半導體基片保護裝置的製作方法

2023-05-31 13:28:31

專利名稱：半導體基片保護裝置的製作方法
技術領域：
本發明各實施例涉及半導體基片保護裝置。
背景技術：
半導體基片(semiconductorsubstrate)在存放和傳送過程中通常放置在基片儲存盒(substratestoragecassette)中。典型的基片儲存盒包括多個支撐基片的窄槽，使基片相互間隔，豎直排列在儲存盒中。在許多裝置中，儲存盒，也稱作片匣(pod)，含有一密封門，使存放在盒中的基片與周圍環境隔離。當基片在加工設備之間傳送時，為使潛在的顆粒汙染降至最低，基片儲存盒內部與外界的密封隔離性能尤為重要。
通常，基片儲存盒在生產界面(factoryinterface)與一加工設備對接。生產界面包括一個或多個料臺(bay)，每一料臺可容納一個基片儲存盒。為保證儲存盒內的基片與外界隔離，每一料臺裝備有一密封門開啟裝置(poddooropener)。該開啟裝置在生產界面與基片儲存盒之間保持密封狀態時從生產界面內部密封門，從而保證基片與外界的隔離。
在基片儲存盒對接(docking)和密封門開啟過程中，基片儲存盒中的基片可能會產生朝向生產界面的橫向移動。一旦儲存盒中的基片發生位移，基片多數會損壞或者引發其它工藝問題。例如，位移的基片可能被正在移出或返回基片儲存盒的基片碰撞，造成一隻或二隻基片同時損壞。另外，基片位移可能造成傳送機械手(transferrobot)不能準確挾持基片，因而在傳送過程中基片可能從機械手上滑落，或在下一個傳送位置的定位時發生定位不正確或損壞，亦可能在基片製造工藝中產生定位或定向(orientation/alignment)問題。
因此，非常需要一種能減少基片定位不正確，防止基片損壞的密封門開啟方法和裝置。

發明內容
本發明各實施例提出在生產界面中保護基片不被損壞的方法和裝置。在一實施例中，保護生產界面中基片不被損壞的方法包括獲取可能導致基片損壞的信息(indicia)，根據獲得的信息自動保護從基片儲存盒中移出的基片等步驟。所謂信息有多種，有可能是一個地震預警信號(seismicwarningsignal)。
在另一實施例中，防止生產界面中基片損壞的方法包括沿第一方向移動密封門到與儲存盒臨近，且保持一定間隔的位置；沿第二方向橫向移動密封門關閉儲存盒。密封門的橫向關閉運動可促使位移的基片返回到儲存盒內限定的位置。
在另一實施例中，本發明提出將基片儲存盒與生產界面對接的方法。該方法包括以下幾個步驟沿第一方向將基片儲存盒放置在對接站(dockingstation)上；將基片儲存盒固定在對接站上；移動已固定的基片儲存盒，使其與生產界面相接；以及在移動過程中，可旋轉基片儲存盒。
本發明還提出一種將基片儲存盒與生產界面對接的裝置。在一實施例中，將基片儲存盒對接到生產界面的裝置包括一對接站，其具有一從垂直立板(verticalwall)上延伸出的水平凸緣(horizontalflange)。該立板上有一通孔，一可移動承片臺(stage)與水平凸緣連接用於支撐基片儲存盒。一定位鎖緊裝置(engagementmechanism)和一對接傳動裝置(dockingactuator)分別與該承片臺連接。該定位鎖緊裝置用於將基片儲存盒固定在承片臺上。該對接傳動裝置則用於將基片儲存盒移出料臺。一鬆脫裝置(releasemechanism)用於使至少一個定位鎖緊裝置鬆開儲存盒，或使對接傳動裝置離開承片臺，從而在一個或多個對接傳動裝置鬆脫到最大程度時，可以接近儲存盒。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。


圖1是集成設備(clustertool)的結構示意圖。
圖2是圖1所示集成設備的俯視圖。
圖3是根據本發明所提出的較佳實施例中，密封門開啟裝置的結構示意圖。
圖4是圖3所示密封門開啟裝置的仰視圖。
圖5是本發明所提出一較佳實施例中，鬆脫裝置的結構示意圖。
圖6是根據本發明所提出的較佳實施例中，基片儲存盒密封門的結構示意圖。
圖7是本發明所提出另一較佳實施例的製造工藝系統(processingsystem)的俯視平面圖。以及圖8是圖7所示的密封門開啟裝置的仰視圖。
主要組件符號說明100集成設備102製造工藝室104配送室106真空隔離室
108生產界面110基片112狹口閥114傳送機械手116基片託盤118生產界面機械手120氣壓控制裝置122控制器124中央處理器126支持電路128存儲器130料臺132基片儲存盒134軌道136法蘭138密封門開啟裝置140對接站142水平凸緣144水平凸緣末端146SEMI假想線190地震預警系統
302定位銷304定位孔306夾緊裝置308鉤銷310夾緊傳動裝置312承片臺上表面314桁架板318密封條320擋塊322密封門前端面326開門裝置330承片臺332通孔334支承滑軌336導向塊350通孔352支座354滑軌356支座358滑軌360定位板
362開門傳動裝置364楔鍵366定位銷368鍵孔370鍵楔傳動裝置372第二傳動裝置374底板376支柱378第一傳動裝置380第一傳感器382攝像機402馬達404導向螺杆406螺釘帽410對接傳動裝置414對接裝置420託架422承片臺下表面424鬆脫裝置544叉形拉杆的第一端560偏心夾緊裝置
562叉形拉杆564叉形拉杆的第二端566鉤狀叉頭570凸鍵572鍵槽602鎖緊裝置604套筒606插銷608套筒外緣610密封門邊612密封門邊614導向槽618銷槽700製造工藝系統702承片臺704運動方向指示箭頭708多平面生產界面710密封門開啟裝置714承片臺702的上表面720固定機械手722旋轉角度
724多平面生產界面708的第二平面726多平面生產界面708的第三平面728多平面生產界面708的第一平面730運動方向指示箭頭732運動方向指示箭頭738密封門開啟裝置740水平凸緣742對接站804通孔806轉動樞點810承片臺702的第一端面812承片臺702的第二端面814承片臺傳動裝置816託架具體實施方式
為便於理解，儘可能使用了統一標識代碼來標識圖中同一組件。
圖1和圖2是集成設備(clustertool)100的剖面示意圖和俯視圖。集成設備100包括多個製造工藝室(processingchamber)102，和與之連接的一配送室(transferchamber)104。配送室104通過一個或多個真空隔離室(loadlockchamber)106與生產界面(factoryinterface)108連接。集成設備100含有一保護基片免於損壞的裝置。儘管該基片保護裝置被歸於生產界面108，但其也可用於集成設備100的其它部位，或用於製作基片的其它設備。
在配送室104中心部位通常配置有一個或多個傳送機械手(transferrobot)114。該傳送機械手114用於在真空隔離室106和圍繞連接在配送室104周圍的製造工藝室102之間傳遞基片。在配送室104內特別配置有狹口閥(slitvalve)112，以便根據需要而選擇性地將配送室104與真空隔離室106和周圍的製造工藝室102相互隔離。狹口閥112可使配送室104內保持真空環境，並保證製造工藝室102的密封隔離。帶有配送室的商業化應用機臺實例包括PRODUCER@、CENTURA@和ENDURA@等集成工藝機臺，全部由位於美國加利福尼亞州SantaClarad的應用材料公司(AppliedMaterials，Inc.)供應。
圍繞配送室104的製造工藝室102可以是適於分別完成至少一部分基片110預定結構的加工的各種艙室。這些艙室主要包括刻蝕室(etchchamber)、化學氣相沉積室(chemicalvapordepositionchamber)、物理氣相沉積室(physicalvapordepositionchamber)、預清潔室(pre-cleanchamber)、定向器(orientators)、計量檢測室(metrologychamber)、定位室(orientationchamber)、以及消除氣體室(de-gaschamber)等。包括應用材料公司(AppliedMaterials，Inc.)在內的一些公司出售這些製造工藝室。
真空隔離室106通常配置在配送室104和生產界面108之間，用於在真空環境的配送室104和實質上處於大氣環境的生產界面108之間傳送基片110。真空隔離室106內配置一基片託盤(substratesupport)116，以便於傳送機械手114與配置在生產界面108中的界面機械手(interfacerobot)118之間的交接(hand-off)。現以一真空隔離室106的實際運作過程為例加以說明配置在生產界面108和配送室104之間的狹口閥112處於開啟狀態，以允許界面機械手118將基片110從生產界面108傳送至基片託盤116。當界面機械手118從真空隔離室106抽出後，狹口閥112關閉。一配置在真空隔離室106上的氣壓控制裝置(atmospherecontrolsystem)120抽吸真空隔離室106，使其真空度與配送室104的真空度實質上相等。之後，配送室104和真空隔離室106之間的狹口閥112開啟，允許傳送機械手114取出基片110進行加工。基片加工後由傳送機械手114將其放置在基片託盤116上。當傳送機械手114從真空隔離室106抽出後，狹口閥112關閉。然後，氣壓控制裝置120提升真空隔離室106內的壓力，使其實質上地恢復到生產界面108的壓力水平。接著，真空隔離室106和生產界面108之間的狹口閥112開啟，允許生產界面機械手118從基片託盤116上拾取加工處理後的基片110，將其送回生產界面108。本實施例中涉及的真空隔離室可使用由Cheung等人於2000年6月22日提出的專利發明(美國專利申請第09/599,125號，代理檔案第4251號)，在此將其作為參考文獻整體引用。
集成設備100配置一控制器(controller)122以控制基片的傳送和加工。控制器122包含一中央處理器(centralprocessingunit--CPU)124、支持電路(supportcircuits)126和存儲器(memory)128。中央處理器124可為任意一種適用於工業領域控制不同製造工藝室和子處理器的計算機處理器。存儲器128與中央處理器124連接。存儲器128，或計算機可識別介質可以是一個或多個容易獲得的存儲器，例如隨機存取存儲器(randomaccessmemory-RAM)、只讀存儲器(readonlymemory-ROM)、軟盤(floppydisk)、硬碟(harddisk)或任何其它數據存儲形式，包括本地的或遠程的。支持電路126與中央處理器124連接，以常規方式支持處理器的運行。這些電路包括高速緩衝存儲器(cache)、電源(powersupply)、時鐘電路(clockcircuit)、輸入/輸出電路(input/outputcircuitry)、子系統(subsystem)以及類似電路。
生產界面108包括多個料臺(bay)130，其配置在真空隔離室106的對面。每一料臺130裝有一基片儲存盒(substratestoragepod)132。每一基片儲存盒132存放有多個基片110，通過界面機械手118使基片110在真空隔離室106與基片儲存盒132之間傳遞。界面機械手118安裝在軌道(rail)134上，可以在生產界面108內移動，以便於接近儲存盒132。
基片儲存盒132通常是一前開口片盒(frontopeningunifiedpod--FOUP)，其中可存放多個基片。儲存盒132可以配置一凸緣(flange)136，以便通過一自動傳送裝置操縱和輸送儲存盒132，例如廣泛用於晶片製造廠(FABS)在集成設備和類似設備之間輸送儲存盒132的自動導引小車(auto-guidedvehicle--AGV)。
每一料臺130配置有一密封門開啟裝置(poddooropener-PDO)138，在儲存盒132與生產界面108對接時支撐儲存盒132。密封門開啟裝置138與儲存盒132密封連接。在一實施例中，密封門開啟裝置138符合半導體設備及材料協會標準第4組第E57-1296e條(specificationssetforthinSEMISpecificationNO.E57-1296)的規定，在此將其作為參考文獻整體引用。本發明涉及的密封門開啟裝置可使用由Nering等人於2000年7月4日被授權的美國專利第6,082,951號發明，在此將其作為參考文獻整體引用。密封門開啟裝置138亦可參照其它標準或規範配置。密封門開啟裝置138通常含有一垂直的對接站(dockingstation)140(參見圖2)，與一水平凸緣(horizontalflange)142連接。對接站140與料臺130連接。水平凸緣142從對接站140延伸到一假想線146上的一個末端144。假想線146是根據半導體設備及材料協會標準(SEMISpecification)第E15.1條定義的(以下簡稱SEMI假想線)。
圖3詳細描繪了密封門開啟裝置138的一較佳實施例。密封門開啟裝置138的水平凸緣142上有一通孔或窗口332。一承片臺(stage)330配置在水平凸緣142的通孔332中。承片臺330和水平凸緣142通常是相互平行的。支承滑軌(bearingrails)334穿過通孔332或沿通孔332一側與水平凸緣142連接。與承片臺330連接的導向塊(guides)336可沿支承滑軌334滑動，從而使承片臺330可在通孔332中作橫向移動。
承片臺330含有多個定位銷(pin)302和一夾緊裝置(clampmechanism)306。定位銷302安裝並突出於承片臺330上表面(uppersurface)312，與儲存盒132底部的定位孔(receivinghole)304配合。定位銷302和定位孔304使儲存盒132可以在承片臺330上精確和重複定位。
夾緊裝置306包括一與夾緊傳動裝置(clampactuator)310連接的鉤銷(hook)308。鉤銷308安裝在水平凸緣142的上表面312上，靠夾緊傳動裝置310驅動，與位於儲存盒132底部的擋塊(tab)320配合。驅動夾緊傳動裝置3l0收緊鉤銷308，進而卡住擋塊320，鎖定儲存盒132使其貼緊承片臺330。在一實施例中，夾緊傳動裝置310為氣缸，但根據需要也可使用滾珠螺杆(ballscrew)、電磁閥(solenoid)或其它任何類型的直線傳動裝置。
圖4是密封門開啟裝置138的仰視圖。一對接裝置(dockingmechanism)414連接在水平凸緣142與承片臺330之間。該對接裝置414包含一對接傳動裝置(dockingactuator)410，用於控制通孔332中承片臺330的位置，從而使基片儲存盒132可被移入和移出對接站140。在一實施例中，對接傳動裝置410包括一馬達(motor)402、一導向螺杆(leadscrew)404和一螺釘帽(nut)406。馬達402與水平凸緣142連接，驅使導向螺杆404轉動。螺釘帽406與導向螺杆404耦合。一託架(bracket)420從承片臺330的下表面422伸出，通過一鬆脫裝置(releasemechanism)424與螺釘帽406連接或夾緊螺釘帽406。鬆脫裝置424可防止螺釘帽406轉動。根據控制器122發出的信號，馬達402驅使導向螺杆404轉動，進而使螺釘帽406沿導向螺杆404移動。由於鬆脫裝置424將螺釘帽406與託架420固定在一起，因而導向螺杆404的轉動使螺釘帽406帶動承片臺330移動，進而可控制承片臺330相對於水平凸緣142(和對接站140)的位置。換言之，亦可利用該鬆脫裝置使夾緊裝置306脫離基片儲存盒132。
圖5是本發明所提出一較佳實施例中鬆脫裝置424的結構示意圖。該鬆脫裝置424包括一偏心夾緊裝置(over-centerclamp)560，和由其驅使的一叉形拉杆(forkeddraw)562。叉形拉杆562的第一端(firstend)544與夾緊裝置560連接，與第一端相對的第二端(secondopposingend)564分岔形成一對鉤狀叉頭(hookedtine)566。叉形拉杆562的二個叉頭566在鉤卡住螺釘帽406時跨在導向螺杆404上。當夾緊裝置560夾緊叉形拉杆562時，被兩叉頭566鉤卡住的螺釘帽406與託架420固定在一起。螺釘帽406在面對託架420的側邊上可加工出一凸鍵(key)570，其與託架420上的鍵槽(slot)572耦合，有利於螺釘帽404隨託架420做一維的移動。
在意外停機時，打開夾緊裝置560，使鉤狀叉頭566脫離螺釘帽406，驅動鬆脫裝置424可使承片臺330脫離對接傳動裝置410，因而可使承載儲存盒132的承片臺330靠手動離開生產界面108，避免了對接傳動裝置41O或其它系統裝置的破壞。根據需要也可選擇其它類型的鬆脫機構，例如快速定位銷(quickpin)、林奇銷(Lynch pin)、開口銷(clevispin)、暗銷(dowelpin)、1/4轉緊固件(quarter-turnfastener)、快卸緊固件(quickreleasefastener)、夾具(clamp)、插銷(latch)和鎖定件(locks)等。鬆脫裝置也可選用機電裝置或氣動裝置。
請參照圖3，圖3中對接站140含有一通孔(aperture)350，使基片可通過基片儲存盒132的密封門324送進生產界面108。為使生產界面108和儲存盒132中的基片與生產界面108周圍環境隔離，在對接站140與儲存盒132裝有密封門324的前端面322之間嵌有密封條318。密封條318圍繞密封門324，嵌入儲存盒132的前端面322。當儲存盒132被驅動與對接站140靠緊時，密封條318受擠壓而起到密封作用，從而使得在儲存盒132對接後，密封門324打開時，生產界面108和儲存盒132與周圍環境相互隔離。
圖6是圖3所示儲存盒密封門324沿剖面6-6的斷面圖。密封門324通常包含一個或多個鎖緊裝置(lockingmechanism)602以使密封門324與儲存盒132緊密閉合。鎖緊裝置602包含一可旋轉的套筒(cylinder)604，與密封門324連接。多個插銷(latch)606與套筒604的外緣(perimeter)608連接。插銷606通過導向槽(guide)614，該導向槽614連接或成型在密封門324相對應的兩邊610、612上。套筒604有一鍵孔(keyhole)368，其中可插入楔鍵(key)364(如圖3所示)以帶動套筒604旋轉。套筒604可按第一方向旋轉使插銷606縮入密封門324，或以第二方向旋轉使插銷606從密封門324的兩邊610、612伸出(如圖6所示)。當插銷606從密封門324伸出時，與基片儲存盒132上的銷槽(slot)616、618耦合，使密封門324與儲存盒132緊密閉合。
請參照圖3。在圖3中，生產界面108內配置有一開門裝置(openingmechanism)326，用於打開儲存盒132的密封門324。開門裝置326帶有一定位板(receivingplate)360，其通過一開門傳動裝置(openingactuator)362與生產界面108連接。定位板360帶有一楔鍵364和一組定位銷366。開門傳送裝置362移動定位板360至臨近密封門324的第一位置。定位銷366與密封門324上對應的定位孔配合，因而使定位板360與密封門324對準。
楔鍵364插入密封門324的套筒304上的鍵孔368中。楔鍵364由一楔鍵傳動裝置370帶動旋轉，打開儲存盒132的密封門324。楔鍵傳動裝置370與定位板360連接，可選用不同楔鍵傳動裝置370旋轉楔鍵364。例如，楔鍵傳動裝置370可以是旋轉式電磁閥、步進馬達、氣缸、旋轉或直線傳動裝置等。楔鍵464通常為T形或其它在儲存盒密封門324離開通孔350時能使儲存盒密封門324與定位板360相互鎖定的形狀，以便於基片在儲存盒132和生產界面108之間順利傳送。
在一實施例中，為使密封門324從通孔350移開，開門傳動裝置362需作兩個動作。在一個開啟動作中，與定位板360鎖定的儲存盒密封門324第一步先沿水平方向縮進(retract)生產界面108，然後下移離開通孔350。第一步縮進動作通常與儲存盒132內的基片和承片臺330的上表面312相平行(即垂直於儲存盒132內基片的中心線)。反之，第二步則沿水平方向移動密封門324至通孔350的側面(即垂直於縮進動作，平行於承片臺330的上表面312和水平凸緣142)。密封門324在關門動作中以與上述動作相反的方式返回儲存盒132。
開啟傳動裝置362的兩步動作可利用密封門324將基片沿水平方向輕輕推回儲存盒132，有助於使那些可能部分移出儲存盒132的基片回到儲存盒132內的限定位置。由於密封門324最終的關閉動作平行於儲存盒132內基片的定向，使基片被完全推至其定向平面，因而當基片滑進儲存盒132時，基片的某一平面受到裝置的擠壓或摩擦而可能導致的擦傷或其它損壞可降至最低。之後，密封門324重新打開，可以進行加工和繼續不間斷地傳送基片。
利用一個或多個傳動裝置，開門傳動裝置362以兩步動作即通過二個運動的合成來控制定位板360的運動。在圖3所示的實施例中，開門傳動裝置362含有一第一傳動裝置378，用於控制進出通孔350的動作；和一第二傳動裝置372，用於控制垂直方向離開通孔350的動作。
該第一傳動裝置378連接在一底板(baseplate)374和定位板360之間，其通常為一滾珠螺杆和馬達，也可替換為其它便於定位板360相對於底板374作直線移動的裝置。安裝在定位板360支柱(stanchion)370上的支座(bearing)352，耦接在與底板374連接的滑軌(guiderail)354上以保證定位板360和底板374之間的滑動。由此，第一傳動裝置378可實現定位板360的水平定位，以及當密封門324與定位板360連接時密封門324進出通孔350。
第二傳動裝置372安裝在底板374與一框架(frame)312或生產界面108的其它結構件之間。第二傳動裝置372的配置通常與第一傳動裝置378類似。一桁架板(trussplate)314與底板374連接以便使支座(bearings)356有穩固的支撐點。支座356可使底板374沿連接在框架312上的滑軌(guiderails)358作垂直移動。由此，當密封門324與定位板360連接時，第二傳動裝置372可使密封門324下移，使通孔350敞開，基片得以在儲存盒132和生產界面108之間順利傳遞。
一第一傳感器380通常連接在生產界面108最接近通孔350處，用於檢測儲存盒132中從艙內限定位置中伸出並且進入通孔350的基片。基片移位有多種原因，包括過度振動、偶然的觸碰、密封門324打開時粘在密封門上以及地震等等。一旦第一傳感器380傳遞給控制器122一信號，表明有一個或多個位置不正的基片進入通孔350，密封門324可能會關閉以使出錯基片回到傳送艙132內其應在的位置。開門傳動裝置362的兩步動作有利於基片在傳送艙132內再定位，而無需因開啟生產界面人為調整基片而中斷製造工藝。
在一實施例中，該第一傳感器380是一可視系統，便於觀察通孔350。該可視系統包括一可觀察到通孔350全部場景的攝像機382。攝像機382攝取通孔350的圖像並傳遞給控制器122進行處理。該圖像可通過實際線路或無線信號在控制器122與攝像機382之間傳遞。
該圖像信號可被人為或自動解碼以確定觀察圖像中的基片是否處於可能被損壞的位置。在一實施例中，將觀察圖像與儲存在控制器122的存儲器128中的參考圖像進行比較。如果獲取的圖像與敞開的通孔350的參考圖像(即沒有任何基片伸入通孔350)對比後發現異常，則控制器122發指令給開門傳動裝置362，將密封門324返回儲存盒132，重新定位基片。然後密封門324重新打開，允許進行工藝加工並連續不斷地傳送基片。如需人工監測，也可利用監視器(未圖示)觀察圖像。
控制器122也可為預防或響應突發、緊急事件而關閉密封門324。例如，控制器122可以接收來自地震預警系統190(如圖1所示)的信息。當可能有緊急事件或地震發生，會造成基片從儲存盒132意外落入生產界面108時，該系統會發出預警信號。根據地震預警系統190的預警信號，控制器122將發出指令使儲存盒密封門324關閉，從而使儲存盒132內的基片得到保護。另外，根據地震預警系統190的信號，控制器122也可中止其它操作動作，例如，基片工藝加工或基片傳送。再者，集成設備100可中止後續的製造工藝或基片傳送，而將基片送入集成設備100內預定位置，使地震時可能造成的損壞降至最低。
地震預警系統190可能離對控制器122十分遙遠。例如由地方、州郡和聯邦政府機構，或可能由私營企業掌控的網絡，根據地震當時或地震預報以及其它緊急情況發出的信號或其它信息，都可通過硬線或無線通訊傳送給控制器122。緊急情況主要包括惡劣氣候、地質災害、意外斷電或電壓下降、火災、供應中斷(水等)、恐怖活動、戰爭、社會動亂、水災以及其它任何自然或社會災難，或可能中斷基片製造工藝的事件。另外，地震預警系統190亦可以與控制器122連接，也可以安裝在集成設備100之上或其附近。例如，地震預警系統190可能是一個加速度計(accelerometer)，或其它可以檢測地震活動、火災及電壓降低的傳感器。在一實施例中，地震預警系統190是一用於檢測超出預定標準的振動的加速度計。超標振動可能來源於地震或其它事件。在一實施例中，集成設備100配置有一手動開關，可發指令給控制器122，使傳送艙密封門324關閉。
圖7是本發明所提出另一較佳實施例的製造工藝系統(processingsystem)700的俯視平面圖。該系統700包括與上述集成設備100類似的多個製造工藝室102和一個配送室104。另外，系統700具有多平面生產界面(facetedfactoryinterface)708，其通過一對真空隔離室106與配送室104連接。生產界面708中心位置有一儲存盒密封門開啟裝置710，其兩邊各有一密封門開啟裝置738，分別配置在真空隔離室106的對面。利用配置在生產界面708內面對三個密封門開啟裝置710、738的固定機械手(fixedpositionrobot)720，製造工藝系統700的基片傳送線路得以壓縮。配置在生產界面708內部的固定機械手720在傳送置於儲存盒密封門開啟裝置710、738上的三個儲存盒中的基片時，無需橫向移動，與其它需要移動生產界面機械手來實現多於二個儲存盒的基片傳送的製造工藝系統比較，降低了成本。
位於中心位置的密封門開啟裝置710與生產界面708的第一平面(firstfacet)728連接，其結構與前述的密封門開啟裝置138相似。中心位置的密封門開啟裝置710與機械手720和配送室104同在一條直線上。
兩側位置的二個密封門開啟裝置738與在第一平面724和中心位置密封門開啟裝置710兩邊的第二和第三平面724、726連接。密封門開啟裝置738亦與前述的密封門開啟裝置138相似，具有一水平凸緣740和對接站742，除了密封門開啟裝置738的承片臺(stage)702在對接時並非直線移動，如圖7中箭頭704所示。
儲存盒132由正對SEMI假想線(SEMI-line)146的自動傳送小車(AGV)傳送，其對接時的非直線運動允許放置在密封門開啟裝置738上的儲存盒132旋轉一角度(angle)722與對接站742對接。在一實施例中，旋轉角度722約在30～60度之間。每一對接站742與生產界面708的相應表面724、726平行連接。對接站742和平面724通常與SEMI假想線146成同一角度722配置(即平面724、726與SEMI假想線146不平行)。相對於與SEMI假想線146平行的生產界面，密封門開啟裝置738的非直線對接站使儲存盒132更靠近機械手720，因此利用密封門開啟裝置738的製造工藝系統700，無需使機械手720作橫向移動就可達到所有儲存盒132。因此在基片傳送過程中機械手720變減少了一個自由度，從而降低了機械手和生產界面的製造成本。儘管承片臺702的運動是曲折的，但此非直線運動是被設計為幾個運動的合成，這使得儲存盒的對接運動至少可分解為一個垂直於SEMI假想線146的運動和一圍繞一軸線的旋轉運動，分別如箭頭730、732所示。該軸線垂直於SEMI假想線146和承片臺702的上表面714確定的平面，通常為儲存盒132的中心軸線，或偏移中心軸線但與之平行的直線。
圖8是圖7所示的密封門開啟裝置738的仰視圖。密封門開啟裝置738的水平凸緣740上有一通孔804，承片臺702在其中進行非直線運動。該非直線運動被設計為包含兩個線性運動，每一線性運動各有其獨特的方向，或可能由一直線運動和一旋轉運動組合而成。承片臺702具有一第一端面810和一第二端面812。在承片臺702的第一端面810處裝有一託架(bracket)816。該託架816在一轉動樞點(pivotpoint)806與水平凸緣740連接，從而使承片臺702可以在通孔804內旋轉。在一實施例中，端面810和812以轉動樞點806為中心以不同的半徑尺寸偏移。支座和導軌(未圖示)通常安裝在承片臺702和水平凸緣740之間以利於平滑、可重複的運動。
在承片臺702的第二端面812裝有一承片臺傳動裝置(stageactuator)814。承片臺傳動裝置814可以是任何適宜在承片臺702和水平凸緣740之間傳遞旋轉或直線傳動的裝置。在一實施例中，承片臺傳動裝置814為一氣缸(pneumaticcylinder)。控制器122可控制承片臺傳動裝置814驅使承片臺702圍繞轉動樞點806轉動，承片臺702的運動如箭頭704所示。隨著承片臺702的移動，固定在承片臺702上的儲存盒132與生產界面708實現緊密對接。儲存盒132與承片臺的連接方式與上述圖3所示相似。
綜上所述，本發明提出了一種裝置，可保護生產界面中的基片免於損壞。另外，該裝置還可實現基片的準確定位，而無需中斷加工過程。在一實施例中，本發明更提出一種裝置，可以縮短基片的傳送軌跡，從而降低了擁有大型工藝加工設備的廠商的生產成本。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的結構及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種方法，其特徵在於可在生產界面內防止基片損壞，包括獲取可能導致基片損壞的信息；以及根據獲取的信息，自動保護基片，使其不會移出基片儲存盒。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，獲取信息的步驟還包括在基片儲存盒與生產界面之間檢測是否有一隻或多隻基片移出。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵是，檢測基片的步驟還包括對配置在生產界面的攝像機所獲取的圖像進行解碼。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，獲取信息的步驟還包括檢測一地震信號。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵是，檢測一地震信號的步驟還包括獲取來自地震預警系統的信號。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵是，檢測一地震信號的步驟還包括檢測在生產界面的運動。
7.根據權利要求6所述的步驟，其特徵是，檢測生產界面的運動的步驟還包括獲取來自加速度計的信號。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，獲取信息的步驟還包括獲取有關惡劣氣候、地質災害、意外斷電、電壓下降、火災、供應中斷、恐怖活動、戰爭、社會動亂、水災等一系列事件發生當時或預警的信息。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，防止一隻或多隻基片移出基片儲存盒的步驟還包括將基片推回儲存盒。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵是，將基片推回儲存盒的步驟還包括關閉裝有基片的基片儲存盒的密封門。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵是，關閉儲存盒密封門的步驟還包括沿垂直於儲存盒中心線的方向移動密封門。
12.一種方法，其特徵在於可在生產界面內防止基片損壞。包括沿第一方向移動密封門到與儲存盒臨近，且保持一定間隔的位置；以及沿第二方向橫向移動儲存盒密封門關閉儲存盒。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵是，移動儲存盒密封門的步驟是依據儲存盒內定位不準的基片的情況而設定。
14.根據權利要求13所述的方法，其特徵是，移動儲存盒密封門的步驟可將定位不準的基片推回到儲存盒內限定的位置。
15.一種方法，其特徵在於可使基片儲存盒與生產界面對接，包括沿第一方向將基片儲存盒放置在對接站上；將基片儲存盒固定在對接站上；將已固定的基片儲存盒移動到緊靠生產界面的位置；以及在移動基片儲存盒同時，旋轉基片儲存盒。
16.一種方法，其特徵在於可在製造工藝系統中防止基片損壞，包括獲取地震活動的信息；以及根據已獲取的信息自動關閉基片儲存盒密封門。
17.根據權利要求16所述的方法，其特徵是，獲取信息的步驟還包括獲取來自地震預警系統的預警信號。
18.根據權利要求16所述的方法，其特徵是，獲取信息的步驟還包括獲取與製造工藝系統連接的加速度計的信號。
19.一種裝置，其特徵在於可使基片儲存盒與生產界面對接，包括一對接站，其具有一完全水平的水平凸緣，該水平凸緣從一完全垂直且含有一通孔的立板伸出；一可移動承片臺，其與水平凸緣連接，用於承載基片儲存盒；一定位鎖緊裝置，用於將基片儲存盒固定在承片臺上；一對接傳動裝置，其與承片臺連接，用於使基片儲存盒相對於料臺移動；以及一鬆脫裝置，用於使基片儲存盒鬆脫至少一個定位鎖緊裝置，或使承片臺鬆脫對接傳動裝置。
20.根據權利要求19所述的裝置，其特徵是，鬆脫裝置還包括至少一個快卸裝置，可從快速定位銷、林奇銷(Lynch pin)、開口銷、暗銷、1/4轉緊固件、快卸緊固件、夾具、插銷和鎖定件等一類元器件中選用。
21.根據權利要求19所述的裝置，其特徵是，鬆脫裝置也包括至少一個快卸裝置，可從機電裝置或氣動裝置等一類裝置中選用。
22.根據權利要求19所述的裝置還包括一與承片臺連接的託架，並且具有一配置於該承片臺上的一鬆脫裝置，其中該鬆脫裝置適用於將對接傳動裝置的一端面與一託架連接。
23.根據權利要求22所述的裝置，其特徵是，對接傳動裝置是一滾珠螺杆，該滾珠螺杆驅使螺釘帽沿其長度方向移動。
24.根據權利要求23所述的裝置，其特徵是，該螺釘帽可根據需要通過鬆脫裝置夾緊在託架上。
25.根據權利要求24所述的裝置，其特徵是，鬆脫裝置是一夾具。
26.根據權利要求19所述的裝置，其特徵是，承片臺樞接於水平凸緣。
27.一種裝置，其特徵在於可使基片儲存盒與生產界面對接，包括一對接站，其具有一實質上為水平凸緣，該水平凸緣從一完全垂直且含有一通孔的立板伸出；一可移動承片臺，其與水平凸緣連接，用於承載基片儲存盒；以及一對接傳動裝置，其與承片臺連接，可帶動承片臺轉動。
28.根據權利要求27所述的裝置，還包括一鬆脫裝置，用於從對接傳動裝置上卸下承片臺。
29.一種用於製造工藝系統的生產界面，包括一第一平面，其至少有一第一平面埠；一第二平面，配置在第一平面對面，具有第二平面埠；一第三平面，其與第二平面鄰接，並與第二平面成一銳角，該第三平面具有一第三平面埠；一第一真空隔離室，其與第一平面埠連接；一第一儲存盒密封門開啟裝置，其與第二平面埠連接；以及一第二儲存盒密封門開啟裝置，其與第二平面埠連接。
30.根據權利要求27所述的生產界面，還包括一機械手，配置在第一平面與第二平面之間一固定位置上。
31.根據權利要求27所述的生產界面，其特徵是，第二二平面與第三平面成一定角度，該角度在30～60度範圍內。
32.根據權利要求27所述的生產界面，還包括一第四平面，其配置在第三平面對面，與第二平面相鄰；第四平面與第二平面成銳角，並具有一第四平面埠；一第三儲存盒密封門開啟裝置，其與第四平面埠連接。
全文摘要
本發明提出一種方法和裝置，用於在生產界面中保護基片免於損壞。在一實施例中，在生產界面中防止基片損壞的方法包括以下步驟獲取可能導致基片損壞的信息；根據獲取的信息，自動保護基片，使其不會移出基片儲存盒。其中所獲取的信息可以是一地震預警信號。在另一實施例中，在生產界面中防止基片損壞的方法包括以下步驟沿第一方向移動基片儲存盒密封門到與儲存盒臨近，且保持一定間隔的位置；沿第二方向橫向移動密封門關閉儲存盒。儲存盒密封門的橫向關閉動作可促使位移的基片返回到儲存盒內限定的位置。
文檔編號H01L21/673GK1682351SQ03821419
公開日2005年10月12日 申請日期2003年7月17日 優先權日2002年7月17日
發明者趙聖民, 彼得·瑞馬, 文森·威德 申請人:應用材料有限公司