TWI821259B - 保護裝置、具有至少一個保護裝置的晶圓運輸容器、保護系統以及使用保護裝置的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種保護裝置，特別是用於晶圓運輸容器的保護裝置，其具有至少一個正配合單元（10），該正配合單元（10）配置為至少用於保護晶圓運輸容器（16）的晶圓運輸容器開啟元件（14），該運輸容器開啟元件（14）藉由關閉機構（12）保持在其關閉位置。

Description

保護裝置、具有至少一個保護裝置的晶圓運輸容器、保護系統以及使用保護裝置的方法
本發明係關於請求項1的前述部分的保護裝置、具有至少一個請求項18的保護裝置的晶圓運輸容器、請求項21的保護系統以及使用請求項23的保護裝置的方法。
從現有技術中已知保護裝置。
本發明的目的特別是提供一種具有有利的保護特性的通用裝置。根據本發明，該目的藉由請求項1、18、21和23的特徵實現，而本發明的有利實施和進一步發展可以自從屬請求項中獲得。
本發明提出了一種保護裝置，特別是用於晶圓運輸容器的保護裝置，其中至少一個正配合（positive-fit）單元配置為至少用於保護晶圓運輸容器的晶圓運輸容器開啟元件，該晶圓運輸容器藉由關閉機構被保持於關閉位置。
藉由實施根據本發明的保護裝置，尤其可以實現有利的保護特性，特別是關於故障安全行為（fail-safe behavior）。這有利地允許實現特別是晶圓運輸容器的高水平的防故障性能、功能安全性和/或操作安全性。有利地，可以避免晶圓運輸容器的非故意開啟，且特別是晶圓運輸容器的內容物的損壞，例如尤其是在晶圓運輸容器的關閉機構發生故障的情況下由脫落所造成者。這也有利地允許避免對於晶圓運輸容器，特別是可能被落下部件擊中的晶圓運輸容器開啟元件和/或外部元件的損壞。此外，可有利地減小晶圓運輸容器的內容物暴露於晶圓運輸容器周圍的環境大氣的程度，其結果尤其可至少部分地防止包含在環境大氣中的顆粒進入晶圓運輸容器內部。有利地，可以避免由於晶圓運輸容器的內容物的損壞、晶圓運輸容器本身的損壞和/或外部元件的損壞而產生的成本。特別是在高度自動化的晶圓生產環境中，部件鬆散地四處放置和/或在沒有控制的情況下脫落將導致生產停工，且因此由機器和/或運輸路徑損壞和/或堵塞而產生巨大的成本，這種成本可以有利地藉由利用保護裝置實施適當的保護而避免。
「保護裝置」尤其被理解為一種被配置為保護至少一個關閉機構的裝置，其中該關閉機構與該保護裝置較佳彼此分開地實施。特別地，保護裝置被配置為用於已藉由關閉機構關閉，以防止尤其是在關閉機構發生故障的情況下意外和/或非故意開啟的晶圓運輸容器。特別地，保護裝置的安全元件僅在關閉機構發生故障，特別是完全故障的情況下接合。特別地，關閉機構和保護裝置，特別是正配合單元，使用不同的功能和/或不同的物理力，例如壓力和/或摩擦力，以保護處於關閉位置的晶圓運輸容器開啟元件。特別地，保護裝置，特別是保護裝置的正配合單元實施了就該關閉機構而言為多餘的關閉機構。特別地，保護裝置，尤其是保護裝置的正配合單元，就該關閉機構而言至少部分地實施了不同的冗餘物。特別地，保護裝置，尤其是保護裝置的正配合單元，被配置為藉由被動的冗餘物和/或備用的冗餘物來保護關閉機構。或者，保護裝置，特別是保護裝置的正配合單元，也可就該關閉機構而言至少部分地實施均勻的冗餘物。「被配置」特別是指具體編程、設計和/或配備。藉由為了特定功能被配置的對象尤其應理解為，該對象在至少一個應用狀態和/或操作狀態中執行和/或實施上述特定功能。
「晶圓運輸容器」特別是指具有可關閉的內部空間的運輸容器，其中該內部空間配置為容納至少一個晶圓。特別地，該晶圓運輸容器配置為至少用於運輸直徑至少200mm，較佳至少300mm且較佳至少450mm的晶圓。尤其該晶圓運輸容器至少被配置為用於運輸至少1個晶圓，較佳至少3個晶圓，有利地至少5個晶圓，特別有利地至少10個晶圓，較佳至少25個晶圓且尤佳不多於100個晶圓。尤其該晶圓運輸容器被體現為可攜式。特別地，晶圓運輸容器被體現為可真空密封。較佳地，晶圓運輸容器是真空晶圓運輸容器，其特別配置為在其內部產生和/或維持真空環境。特別地，晶圓運輸容器被配置為在真空環境中儲存晶圓。「真空環境」特別是一種大氣環境，被理解為其壓力低於300hPa，較佳低於1hPa，較佳低於10-3 hPa且尤佳低於10-6 hPa。特別地，晶圓運輸容器在真空環境下具有高水平的密封性，其中特別是晶圓運輸容器的洩漏率小於10-4 mbar * l/s，較佳小於10-5 mbar * l/s，有利地小於10-6 mbar * l/s，特別有利地小於10-7 mbar * l/s，較佳小於10-8 mbar * l/s且尤佳小於10-9 mbar * l/s。或者，晶圓運輸容器可以配置為在標準大氣和/或特定組合的大氣環境如氮大氣環境中，儲存和/或保持晶圓。關閉機構尤其實施為真空關閉機構。特別地，在適當關閉的狀態下，晶圓運輸容器開啟元件藉由大氣壓力保持在關閉位置。在適當關閉狀態下，晶圓運輸容器內部的壓力小於晶圓運輸容器外部的壓力，因此特別是關閉晶圓運輸容器的關閉力是取決於晶圓運輸容器內部與外部大氣環境之間的壓力差。或者，關閉機構也可以體現為機械關閉機構和/或磁性關閉機構。「關閉位置」特別是指晶圓運輸容器開啟元件的定位區域，特別是晶圓運輸容器開啟元件的位置，其中晶圓運輸容器開啟元件至少基本上關閉晶圓運輸容器的內部，較佳完全地，特別是藉由將晶圓運輸容器開啟元件定位在晶圓運輸容器的基體的開口附近和/或藉由直接鄰接於基體的開口上的晶圓運輸容器開啟元件。晶圓運輸容器開啟元件尤其體現為蓋子，該蓋子尤其以可自晶圓運輸容器的基體完全分離和/或移除的方式實施。或者，晶圓運輸容器開啟元件可以體現為蓋板和/或滑動元件。較佳地，晶圓運輸容器開啟元件形成晶圓運輸容器的底板。可以想到的是，晶圓運輸容器包括一個以上的晶圓運輸容器開啟元件，其中較佳地，晶圓運輸容器開啟元件的所有關閉機構都被保護裝置保護。
「正配合單元」特別是理解為被配置為實施用於藉由保護裝置進行保護的正配合連接的單元。「正配合連接」特別是指兩個結構部件，尤其是正配合單元的兩個結構部件的至少部分幾何接合，較佳用於力傳遞。該正配合單元尤其體現為鎖定桿單元，較佳包括至少一個鎖定桿元件和至少一個鎖定桿凹部，其中該鎖定桿元件可以接合到該鎖定桿凹部中，特別是為了實施和/或準備正配合連接。「準備正配合連接」尤其應理解為，鎖定桿元件位於由鎖定桿凹部實施的空腔內，而不接觸鎖定桿凹部之壁。「實施正配合連接」尤其應理解為，鎖定桿元件位於由鎖定桿凹部實施的空腔內，使其與鎖定桿凹部之壁觸摸接觸。特別地，正配合單元實施晶圓運輸容器開啟元件的緊急鎖定，其特別地配置為在關閉機構失效的情況下將晶圓運輸容器開啟元件保持在關閉位置。
進一步提出，正配合單元包括至少一個正配合凹部和至少一個正配合元件，其中正配合凹部和正配合元件配置為在適當保護的情況下以非接觸方式聯結彼此，特別是在保護裝置的保護狀態和保護裝置的非保護狀態下。這尤其允許實施有利的保護特性，可特別地導致晶圓運輸容器的高水平的防故障性能、功能安全性和/或操作安全性，同時有利地避免例如因摩擦而產生的顆粒。特別是在潔淨室環境和/或真空環境中，將多個顆粒最小化提供了很大的優點，因為可避免以此方式損壞敏感的工件，例如晶圓和/或密封件洩漏、例如真空密封件。有利地，正配合凹部與正配合元件的接觸並且因此可能產生顆粒的情形僅發生在關閉機構失效並且保護裝置作用的保護情況下。
正配合凹部尤其實施了鎖定桿凹部、鎖定桿開口和/或鎖定桿接合。正配合元件尤其實施了突出部，突出部配置為接合在該正配合凹部中以進行保護。特別地，正配合元件實施了鎖定桿元件。正配合元件尤其體現為相對於正配合凹部，特別是用於建立和/或釋放正配合連接。或者，正配合凹部可以體現為相對於正配合元件可移動，特別是用於建立和/或釋放正配合連接。「適當的保護」特別是指藉由關閉機構穩定和/或真空密封地保護晶圓運輸容器開啟元件，特別是在儲存階段和/或運輸階段期間。「保護狀態的適當釋放」特別是指根據來自晶圓運輸容器的基體之晶圓運輸容器開啟元件的給定圖案而實施的受控制的釋放。保護狀態的適當釋放較佳在晶圓運輸容器與裝載和/或卸載站聯結的狀態下執行。藉由正配合凹部和正配合元件「以非接觸方式彼此聯結」尤其應理解為，當藉由正配合單元建立保護和/或當藉由正配合單元維持保護時，正配合凹部和正配合元件沒有相互接觸點。
如果保護裝置至少部分地與晶圓運輸容器一體地體現，特別是與晶圓運輸容器的基體一體地體現，則可以有利地實現高度安全性，特別是可以有利地避免作為保護裝置的損失和/或遺忘安裝保護裝置。「一體地體現」特別是指至少藉由物質與物質結合連接，例如藉由焊接程序、膠合程序，射出成型程序和/或由本領域技術人員認為合適的其他程序，和/或有利地形成為單件，例如藉由來自一次鑄造和/或經由單組件或多組件射出成型程序，並且有利地來自單一胚料的製造。
本發明進一步提出，保護裝置包括至少一個復位元件，該復位元件配置為使正配合單元，特別是正配合元件，至少部分地重新偏轉到保護位置和/或將該正配合單元，特別是正配合元件，保持在保護位置。這有利地允許實現保護裝置的高度安全性，特別是關於故障安全功能。特別地，以這種方式，保護狀態有利地作為基本狀態實施。此外，以這種方式有利地，在保護的釋放之後和/或終止有效釋放之後，自主地建立保護位置。復位元件較佳體現為可彈性變形的元件，例如彈簧，其中尤其彈簧可以特別地體現為可撓性彈簧、壓縮彈簧、圓形簧、扭力彈簧，空氣彈簧和/或氣體壓縮彈簧。此外，或者作為另外一種選擇，復位元件還可包括與彈簧不同的復位元件，例如互斥的磁鐵和/或由可彈性變形的材料製成的元件，例如橡膠。除此之外，復位元件、正配合元件和/或正配合凹部能夠替代地藉由致動馬達而可移動、控制和/或調節。「保護位置」尤其實施為正配合單元的位置，特別是正配合元件的位置，其中，特別是以非接觸方式，關閉機構被保護和/或其中正配合元件接合到正配合凹部中。
此外提出，保護裝置包括至少一個腔室，該腔室尤其可氣密地與環境隔離，並且包括壓力連接通道，該壓力連接通道配置為允許腔室內的內部壓力相對於參考壓力變化，其中壓力差是根據腔室的內部壓力和參考壓力計算，並且被配置為影響正配合單元的保護狀態。以這種方式，尤其可實現有利的保護性能。此外，尤其可以產生設置正配合單元的特別有利的方法，該方法尤其沒有機械驅動部件，因此有利地降低了複雜性。此外有利地可以使用已經存在的真空系統來操作正配合單元，因此有利地允許複雜性降低。「腔室」尤其體現為結構部件中的至少大部分封閉的中空空間，特別是在保護裝置中。「大部分」特別是指至少51％，優選至少88％，有利地至少75％，較佳至少85％，尤佳至少95％。特別是除了壓力連接通道之外，腔室實施為真空密封。特別地，腔室被配置為在保護裝置的至少一個操作狀態下被抽真空。壓力連接通道至少配置為腔室內部與腔室外部的環境和/或大氣的連接。壓力連接通道尤其體現為腔室壁中的孔、腔室壁中的穿透、腔室的開口、管道、可撓性管和/或在腔室的內部和外部之間的另外的通道形成之連接。較佳地，壓力連接通道朝向真空泵單元的連接元件定向，特別是指向垂直向下。在保護裝置與真空泵單元的聯結中，特別是在晶圓運輸容器與裝載和/或卸載站的聯結中，壓力連接通道配置為與真空泵單元的抽吸元件真空密封地聯結。壓力連接通道和抽吸元件的聯結較佳與晶圓運輸容器和裝載和/或卸載站的聯結同時和/或自動地實施。特別地，抽吸元件與裝載和/或卸載站的真空夾緊裝置一體地體現，該真空夾緊裝置配置為用於藉由負壓使晶圓運輸容器與裝載和/或卸載站張緊。抽吸元件較佳體現為真空夾緊裝置的通道的開口。特別地，壓力連接通道沒有聯結元件，特別是用於與真空泵單元聯結的單獨的聯結元件。特別地，壓力連接通道與抽吸元件的聯結藉由壓力連接通道的開口和抽吸元件的開口的直接接觸來實施。將單獨的聯結元件分開有利地允許複雜性降低。「腔室內壓力的變化」特別是指腔室內壓力的降低和/或增加至少80％。「參考壓力」特別是指環境壓力，較佳為標準大氣壓如1013.25hPa，且較佳為潔淨室大氣壓，例如1013.35hPa。保護情形（safeguarding status）尤其實施為保護裝置的保護狀態 （safeguarded state）和/或保護裝置的非保護狀態（non-safeguard state），特別是正配合單元。「受壓力差影響的保護狀態」應特別理解為保護裝置的保護狀態和/或保護裝置的非保護狀態是根據壓力差而產生，其中，特別是在較佳超過參考壓力的80％的壓力差的情況下，非保護狀態特別是自動發生，和/或在低壓力差的情況下，特別是低於參考壓力80％的壓力差，保護狀態特別是自動發生。
如果至少一個復位元件至少大部分佈置於腔室內，其有利地允許緊湊的結構。「至少大部分」應特別理解為在內部至少51％，較佳至少66％，有利地至少75％，特別有利地至少85％，較佳至少95％且尤佳100％。
此外提出，正配合單元包括至少一個可移動地被支承的正配合元件，其中相對於腔室的至少一個腔室壁特別是復位元件被支承的的腔室壁的正配合元件的位置，取決於壓力差。以這種方式有利地實現了正配合單元的致動，特別是用於保護關閉機構的目的，所述致動沒有機械致動元件。這有利地允許將顆粒的產生保持在低水平。或者，正配合凹部能夠以根據壓力差而可移動的方式被支承。特別地，該位置包括至少兩個穩定位置，其中，在第一穩定位置，正配合元件至少部分地和/或無接觸地接合在正配合凹部中，並且在第二穩定位置中，正配合元件與正配合凹部沒有接合。第一穩定位置和第二穩定位置之間的移動特別是連續地實施和/或沒有穩定的中間位置。
如果正配合單元，特別是正配合元件配置為在壓力差超過極限壓力差時採取非保護位置，則有利地可實現正配合單元的正常狀態，尤其是自動地引起的正配合單元的正常狀態，如果壓力連接通道朝向環境敞開則該正常狀態被建立，這被實現為保護裝置的保護狀態。這有利地允許高度安全性，特別是在保護裝置尤其是晶圓運輸容器處於儲存狀態和/或運輸狀態時。「極限壓力差」尤其實施為壓力差，其中由於腔室內的壓力與參考壓力之間的壓力差而作用在正配合元件上的壓力，具有與復位力尤其是復位元件的彈簧彈力至少基本相同的值。特別地，極限壓力差至少大於環境壓力的80％，較佳至少大於90％，較佳至少大於95％並且尤佳至少大於99％，其較佳是標準大氣壓1013.25hPa且為較佳為潔淨室大氣壓1013.35hPa。
此外提出，保護裝置包括至少一個另外的腔室，該腔室在保護裝置的保護狀態下以及在保護裝置的非保護狀態下，具備與環境壓力具有相同值的內部壓力。這有利地允許在保護裝置內產生內部壓力差。此外，待抽真空的腔室的容積可以有利地保持為小，由此有利地可實現用於保護正配合單元和/或用於釋放正配合單元的保護的高調節速度。特別地，腔室和另外的腔室具有至少一個共用的腔室壁，該腔室壁較佳被體現為真空密封和/或可移動。特別地，腔室和/或另外的腔室的內部容積是可變的，特別是取決於腔室和另外的腔室之間的可移動腔室壁的位置。另外的腔室特別是永久地朝向環境敞開。另外的腔室中的內部壓力尤其對應於參考壓力。
除此之外，提出保護裝置包括至少一個可移動地被支承的設定元件，該設定元件至少部分地界定腔室和另外的腔室。這有利地允許產生取決於腔室和另外的腔室的相應內部壓力的移動，特別是獨立於電和/或機械驅動元件。設定元件尤其實施腔室和另外的腔室的共用腔室壁。設定元件尤其以可氣密地移動的方式被支承。設定元件尤其體現為氣密密封的可平移移動的活塞。設定元件在保護裝置內的位置以及腔室和另外的腔室的容積取決於腔室和另外的腔室之間的壓力差。
如果設定元件被配置為根據腔室和另外的腔室的內部壓力的壓力差、腔室的內部容積和/或另外的腔室的內部容積而變化，則已經存在的真空系統可以有利地用於操作正配合單元，由此可以有利地降低複雜性。
並且提出，保護裝置包括至少一個額外的另外的腔室，其配置為在至少一個運行狀態中，特別是在該保護裝置的非保護狀態下，具有不同於環境壓力特別是參考壓力的內部壓力。這有利地允許將保護裝置內的壓力分佈最佳化。
如果保護裝置包括配置為允許正配合單元，特別是正配合元件和/或正配合凹部的平移移動之線性軸承，則可有利地提供至少正配合單元的一部分的高水平的移動性。除此之外，可以通過線性軸承將顆粒的產生保持在低水平。線性軸承尤其實施為滑動軸承和/或滾珠軸承。還可以想到的是，線性軸承至少部分地與正配合單元一體地體現，特別是至少與引導元件，尤其是支承桿一體地體現，引導正配合元件。
此外，若壓力連接通道配置配置為特別是氣密地聯結，而沒有可撓性管和/或沒有單獨的聯結元件，則至少腔室具有裝載和/或卸載站的真空夾緊裝置，該裝置是配置為至少用於將至少一個晶圓裝載和/或卸載到晶圓運輸容器中和/或從晶圓運輸容器卸載，其有利地可以使用已經存在的真空系統來操作正配合單元，因此有利地有助於降低複雜性。
除此之外，提出保護裝置包括至少一個緊急保護和/或緊急釋放元件，其特別地實施凸輪機構並且被配置為用於保護裝置特別是正配合單元的手動緊急保護和/或緊急釋放。以這種方式，能夠有利提供保護裝置的手動操作，從而有利地允許操作者例如在緊急情況下容易地進行干預。
如果緊急保護和/或緊急釋放元件至少部分地佈置在另外的腔室中，則有利地允許緊湊的結構。尤其，緊急保護和/或緊急釋放元件不能完全從另外的腔室移除。特別地，在緊急釋放的情況下，緊急保護和/或緊急釋放元件至少部分地移出另外的腔室。緊急保護和/或緊急釋放元件尤其可從保護裝置外部看到。特別是，如果緊急保護和/或緊急釋放元件已經被致動以建立手動非保護狀態，則從外部可以容易地感知到。這有利地允許避免意外的連續手動釋放。緊急保護和/或緊急釋放元件「至少部分地佈置在另外的腔室中」尤其應理解為，在正常狀態下，緊急保護和/或緊急釋放元件尤其不因保護裝置特別是形狀配合單元的手動釋放被拉出，緊急保護體積和/或緊急釋放元件的至少50％的體積、較佳至少65％的體積、較佳至少75％的體積，較佳至少75％的體積，尤佳不超過90％的體積由另外的腔室的腔室壁包圍，和/或在保護裝置的非保護狀態下，特別是在正配合單元中，藉由拉出緊急保護和/或緊急釋放元件，使得緊急保護和/或緊急釋放元件的至少35％的體積、較佳至少50％的體積、較佳至少65％的體積，尤佳不超過80％的體積被包含於另外的腔室的腔室壁。
並且提出，保護裝置包括至少一個狀態感測器，該狀態感測器配置為感測保護裝置的保護狀態，特別是保護裝置的正配合單元的正配合元件的位置。這有利地允許保護狀態的自動和/或電子讀出，由此尤其可促進遠程監控。此外，可以有利地實現高水平的操作安全性，特別是例如在藉由卸載和/或裝載站晶圓移除和/或打開晶圓運輸容器開啟元件之前，能夠提供保護裝置尤其是正配合單元的保護狀態的自動檢查。這有利地允許降低因保護裝置的故障導致損壞的危險。狀態感測器尤其實施為磁感測器。此外，或者可替代地，狀態感測器可以包括至少一個光學感測器，例如相機和/或光障壁，和/或接觸感測器。
此外，提出了一種晶圓運輸容器，其具有至少一個保護裝置，該保護裝置配置為在保護情況下防止晶圓運輸容器開啟元件從晶圓運輸容器的基體完全移除，特別是在晶圓運輸容器的關閉機構失效的情況下。藉由根據本發明的晶圓運輸容器的實施方式，尤其可以實現有利的保護特性，特別是在故障安全行為方面。以這種方式，有利地可實現特別是晶圓運輸容器的高水平的防故障性能、功能安全性和/或操作安全性。可以想到的是，保護裝置允許部分地移除晶圓運輸容器開啟元件和/或允許減小將晶運輸容器開啟元件壓在晶圓運輸容器的基體上的壓力。特別地，晶圓運輸容器的保護裝置可包括多個單獨體現的保護模組，每個保護模組具有至少一個正配合單元，其保護晶圓運輸容器開啟元件的關閉機構。特別地，保護裝置的單獨實施的保護模組較佳以規則的方式間隔隔開佈置於圍繞晶圓運輸容器開啟元件和/或圍繞晶圓運輸容器的基體的圓周方向。保護殼尤其是在以下情況被提供：若特別是晶圓運輸容器沒有與裝載和/或卸載站的聯結的操作狀態下，關閉機構不和/或不能將晶圓運輸容器開啟元件保持於關閉位置。
在至少一個保護裝置與晶圓運輸容器的基體一體地體現的情況下，可以有利地促成簡單的結構。
除此之外，提出晶圓運輸容器，特別是至少晶圓運輸容器開啟元件，包括至少一個正配合凹部，該正配合凹部實施另外的壓力連接通道，該壓力連接通道配置為用於抽空保護裝置的額外的另外的腔室。這有利地允許促成保護裝置的至少一個腔室，特別是保護裝置的額外的另外的腔室與真空泵系統的簡單聯結。
此外，提出了一種保護系統，特別是真空保護系統，具有至少一個保護裝置，具有晶圓運輸容器且具有裝載和/或卸載站，該裝載和/或卸載站被配置為至少用於將晶圓裝載到晶圓運輸容器和/或從晶圓運輸容器卸載。根據本發明的保護系統的實施方式特別地允許實施有利的安全特性，尤其是在故障安全行為方面。以這種方式，有利地實現高水平的防故障性能、功能安全性和/或操作安全性，特別是晶圓運輸容器。
如果保護系統包括至少用於在裝載和/或卸載位置對裝載和/或卸載站上的晶圓運輸容器的真空夾緊並且用於改變腔室中的內部壓力的真空泵單元，則可以有利地保持低複雜性，特別是有利地僅需要一個真空系統，而不是兩個單獨的真空系統。此外，有利的是，可以容易地相互調節各自的吸入速率，以改變腔室中的內部壓力並相互真空夾緊。這有利地允許確保保護裝置的安全元件，特別是正配合單元，僅在若藉由真空夾緊裝置成功和/或正確地保護在裝載和/或卸載站上時才釋放。特別地，只有在晶圓運輸容器成功和/或正確地保護在裝載和/或卸載站上時，才建立真空泵單元與腔室的壓力連接通道的聯結。特別地，真空泵單元包括一個單獨的泵，其配置為完成兩個工作，特別是真空夾緊的工作和釋放保護裝置尤其是正配合單元的工作。或者，真空泵單元可包括用於不同工作的多個泵。
除此之外，提出了一種使用具有至少一個正配合單元的保護裝置的方法，其中晶圓運輸容器的晶圓運輸容器開啟元件藉由關閉機構保持在其關閉位置，藉由正配合單元被保護。特別地，根據本發明的方法的實施方式允許實現有利的保護特性，尤其是關於故障安全行為。以這種方式，有利地可實現高水平的防故障性能、功能安全性和/或操作安全性，特別是晶圓運輸容器。
進一步提出，藉由保護裝置的腔室中的內部壓力之改變來實現正配合單元的保護和/或釋放。以這種方式，複雜性可以有利地保持在低水平，特別是可以省去單獨的機械和/或電驅動單元。
此外提出，在關閉機構的無故障正常操作中，晶圓運輸容器開啟元件由處於未接觸方式的正配合單元保護，其中，在關閉機構發生故障的情況下，正配合單元，特別是正配合單元的正配合元件，與晶圓運輸容器開啟元件建立觸摸接觸，該晶圓運輸容器開啟元件之目的為用於在關閉位置附近建立晶圓運輸容器開啟元件的保持。這有利地允許避免在無故障正常操作中產生顆粒，特別是在無故障正常操作中以及在正配合單元的保護和/或釋放中避免了表面摩擦。特別是，在關閉機構發生故障的情況下，晶圓運輸容器開啟元件從晶圓運輸容器的基體脫離。結果，晶圓運輸容器開啟元件例如因重力而自晶圓運輸容器的開口移動遠離。晶圓運輸容器開啟元件的移動導致正配合單元的正配合元件與晶圓運輸容器開啟元件的正配合凹部的觸摸接觸，結果晶圓運運輸容器開啟元件保持在其原始位置附近。上述附近尤其實現為包括處於其關閉位置的晶圓運輸容器開啟元件的區域，其中與關閉位置的偏差在至少一個方向上可以為最大10mm，較佳最大5mm，有利地最大3mm，較佳不大於2mm並且尤佳至少0.5mm，較佳在垂直於晶圓運輸容器開啟元件的主延伸平面的方向上。結構單元的「主延伸平面」，尤其是應理解為平行於僅仍然包圍結構單元之最小的假想矩形長方體的最大側面區域，且尤其][\延伸穿過長方體的中心點的平面。
根據本發明的保護裝置、根據本發明的晶圓運輸容器、根據本發明的保護系統和根據本發明的方法在此不限於上述的應用和實施形式。特別地，為了實施本文所述的功能，根據本發明的保護裝置、根據本發明的晶圓運輸容器、根據本發明的保護系統和根據本發明的方法可以包括多個相應的元件、結構組件和單元以及與此處提到的數值不同之方法步驟。
圖1示出了具有保護裝置的保護系統56。保護系統56被實施為真空保護系統。保護裝置被實施為用於晶圓運輸容器的保護裝置。保護裝置包括三個保護模組60（也參照圖2）。或者，保護裝置可包括不同於三個之多個保護模組60。保護系統56包括晶圓運輸容器16。晶圓運輸容器16被配置為用於儲存和/或運輸晶圓46。晶圓運輸容器16配置為用於在真空中運輸晶圓46。晶圓運輸容器16以可真空密封的方式體現。晶圓運輸容器16體現為真空晶圓運輸容器。
晶圓運輸容器16包括基體52。基體52大範圍地包圍晶圓運輸容器16的內部。基體52具有開口62（參照圖3）。儲存在晶圓運輸容器16中的晶圓46可從晶圓運輸容器16中取出和/或通過開口62引入晶圓運輸容器16中。開口62的直徑大於晶圓46的直徑。晶圓運輸容器16包括晶圓運輸容器開啟元件14（參見圖3）。晶圓運輸容器開啟元件14配置為用於關閉晶圓運輸容器16的開口62。晶圓運輸容器開啟元件14以可從基體52移除的方式體現。保護裝置配置為在保護情況下防止晶圓運輸容器開啟元件14從晶圓運輸容器16的基體52完全移除。
保護系統56包括裝載和/或卸載站44。裝載和/或卸載站44配置為用於將晶圓46裝載到晶圓運輸容器16中和/或從晶圓運輸容器16卸載。為了裝載和/或卸載晶圓46，裝載和/或卸載站44藉由從基體52釋放晶圓運輸容器開啟元件14來打開晶圓運輸容器16。為了打開晶圓運輸容器16，裝載和/或卸載站44使晶圓運輸容器開啟元件14沿裝載和/或卸載方向64移動。裝載和/或卸載方向64至少基本上垂直於晶圓運輸容器開啟元件14的主延伸平面延伸。在開啟時，晶圓運輸容器開啟元件14藉由裝載和/或卸載站44下降到裝載和/或卸載站44的內部。在晶圓運輸容器16的裝載和/或卸載中，基體52的內部空間真空密封地連接到裝載和/或卸載站44的內部空間。裝載和/或卸載站44配置為將從晶圓運輸容器16卸載的晶圓46向前運輸到至少一個處理模組（未示出）和/或至少一個運輸模組（未示出）。
保護系統56包括真空泵單元58。真空泵單元58配置為在裝載和/或卸載位置將晶圓運輸容器16真空夾緊在裝載和/或卸載站44上。真空泵單元58包括真空泵66。真空泵單元58包括真空夾緊裝置42。真空泵66配置為產生真空夾緊裝置42的負壓。真空夾緊裝置42配置為藉由負壓將晶圓運輸容器16相對於裝載和/或卸載站44的表面68保護地保持在預期的裝載和/或卸載位置。
圖2示出了保護系統56的俯視圖。真空夾緊裝置42包括真空夾緊元件70。真空夾緊裝置42包括相應的真空夾緊元件72。真空夾緊元件70佈置在裝載和/或卸載站44上。真空夾緊元件70在裝載和/或卸載站44的表面68中體現為通道狀的加深部。相應的真空夾緊元件72佈置在晶圓運輸容器16上。相應的真空夾緊元件72體現為從基體52水平突出的耳形扁平凸起。在裝載和/或卸載位置，相應的真空夾緊元件72完全覆蓋真空夾緊元件70。在真空夾緊中，真空泵單元58在真空夾緊元件70、72之間產生負壓，導致由環境壓力引起的壓力將相應的真空夾緊元件72壓在真空夾緊元件70上。由於真空夾緊元件70、72之間的負壓，基體52被牢固地壓在裝載和/或卸載站44的表面68上。
保護系統66包括對準機構74。對準機構74配置為使晶圓運輸容器16相對於裝載和/或卸載站44對準。對準機構74包括多個以螺栓狀方式體現之凸起76。凸起76佈置在晶圓運輸容器16的基體52上。對準機構74包括多個空腔78，每個空腔78配置為容納對應的凸起76。空腔78佈置在裝載和/或卸載站44的表面68中。
圖3示出了沿著截面平面穿過保護系統56的截面，該截面在中心延伸穿過保護模組60並且在圖2中為圖式符號A。在圖3所示的情況下，晶圓運輸容器16和裝載和/或卸載站44處於非聯結狀態。在圖3所示的情況下，保護裝置處於保護狀態。晶圓運輸容器16包括關閉機構12。關閉機構12配置為將晶圓運輸容器開啟元件14保持在關閉位置。關閉機構12體現為真空關閉機構。在關閉位置，晶圓運輸容器開啟元件14關閉晶圓運輸容器16的基體52的開口62。由於晶圓運輸容器16的內部空間中的真空，晶圓運輸容器開啟元件14藉由外部壓力被壓抵於晶圓運輸容器16的基體52。關閉機構12包括密封元件80。關閉機構12的密封元件80配置為至少基本上以氣密方式密封關閉機構12。關閉機構12的密封元件80體現為O形環。此外，或者可替代地，關閉機構12的密封元件80可包括唇形密封件和/或硫化密封件。
保護裝置包括正配合單元10。正配合單元10配置為用於保護晶圓運輸容器16的晶圓運輸容器開啟元件14，晶圓運輸容器16藉由關閉機構12保持在其關閉位置。
正配合單元10包括正配合凹部18。正配合凹部18配置為部分地容納正配合單元10的正配合元件20。正配合凹部18實施為晶圓運輸容器開啟元件14中的凹槽。或者，正配合凹部18可以具有任何其他形狀，較佳適合於正配合元件20之形狀者。在晶圓運輸容器16與裝載和/或卸載站44的聯結狀態下，正配合凹部18朝向裝載和/或卸載站44的內部空間敞開。正配合單元10包括正配合元件20。正配合元件20配置為部分地接合於正配合凹部18中。正配合元件20部分地體現為桿狀鎖定桿。正配合凹部18和正配合元件20配置為在適當的保護的情況下以未接觸的方式彼此聯結。正配合凹部18和正配合元件20配置為在關閉機構12的意外故障的情況下以接觸方式彼此聯結。
保護模組60包括模組基體82。模組基體82形成保護模組60的外邊界的一部分。正配合元件20部分地佈置在模組基體82內。正配合元件20部分地被模組基體82包圍。模組基體82包括開口84。正配合元件20部分地延伸穿過模塊基體82的開口84。正配合元件20不與模組基體82的開口84接觸。如此，在正配合元件20移動的情況下，可以有利地將顆粒產生保持在低水平。
保護裝置部分地體現為與晶圓運輸容器16成一體。保護裝置體現為與晶圓運輸容器16的基體52成一體。模組基體82體現為與晶圓運輸容器16的基體52成一體。正配合元件20以可相對於模組基體82移動的方式被支承。保護裝置包括引導元件90。引導元件90配置為引導正配合元件20的移動。引導元件90體現為圓形引導桿。引導元件90和正配合元件20體現為彼此成一體。
保護裝置包括線性軸承40。線性軸承40配置為允許正配合單元10的平移移動。線性軸承40配置為允許正配合元件20的平移移動。線性軸承 40包括兩個軸承元件86、88。軸承元件86、88實施為滑動軸承。軸承元件86、88形成滑動襯套。在正配合元件20的移動中，支承元件86、88相對於晶圓運輸容器16保持靜止。軸承元件86、88由塑料材料或塗有塑料的金屬實施。或者，線性軸承40可包括不同於兩個的數目之軸承元件86、88，例如一個軸承元件86、88或三個軸承元件86、88。此外，線性軸承40可替代地或另外地包括至少一個滾珠軸承。此外，正配合元件20尤其是引導元件90，也可以例如以至少引導元件90包括滑動表面的方式與線性軸承40體現為一體，該滑動表面尤其藉由塗層實現。
保護裝置包括腔室24。腔室24在保護模組60的內部形成中空空間。腔室24包括壓力連接通道26。壓力連接通道26配置為用於將腔室24與真空夾緊裝置42聯結。真空夾緊裝置42包括抽吸通道100。抽吸通道100流體連接到真空泵66。在壓力連接通道26與真空夾緊裝置42的聯結中，抽吸通道100氣密地連接到壓力連接通道26。壓力連接通道26與抽吸通道100的連接實施為無聯結元件和可撓性管而僅藉由保護模組60在裝載和/或卸載站44的表面68上的緊密鄰接來實施。
除了壓力連接通道26之外，腔室24藉由以氣密方式與環境隔離的方式實施。腔室24具有內部容積34。壓力連接通道26配置為允許腔室24中的內部壓力相對於參考壓力的變化。壓力連接通道26形成用於真空泵單元58的連接元件。可以通過壓力連接通道26抽空腔室24。壓力連接通道26實施為腔室24的腔室壁28中的孔。壓力連接通道26佈置在保護模組60的下側。壓力連接通道26沿著晶圓運輸容器16與晶圓運輸容器16的基體52聯接的狀態的方向延伸，至少基本上垂直於晶圓運輸容器開啟元件14的主延伸平面。壓力連接通道26處於保護狀態並且處於朝向腔室24敞開的非保護狀態。限定腔室24的腔室壁28與模組基體82分開地體現。限定腔室24的腔室壁28與模組基體82螺紋連接。這有利地允許保護模組60的簡單組裝和/或維護。限定腔室24的腔室壁28被體現為非破壞性地可拆卸。或者，限定腔室24的腔室壁28的至少一部分可以體現為與晶圓運輸容器16成一體。
腔室24的內部壓力與參考壓力之間的差異構成壓力差。實施壓力差以影響正配合單元10的保護狀態。正配合元件20相對於腔室24的保護的腔室壁28的位置取決於壓力差。如果壓力差超過極限壓力差，則正配合單元10被配置為採取非保護位置。如果壓力差低於極限壓力差，則正配合元件20不與正配合凹部18接合。如果壓力差低於極限壓力差，則正配合單元10配置為採取保護位置。如果壓力差超過極限壓力差，則正配合元件20與正配合凹部18接合。極限壓力差實現為壓力差的極限值。
保護裝置包括復位元件22。復位元件22被配置為將正配合單元10重新偏轉到保護位置。復位元件22配置為將正配合單元10保持在保護位置。復位元件22體現為壓縮彈簧。復位元件22的復位力沿平行於正配合元件20的主延伸方向延伸的方向作用。此處，物體的「主延伸方向」尤其理解為平行於仍然完全包圍物體之最小幾何矩形長方體的最長邊緣延伸的方向。復位元件22的復位力至少間接地作用在正配合元件20上。復位元件22的復位力將正配合元件20壓入保護位置。復位元件22佈置在腔室24內。復位元件22緊靠在腔室壁28的背離晶圓運輸容器16的內表面上。復位元件22部分地接合引導元件90。背離晶圓運輸容器16的腔室壁28包括突起92。突起92實施為圓柱形。突起92配置為部分地容納復位元件22。突起92配置為例如在晶圓運輸容器16移動的情況下有利地防止復位元件22的滑動。
保護裝置包括另外的腔室30。另外的腔室30具有內部容積36。在保護裝置的保護狀態和保護裝置的非保護狀態下，另外的腔室30具有與環境壓力相同的內部壓力。環境壓力實施為大氣壓或潔淨室大氣壓。從晶圓運輸容器16來看，另外的腔室30佈置在腔室24之前。引導元件90佈置在另外的腔室30內。線性軸承40佈置在另外的腔室30內。保護裝置包括可移動地被支承的設定元件32。可移動地被支承的設定元件32被體現為可移動的活塞。可移動地被支承的設定元件32部分地界定腔室24。可移動地被支承的設定元件32部分地限定另外的腔室30。腔室24和另外的腔室30藉由可移動地被支承的設定元件32彼此氣密地密封。可移動地被支承的設定元件32包括密封元件94。可移動地被支承的設定元件32的密封元件94體現為O形環。此外，或者可替代地，可移動地被支承的設定元件32的密封元件94可包括唇形密封件和/或硫化密封件。
引導元件90被引導通過可移動地被支承的設定元件32。引導元件90經由固著（fixation）裝置98保護地連接到可移動地被支承的設定元件32。固著裝置98包括Benzing®保持環。此外，或者可替代地，固著裝置98可包括Seeger®保護環、安全佈線和/或螺紋連接。可移動地被支承的設定元件32包括另一密封元件96。可移動地被支承的設定元件32的另外的密封元件96配置為藉由氣密方式密封通孔，以使引導元件90抵靠腔室24。可移動地被支承的設定元件32的另外的密封元件96體現為O形環。此外，或者可替代地，可移動地被支承的設定元件32的另外的密封元件96可包括唇形密封件和/或硫化密封件。可移動地被支承的設定元件32配置為用於根據腔室24和另外的腔室30的內部壓力的壓力差來改變腔室24的內部容積34。可移動地被支承的設定元件32配置為用於根據腔室24和另外的腔室30的內部壓力的壓力差來改變另外的腔室30的內部容積36。
保護裝置包括狀態感測器50。狀態感測器50被配置為感測保護裝置的保護狀態。狀態感測器50被分配給裝載和/或卸載站44。狀態感測器50被配置為將保護裝置的保護狀態通知裝載和/或卸載站44。以此方式，有利地可以防止啟動用於藉由裝載和/或卸載站44開啟晶圓運輸容器開啟元件14的開啟程序，同時保護保護裝置，尤其正配合單元10仍然有效，可以有利地避免對於晶圓運輸容器16的損壞。狀態感測器50包括磁感測器，其能夠捕捉保護模組60的部件，尤其是引導元件90和/或正配合元件20的部件的移動和/或位置。
保護裝置包括額外的另外的腔室38。額外的另外的腔室38配置為在至少一個運行狀態下具有與環境壓力不同的內部壓力。從晶圓運輸容器16來看，額外的另外的腔室38佈置在另外的腔室30之前。從晶圓運輸容器16來看，額外的另外的腔室38佈置在腔室24之前。額外的另外的腔室38相對於另外的腔室30氣密地密封。保護裝置包括額外的密封元件102。保護裝置的額外的密封元件102配置為氣密地將另外的腔室30和額外的另外的腔室38以氣密方式彼此隔離。保護裝置的額外的密封元件102體現為可壓縮的。保護裝置的額外的密封元件102配置為在正配合元件20和/或引導元件90移動時被壓縮和/或膨脹。保護裝置包括傳遞元件104。傳遞元件104配置為將引導元件90和/或正配合元件20的移動傳遞到保護裝置的額外的密封元件102上。傳遞元件104與引導元件90一體地體現。傳遞元件104與正配合元件20一體地體現。保護裝置的額外的密封元件102體現為邊緣焊接的波紋管元件。邊緣焊接的波紋管元件由金屬製成。正配合元件20部分地佈置在額外的另外的腔室38中。額外的另外的腔室38以藉由模組基體82的開口84向外敞開的方式體現。在晶圓運輸容器16的非聯結狀態下，額外的另外的腔室38中的內部壓力與環境壓力相同。
與圖3類似，圖4示出了沿著截面平面穿過保護系統56的截面，該截面在中心延伸穿過保護模組60並且於圖2中為圖式符號A。在圖4所示的情況下，晶圓運輸容器16及裝載和/或卸載站44處於聯結狀態。在圖4所示的情況下，保護裝置處於非保護狀態。在非保護狀態下，腔室24經由壓力連接通道26被抽空，由此可移動地被支承的設定元件32在遠離晶圓運輸容器16的方向上被推動。由此，腔室24的內部容積34減小，並且額外的另外的腔室38的內部容積130增加。此外，正配合元件20因此以其大部分縮回到額外的另外的腔室38中的方式佈置。保護裝置的額外的密封元件102被壓縮。
在晶圓運輸容器16中實施的正配合凹部18形成另外的壓力連接通道54。另外的壓力連接通道54配置為用於抽空保護裝置的額外的另外的腔室38。藉由另外的壓力連接通道54抽空額外的另外的腔室38的可能性被限制於晶圓運輸容器16與裝載和/或卸載站44聯結時的狀態。在晶圓運輸容器16與裝載和/或卸載站44的聯結狀態下，壓力連接通道54實施額外的另外的腔室38與氣密地被隔離的間隙106的聯結，該間隙106在晶圓運輸容器開啟元件14的下側與裝載和/或卸載站44的上側之間。間隙106中的內部壓力與腔室24中的內部壓力聯結。腔室24中的內部壓力和間隙106中的內部壓力，以及額外的另外的腔室38中的內部壓力也經由真空泵單元58的真空泵66產生。真空泵單元58配置為用於改變腔室24中的內部壓力。
保護裝置包括緊急保護和/或緊急釋放元件48。緊急保護和/或緊急釋放元件48配置為用於保護裝置的手動緊急保護和/或手動緊急釋放。緊急保護和/或緊急釋放元件48至少部分地佈置在另外的腔室30中。緊急保護和/或緊急釋放元件48可移動地被支承於另外的腔室30中。為了緊急釋放，操作者將緊急保護和/或緊急釋放元件48從另外的腔室30中拉出。緊急保護和/或緊急釋放元件48被體現為從保護模組60突出的拉出桿。
圖5示出了沿著另外的截面平面穿過保護系統56的另一截面，該截面延伸穿過保護模組60並且在圖2中以圖式符號B表示。在圖5所示的情況下，保護裝置的安全元件已經由緊急保護和/或緊急釋放元件48釋放。緊急保護和/或緊急釋放元件48配置為在緊急釋放中將可移動地被支承的設定元件32朝向腔室24移位。緊急保護和/或緊急釋放元件48被配置為在緊急釋放中將正配合元件20推向腔室24 。緊急保護和/或緊急釋放元件48配置為在緊急釋放中取消正配合元件20與正配合凹部18的接合。緊急保護和/或緊急釋放元件48包括凸輪機構108。凸輪機構108配置為將緊急保護和/或緊急釋放元件48的移動轉換成可移動地被支承的設定元件32和/或正配合元件20的移動，垂直於緊急保護和/或緊急釋放元件48的移動。凸輪機構108包括斜面110和銷112。斜面110佈置在緊急保護和/或緊急釋放元件48上。斜面110將具有小的材料厚度之緊急保護和/或緊急釋放元件48的點與具有較大材料厚度之緊急保護和/或緊急釋放元件48的點進行連接。銷112佈置在可移動地被支承的設定元件32上。在保護裝置的保護狀態下，銷112抵靠具有小的材料厚度之緊急保護和/或緊急釋放元件48的點。當緊急保護和/或緊急釋放元件48在垂直方向上被拉出時，斜面110沿著在垂直方向上為保護的銷112移動。緊急保護和/或緊急釋放元件48的材料厚度沿斜坡110增加，因此銷112必須水平偏轉。在保護裝置的緊急釋放狀態下，銷112抵靠緊急保護和/或緊急釋放元件48的具有較大材料厚度的點。當緊急保護和/或緊急釋放元件48接著移回至另外的腔室30中時，復位元件22將可移動地被支承的設定元件32和/或正配合元件20偏轉回到保護狀態的原始位置。
圖6示出了使用保護裝置的方法的流程圖。在至少一個方法步驟114中，運輸和/或儲存晶圓運輸容器16。在上述運輸期間和/或在上述儲存期間，在至少一個方法步驟116中，通過關閉機構12保持在其關閉位置的晶圓運輸容器開啟元件14被正配合單元10保護。在關閉機構12的無故障正常操作中，在至少一個方法步驟120中，晶圓運輸容器開啟元件14以未接觸的方式被正配合單元10保護。在關閉機構12發生故障的情況下，在至少一個方法步驟118中，建立正配合單元10與晶圓運輸容器開啟元件14的觸摸接觸。在此，建立正配合單元10與晶圓運輸容器開啟元件14的觸摸接觸，以確保晶圓運輸容器開啟元件14保持在關閉位置附近。在至少一個方法步驟122中，晶圓運輸容器16與裝載和/或卸載站44聯結。在至少一個方法步驟124中，經由改變保護裝置的腔室24中的內部壓力產生正配合單元10的保護和/或釋放。為了保護晶圓運輸容器開啟元件14，在至少一個方法步驟128中，藉由減少腔室24和另外的腔室30之間的壓力差，將正配合元件20移動至保護位置中。為了晶圓運輸容器開啟元件14的保護的釋放，在至少一個方法步驟126中，藉由增加腔室24和另外的腔室30之間的壓力差，將正配合元件20移動至非保護位置中。
10‧‧‧正配合單元 12‧‧‧關閉機構 14‧‧‧晶圓運輸容器開啟元件 16‧‧‧晶圓運輸容器 18‧‧‧正配合凹部 20‧‧‧正配合元件 22‧‧‧復位元件 24‧‧‧腔室 26‧‧‧壓力連接通道 28‧‧‧腔室壁 30‧‧‧另外的腔室 32‧‧‧設定元件 34‧‧‧內部容積 36‧‧‧內部容積 38‧‧‧額外的另外的腔室 40‧‧‧線性軸承 42‧‧‧真空夾緊裝置 44‧‧‧裝載和/或卸載站 46‧‧‧晶圓 48‧‧‧緊急保護和/或緊急釋放元件 50‧‧‧狀態感測器 52‧‧‧基體 54‧‧‧另外的壓力連接通道 56‧‧‧保護系統 58‧‧‧真空泵單元 60‧‧‧保護模組 62‧‧‧開口 64‧‧‧裝載和/或卸載方向 66‧‧‧真空泵 68‧‧‧表面 70‧‧‧真空夾緊元件 72‧‧‧相應的真空夾緊元件 74‧‧‧對準機構 76‧‧‧凸起 78‧‧‧空腔 80‧‧‧密封元件 82‧‧‧模組基體 84‧‧‧開口 86‧‧‧軸承元件 88‧‧‧軸承元件 90‧‧‧引導元件 92‧‧‧突起 94‧‧‧密封元件 96‧‧‧另外的密封元件 98‧‧‧固著裝置 100‧‧‧抽吸通道 102‧‧‧額外的密封元件 104‧‧‧傳遞元件 106‧‧‧間隙 108‧‧‧凸輪機構 110‧‧‧斜面 112‧‧‧銷 114‧‧‧方法步驟 116‧‧‧方法步驟 118‧‧‧方法步驟 120‧‧‧方法步驟 122‧‧‧方法步驟 124‧‧‧方法步驟 126‧‧‧方法步驟 128‧‧‧方法步驟 130‧‧‧內部容積 A‧‧‧截面平面 B‧‧‧截面平面
根據以下圖式說明，其他優點進一步將變得明確。在圖式中，示出了本發明的示例性實施例。圖式、說明書和申請專利範圍包含多個特徵的組合。本領域技術人員將有目的地也單獨考慮這些特徵並將找到進一步有利的組合。
圖1是根據本發明的保護系統的示意圖，其具有根據本發明的保護裝置、具有晶圓運輸容器且具有裝載和/或卸載站。 圖2是保護系統的示意俯視圖。 圖3是保護系統的剖視圖，其中保護裝置處於保護狀態。 圖4是保護系統的剖視圖，其中保護裝置處於非保護狀態。 圖5是由保護裝置的緊急保護元件和/或緊急釋放元件引起的處於非保護狀態的保護裝置的剖視圖。 圖6是根據本發明的方法的流程圖。
10‧‧‧正配合單元
12‧‧‧關閉機構
14‧‧‧晶圓運輸容器開啟元件
16‧‧‧晶圓運輸容器
18‧‧‧正配合凹部
20‧‧‧正配合凹部
22‧‧‧正配合凹部
24‧‧‧腔室
26‧‧‧腔室
28‧‧‧腔室
30‧‧‧腔室
32‧‧‧腔室
34‧‧‧內部容積
36‧‧‧內部容積
38‧‧‧內部容積
40‧‧‧內部容積
44‧‧‧內部容積
48‧‧‧緊急保護和/或緊急釋放元件
50‧‧‧狀態感測器
52‧‧‧狀態感測器
54‧‧‧狀態感測器
56‧‧‧狀態感測器
60‧‧‧保護模組
62‧‧‧開口
64‧‧‧裝載和/或卸載方向
68‧‧‧表面
80‧‧‧密封元件
82‧‧‧模組基體
84‧‧‧開口
86‧‧‧軸承元件
88‧‧‧軸承元件
90‧‧‧引導元件
92‧‧‧突起
94‧‧‧密封元件
96‧‧‧另外的密封元件
98‧‧‧固著裝置
100‧‧‧抽吸通道
102‧‧‧額外的密封元件
104‧‧‧傳遞元件

Claims (22)

  1. 一種保護裝置，具有至少一個正配合單元(10)，該正配合單元(10)配置為至少用於保護晶圓運輸容器(16)的晶圓運輸容器開啟元件(14)，該晶圓運輸容器開啟元件(14)藉由關閉機構(12)保持在其關閉位置，其中該正配合單元(10)包括至少一個正配合凹部(18)和至少一個正配合元件(20)，其特徵在於，該正配合凹部(18)和該正配合元件(20)配置為在適當的保護中以非接觸方式彼此聯結，該保護裝置進一步包括至少一個腔室(24)，該腔室(24)包括壓力連接通道(26)，該壓力連接通道(26)配置為允許該腔室(24)中的內部壓力與參考壓力相關聯地變化，其中壓力差是根據該腔室(24)的該內部壓力及該參考壓力計算，且被配置為影響該正配合元件(20)的位置從而影響該正配合單元(10)的保護狀態。
  2. 如請求項1的保護裝置，其與該晶圓運輸容器(16)至少部分地一體地實施。
  3. 如請求項1的保護裝置，其具有至少一個復位元件(22)，該復位元件(22)配置為將該正配合單元(10)至少部分地重新偏轉到保護位置和/或將該正配合單元(10)保持在保護位置。
  4. 如請求項3的保護裝置，其中，該復位元件(22)至少大部分佈置於該腔室(24)內。
  5. 如請求項1的保護裝置，其中，該正配合單元(10)包括至少一個可移動地被支承的正配合元件(20)，其中該正配合元件(20)相對於該腔室(24)的至少一個腔室壁(28)的位置取決於該壓力差。
  6. 如請求項1的保護裝置，其中，該正配合單元(10)配置為若該壓力差超過極限壓力差則採取非保護位置。
  7. 如請求項1的保護裝置，其具有至少一個另外的腔室(30)，該另外的腔室(30)在該保護裝置的保護狀態下及該保護裝置的非保護狀態下具有內部壓力，該內部壓力具有與環境壓力相同的值，該保護裝置具有至少一個可移動地被支承的設定元件(32)，該設定元件(32)至少部分地界定該腔室(24)和該另外的腔室(30)。
  8. 如請求項7的保護裝置，其中，該設定元件(32)配置為根據該腔室(24)和該另外的腔室(30)的內部壓力的壓力差，改變該腔室(24)的內部容積(34)和/或另外的腔室(30)的內部容積(36)。
  9. 如請求項7的保護裝置，其具有至少一個額外的另外的腔室(38)，當從該晶圓運輸容器(16)來看時，該額外的另外的腔室(38)佈置在該另外的腔室(30)之前和該腔室(24)之前，且該正配合元件(20)部分地被佈置在其中，其中至少一個該額外的另外的腔室(38)配置為在至少一個運行狀態下具有不同於該環境壓力的內部壓力。
  10. 如請求項1的保護裝置，其具有線性軸承(40)，該線性軸承(40)配置為允許該正配合單元(10)的平移移動。
  11. 如請求項1的保護裝置，其中，該壓力連接通道(26)配置為至少將該腔室(24)與裝載和/或卸載站(44)的真空夾緊裝置(42)聯結，該裝載和/或卸載站(44)配置為至少用於將至少一個晶圓(46)裝載到該晶圓運輸容器(16)中和/或從該晶圓運輸容器(16)卸載。
  12. 如請求項1的保護裝置，其具有至少一個緊急保護和/或緊急釋放元件(48)，該緊急保護和/或緊急釋放元件(48)配置為用於該保護裝置的手動緊急保護和/或手動緊急釋放。
  13. 如請求項7的保護裝置，其具有至少一個緊急保護和/或緊急釋放元件(48)，該緊急保護和/或緊急釋放元件(48)配置為用於該保護裝置的手動緊急保護和/或手動緊急釋放，其中，該緊急保護和/或緊急釋放元件(48)至少部分地佈置在該另外的腔室(30)中。
  14. 如請求項1的保護裝置，其具有至少一個狀態感測器(50)，該狀態感測器(50)被配置為感測該保護裝置的保護狀態。
  15. 一種晶圓運輸容器(16)，其特徵在於，具有至少一個請求項1的保護裝置，其配置為在保護情況下防止晶圓運輸容器開啟元件(14)自該晶圓運輸容器(16)的基體(52)完全移除。
  16. 如請求項15的晶圓運輸容器(16)，其中，該至少一個保護裝置體現為與該晶圓運輸容器(16)的該基體(52)成一體。
  17. 如請求項15的晶圓運輸容器(16)，其中，該晶圓運輸容器(16)包括至少一個正配合凹部(18)，該正配合凹部(18)實施另外的壓力連接通道(54)，該壓力連接通道(54)配置為用於該保護裝置的額外的另外的腔室(38)的抽氣。
  18. 一種保護系統(56)，其特徵在於，具有請求項15的晶圓運輸容器(16)，並且具有裝載和/或卸載站(44)，該裝載和/或卸載站(44)配置為至少用於將晶圓(46)裝載到晶圓運輸容器(16)中和/或從晶圓運輸容器(16)卸載。
  19. 如請求項18的保護系統，其具有真空泵單元(58)，該真空泵單元(58)配置為至少用於將該晶圓運輸容器(16)真空夾緊在處於裝載和/或卸載位置中的該裝載和/或卸載站(44)上，以及用於改變腔室(24)中的內部壓力。
  20. 一種使用請求項18的保護系統的方法，其特徵在於，藉由關閉機構(12)保持在其關閉位置的該晶圓運輸容器(16)的晶圓運輸容器開啟元件(14)，是經由該正配合單元(10)而被保護。
  21. 如請求項20的方法，其中，藉由該保護裝置的腔室(24)中的內部壓力的改變，實現該正配合單元(10)的保護。
  22. 如請求項20的方法，其中，在該關閉機構(12)的無故障正常操作中，該晶圓運輸容器開啟元件(14)由該正配合單元(10)以非接觸方式保護，其中，在該關閉機構(12)故障的情況下，為了在該關閉位置附近建立該晶圓運輸容器開啟元件(14)的保持，建立該正配合單元(10)與晶圓運輸容器開啟元件(14)的觸摸接觸。
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