TW306049B - - Google Patents

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五·、發明説明（/ ) 經濟部中夹樣"冬乍士.pai 發明之範圍 本發明係鼷於自動處理系統*特別是鼷於遘用于壓力式 可密封理送容器之自動姐合器/分解器裝置。一俟姐合及 *此種容器能在對外圍環境具有一正差懕之保護性氣 體環境中儲存一工作件，典型者為一半導體晶圓。结果， 可防止該容器中污染物質之進入。 同在申請程序中之專利申請案 用以在保護之氣體環境中儲存一半導體晶圇之壓力式可 备封浬送容器，申謫案編號934 80 109.5，申謫日期1992年 8月4曰。 用以在一臛力式可密封運送容器與一處理裝備間傅遞一 矽晶圓之加壓介面裝置，申請案編號92 48 0111.1，申請日 期1992年8月4日。 甩Μ處理及儲存壓力式可密封運送容器之具有一氣體分 配糸統之調度装置；申請案編號92 48 0110.3，申請日期 1992年8月4日。 Μ適用于壓力式可密封運送容器之製造線结構為基礎之 全自動霉腦化输送器；申請案編號92480112.9*申請日期 1992年8月4日。 所列第一申請案係闞於一類充氣加壓之可密封埋送容器 。一容器（較佳者設有一晶圚支架）在對外圍（例如大氣）具 有正差颳之保護氣體環境中儲存單一之半導體晶圖。該容 器為此姐四項發明之主要姐成部份。第二申謫案係指向一 類用Μ使該容器與一處理設備（或工具）成介面之加®介面 -4- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 <297公釐） 83. 3. 10,000 -------丨扣衣------ΐτ-----i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 306049 A7 _B7 五、發明説明（> ) 装置。此介面装置所擔任之角色為將晶圓自該容器移入一 處理設備加Μ處理及作相反之轉移，而不破埭該保護性氣 體環境。第三申請案係關於一類具有一氣體分配系铳之調 度裝置，用Κ在不同處理步驟間之晶圓空閲時間中癍理及 儲存各容器而仍保持該保護性氣體環境。第四申謫案係指 向Μ習用之输送器装置及一罨腦糸統對上述之元件作最佳 之结合* Μ導致一全自動及電腦化製造線·該製造線乃係 模姐化，有彈性及在電腦綜合製造（CIM)環境中與連纘流 if製造（CFM)構想完全相容。茲將所有此四件未公告之專 利申謓案併列于此K供參考。 基于此等發明，可有三個主要原則。 1. 本質上*該容器係適于儲存單一之半導體晶圓。在進步 之半専體晶圓處理方面之當前趨勢，由于均一性及品霣上 之理由乃朝向單一晶圓處理（SWT)發展。尤其是單一晶圚 處理設備已赝泛使用于電漿加強化學蒸氣沉積（PECVD)， 反應性離子蝕刻（RIE)，迅速熱退火UTM等步软[。 2. 除了在處理設備中之處理期間Μ外’該半導體晶圓乃為 具有高于外圍環境壓力之一靜態靨力之保護性氣體環境所 永久包圍。為達此目的，該容器係充填以—種壓縮之槿鈍 中性氣髓，該氣體係於每逢霈要時使其恢復活力。结果· 可防止該容器中污染物質之進入。 3. 該容器，介面装置及調度装置'均烴特別設計以完全配合 習用之檐送器。後者被廣泛承認為一方便及經濟之理输系 統•完全*於機械自動作業及霣腦化。 -5- i衣------1T------^ (請先閱讀背面之注意事is再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（2丨ΟΧ297公釐） 8 3. 3. 10,000 306049 A7 B7 五、發明説明（3 ) 在該方面，申請者之發明人已設想及發展一種新穎之製 造構想，基本上係由下列主要字敘述之*即免除污染’整 體自動，單一工作件/晶圓處理。因此，在下文中係以頭 字語COAST表示該新構想。 先前技術之說明 半導體晶圚（此後稱為”晶圓”）為生產VLSI切片之基本材 料。通常儲存于貨架或装架之各晶圓僅可在極端清潔之環 境中予K處理及輸送，因為即使微细之污垢或灰塵粒子可 專致晶圓不能用于進一步之處理。因此，粒子污染之控制 對于VLSI切片之成本功效，高產量及有利製造乃靥強制之 事。因為設計規則不斷增加對較小線清晰度之要求’而須 對粒子之數量作較大之控制及除去具有甚至尺寸變小之粒 子。舉例而言，此等粒子可在辱霣線間之空間中導致不完 全之蝕刻，進而造成最後切片中之霄故陣。粒子污染之主 要來源為人員，装備，設施（包括清潔之房間）及化學品’ 但人員及清潔房間設備所放出之粒子確為最重要之來源。 在另一方面，有著污染之另一類型，即所謂化學污染。在 大氣中各種化學化合物分子之存在亦為污染之來源’尤其 各種溶劑之分子對抗蝕層在其暴S于紫外線輻射期間有傷 害之效力。 迄今，潔淨房間（執行所有處理步驟之處）已廣泛使用于 半導體晶圓之製造。例如在傳統> 之評定為第一级潔淨房間 中，各晶圚係在一装架中自該潔淨房間之一處理區轤送至 另一處理區，通常並無進一步之保護。因此蹌送為晶圓污 -- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） -------丨|------ΪΤ------線· (請先閱讀背面之注意事硕再填寫本頁) 83. 3. 10,000 306049 A7 B7 五、發明説明（ 染之第一原因，主要由于有人 裝備係設置於該純潔房間，唯 且有許多不便之處。苜先，在 制為一引人注意之挑戰*因其 外，此等潔淨房間之利用與保 在此等潔淨房間中所架設製造 板，空調系統等之存在亦令人 統（FCS)之主霉腦在各製造線 ^屬困難及需要許多人工之操 容量潔淨房間似乎不可能用合 此一問題已部份根據用於晶 環境（例如第一級）之所誘小型 本上仍儲存于装架上之各晶圓 及潔淨之外罩中。是K此種極 之小環境而純潔房間之其餘部 10-100级）須注意者，此方法 污染仍未觸及*因在後文中對 對于此方法之主要技術貢獻 想之品名下為已知。該SHIF構 IJlr 丨 ch Kaempf 發表于 1984 年 頁（參考文件，D3)之” SMiF: 之技藝”一論文中有所敘述。 IJS-A-4532970(參考文件，D4) D5) •該兩專利茱均已讁與姶 員存在之故，結果 此種潔淨房間通常 再循環空氣中之化 需要複雜及昂貴之 養費用賞令人不敢 線之低伸縮性由于 注意，最後，由場 中處理之晶圓之追 作。结果，評定為 理之費用建造。 圖及處理設備之極 潔淨房間構想予K 乃被输送及立即儲 端清潔度之需求僅 份仍為平均之潔淨 雖大為消除粒子污 此點有所說明。 在檷準化機械介面 想係首先于Mihir 7月之固態技藝第 供VLSI製造中晶圓 進一步之细節見專 及US-A-4534389 ( Hewlett-Packard 所有處理 為大容虽 學污染控 設施。此 問津。又 牆壁，地 地控制糸 蹤與管捶 <1級之大 端清潔小 克復。基 存于改良 限于所述 (例如 染但化學 (SMIF)構 P a r i k h 與 111-115 匣轉移用 利說明書 參考文件 C y .。本 I I— I I I -- - -I - I n C餚先閱請背面之注意事頰存填寫本萸) ,1r .I - 1 i -7- 本紙张尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3. 10,000 A7 ___ B7 五、發明説明（r) 質上，根據SMIF構想之原理，所提議者為將多個晶圓於其 输送及貯存期間由在一潔淨外罩中之靜止氣體周圍環境所 永久包圍。此等晶画係在一處理設備中予以處理，對該設 備之接近則由一介面裝置控制，各晶圓係經由受潔淨大氣 包圍之該介面裝置列入處理設備中。因此，可攜行之晶圓 小環境設備及包含在小環境中之處理設備介面装置為 SMIF構想之兩涸不可缺少之特點。 潔淨罩通常稱為SMIF匣者基本上由一與匣底板密封配合 之匣頂或蓋姐成，K達成不透氣之緊密封閉，該匣包圍晶 圓装架。一棵準之装架承載約2 5個20-公分直徑之晶圓。 通常，此等晶圓係儲存于一托架，該托架則係包在一真空 密封塑膠袋中，以達成污染防護*並係由晶圓供應商K” 如此之方式”送交。同樣，各裝架及SMIF匣係包在相似之 塑膠袋中由其各自之供應商送交。在一潔淨房間中*此等 姐件之塑膠袋被解開，各晶圓係儲存于装架中*而該装架 則固定于SMIF匣中，故該匣擔任输送匣之角色•所有此等 作業乃K人工執行。是Μ包園SMIF匣中各晶圓之氣體介質 乃因晶體装架納入于SMIF g時生效之特殊周圍環境所發生 。结果，在SMIF1匣中之各晶圓並不像在COAST容器中之晶 圓對化學污染有良好之防薄因後者乃係包圍于極純之加壓 中性氣賴中。吾人現可論反翡於COAST容器之微型環境。 SMIF匣現已準備進行處理。依衡例SHIF匣係K人工從一處 埋設備理送至另一設備或從儲存站運送至一處理設備及作 相反之埋送。另一方式，檷準之SMIF系統苜包拮一自動理 _ & - 本紙張尺度適用中國®家樣隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 83. 3. I0V000 -------I扣衣------、1T------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央櫟隼局貝工"费合昨比印装 A7 _B7 五、發明説明（g ) 送及處理系統，典型者為一櫬器人操作車，通常係指經由 一無線雷鍵用FCS (場地控制系統）控制之自動引導車 UGV)。一般而言，使用標準之SMIF匣，即使設有一中間 之襯墊，各晶圓並不完全被夾住而可有少許移動。因為 AGV之装載與卸載搡作為震動之來源* SM IF匣並非能完全 防止粒子污染’舉例而言•無論何時’ SMIF匣受到撞擊之 擾動，即有許多小粒子自晶圓表面釋出而成為可能之污染 物。顯然，儲存于SM IF匣之晶圓數量愈多，此種粒子污染 痺可能發生。 SMIF匣係置于稱為座艙罩之介面裝置之入口’通常位于 其頂部，與該裝置形成不透氣之密封。然後將含有各晶圓 之裝架從SMIF匣撤出，並由一升降櫬/控制器缌成轉移至 處理設備入口之切近處。再從該装架抽出晶圓’並由一操 作員以一操縱手套之人工操作或自動使用一装載/卸載櫬 器人將各晶圓引入處理設備室。 因此，此基本之SMIF匣能在一非淨化之大氣中傳送至— 適切之處理設備，在該設備處，各晶圓係於無污染之控制 清潔環境中加κ處理，而不必作全部製胃&處理 〇 ^ _ Λ 〇 ^ ^ 泊射于盒子（琨已用極 COAST方法乃與SMIF構想符合，但对 端純淨之中性氣體加懕），介面装實或座賊罩及儲存站均 已作重大之改良。又根據COAST'構想’不再痛要AGV ’因 為已用一蝓送器糸統取代之。 簡短概述 -9- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4現格（210X 297公藿） 83. 3. 10,000 —^、1τ-----—0 (請先閱讀背面之注意事碣再填寫本頁) 經濟部中央橾隼局員J-消资合作ii印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 基本上，本發明係闞於進一步改春根據COAST構想之教 導所建之任何製造線效率之另增設備。首先該設備包括一 自動姐合器装置，該装置能自動執行下列之搡作：（1)姐 合必要之容器元件，即晶画，晶圓支架及匣/貯器，用κ 製成組合之容器者。（2)將該容充氣加）S及·（3)將組合 之加颳容器装載于一输送器上。此組合器装置亦宜設有在 (3)装載搡作前或同時用K識別晶圓及/或容器Μ及用于 FCS之資料開始之装置。 ’本質上，該姐合器装置係由含有一隔壁所分開之兩隔間 之一室姐成，該室之整個内部空間承受一吹風器所產生之 清潔過《氣流，故在其中產生對外圍環境輕微過®之潔淨 氣體小環境，首先，該室乃遘于人工安全充填W適當數目 之上述容器元件。含有此等元件之未加工姐件則係經由一 输入負載鎖定裝置引入該室並由一操作員放置于一平板上 *其次，搡作員使用操作手套從該室提取各元件並將其置 于一升降器之各別倉内。通常各晶圓係装在多晶圓支架或 任何商用貨架中運送。該室並設有一自動操作器櫬構•以 在進至一装載鎖定装置中之完全姐合之前’自動及連鑛抓 住各類型之一元件。該揲作器機構主要由可在X，Υ及Ζ方 向移動之一旋轉頭姐成，並沒有多個處理握爪，每一握爪 適合一特定元件。一俟此等元件已逋切姐合而形成一容器 時，其内部空間係Μ極純之中性'氣體加®。此外，該装載 負荷鎖定裝置亦適于將已姐合之加壓容器釋放至製造線之 输送器外冀之[Ν位置上以及提供識別資料至卩C S之主電腦 -1 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 83. 3. 10,000 -------i衣------ΪΤ------.it (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 _B7 五、發明説明（？） Μ便處理開始。 本發明之設備亦包含一自動分解器装置·能自動S施從 該输送器卸下已組合之加壓容器之逆向操作•及將該容器 分解以收回經處理之晶圓（供進一步處理之用）及該容器之 其他元件供清潔之用。不過*該姐合器及分解器裝置可在 單一之姐合器/分解器装置中结合Κ增加效率及減輕成本 〇 本發明之目的 '因此，本發明之主要目的為對壓力式可密封運送之容器 提供一種自動姐合器（分解器）裝置，能組合（分解）該容器 之基本元件，即匣儲器*晶圓支架及晶圓。 本發明之另一目的為對儲存單一半導體晶圓之壓力式可 密封埋送之容器提供一自動組合器装置，包括遘于在該容 器中產生一微小環境之裝置。 本發明之另一目的為對儲存單一半導艄晶圓之*力式可 密封埋送之容器提供一自動組合器装置，包括將該容器連 接於一懕縮中性氣體供給設拖以加颳于其内部空間之装置 〇 本發明之另一目的為對儲存單一半導體晶圓之饜力式可 密封埋送之容器提供一自動驵合器装置，其中該中性氣體 為極端純淨以避免晶圓之任何污染者。 本發明之另一目的為對儲存單一半導體晶圚之壓力式可 密封理送之容器提供一自動姐合器（分解器）装置’該装置 乃遘合基于製造線之全自動及®腦化输送器者。 -π- 本紙伕尺度適用中國國家棟準（CNs ) a4規格（210 <2W公釐} 83. 3. !0,0()0 丨种衣------、玎------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟邹中央味隼局Β3ΓΧ.消費含洚ti.千-S. 306G49 A7 B7 五、發明説明（？） 本發明之另一目的為對儲存單一半導體晶圓之壓力式可 密封容器提供一自動組合器（分解器）装置，該装置亦許可 已姐合之加壓容器在输送器上之自動裝載（卸載）。 本發明之又一目的為對儲存單一半導體晶圓之壓力式可 密封運送姐合器（分解器）装置提供一自動姐合器（分解器 )装置，該裝置係適于無接觸讀出固定於晶圓及/或容器 上之資料者。 相信靥本發明特徵之各新穎特色乃敘述于所附之申請専 利範圍中。不過，本發明本身及其另外之目的與優點•可 由連同附圖閱讀之下列對一較佳具體實例之詳细說明獲致 最佳之瞭解。 圖式之簡單說明 圖1顯示根據COAST構想之容器基本元件：即匣儲器晶 圓支架及晶圚之簡要立體透視圖。 圖2包含圖2A及圖2B，分別顯示圖1之匣/儲器及晶體 支架兩者適于接受多個晶園時之情形。 圖3顯示根據COAST構想之三個發明性基本姐合件之簡 要透視圖，即壓力式可密封浬送之容器，加壓介面装置及 調度裝置，該調度装置以一氣體分配系统與一檷準智慧型 可伸縮之内翼/外翼输送系統及一場地電腦系統（FCS)结 合時可形成製造線之一部份。 圖4簡要顯示以根據COAST構'想之製造線為基礎之全自 動及霄腦化输送器之典型结構。 圖5顯示本發明之自動姐合器與分解器裝置之簡要透視 -12- 木紙張尺度過用中國國家標率（CNS ) A4規格（2丨0 <2^7公釐） 83. 3. 10,000 1¾衣------ΪΤ-----i (請先閱讀背面之注意事砀再填寫本頁) A7 __ B7 五、發明説明（) 圖0 圖6顯示圖5之自動姐合器装置之部份立體透視圖° 圖7為圖6之自動搡作器及装載/卸載負荷鎖定装置之 部份立體及放大之簡圖。 較佳具體實例之詳细說明 COAST容器 圖1說明根據柯斯特COAST構想之新潁颳力式可密封運 送容器100之必要元件。基本上，該容器包括一箱形之匣 Μ器123 ，該匣儲器主要由一設有槽形通路開口 1〇4之外 殻102姐成，通常該開口係由可釋放之門装置*典型者為 一樞軸蓋124所緊密閉合Κ獲致不透氣之密封。如從圖1 所顯見者，外殻底部之外表面有横過其全表面之兩倨槽形 定位導件113Α及Β 。同樣，外殼頂部之外表面相應設有二 個軌形之定位導件114Α及Β 。此外，該外殺底部之外表面 設有兩個定心孔〗1 5 Α及Β *而外殻頂部之外表面則Μ對應 方式設有兩定心銷116Α及Β 。此等孔及銷對于匣儲器之移 動或將其夾于正確之位置非常有用。匣儲器之内部空間係 充注Μ圼夠數量之加壓極純中性氣體。此氣體係由一壓縮 氣體供應設施娌由包括一快迅連接器，一止回閥及一高效 率過濾器之氣體注入閥裝置129供應之。遍及匣儲器内部 空間之壓力具有對外圍瓖境之正差饜（約5000 Pa) Μ防止 其遭受任何污染。此匣儲器宜由透明及不污染之材料例如 塑膠製成。該儲器設有一條型碼檷籤•故附加于晶圓或該 容器之雄別資料能由一適合之黷取檐直接及自動謓出，然 -13- 本紙伕尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（2丨Ox 297公釐） 83. 3 10,000 — I 、1τ—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五 '發明説明（// ) 後發送至場地控制系統之主電腦。此匣儲器包括一設有各 孔之穿孔内壁，κ分開該容器内部空間中之兩個區域。該 氣體注入閥装置相關聯Μ適切形成儲器之第一區域或儲器 ’及適合接受晶圓支架130之第二區域或插座。•該匣儲器 包括例如108a，b及c之装置，用Μ穩固及正確保持該支 $于其中β。晶圓支架130包含一罩131 *該罩具有一槽形 通路開口 132 ，包圍單一晶圓138 ，晶圓支架130乃通於 #晶阐處理步驟順序之開始及終结時經由該通路開口 132 $人于該插座及自該插座移出。該罩131之側邊包括與外 之對應夾緊装置（未匾示）接合之彈性垂片140a及b >乂將該罩131正確鎖人外殻102之内部空間。垂片140a及 b各設有一耳，故可藉使用通過轉移開口 132插入之解夾 抓握器•在處理之終端將晶圓支架從匣儲器123移出。該 支架130在其後面設有各通道孔•其設計乃使從儲器 流入支架内部空間之氣體首先通過各孔，再通過該通道孔 而不致容易滲入支架之内部空間。該支架宜以透明及不污 染之材料例如塑膠或純淨之Si02(石英）製成。又該支架包 括S和但堅固保持晶圓於其中之裝置。在圖i中匣儲器 123係Μ離開原位在半開位置之樞軸蓋124予Μ圼現•及 晶II支架130係部份包圃未完全插入匣儲器之晶園138 , Μ利說明。一俟完全包圔晶圖138之支架130全部插入該 插座及閉合蓋124 Μ埋成不透氣密封*可將容器1〇〇充氣 加《5 ·然後安全地埋送或儲存，匣儲器123可鼸意包括上 面及下面之保護般層。 14 本紙法尺度逍用中國國家標準（CNS > Α4说格（210:<297公竣 ^ 、1TI ^ (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 破齊郎中矢^11¾¾ L t .pft 83· 5· 10,000 A7 _____B7 五、發明説明（Q ) 事實上，在半等體晶圓製造之將來作非常個人化之處理 時，直接晶圓讀取可能成為重要之事。吾人可容易想到有 些典型之處理參數將直接寫在爾後處理步驟中或甚至在切 片製作之後，例如在保養場中應予顧及之晶圓上。為達此 目的，如若匣儲器123之若干部份，即外殻1〇2 ，支架 130及保護殻層（如若使用）係由例如不銹鋼之不透明材料 製成，可改用一透明留於該處K供直接晶圓識別資料讀取 之用。 本質上，容器100之主要特點在於保持其含有晶圓支架 130 (包圍-晶圓或無）之内部空間永久在壓力之下*及除 了運输期間外，有系統地連接于壓締之極鈍中性氣體供應 設施K達最大之安全。極蟠純淨之中性氣體例如“係Μ下 列之習用方法引人于該容器，即將一氣«注射器（連接于 該氣體供懕設施）插入于氣體注入装置129 (參閲圖1)之 快速連接密封插塞，該氣體注射器由一逋合該氣體注入装 置之可縮進咱嘴姐成。理論上*匣儲器123可能適於儲存 單一晶圓于加壓之保護環境中而不必使用晶圓支架130 。 不過就生產高價值產品之晶圚（例如64兆數元及Μ上之 DRAM切片，VLSI及ULSI雙極切片）而言，使用晶圓支架顯 屬必要。 雖然單晶圚處理方法為COAST構想之要素，且顧然有光 明之前途，對供分批處理之多數晶圓之處理要求，可能由 于例如塚砷晶體（與矽晶體比較時有較小之直徑）或若干特 殊處埋步《例如清潔·熱癍理等而仍須延緬。迄今•大多 -15- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS M4規格（210x297公釐） 83. 3. 10,000 ----------- 种衣------11------^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 3G6G49 A7 B7 五、發明説明（β ) 數晶圓供應商交付儲存于一托架中之未加工晶體而該托架 則被包在一真空密封之塑膠袋中。雖然如連同圖1說明之 容器100乃完全適用於單一晶體之儲存埋送及處理》該容 器可立即適於接受多數晶圓，唯需有多個晶體支架。因此 ，茲對適于多數晶體分批處理之一變體參照圖2作一說明 〇 圖2包括圖2A及騙2B *其中圖2A簡要顬示圖1之匣儲器 123 (現編號為123’）之各實體元件*該匣儲器123’乃自圖 直接導出俾適於接受圖2B之多個晶體支架130'。後者則 係自圖1之晶圓支架130直接導出。對應之元件具有對懕 之參考編號。注意，由于通路開口 104’之較大容樓，在外 殻102’兩側邊使用兩個氣體注入閥装置129’*取代一個裝 置殊屬值得。 圖2B顯示相當之晶體支架130’·其罩131予K修改K儲 存多數晶體138 。為簡潔起見*外殻102’及罩131'之若干 细節未在圖2B中現示。轉移開口 132'現包含一糸列之槽* 此等槽對其内側邊有典型之似城堡之形狀。圖2B之晶體支 架130’仍設有與所述各槽對懕之一姐通道孔（未圖示）。最 後，將一片柔軟之不污染材料（未圖示）例如聚氨基甲酸酯 泡沫或類似者黏于蓋124’之内表面上（圖2A)M於蓋124’閉 合時，用Μ保持夾于支架131'(已插人于容器100’中）中 之各晶圓。 如從圈2中顯見者*僅需作較小之調整（簧際上限于尺 寸變動）而已。不過若干處理設備可設計為接受市售之多 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 83. 3. 10,000 --------1¾衣------1T------^ (請先閩讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 五、發明説明（α ) 晶圓托架•例如熟知之由弗魯羅偉爾（FLUOROWARE)公司所 設計及製造之H-條模式。就此點而言，足K使匣貯器 1 2 3 ’適應該托架。 COAST製造線 圖3顯示未用于已決定之處理區域10之部份設豳之簡要 透視面，舉例說明COAST構想之三個主要發明性基本構件 *即容器*加壓之介面裝置及調度装置已示於圖3中者為 多個容器100 ，二個介面装置200及一調度裝置300 。一 撓性内翼Untra bay)皮帶输送器系统401確保該處理區 域10内之容器往返于處理装備500 (可為不同者）之運送。 習用之電腦系統600包含一般用途主電腦或工作站601 * 一局部地區網路（LAH) 602 ，及未用于此處理區域10之微 控制器603 。Μ供全部揲作控制之用。此種電腦系統600 可稱為場地電腦系統（FCS)。微控制器603與分佈于處理 装備中之局部信息*調度系統等成介面狀態。一般編號為 60 4之多個檷級條碼閲讀器亦已規示于圖3中。最後，例 示于圖3中者為一氣體供懕設施700 ，該設施包含編號為 701之壓縮槿纯中性氣體供應源，一包含歧管703之輸送 装置702 . —具有霣解抛光内表面之高品質不綉管之網路 。及適當數目之霣子閥及壓力調節器/控制器，以供受控 氣流输送之用。極純中性氣體之使用可完全避免晶體粒子 及化學污染。注意，為藺化起見，全部操作控制所需之氣 髑供應分配網路及雷線網路並未顧示於·3中。因此，圔 3可認為顧示典型用于半導體晶圚處理之以製造嫌為基礎 -1 7 - 本紙張尺度適用中國國家標季（CNS ) A4規格（2丨0 < 297公釐） 83. 3. 10.000 -Τ-- - I- I - I— I - —II -χ*衣 _ 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-α 線 A7 B7 濟 郎 中 失 % 五、發明説明（/ir 之全自動及霉腦化输送器之部份設計簡 處理區域10起見，將一外冀输送器402 402A加人Μ服務調度装置300 。調度装 自動装置3(Μ及垂直存料器302姐成， 體供應設拖。输送器401及402分別為 400之内翼與外翼元件。 圖3之部份製造線之搡作Κ非常簡略 吾人假定外翼輸送器40 2之主皮帶在箭 進入容器100通量中，主電腦601決定 100進人旁路站402 Α中，當此容器到達 口時，一傾卸槓桿或一活塞（未圖示）將 ，及此容器係由旁路站40 2A之副皮帶移 央输入/输出口區域•在該處一槓桿使 ，一信息處理機301之處理自動裝置抓 于垂直存料器架302之未佔領支持台。 射装置（未圖示）連接于該氣體供應設陁 現假定該垂直存料器302中所儲存之 相當之介面装置200而在處理區域1〇之 K處理。首先自該氣體注射装置釋放該 自動装置測定其大小並將該容器移入内 路站401A之中央輸入/蝓出口區域中， •其次一槓桿（未圖示）將容器100推向 帶。然後在箭頭〗3所指方向運送該容器 1 0 0所示者）直至其到達在相應介面裝 圖。此外•為服務 連同其旁路台 置300主要由處理 其支架係連接于氣 一输送器理输系統 方式讀出如下列， 頭12方向所埋輸之 轉移一特定容器 旁路站402A之输入 此容器推入于其中 動*直至其到達中 其停止為止。其次 住該容器而將其置 然後立即由氣體注 〇 容器100須通過一 處理設備500中予 容器，然後該處理 翼输送器401之旁 在該處放下該容器 输送器401之主皮 (如圈3中一容器 置200之前方旁通 ——扣衣------ΐτ------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) % 本紙伕尺度通用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） 83. 3 10,000 A7 B7

五、發明説明（K 止。該容器 然後朝向加 。當容器到 對有控制之 性氣體供應 區直至處理 此期間中， 中，於該停 ，該容器朝 起*及在移 被打開，該 殼中之槽接 部空間之氣 入之氣體幕 加于IN段通 空間之全部 置之内部空 外面污染可 置自容器卸 (或装載）站 時*晶圖係 再轉移至介 圚處理期中 段*有賴第 抑衣 、1τ—線 (諸先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 齊 郎 t * 區移動 器為一 極純中 之停止 用。在 作狀況 求之後 先被舉 (圖1) 裝置外 置。内 染物侵 封方式 兩内部 介面装 ，並無 自動装 預處理 理完成 ，然後 。在晶 (出去） 遂被推入 壓之介面 達介面裝 夾緊引動 設施700 設備50 0 容器内部 止區之等 向I N段通 動之終端 蓋之兩側 合。在此 體壓力暫 。在此步 道窗* K 連續性， 間均係加 影W晶體 載，轉移 ，然後在 在處理設 面装置之 ，空容器 二對有控 站401B之输人口為 用一傾卸槓桿），

入）段停止 區時，該容 同時連接於 器留在IN段 對其加以運 在正常之操 繼主電腦請 置口之蓋首 樞軸蓋124 形成于介面 器與介面装 有效防止污 開口係K密 因而確保該 因為容器及 備步驟期中 圓可用轉移 通常係至其 處理。在處 或卸載）站 装載于容器 轉移至OUT 該输入口中（仍使 装置200之IN (進 置200之IN段停止 器装置所抓握，及 之出口 704 。該容 可在主電腦控制下 空間保持額定壓力 待時間殊臑有限。 道區移動。介面裝 •容器100之U形 逷即K滑動方式與 步驟期中，在該容 時增加· Μ產生一 驟终端，容器通道 獲致其間之密封* 根據COAST構想* 有壓力，在整個預 。當如若需要，晶 至處理設備500 ， 處理設備室中加Μ 備500之後處理（ 通道區中Μ便爾後 係自該IN (進入）段 制之夾緊引動器， -19 83. 3. 10,000 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（β ) 應用上述之相同程序，直至該容器被加在面對0UT段通道 窗之處，而仍與其形成密封，另一轉移自動装置從處理設 備之後處理站檢起晶圓並將其轉移至容器中。第二對有控 制之夾緊引動器現將該容器移回至OUT段之停止區，為了 上述之相同理由，仍未破壊該保護環境。閉合通道蓋，容 器樞袖蓋（由于拉回彈簧之故）即自動閉合及鎖住，因而密 封該容器内部空間，處于其中之晶圓復為加®之保護氣體 環境所包圍。最後，在主電腦601提出謫求時，容器100 被移回至旁通站401B之輸出口 *並被推入于輸送器401上 以作進一步之處理或再儲存于調度装置300之垂直存料器 302 中0 現轉至圖4 ，所簡示者為煽號15包括在處理區域1〇左右 之上述基本構成件（如圖1中所示）且遴合COAST構想之典 型製造線结構。該製造線乃沿設有供較高生產量用之各橋 之環形外翼输送器40 2編組而成*處理區域10係置于外翼 输送器402之外部，該输送器經由旁通站例如402 A理送及 分配各容器100至適當之處理設備500 。為簡化起見，圖 4中僅例示内翼输送器401之一部份。同樣，少數其他之 處理區域則用虛線表示。設于外翼及内興_送器合宜位置 之圖1中條碼欉籤諝取機未顯示於圖4中。 處理區域10乃與調度装置3 00配合，該裝置充任上述之 調節角色.特別是儲存各容器及將各容器往復轉移于输送 器401及402 。可隨意設置稱為输入/输出調度装置之一 另博調度装置•為處理區域1〇之外翼_送器402服務於根 -20 - 本紙張尺度適用中國國家棣窣（CNS ) A4規格（2丨〇 公釐） 83. 3. 10,000 -------——ΐ衣------ir-----—^ (請先闐讀背面之注意事碩再填寫本頁) A7 ___B7 五、發明説明（β ) 據生產棋擬之較高產量，通常此棰調度装置係由搡作員用 手裝載。姐合該容器之各元件之搡作，乃與上述姐合 SMIF匣之搡作非常相似。一旦姐合後，即使該容器滑人存 料器之空倉中並立即加上壓力。 如上所述*装配該容器之各元件Μ製成已姐合容器之作 業及分解該容器之相反操作因而乃由一搡作員Μ人工完成 。本發明之主要目的在使此等操作可自動執行。實質上， 本發明之自動組合器装置乃遘于不僅自動完成姐合之探作 且能在FCS之主霉腦控制下加懕與裝載已姐合之壓力式容 器于输送器上各項相反操作則係由分解器装置自動完成。 姐合器及分解器裝置係Κ虚線簡略顯示於圔4中，及分別 註Μ參考編號800及800 ’。此兩装置係分別與編號為 402- 1及402-0之输送器402之IN(進）及OUT (出）站瞄合 〇 柯斯特COAST自動姐合器/分解器装置 因此*本發明之自動容器姐合器/分解器（A/D)装置之 主要目的在姐合/分解構成_1中所示容器100之不同元 件，或至少其必要部份，即在製造線中予以處理之晶圓 138，匣儲器123及單一之晶画支架130 。如上所述•對于 高品質水準半導體處理，宜使用單一之晶圓支架，該容器 之其他可選用元件·例如保護殻層，亦可同樣處理之。 功能上，該姐合器装置之角色為四重者。第一，該装置 係逋于人工與安全充填K足夠數最之上述元件，即晶圆， 匣儲器及單一晶圓支架。第二，該装置包括自勖與連纘抓 -21- 本紙法尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4说格（2丨0Χ297公廣） 83. 3. 10,000 I ^ ’11I 0 (請先閱讀背面之注意事碩再填寫本頁) 經濟部中央樣隼局員I消资合咋fi;p获 〇υυ〇49 Α7 _Β7 五、發明説明（θ ) 住各類型之一元件，即匣儲器123 ，其次為單一晶圓支架 130及最後為待處理之晶圓丨38 。第三，一俟此等元件已 適切予Μ姐合成一容器，該裝置復包括K 一極純中性氣體 通常為氮氣加饜于該容器内部空間之装置。第四，該装置 將已姐合加壓力之容器釋放于外翼输送器402之IH站 402- I及同時通知FCS之主鼋腦（圖3中之603)以資料開 始，即一已識別之容器/晶圓已準備進入製造循環，相似 之推論適用于正確執行相反步驟之分解器裝置，即從输送 器檢取各容器Μ分解上述之各元件。已處理之半導體晶圓 係儲存于裝架中而其他元件即晶画支架與匣儲器則被收集 以供爾後之清潔用。在此階段，已處理之晶圓對污染之敏 感較低。结果，根據COAST構想所尋求之晶圓絕對保護乃 於下列時機立即完成，即已組合及加壓之容器被釋放至姐 合器装置外面K供在製造線中晶體之後鑛處理*直至其為 分解器装置所檢取K進行分解為止。 如上所述，供懕商常送交儲存于一托架中之未處理晶圓 ，吾人假定該托架如本案之圖2中所示之多晶圓支架 ]30’，此多晶圓支架係固定於一理输箱中*該箱則包于一 真空密封塑膠袋中Μ防止污染。如預料於將來可發生者* 使用超過現時20公分直徑之晶圓直徑，儲存于單一晶圓托 架之單晶圜代W多晶圖可能成為檷準之交貨。結果’放置 于姐合器裝置800中之最初元件'將為儲存多個晶圓之一（ 或更多）個多晶圊支架，相當歟目之單晶圖支架及匣櫧器 。各匣儲器與單晶圚支架亦係包于相似之輿空密封塑膠袋 本紙張尺度適用中國國家螵率（CNS ) A4说格（2〖〇X：297公釐） 83. 3. 10,000 -------It衣------1T----- (請先閱讀背面之注意事领再填芎本頁) A7 B7 五、發明説明（w ) 中送交。 琨述及圖5 ，所簡要顯示者為用於外翼输送器402之姐 合器及分解器装置。顯示於圖5左測之姐合器装置8〇〇基 本上係未用于下列各項搡作，（1 )組合，即抓住各元件及 適當配合以製成所謂組合之容器’ 將已組合之容器充 氣加壓及（3)装載，即將已姐合加壓密封之容器釋放於输 送器上。因為所有此等操作係在一潔淨之小環境中實施’ 如在後文中所說明者，晶圓在實質上受到抗粒子或化學污 染之保護。在装載之前，容器/晶圓係由組合器装置予以 辨識•及FCS被通知資料發起。顯示於圖5中右側之分解 器裝置800'係未用于相反之卸載及分解作業。該姐合器装 置800及分解器装置800 ’實質上乃係相同*其間之小差異 將于後文中詳述。在此方面*將K主要指向姐合器装置 800之通用說明敘述之。 組合器装置800首先由包括四側壁801A至D及随意之頂 板與底板之一箱801姐成*包圍圖5之立體圖所部份顯示 之各不同櫬構，頂蓋板已移除以顯示該箱之内部。如若設 有一高纯度過«器之吹風天花板被設置于箱801上方*可 不裔用頂板及蓋板。較佳者*箱80〗之所有内部空間承受 具有一吹風櫬（未圖示）所產生只夠吸溼程度之潔淨過濾氣 流。故在其中產生清潔而對外圍空氣有輕微過（S之氣體小 環境。基本上•箱801包含由間'隔壁803所分開之兩隔間 802A及B 。分解器装置800’在該方面有相同之結構。為說 明起見，讓吾人更特別考慮分解器裝置800'，如圖5中簡 -23- 泰紙張尺度適用中國國家標隼（CNS > Α4規格（210 <297公釐） 83. 3. 10,000 (請先昶讀背面之注意事頊存填寫本頁) .— —裝

*1T -線 A7 B7 五、發明説明（>1 ) 要顯示者，通過箱801 ’之第一立體部份，隔間802 ’ ft包括 由三個郯接升降機姐成之一升降機結構80 4’每一升降機面 對編號805’之一對操作手套。此等升降機係用作一人工通 道Μ使搡作員得以搡縱隔間802’A之清潔小環境中之物件 ，該小環境乃如後文中所說明者予以產生。為達此目的， 箱801’另包拮一工作板806’及一透明窗（未圖示），又注意 •搡作員不需要特製之外衣。現轉至圖5之另一立體部份 ，關於姐合器裝置800 ，所顯示者為在隔間802B中編號為 8 〇 7之一自動操作機構，其任務為抓住一容器之不同元件 。一負載鎖定装置808亦呈現于此部份中*該装置將稱為 装載負荷鎖定装置，而為組合器裝置800之一主要部份， 因而設有較複雜之機構。首先，該鎖定装置與搡作機構 807合作，以組合一容器之各元件。其次，該鎖定裝置乃 適於加壓力于組合之容器，最後在自装載負荷鎖定装置 808釋放容器於外翼輸送器402之IH站（未圖示）之前，該 鎖定装置充任為FCS之主電腦識別容器/晶圓之角色。為 達此目的，装置808設有各傳進孔，以使箱801之隔間 802B之内部空間與在IN站上方之外圍環境得以通信。最後 ，亦顯示能使晶圓定向及譎出其上面所含資訊之一晶圓定 向/識別装置809 。於姐合器裝置8〇〇中，在箱801之右 邊即在壁801B上，加有稱為输入負載鎖定装置810之另一 負載销定装置。其構造乃不及装載負荷鎖定装置808之複 雜，同樣，該装置810設有傳進孔以使外圍環境（操作員 站立之.處）與箱801之隔間802A之内部空間（正在工作板 -24- 本紙涑尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0Χ 297公釐） 83 3. 10,000 -------——和衣------"------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 ____ B7 五、發明说明（>> ) 80 β上方）可通信。搡作員使用此输入負載鎖定装置κ將 容器各元件引人箱801之隔間802Α内。在該處可採各元件 置于該工作板上。如上所述，形成該容器之各元件並非直 接可資應用而係包在一真空密封塑膠袋中供應者。 在圖5之分解器装置800’中，输出負載鎖定装置810’係 附加于左面壁即801’D上。一俟該容器已在隔間δ02’Β中 分解*搡作員可用該鎖定装置提取各容器元件。卸載負荷 鎖定装置（未圖示）係附加于分解裝置800’之壁801Β上。當 晶圓已完成其全部製造循環時•該装置可使外翼输送器 402與隔間802’Β間得Μ通信。在此循環終结時，該容器 係在受到分解操作之前于卸載期間被檢取，現對姐合器/ 分解器裝置之箱结構细節連同圖6敘述之*圖6例示姐合 器装置800之一較佳*例之背視圖。 現轉至画6 ，输入負載鎖定装置810主要由一靠住壁 801Β(未圖示）附加之盒形外殻組成*該壁80 1Β在其正面及 背面上設有兩傳進孔。此兩傳進孔建立外界環境與隔間 802 Α之内部空間之通信。此等傳進孔係在人力控制之各自 引動器813A及B之控制下由兩®H812A及B分別閉合之。 在输入負載鎖定裝置810内，有一吹風器（未圖示）將清潔 氣流吹入K掃除可能積在包住各元件之塑膠袋上之灰塵， 並有一真空吸塵器（未圖示）將灰鼷吸出，該吹風器及吸鑒 器係在一姐件被導入_入負載鎖定装置810時即刻發動。 後者係設計為可使容器姐合作業必需之各元件自搮作員站 立之外面環境轉移至姐合器装置800之内部空間。如上所 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4观格（210:< 297公釐） 81 3. 10,000 种衣------I 0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 306049 B7 五、發明説明（>》） 述，此等元件包含至少一多晶圓支架13〇及足夠數量之® 儲器123與單晶圓支架130 °所有之塑隱袋將由操作員在 箱8(Π内除去。如從圖6可顯見者，升降櫬装置804包拮 三座獨立之垂直升降櫬804/^c ，每一元件乙座。匿儲器 及單一晶圓支架之歟最與多晶圓支架130'所承載之待姐合 晶圃數相當。每一升降機乃由鋼管814所製之一不辨鋼架 組成，支持如生產模擬之多晶圓支架容量等所需之編號 815之多個支承台或倉。由于每一升降機係未貴處理一特 定元件，升降機乃係適懕該元件。各倉係K垂直之縱列叠 置，視元件之大小而在其間有適當之間隔。中央升降機 8〇4B之各會815B間之間隔乃適于接受匣儲器123及最右邊 升降機之各倉815C間之間隔乃適于接受單晶画支架130 。 為說明起見，僅一倉815A顯示于圖6 ，用Μ支持多晶圓支 架130'。如若供懕商送交大直徑（例如30公分）之晶圓，升 降機804Α可能需要修改。富815Α或不箱要，但鋼管814之 内表面上可製Μ各榷Μ接受晶面（如圖2Β中所示多晶圓支 架130’之各權 > 升降機804Β及C之遞增级係Κ其各自之間 隔產生。不同者，升降機804Α之遞増级為多晶圓支架 1 3 0 ’兩晶圓間之間隔。另一方面，每一縱列之各倉， 815 Β設有置于中心及安全保持其各自元件之遡切裝置。例 如接受各匣儲器〗23之各倉8〗5Β設有銷816a及b 。一巨搡 作員已將一匣儲器滑人于兩相鄰叠置宫815B之間使匣儲孔 之孔115A及B與銷8163及1>對準及定心，該搡作員可放下 匣儲器並將其夾于兩銷之間。同樣多晶圓支架130’及單晶 -26 - 木紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) A懷格（2|0乂297公廣） -----------i衣------ΪΤ-------線’ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟邦中矢漂隼05-¾ V4芎妒合乍>±.?& A7 … _ B7 五、發明説明（a ) 圓支架130亦係使用適當工具插人及夾于其各自之倉中。 例如多晶圓支架130,可對倉815A設Μ相當于設在罩底部外 表面上之三個下面襯墊之小凹坑而將其（在圖1之單晶體 支架中編號為13 6a至c)夾住，此三具升降機係以鄱接方式 配置K具有圖6中所示之壁形姐態。工作板8〇6可使操作 員進行如下文中說明所需之若干人工操作。 自動操作器機構807主要由一旋轉處理控制器工具817 姐成，該工具亦能在X-Y載物台所支持之Z方向移動’後 会包括可操作在X方向沿兩軌道819a及b移動之搬理車或 台818 。該車818支持可探作而在Y方向沿兩軌道8213及 b移動之搬運車820 。旋轉處理控制器工具81 7主要由可 旋轉及在Z方向中移動之一旋轉頭822姐成，該工具配装 有三個不同之轉移控制器822A至C 。此等控制器工具係互 相定向于120 〇，每一控制器逋于安全與正確處理其各自之 元件，即晶圓，匣儲器及單一晶圓支架。 圖6亦舉例說明装載負荷鎖定装置80 8 *該装置係設計 成在装載揲作期間形成容器100之各元件可在釋放于1^站 402-1上之前得K在其中組合。装載/卸載負荷鎖定裝置 808主要由一設有正面及後面傳遞開口 824A及B之盒形罩 組成，此兩開口由各自之門825A及B閉合。後者係在主電 腦控制下由千斤頂（Jack) 826A及B自動啟動*該装置並包 括一電動機827 ，其任務將在後文中說明。最後，圖6亦 例示一晶園定向/織別装置809 ，該装置包含—定向器 828及讓取（及可能為寫出）裝置829 。旋轉處理控制器工 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 8 3. 1 10,000 —^衣 、訂-----*·^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合阼江，中裝 A7 __B7 五、發明説明（< ) 具817及裝載/卸載負荷鎖定器808之詳细结構將連同圖 7說明，圖7顯示圖6之放大及部份立體圖解。 現轉至圖7 ，轉移控制器822A由一棵準之真空搡作叉形 握爪姐成，設有對晶圓作軟處理用之不污染塑膠襯墊。轉 移座822B包括設有適合接受匣儲器之對應銷115A與B之兩 孔831a及b之一板830及經由管833a與b連接于一真空源 Μ於需要之時穩固地保持匣儲器之吸力裝置832 。最後轉 移座822C包含一真空搡作絮片834及兩個與唇片836a與b 成整合之側推板8 3 5a與b 。此兩唇片乃適于插入單晶體支 架通道開口中者。唇片係用解除夾緊装置837 a與b安裝W 利在分解操作期間從匣儲器抽取單晶圚。解除夾緊装置由 一能在側面移動之硬塑膠所製L形滑動片姐成。箱使滑動 片837a與b Μ彎曲對懕之彈性薄片140a與b之不同浬動可 自圔1之放大圖解獲致瞭解。圔7亦顯示装載/卸載負荷 鎖定装置808之内部。兩定心軌道838a與b係附加其正面 及後面。此等軌道乃遘用于容器100之槽形定位導件 113A與B ，及用Μ將該容器位于負載鎖定装置80 8内之中 心。兩計時皮帶83 9a與b係由®動機82 7烴由霣動櫬軸 840 ，空載軸841 ·齒輪842a與b及滑輪843a與b驅動之 。皮帶之用途為於容器100姐合後使容器移動通過输出轉 移開口 824b·為達此目的，計時皮帶839a與b係分別設有 一指狀物844a與b 。引動器装會845包含由一汽简與活塞 形成之千斤頂，如同檷準者一樣，具有兩按狃或銷8 48 a與 b之一金板847 (較圖7中所示者為大）係固定于該活塞 -28- 表紙伕尺度遄用中國國家橾準（CNS ) Α4現格（210X29*7公釐） 83. 3. 10,000 I 扣衣1τ_·^ (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣聿局貝工消资含作社印装 3U6049 Λ7 __B7 五、發明説明（4) 按紐848a與b接合于匣儲器123之外底面中形成之對應孔 115A與b (參閱圖1)。金屬板847乃設有真空緩衝器 849a與b ，連接于一受控之真空源（未圖示）。引動装置 845將金靨板847在垂直之Z方向上下移動，裝載負荷鎖 定装置808另包含在主電腦控制下啟動之兩個小千斤頂 850a與b其任務為在單晶體支架130及晶圓138插人之前 颳在袖承128a與b上Μ打開匣儲器蓋124 。為達成此工作 ,千斤頂850a與b之各自活塞係分別以枕木狀構件終止* 其外形乃通于提供至铀承128a與b之必要運動（圖1)。此 兩構件之特殊鎚形终端係顯示于圖7中部份放大圖之一。 此外裝載負荷鎖定装置808包括一伸縮自如之氣體進饌糸 统852 ，該糸統包括噴嘴853 ，汽缸854及皮管855 。最 後，裝載負荷鎖定装置808包括安装于後門8 25B之背面之 一識別系统8 5 6。 因此箱801與80〗’及配合之機構實質上乃係相同*唯負 載鎖定装置及其相關之傳遞開口乃在對稱位置完成。此外 输出負載鎖定装置810’乃對装置810有不同之结構，因設 在輸入負載鎖定装置810之吹風機及真空吸塵器已不再需 要。姐合器及分解器裝置800與800'係置于具有平均潔淨 度大氣之一室（在此例中，箱801上方需有吹風器及高純 度過》器K產生潔淨之小環境）或一潔淨之室中。 一典型之組合作業將連同圖5至7敘述之。 吾人假定所有各曾均無各元件。最初步明[為充填各倉K 各自之元件。苜先，操作_打開撖入負載销定裝置810之 ______-29- __ 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（21〇)< 297公釐） 83. 3. 10,000 -------丨^------ΪΤ-----—I (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7五、發明説明（1 ) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 前門812/U後門821B關閉）*將載有多個晶圓之多晶圓支架 130’導入並關閉前門8〗2A。如上所述，多晶體支架130’通 常係固定於一運送盒，而該盒乃包於一真空密封塑膠袋中 。該塑膠袋乃Μ可消除除氣及ESD效懕之特殊材料製成。 最佳者，於門812Α被打開時即加電能于吹風器，故任何已 沉檟于塑膠袋上之灰塵可洗掉。然後，操作員關閉吹風器 及打開後門812Β，並用搡作手套抓住塑膠包装之埋送盒而 置于工作板80 (5上。其次，工作員除去塑膠袋•經由工作 板806上所設之孔丟掉（未圖示）及收集于一駿物藍（未圖 示）中。收集所有騣棄塑膠袋之廢物籃乃可由在壁801Α中 —門（未圖示）伸達。該運送盒亦可由該孔撤出。最後操作 員將多晶圓支架130,插入于升降機804Α之空倉815Α中（僅 有一倉815Α顯示于圖6中）如若需要一個Μ上之多晶圃支 架可重複此動作但在本例中，升降櫬80 4 Α可設有足夠數目 之倉815A。對其他元件重複同一之操作K充填倉815B及C ，直至三具升降機已適切充填為止。當揲作員要求升降機 移動Μ具有在其前面之一空倉時，每一升降機移動遞增之 —步级。舉例而言，搡作員推動在該箱底部之一踏板以自 動指揮所要之移動。 一俟各元件已儲存于姐合器装置之各自倉内，上述之三 項搡作可包括下列之步嫌：（U抓住每一類之—容器元件 (2)姐合此等元件以產生姐合之'容器（3>加氣）S于該容器 (4) 開始在FCS之主®腦中之晶圓/容器資料’及最後 (5) 装載已姐合及加懕之容器于外翼输送器之IN站上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (讀先閲讀背面之注意事項再填{5P本頁) •裝- 訂 經濟部中央橾隼局貝工消费合作社印裂 . A7 _B7 五、發明説明（：>:?) 規對各步驟之上列順序作詳细之說明。首先，使旋轉頭 822旋轉K將旋轉處理控制工具822B置于升降機804B之一 倉815B前面，該旋轉頭822係在袖Z上之”向上”位置，故 控制器822B之高度相當于匣儲器頂部與正在匣儲器上方擬 抓緊之倉底部間之空間之隔，運貨車818係在X方向移動 于軌道819a及b上直至旋轉頭822位于升降機804B前方面 對該間隔為止。同時》理貨車820係在Y方向移動于軌道 821a及b上直至控制器822B之板830位于匣儲器上方使孔 8,31a及b與匣儲器123上之銷116A及B對準為止。規旋轉 頭822被命令降下及吸力装置832被啟動Μ吸取匣儲器。 匣儲器被抓住時，旋轉頭8 2 2即升至”向上”位置Κ從銷 8 16a及b釋出匣儲器。運貨車820向後移及運貨車818向 前移而旋轉頭822則旋轉90°以使匣儲器出現在装載負荷 鎖定裝置808之門825 A之前面但與其分隔*門825 A被打開 及運貨車818在Z方向被啟動故可經由傳遞開口 824引入 該匣儲器，距門825A有正確之距離而適切位于定心軌 838a與b上方Μ與其完全對準。該g儲器係由旋轉頭822 之向下移動緩緩放置于定心軌838a及b上。其後（或同時 )引動器活塞846係由引動器裝置845于”向上”方向啟動 ，直至板847與匣儲器底部接觸Μ使銷848a及b與匣儲器 123之孔115A及B接合為止。然後將吸力媛衝器822置至 于大氣中，W釋放匣儲器，同時板847之兩真空媛衝器裸 作K吸取匣儲器，該匣儲器現為銷8 4 8 a及b所夾緊之合併 作用及輿空緩衝器之吸力作用保持干軌道83%與b上敗動 -：Π - 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X 297公釐） 83 3. 10,000 —^------1Τ-----1^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（β) 兩個小千斤頂850a及b K在蓋124之軸承128a與b上推動 而打開該蓋。將旋轉頭822置于”向上"位置以從銷116A及 B釋放板830之孔831a與b 。運貨車818則在X方向作退 後移動。搡作器機構807此時已準備作重複上述之程序Μ 使用對應之握抓依次插人單晶圓支架及一晶圓，每次抓住 一元件時，相當之升降機即上升一遞增级Κ將另一元件送 交自動操作器機構807 。單晶體支架130被抓住及插入匣 儲器内而在其中夾住。最後，一晶圓138被檢取，放置于 定向裝置828上。然後以適當方式送至識別裝置829作資 料讖取，及再插入單晶體支架内部空間。晶圓識別資料係 送至主電腦，現在構成容器之各不同元件已姐合*注意容 器門124此時仍打開· 一俟匣儲器已插入及夾住可伸縮之 進饋糸統852係插入于容器之氣體注入閥装置129之迅速 連接器中，及約0.35米/秒速度之極鈍氣流即配送至内部 Κ將晶圓包圍于一保護環境中，此時旋轉頭822向後移動 ，Κ有控制之方式發動千斤頂850a及b而在滑材之作用圓 滑關閉容器門124 。繼而前門825A因千斤頂之啟動而關閉 。現姐成容器之所有元件已姐合，及其内部空間已加壓’ 容器資料則由識別装置譎出，故最後之容器/晶圚資料已 登記于主霉腦中，而開始晶圓之製造循環。最後經姐合加 懕之容器已準備釋放至愉送器402之IN站402- 1。 規讓吾人說明裝載之最後步#畑節。當卩(:S下達命令將 容器100釋放于IN站40 2-1時，唯嘴853被取下然後後門 825B被打開。一俟後門825B被打開，氣體進饋糸铳852發 -32 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 83. 3. 10,000 i衣------1T----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟邹中央*隼 釜乍fi.fai A7 B7 五、發明説明（V ) 動K產生在裝載負荷Ϊ自定装置8 0 8内部空間之小過壓而防 止任何污染物之侵入。同時，金屬板847向下移動以縮人 銷848a及b ，及同加于媛衝器849a及b之真空被割斷而使 霄動機賦能在計時皮帶83Sa與b起動時，個別指狀物 844a及b將容器100推入于输送器100之站。當容器 1 0 0已被釋放時，後門8 2 5 B即因千斤頂之發動而使其關閉 一俟容器〗00已被釋放至IH站402-I ，即可進行另一姐合 作業。 .當一晶圓已完成製造循環之最後步驟時，FCS下達命令 將容器100送至输送器420之OUT站402-0 Μ便卸載，分 解器装置800’之所有各倉均係空倉唯支持與存儲于組合器 装置800者同一容量之空多晶體支架為例外。接到FCS之 申請時•該容器由一槓桿（未圖示）經由後門825’Β推入于 卸載負荷鎖定装置808’之内部空間該後門前已打開者。然 後，後門8 2 5 ’ Β閉合*及執行該容器之分解作業W自動提 取容器之各元件，基本上分解作業包含與上述姐合作業/ 相關之相反步驟。首先，將晶圓抓住及儲存于該空出之多 晶體支架中。然後使用上述相同解除夾緊装置抽出單晶圓 支架。最浚，並抓住匣儲器，將該匣儲器及單晶體支架儲 存于升降機804’之個別倉81 51及C内，注意，由于無需 去壓力之步驟，卸載負荷鎖定装置808’與装載負荷鎖定裝 置8 0 8不同者為前者不須設Κ氣體進饋糸統8 5 2 。當多晶 圓130’巳充滿時，搡作員用搡作手套將其包入一塑膠袋中 *其次*搡作員經由输出負荷鎖定装置從分解器裝置800 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210 X297公釐） 83. 3. 10,000 1¾衣------ΪΤ-----1^ (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（V ) 提取該塑膠袋。該支架所載之已處理晶圓現已準備在製造 線外面作進一步處理，例如切Η測試，切割成小方塊及檢 取等等。同樣，匣儲器及單晶圓支架係由操作員收集于一 騣物籃中作爾後之清潔用。 當然，就在FCS控制下一製造線之全自動操作而言，處 理設備在將來必須提供可由F C S使用型式及相反對其響應 之所有必需資料/訊息。此等資料包括在晶圓處理期中收 集之參數處理資料，装備可用性資料（等待晶圓*處理完 成，全程處理...）·當場控制資料及設置資料。 進一步需要者為動態控制移動Μ排除或至少大為減少空 閒時間Κ符合C F Μ構想及最後Μ ”正及時”管理之模式操作 。場地控制系統FCS應獲悉所有介入工廠中各件之晶圓装 備，流體...之歷史鑑定及狀態。FCS基于可用性及晶圓 處理預定計副將各容器在正確之時間移送至輸送器及装備 作進一步之晶圓處理。FCS必須即時操作而無人為干涉Μ 避免屬主要生產減損之處理錯誤。在装備變成空閲歷一段 延長之時間Κ等候待處理之晶圓或在處理後晶圓尚未從裝 備移除之狀況中。對製造繼鑛之工作流中造成效率之損失 。為獲致自主及即時之自動場地控制系统，所有此棰資訊 必須Κ雷子獲取。 當本發明之組合器/分解器裝置付諸實施時，圖4之 COAST製造線15因而在未處埋‘體之階段從開始即予Κ全 部自動化及霉腦化，此外當晶體由姐合器装置800裝載于 输送器時，即完成FCS之豳別及開始作業。因為每一容器 本紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS ) A4規格（210 x 297公釐） 8 3. 3. 10.000 -¾衣------ΪΤ-----▲ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 30G049 A7 _B7 五、發明説明（；>) 乃設有一識別標籤及輸送器乃合法装有適當之讀取器*在 任何時可確定容器/晶圓之實際位置與狀態。结果*各容 器係永久性為FCS所追踪及識別，而不管容器乃為輸送器 所運送，儲存于一調配装置中及在處理設備予Μ處理，注 意此種新穎之容器乃完全適合直接之資料識別讀取者。 COAST構想之可能應用 首先，顯然可在半導體装置製造中發現主要之各項用途 ，不僅在上述之切Η之製造中*而且在未處理晶圓，光罩 ，網線等之製造或處理，此等項目已在工業中廣泛加Κ使 用。 COAST構想亦在技藝之其他範圍，例如陶瓷基體，精密 碟（CD)—成音或僅讀記憶器，磁碟等作明顯及直接之應用 〇 更普遍者，此種新穎之壓力式可密封運送容器，新穎之 加壓介面装置，新穎之具有氣體分配糸统之調度裝置，及 Μ從其専出之製造線為基礎之新穎全自動與電腦化输送器 亦能應用于任何要求無污染工作件之製造場所。換言之* 即需要在適合極端潔淨設備之狀況下製造工作件之處，而 不要求極端潔淨室設豳及巨大之有關投資、舉例而言，可 將C 0 A S Τ構想伸展於製造機器*食物，化學品及使用該構 想于遺傳學工程設計病毒學等等。 未紙張尺度適用中國國家標隼（CNS〉A4規格（210 < 297公釐） 83. 3. 10,000 --------1¾衣------1T-----1^ (請先閏請背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 第83109651號專利申請案 中文申請專利節圃核1Τ：太<85年9月） Α8 Β8 C8 D8

   六、申請專利範圍 1. 一種姐合器裝置（800)，用Μ自動姐合一柯斯待 (COAST)容器（100)之各必要元件，即一匣儲器（123) 之各必要元件，一單晶圓支架（130)及一半導體晶圓 (138)，並在將該容器釋放於一製造線之输送器（402) 上以前充氣加壓于已組合之容器，該装置係在一具平均 清潔度之室中搡作，包括： —箱（8 0 1 )，該箱包括界定至少一隔間（δ 0 2 >之一前 壁* —後壁及兩側壁； 垂直之存料器裝置（804Γ ，安裝于設有不同頚型之各 倉（815)之箱内，每一倉乃適合作上述各元件之一類型 之支架； " ’ 输入負載鎖定裝置（810)，用Μ將各該元件自外界引 入該箱内，操作装置（805)，用Μ操縱在該箱内之各元 件，特別是將各該元件正確置于存料器裝置之各自倉中 i 一裝載負荷鎖定裝置（S08)安裝于該箱内及在输送器 之附近與該箱外邊相接； 經濟部中央梂準局貝工^费合作社印装 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一自動操作器機構（807)在該箱内部，用K自動及連 績自該存料器装置依上述次序抓住各類型之一元件.並 與該裝載負荷鎖定機構合作笔成其自動姐合，以最後在 該装載負荷鎖定機構内產生一組合之容器； 〆·· 壓縮之極純中性氣體供應装置（ 8 5 2 )，連接于該装載 負荷鎖定機構，該機構，其適于加壓已姐^之容器； -運送機構（827, 839)，用Μ自該装載負荷鎖定機構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4说格（210><297公釐） 經濟部中央橾準局員工，消費合作社印裂 306049 器 ----__ 六、申請專利範圍 之内部運送已姐合加艋之容器至該输送器之ικ站 (402-1):及 空氣循環裝置，用Μ將清潔空氣從該箱頂部吹至其底 部，Κ便在箱中產生對外圍環境有輕微過壓之清潔小型 環境。 2. 根據申請專利範圍第1項之组合器裝置，其中該空氣循 環装置包括一吹風器總成，一過濾器及置于該箱天花板 中之溼度控制装置。 3. 根據申諸專利範圍第1項或第2項之姐合器裝置，另包 含在該箱内之晶圓定向及識別装罝（δ 0 9 )，用以謓取記 錄于該晶圓之識別資料。/… 4. ·根據申請專利範圍第3項-之组合器裝置，其中該識別装 置另包括用Μ寫于該晶圓上之裝置。 5 · 根據上列申請專利範圍中第1 、2或4項之組合器装置 ，另包括一工作板（806 )，當各元件被引導入該箱内部 空間時用Μ支持各元件。 6 . 根據申請專利範圍第5項之姐合器裝置’其中該搡作裝 置乃由多個操作手套姐成·以使搡作員得以在工作板上 方處理各元件。 7. 根據上列申請專利範圍中第1 、2或4項之姐合器裝置 ，其中該存料器由三個升降ί送機姐成（804Α, B, C)每 —升降運送機設有多倨重叠^倉’其空間及設計乃適合 每一類型之元件。 8. 根據申請專利範圍第7項之姐合器裝置’其中各升降運 本纸張xjtit用中sa家鮮（CNS)A4·· (21Gx 297公董） ---------Ί 裝-----ί^-ι------旅 . { (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 C8 D8 申請專利範圍 送機可在搡作員控制下作向下或向上 9 · 根據上列申請專利範圍中第1 、2或 之遞增移動。 4項之姐合器裝置 另包括一隔間壁，該壁與垂直存料器聯合界定出該箱 内之兩隔室（802A及B)。 1 〇 .根據上列申請專利範圍中第1 、2或 ，其中該裝載負荷鎖定機構另包括與 腦聯絡之通信装置•用以開始製造程 11. 拫據上列申請專利範圍中第1 、2或 *其中該搡作機構主要由！在X, Y. 頭（822)姐成，並設有多個操作握爪 一握爪係適于安全抓握一苽件。 12. —種分解器裝置（800')，-用Κ將一受 4項之姐合器裝置 控制製造線之主電 序。 4項之姐合器装置 Ζ方向移動之旋轉 (822Α, Β及 C)，每 經 中 央 標 準 局 Ά 工 1消 费 合 作 社 印 策 器（100)自動分解成 (15)之輸送器（402) 儲器（123)及單晶圓 淨度之室中操作，包 一箱（8 0 1 ’），包括 一後壁及兩側壁； 一卸載負荷鎖定槠 (827 ' , 839 ’）之输送 已姐合受壓之容器從 内部； 一垂直存料 壓之組合COAST容 即可在一製造線 體晶圓（138)、匣 其主要之元件， 上可運送之半導 支架（130)，該裝置係在一平均潔 括： 界定至少一隔室（802’）之一前壁， 構（808')在設有一運输機構 器附近與該箱之 該输送έ之IN站 外側邊相接，K將 (402- 1 )運送至其 室裝置（804 ')·安装于設有·各不同類型之 會（815’）之該箱内部 > 每一倉乃適合上述各元件之一類 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4洗格（2丨0Χ297公釐） J--1,-------裝-----τ- -J1-----線 ί. - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 3G6049_§__ 六、申請專利範圍 型而成為其適切之支架； 一自動搡作機構（807')，在該箱之内部適於與自動分 解該容器之卸載負荷鎖定機構合作，K便在將元件置于 存料器装置之個別倉K前，連缜按上述之次序抓握每一 類型之一元件； 搡作裝置（805)，用以搡縱該箱内之各元件，特別是 從存料器装置之各別倉中移除所述之各元件； 空氣循環裝置，用以從該箱之頂部吹送清潔空氣至其 底部，Μ便在其中產生一潔淨之對外界空氣有輕微過壓 之小型環境；以及 输出負載鎖定裝置（810’），用以自該箱之内部提取所 ’述之.元件。 ----------—装-------、玎-------1^ . { { (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工，消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4说格（210 X 297公釐）