示出用於在開啟器設備的第二側面將基板載具堆疊體裝載到開啟器及從開啟器卸載的第二裝載及卸載埠。
圖12為開啟器設備的第四側面及第二側面的透視圖，且開啟器設備的部分殼體及面板元件未被顯示。
圖13為開啟器設備的第三側面及第一側面的透視圖，且開啟器設備的部分殼體及面板元件未被顯示。
圖14A為開啟器設備的搬運部的上側的透視圖。
圖14B為開啟器設備的搬運部的下側的透視圖。
圖15A為安裝到開啟器設備的安裝支柱之第一及第二類型的一組垂直交錯的卡合構造的側視圖。
圖15B為根據圖15A的細節B的兩個相鄰的卡合構造的特寫側視圖。
圖15C為根據圖15A的細節C的複數個相鄰的卡合構造的特寫側視圖。
圖15D為根據圖15C的細節D的卡合構造的特寫側視圖。
圖15E為根據圖15A的截面E-E之安裝支柱及安裝於其上之第一及第二類型的卡合構造的向下截面圖。
圖16A為第一類型的卡合構造的透視圖。
圖16B為第一類型的卡合構造的側視圖。
圖16C為根據圖16B的截面C-C之第一類型的卡合構造的側視截面圖。
圖17A為開啟器設備之可垂直移動的互動裝置的側視圖，其使用可在橫向方向上移動的致動構件將致動力施加到開啟器設備之相關連的卡合構造。
圖17B為互動裝置的透視圖。
圖17C為互動裝置的俯視圖。
圖18顯示對應到圖17C之可移動的互動裝置的向下截面圖，用於可移動的互動裝置之致動構件的三個不同的橫向位置。
圖19A為可移動的互動裝置的側視圖。
圖19B為根據圖19A的截面B-B之可移動的互動裝置的向上截面圖。
圖19C為根據圖19A的截面C-C之可移動的互動裝置的側視截面圖。
圖20為開啟器設備的第二側面的側視圖，而未顯示屬於開啟器設備的殼體之面板。
圖21為開啟器設備的第四側面的側視圖。
圖22A為開啟器設備的第一側面的側視圖。
圖22B為根據圖22A的截面B-B之開啟器設備的向下截面圖。
圖22C為根據圖22A的截面C-C之開啟器設備的向上截面圖。
圖22D為根據圖22B的細節D的開啟器設備的特寫向上截面圖。
圖23A為開啟器設備的第三側面的側視圖。
圖23B為根據圖23A的細節B之第三側面的特寫側視圖。
圖23C為根據圖23A的細節C之第三側面的特寫側視圖。
圖23D為根據圖23A的截面D-D之開啟器設備的側視截面圖。
圖23E為根據圖23D的細節E之開啟器設備的側視截面圖。
圖23F為根據圖23D的細節F之開啟器設備的側視截面圖。
圖23G為根據圖23A的截面G-G之開啟器設備的向下截面圖。
圖23H為根據圖23A的截面H-H之開啟器設備的側視截面圖。
圖23I為根據圖23G的細節I之開啟器設備的向下截面圖。
圖23J為根據圖23G的細節J之開啟器設備的向下截面圖。
圖24A為類似於圖15E之安裝支柱的向下截面圖，並顯示根據開啟器設備的例示性較佳實施例的變形之被安裝到安裝支柱的第一及第二類型的替代卡合構造。
圖24B為大致類似於圖17A的視圖之開啟器設備的變形之替代的可移動的互動裝置的致動構件的局部側視圖。
圖25示意性地顯示在開啟器設備的變形的開啟操作及關閉操作的過程中之根據圖24B的致動構件與根據圖24A的卡合構造的相互作用，其中，局部的圖25(A)到25(E)對應到在開啟操作的過程中之相互作用狀態的時間順序，且局部的圖25(F)到25(J)對應到在關閉操作的過程中之相互作用狀態的時間順序。
圖26為顯示開啟器設備的變形對於其第一及第二類型的卡合構造的監測的細節的局部側視圖。
圖27為開啟器設備的較佳實施例的進一步細節的局部側視圖，開啟器設備的較佳實施例包括致動器及感測器，致動器用於致動將基板載具堆疊體保持在開啟器設備中的上裝載位置的保持元件，感測器感測在上裝載位置中之基板載具堆疊體的存在。
圖28為開啟器設備的內側的局部視圖，顯示呈現保持位置之根據圖27的保持元件及另一個保持元件。
圖29A及圖29B示意性地顯示根據本發明的較佳實施例的開啟器設備，並顯示被放置在開啟器設備的搬運部上之處於堆疊狀態的基板載具堆疊體(圖29A)及處於非堆疊狀態的基板載具堆疊體(圖29B)。
圖30A、30B、30C示意性地顯示根據本發明的較佳實施例之替代的開啟器設備，並顯示被放置在開啟器設備的搬運部上的處於堆疊狀態之基板載具堆疊體(圖30A)、處於第一部分非堆疊狀態之基板載具堆疊體(圖30B)、及處於第二部分非堆疊狀態之基板載具堆疊體(圖30C)。
圖31示意性地顯示根據圖29A及29B之開啟器設備的變形的搬運部，並顯示放置在搬運部上之處於堆疊狀態的基板載具堆疊體。
圖32示意性地顯示根據圖30A到30C之開啟器設備的變形的搬運部，並顯示放置在搬運部上之處於堆疊狀態的基板載具堆疊體。
圖33示意性地顯示根據本發明的較佳實施例之替代的開啟器設備，並顯示處於部分非堆疊狀態的基板載具堆疊體，部分非堆疊狀態為三個可能的部分非堆疊狀態中的一個。
圖34示意性地顯示根據圖29A及29B之開啟器設備的變形，並顯示處於非堆疊狀態之包括蓋體及基底的基板載具堆疊體。
圖35示意性地顯示根據基板載具的不同變形之被定位在開啟器設備的搬運部上的基板載具堆疊體中的最上方的基板載具，以指示開啟器設備之相關連的變形。
圖36示意性地顯示根據基板載具的其他不同變形之被定位在開啟器設備的搬運部上的基板載具堆疊體中的最上方的基板載具，以指示開啟器設備之相關連的變形。
圖37為開啟器設備(例如，前面圖式中所顯示的開啟器設備及其變形)之不同的處理器、感測器、驅動器及致動器的示意方塊圖。
100:開啟器設備
101:移動機構
104:底板
106:頂板
110:引導樑
112:支撐件或台車
114a:致動器裝置
130a:皮帶驅動佈置、第一齒形帶
132a:(第一)驅動滑輪
142:金屬片板
150b:(支撐)樑、細長的元件
154a,154b:支撐樑(安裝支柱)
160:金屬片面板
164a:(第一對金屬片)分隔面板
164b:(第二對金屬片)分隔面板
166a,166b:(金屬片)面板
176:開口、裝載及卸載埠
200:保持臂
202:保持臂
250a:(下)致動構件
300:(電磁)致動器
302:離化器裝置
308a:風扇或吹風器

Claims (21)

  1. 一種開啟器，用於容納及開啟包括在垂直方向上被堆疊的複數個基板載具之基板載具堆疊體，使得對於該複數個基板載具之每一對垂直相鄰的基板載具，下基板載具支撐上基板載具而言，該複數個基板載具中的每一個基板載具設置有基板座，以容納並承載基板，該開啟器包括：殼體；以及移動機構，包括支撐該基板載具堆疊體且可相對於該殼體在該垂直方向上移動的搬運部、被該殼體支撐的諸卡合構造、以及作用在該等卡合構造之間的致動器；其中，該移動機構在開啟操作中使該等基板載具相對於彼此在該垂直方向上移動，使得該等基板載具從堆疊狀態被移動為非堆疊狀態，在該堆疊狀態中，該等基板載具被相互堆疊於其上並界定被支撐在該開啟器中的該基板載具堆疊體，在該非堆疊狀態中，該等基板載具被解除堆疊為諸垂直開啟位置，具有在垂直相鄰的該等基板載具之間的垂直距離，其使得可從水平方向進出該等基板載具的該等基板座，能夠從該等基板座卸載基板及/或將基板裝載到該等基板座上；當該等基板載具處於該非堆疊狀態時，該移動機構在關閉操作中使該等基板載具相對於彼此在該垂直方向上移動，使得該等基板載具從該非堆疊狀態被移動為該堆疊狀態，在該堆疊狀態中，該等基板載具界定該基板載具堆疊 體；在該開啟操作中，該移動機構使該下基板載具向下移動，以使該每一對垂直相鄰的基板載具中之該下基板載具與該上基板載具垂直地間隔開來；並且在該關閉操作中，該移動機構使該下基板載具向上移動，以使該每一對垂直相鄰的基板載具中之該下基板載具朝向該上基板載具移動。
  2. 如申請專利範圍第1項之開啟器，其中，該移動機構使該基板載具堆疊體中的被選取的基板載具子群組中的該等基板載具相對於彼此在該垂直方向上移動，使得該被選取的基板載具子群組中的該等基板載具從該堆疊狀態被移動為該非堆疊狀態，在該非堆疊狀態中，該被選取的基板載具子群組的該等基板載具被解除堆疊為開啟位置，具有在垂直相鄰的基板載具之間的垂直距離，使得可從該水平方向進入該被選取的基板載具子群組的該等基板座，用以從該等基板座卸載基板及/或將基板裝載到該等基板座上；並且當該被選取的基板載具子群組的該等基板載具處於該非堆疊狀態時，該移動機構在關閉操作中使該被選取的基板載具子群組中的該等基板載具相對於彼此在該垂直方向上移動，使得該所選取的基板載具子群組中的該等基板載具從該非堆疊狀態被移動為該堆疊狀態，在該堆疊狀態中，該等基板載具相互堆疊於其上，用以與不屬於該被選 取的基板載具子群組之一個或多個基板載具一起界定該基板載具堆疊體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之開啟器，其中，該搬運部可移動於上操作位置與下操作位置之間；該搬運部向下地移動朝向該下操作位置，以實現該開啟操作，以及向上地移動朝向該上操作位置，以實現該關閉操作；並且該上操作位置為該基板載具堆疊體能夠被裝載到該搬運部上及/或從該搬運部被卸載之該搬運部的位置。
  4. 如申請專利範圍第1項之開啟器，其中，該等卡合構造被該殼體支撐在固定的垂直位置處，並與該基板載具之相對應的卡合構造卡合；並且該等卡合構造可移動至捕捉且保持狀態，在該捕捉且保持狀態下，該等卡合結構與該基板載具之該等相對應的卡合結構卡合，且該等卡合構造可移動至釋放且通過狀態，在該釋放且通過狀態下，該等卡合構造未與該基板載具之該等相對應的卡合結構卡合。
  5. 如申請專利範圍第4項之開啟器，其中，在該開啟操作中，該移動機構選擇性地操作該等卡合構造，以與該搬運部的向下移動配合的方式移動至該捕捉且保持狀態，使得仍裝載在該搬運部上的該基板載具堆疊 體之最上方的基板載具被該等卡合構造連續地捕捉及保持，該等卡合構造與該最上方的基板載具之該等相對應的卡合構造卡合，使得該最上方的基板載具在該開啟器中被保持為垂直開啟位置。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之開啟器，其中，在該關閉操作中，該移動機構選擇性地操作該等卡合構造，以與該搬運部的向上移動配合的方式移動至該釋放且通過狀態，使得被該等卡合構造保持在該開啟器中的最下方的基板載具被該等卡合構造連續地釋放，該等卡合構造從該最下方的基板載具之該等相對應的卡合構造脫離，使得該最下方的基板載具被放置在該搬運部上。
  7. 如申請專利範圍第4項之開啟器，其中，處於該捕捉且保持狀態的該等卡合構造被定位在捕捉且保持位置，在該捕捉且保持位置，該等卡合構造與該基板載具之該等相對應的卡合構造垂直地重疊；並且處於該釋放且通過狀態的該等卡合構造被定位在釋放且通過位置，在該釋放且通過位置，該等卡合構造並未與該基板載具之該等相對應的卡合構造垂直地重疊。
  8. 如申請專利範圍第7項之開啟器，其中，該等卡合構造被樞轉於在該捕捉且保持位置及該釋放且通過位置之間；並且 該等卡合構造各包括套筒區段及卡合區段，該套筒區段繞著垂直樞轉軸線樞轉，該卡合區段從該套筒區段徑向地突出並與該相對卡合構造卡合。
  9. 如申請專利範圍第4項之開啟器，還包括感測器配置部；其中，該感測器配置部包括感測器，其感測是否所有的該等卡合構造均處於該捕捉且保持狀態及/或是否所有該等卡合構造均處於該釋放且通過狀態。
  10. 如申請專利範圍第4項之開啟器，其中，該致動器將力施加到該等卡合構造，該力包括下列至少一者：將該卡合構造從對應於該釋放且通過狀態之釋放且通過位置移動到對應於該捕捉且保持狀態之捕捉且保持位置的致動力；將該卡合構造從該捕捉且保持位置移動到該釋放且通過位置的致動力；將該卡合構造保持在該釋放且通過位置的保持力；以及將該卡合構造保持在該捕捉且保持位置的保持力。
  11. 如申請專利範圍第10項之開啟器，其中，該致動器包 括複數個可獨立且選擇性地操作的致動器，其將該力施加到該等卡合構造。
  12. 如申請專利範圍第10或11項之開啟器，其中，該致動器包括致動構件部分，其在該水平方向上縱長向地移動於第一位置及第二位置之間；該致動構件部分在該致動構件部分實施致動移動時將該力施加到該卡合構造，該致動移動包括在該垂直方向上的移動及朝向該第一位置及該第二位置中的一者的移動中的至少一者；並且當該致動器在該垂直方向上移動時，該致動構件部分在該垂直方向上移動。
  13. 如申請專利範圍第1項之開啟器，還包括感測器配置部；其中，該感測器配置部包括感測器，其感測該開啟器是否移動到複數個狀態中的一個或多個狀態，該複數個狀態包括：該搬運部位在上操作位置的狀態；沒有基板載具堆疊體被裝載到該搬運部上且該搬運部位在該上操作位置的狀態；該基板載具堆疊體被裝載到該搬運部上且該搬運部位在該上操作位置的狀態；該搬運部位在下操作位置的狀態； 該基板載具堆疊體被裝載到該搬運部上且處於該堆疊狀態的狀態；以及該基板載具堆疊體中的該等基板載具被解除堆疊且在該開啟器中被保持為該等垂直開啟位置的狀態。
  14. 如申請專利範圍第1項之開啟器，其中，該移動機構包括垂直驅動器，其包括皮帶驅動部，該皮帶驅動部與該搬運部耦接且可選擇性地操作用以向下移動該搬運部來實施該開啟操作、及操作用以向上移動該搬運部來實施該關閉操作。
  15. 如申請專利範圍第3項之開啟器，其中，該殼體在該殼體的第一側面上包括第一裝載及卸載埠，該第一裝載及卸載埠使得能夠從第一水平方向進出處於該非堆疊狀態之該等基板載具的該等基板座，用以從該等基板座卸載基板及/或將基板裝載到該等基板座上；並且該殼體在該殼體的該第一側面上或在該殼體之與該殼體的該第一側面相反的第二側面上包括第二裝載及卸載埠，該第二裝載及卸載埠使得能夠從該第一水平方向或與該第一水平方向相反的第二水平方向進出處於該上操作位置的該搬運部，用以從該搬運部卸載基板載具堆疊體及/或將基板載具堆疊體裝載到該搬運部上。
  16. 如申請專利範圍第15項之開啟器，其中，該殼體的該第一側面及該殼體的該第二側面分別對應到該搬運部的第一側面及該搬運部的第二側面；並且該等卡合構造包括在該搬運部的第三側面上之第一組垂直地交錯的卡合構造、以及在該搬運部的第四側面上之第二組垂直地交錯的卡合構造。
  17. 如申請專利範圍第15項之開啟器，還包括保持勾；其中，該第二裝載及卸載埠設有該保持勾，其可移動到保持位置，在該保持位置，該保持勾在該搬運部上方的垂直距離處將基板載具堆疊體保持在該殼體內；並且在裝載操作中，該保持勾可移動到釋放位置，在該釋放位置，該保持勾釋放該基板載具堆疊體，以將該基板載具堆疊體裝載到該搬運部上。
  18. 如申請專利範圍第17項之開啟器，還包括感測器，其感測該基板載具堆疊體是否被該保持勾保持。
  19. 如申請專利範圍第1項之開啟器，其中，該致動器被連接到該搬運部，以與該搬運部一起在該垂直方向上移動。
  20. 如申請專利範圍第16項之開啟器，還包括保持勾；其 中，該第二裝載及卸載埠設有該保持勾，其可移動到保持位置，在該保持位置，該保持勾在該搬運部上方的垂直距離處將基板載具堆疊體保持在該殼體內；並且在裝載操作中，該保持勾可移動到釋放位置，在該釋放位置，該保持勾釋放該基板載具堆疊體，以將該基板載具堆疊體裝載到該搬運部上。
  21. 一種無塵室設施，用於儲存、操作、裝備及加工基板的其中一者，該無塵室設施包括：如申請專利範圍第1項之開啟器；第一機器人，其將該基板載具堆疊體裝載到該開啟器中，以及從該開啟器卸載該基板載具堆疊體；以及第二機器人，其進出被包含在該基板載具堆疊體中的該基板載具的該基板座。
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