台湾专利TW201302588A 用於多個晶圓型工件的緩衝儲存的裝置和方法

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本發明涉及用於緩衝儲存大量晶圓型工件17的裝置，包含－一框架1，－至少兩個輸送元件3，其各自以垂直方向圍繞連接在框架上的上部和下部偏向裝置5循環（circulate），並且以一致的間隔在其上提供多個承載區域4用於該等工件17的水平安裝，其中驅動每個輸送元件3的至少一個偏向裝置5，並且在該等輸送元件3之間有一自由空間，－一於該等上部偏向裝置5之間的裝載位置33，在該位置上，各該工件17可以放置在相應的承載區域4上，和－一於裝載位置33下的固定移出裝置，包含一水平輸送裝置7、8、9，其第一末端位於該等輸送元件3之間的自由空間內。本發明還涉及一種用於緩衝儲存大量晶圓型工件17的方法，其使用上述裝置。
公开号:TW201302588A
申请号:TW101123701
申请日:2012-07-02
公开日:2013-01-16
发明作者:Georg Pietsch
申请人:Siltronic Ag；
IPC主号:B65G1-00

专利说明:
用於多個晶圓型工件的緩衝儲存的裝置和方法發明主題
本發明涉及用於多個晶圓型工件的緩衝儲存的裝置和方法，該等晶圓型工件在垂直方向上彼此上下排列，工件彼此不接觸。該裝置包含一框架、至少兩個傳輸元件、一裝載位置和一固定移出裝置，該至少兩個傳輸元件係在垂直方向上循環(circulate)，並且以一致的間隔為工件的水平支架提供多個承載區域。
現代工業中的各種產品需要非常精確加工的晶圓型工件形式的半成品。例如，用於生產供電腦用之磁性大量儲存裝置(硬碟)的以玻璃和鋁作為基材構成的環狀晶圓、光學玻璃、用於光學目標的高水平基準面(稱為「平面」)、用於生產光伏電池的多晶半導體晶圓等。對作為與電子、微電子和微電機相關的功能元件的起始材料的單晶半導體晶圓係有特別迫切的需求。
半導體晶圓通過多個連續加工步驟生產，該等步驟通常可以分類為下列群組：(a)通常單晶半導體棒的生產；(b)將棒切割成單獨的晶圓；(c)機械加工；(d)化學加工；(e)化學機械加工；(f)任選的額外的層結構製造。
在半導體晶圓的生產中是有利的並因而經常使用的，特別是選自群組(b)至(f)的那些方法，其中在一個裝置中對多個半導體晶圓同時進行加工。此加工形式被稱為群組加工或批次加工。例如，批次加工包括群組(b)的多線切割(MWS)，群組(c)的行星動力式研磨或磨削，群組(d)的在浴槽中的蝕刻或化學清潔，群組(e)的用矽溶膠進行雙面拋光(DSP)。
對於上述所有批次加工而言共同之處是，在加工週期的最後，多個加工的半導體晶圓係同時或在短時間中得到以進行進一步加工。因而，與單個晶圓或連續加工法相比，批次加工以臨時(temporally)非一致的材料流為特徵。
在進一步加工之前，有必要清潔半導體晶圓，以在MWS或研磨加工後去除附著在半導體晶圓上的研磨劑，或在DSP後去除拋光劑，或在磨削加工後去除磨削漿體。較佳地，只要半導體晶圓仍舊濕潤，即在研磨、磨削或拋光加工後直接進行清潔，因為研磨劑或拋光劑或磨削漿體一旦乾燥，就會非常堅固地附著在表面上，甚至使後者損壞。
先前技術揭露了多個清潔方法，其各自依存在的污染類型和要達到的清潔程度而調整。該等方法係被再分為批次清潔法，其中多個半導體晶圓在一個清潔裝置中同時清潔；以及單個晶圓清潔法，其中係在連續清潔法中循環依序地(cyclically sequentially)或是連續地個別且依次清潔半導體晶圓。
例如，US6423149BA描述了一種清潔裝置，包含多個相互對立的圓柱形海綿對，其繞其縱軸旋轉，利用傳送帶以連續通路運動(continuous passage movement)使半導體晶圓個別依次地在其間穿過，並利用海綿和半導體晶圓表面彼此間的接觸和相對運動以及提供清潔液，半導體的兩側被同時清潔(具有連續通路的單片晶圓清潔法)。
該類型的清潔法已經證明具有特別高的效能。然而，該等方法通常以個別半導體晶圓的循環或連續通路操作，因為送入之待清潔的各半導體晶圓的每個表面必須用清潔工具徹底擦拭。這在批次清潔法中是不可能的。
因此，在許多情況下，存在如下問題，在批次加工方式加工後成串得到的半導體晶圓必須分離並送入以依次循環地或用連續通路的方式清潔。
而且，由於經濟可行性的原因，例如，對於將藉由批次加工加工後卸載半導體晶圓並手動將其供給至隨後的清洗的設備操作人員將其卸載路徑適合於清洗生產量是非所欲的，因為這導致等待時間，增加操作人員的支出，降低材料生產量，以及品質損耗。例如，在DSP情況下，如果附著在半導體晶圓表面上的拋光劑在其上乾燥的話，品質損耗可能產生。
另外，在許多情況下，對於供給以直接接近而清潔的半導體晶圓，從批次加工中移出是必要的，以避免半導體晶圓的性質變化，例如由保留在半導體晶圓上的批次加工的化學活性加工液體的殘留導致的氧化或初始蝕刻的結果，以及例如在手動輸送的情況下，增加工效和工作安全性，以及使半導體晶圓由於大意的操作而損壞的風險、非故意的轉動造成的半導體晶圓正反面互換的風險、或在輸送通道上從批次加工中移出的半導體晶圓的次序互換的風險最小化。
最後，對於各批次加工裝置，恰分配一個清潔裝置通常是所欲的，例如為了避免源自不同批次加工裝置的半導體晶圓的混淆，以及使清潔裝置能夠以非常簡潔和充分利用空間的形式體現，使其能夠被更新至目前的批次加工裝置，而例如不必長期中斷批次加工操作，或甚至不必改變批次加工裝置的佈置。
先前技術揭露了可以單獨連續地或同時地得到大量晶圓型工件並再放下的裝置。該等裝置被稱為「緩衝儲存裝置(buffer stores)」、「緩衝裝置(buffers)」等。對於半導體晶圓，該等暫時儲存或堆疊裝置被稱為「晶圓堆疊裝置」。
例如，JP2006-032528A描述了一種裝置，包含四對連續(封閉)鏈，其中各對的二個鏈藉由鏈齒輪(sprockets)彼此連接。兩個第一鏈對通過兩個各自的封閉內環形式的偏向滾軸對牽引。剩下的兩個鏈對通過四個各自的偏向滾軸對牽引，各自相對於兩個第一鏈對(內環)之一為同心的，以同樣封閉的外環圍繞第一鏈對，以使兩對內和外鏈對分別彼此相對。在此情況下，在每個鏈對的前半中的所有鏈在共同的第一平面中運行，而每個鏈對的另一半中的鏈在安排為與第一平面平行第二平面中運行。而且，所有鏈對的所有鏈齒輪也彼此平行運行。
平面工件，例如用於平面顯示裝置的玻璃板，可以放置在鏈齒輪上，以使每個工件被四個鏈齒輪支撐。由於所有偏向滾輪的同步驅動，因而可以調節鏈齒輪網路的高度，以使大量工件可以彼此上下堆疊，且彼此不會接觸。在該情況下，該等工件以水平位置通過輸送滾輪牽引至裝載位置，並且由於所有偏向滾輪的同步驅動，因此能與安置於工件下的鏈齒輪接觸而通過鏈齒輪向上運送一鏈齒輪間的距離。而後，下一個工件可以如上所述供給隨後的鏈齒輪，以此類推，最終形成所有如此提供的工件的堆疊。利用將工件逐步向下移動到與裝載位置相同的卸載位置，使卸載與裝載相似地進行，且利用輸送滾輪將工件輸送到裝置之外。裝載和卸載在兩個同心鏈環對排列的對邊上以相同的方向進行。
由於JP2006-032528A中的緩衝儲存裝置的構建，最後引入到堆疊的工件係首先從該堆疊中再次移出(「後進先出」原則(LIFO))。因此，在裝載期間提供工件的次序與卸載期間的相反。而且，在一個時間點內，分別只能裝載或者卸載一個工件。因此，其尤其無法在短時間內從前面的批次加工過程中得到多個半導體晶圓，並同時在隨後的清潔中及時地以包含在堆疊中的次序將其再次個別依次地移出(「先進先出」原則，FIFO)。
而且，JP2006-032528A中描述的緩衝儲存裝置也不允許手動快速直接裝載，例如由前面的批次加工過程終止後移出半導體晶圓的安裝操作人員以快速、連續並保持加工裝置的次序進行裝載，因為裝載是利用穿過鏈齒輪間的輸送滾輪進行。該運動僅可以相當慢地進行，因為半導體晶圓必須為此移動至少與其直徑相當的距離，因而構成速率決定步驟。另外，工件必須放置在移動的輸送滾輪上，其不可避免地導致輸送滾輪和工件間的非所欲的摩擦。
而且，橫向裝載需要所述裝置有額外的空間，這導致其不能簡單地附加於提供半導體晶圓的加工裝置中，也不能視需要而輕易地被更新而不必移動和重新安排加工裝置。在許多情況下，移動加工裝置甚至完全不可能，因為，在現代生產序列中，通常在彼此間很小的距離內或在預設的建築網格(building grid)內安裝大量不同的加工裝置，因此其排列無法在不長期干擾或永久改變整體加工序列下進行改變。
因此，本發明提出指定裝置和方法的問題，其使得在維持循環所需時間及原始次序不變下，在進行批次加工後，以正確次序和節省空間的方式緩衝儲存多個半導體晶圓，並實際地在將半導體晶圓供給到緩衝儲存裝置期間、或直接地在供給最後的半導體晶圓後，將其供給至隨後的單晶圓加工成為可能。而且，裝置必須能利用簡單移動方式以手動快速進行裝載。
通過用於緩衝儲存大量晶圓型工件的裝置解決所述問題，該裝置包含- 一框架，- 至少兩個輸送元件，其各自以垂直方向圍繞連接在框架上的上部和下部偏向裝置循環，並且以一致的間隔在其上提供多個承載區域用於該等工件的水平安裝，其中驅動每個輸送元件的至少一個偏向裝置，並且在該等輸送元件之間有一自由空間，- 一於該等上部偏向裝置之間的裝載位置，在該位置上，各該工件可以放置在該等相應的承載區域上，和- 一於該裝載位置下的固定移出裝置，包含一水平輸送裝置，其第一末端位於該等輸送元件之間的該自由空間內。
藉由在上述裝置中，將n個晶圓型工件以一個在另一個之上的方式緩衝儲存而相鄰的工件不接觸的方法，同樣可以解決所述問題，其中n表示大於1的整數，且該方法包含所定次序的如下步驟：(a)將一工件插入該裝載位置，(b)同步滾轉該輸送元件，使得該工件相對於該框架而從該裝載位置恰向下漸進運動一垂直於該工件之承載區域間的垂直距離，從而使裝載位置再次變為空閒，和(c)重複步驟(a)和(b)，直到所有n個工件皆已被插入，以形成一n個工件係一個在另一個上排列並分別在各自承載區域上承載的堆疊。
較佳的，以所定的次序，本發明另外包含如下額外步驟：(d)在每種情況下，將該堆疊向下垂直移動一個該等承載區域之間的垂直距離，直到最下面的工件乘載在該移出裝置上，(e)藉由該移出裝置的水平移動，從該堆疊中移出最下面的工件，和(f)重複步驟(d)和(e)，直到所有n個工件從該堆疊中移出。發明詳述
參考第1圖至第3圖描述根據本發明的裝置如下。以下，根據本發明的裝置亦被簡稱為「緩衝儲存裝置」。
第1圖顯示裝置的節選的前視圖，包含框架1和在垂直方向上循環的多個輸送元件3(在本說明書中也被稱為「垂直輸送元件」)。框架1可以是開放的，或者可以實施為部分封閉的外殼。垂直輸送元件3具有承載區域4且經由偏向裝置5成封閉環運行。
垂直輸送元件3必須至少在一個方向上是可彎曲的，使其可以利用偏向裝置5偏向。同時，必須避免垂直輸送元件在縱向上的擴展。例如，可以使用帶、條或鏈作為垂直輸送元件3。特定言之，可以使用有齒的帶作為垂直輸送元件，其齒則形成承載區域。
垂直輸送元件3的數目的選擇取決於提供給緩衝儲存裝置的工件的尺寸和形式。垂直輸送元件的排列以及其承載區域必須能夠使工件被牢固地支撐。例如，沿著假想的平行六面體的四個垂直邊的四個垂直輸送元件的排列是可以的。該排列特別適用於矩形工件。三個平行運行的垂直輸送元件的排列也是可以的。兩個垂直輸送元件彼此相對，以使其承載區域在兩個相對側上支撐工件。第三個垂直輸送元件係與頭兩個垂直輸送元件成直角。其承載區域在第三側上支撐工件。第四側保持空閒，以使工件17可以從堆疊中移出。對於使兩個彼此相對安置的垂直輸送元件及其承載區域變得更寬，以使承載區域可以在相對側上牢固地支撐工件且可省去第三輸送元件也是可行的。
對於圓形工件，例如單晶半導體晶圓，第3(A)圖和第3(B)圖中說明的實施態樣是尤佳的。如上所述，該實施態樣係提供四個沿著假想的平行六面體的垂直邊緣運行的垂直輸送元件3，然而，在所示情況下，兩個垂直輸送元件3分別具有共同的承載區域4，其連接兩個相應的垂直輸送元件3。承載區域4較佳實施成具有一定心裝置(centering device)20，該定心裝置20係呈具有一凹陷(depression)65的連接網形狀，且該形狀係適應於工件17的形狀並因而提供工件17的橫向引導並促進由設備操作人員或自動操作的精確位置插入。
偏向裝置5固定在框架1上。如果使用帶或條作為垂直輸送元件3，那麼滾輪適合作為偏向裝置。如果垂直輸送元件3是鏈(特別是鉸鏈)，那麼較佳使用齒輪作為偏向裝置5。
垂直輸送元件3可以同時並以相同的方式(同步)藉由多個的承載區域4間的距離而完成移動6。承載區域4間的距離和偏向裝置5的直徑較佳係經尺寸調整，以使當後來的承載區域54a和54b垂直於上部偏向裝置5時，最上面的承載區域53a和53b成精確水平。
垂直輸送元件3或引導他們的偏向裝置5彼此間的距離，恰使得一個工件17(例如一個半導體晶圓)具有其間的空間。
新插入的工件17的裝載位置33(見第1圖和第2圖)係安置於上部偏向裝置5間，並藉由放置工件17之水平的最上面的承載區域53a和53b及在水平方向上引導工件17之較佳垂直的最上面的承載區域54a和54b而限定。
在裝載位置33之下，緩衝儲存裝置具有一個固定移出裝置，工件可以藉此從工件17的堆疊的最底部位置抽出，以從緩衝儲存裝置中卸載。移出裝置實質上由一水平輸送裝置組成。將後者安置以使其突入垂直輸送元件3之間達到一定程度，從而可以藉由堆疊的相應下降而與堆疊的最底部工件接觸，並可以支撐該工件以及將其從緩衝儲存裝置中輸出。例如，第1圖和第2圖顯示由偏向滾輪7、傳送帶8和主軸9形成的水平輸送裝置。然而，水平輸送裝置也可以是一傳送帶或一滾輪傳送器。
第2(A)圖以側面全景圖(overall view)的形式顯示第1圖的裝置，具有第1圖中未說明的其他元件。在各情況下，藉由至少一個，驅動的偏向裝置5使各垂直輸送元件3的循環運動6成為可能。其可為下部或上部偏向裝置5。在第2(A)圖中說明的實施態樣中，垂直輸送元件是帶，而偏向裝置5是偏向滾輪，其中下部的偏向滾輪5被驅動。在各情況下，在共同軸12上安裝兩個下部偏向滾輪5，其可以藉由傳動器11使進行旋轉運動13。其他兩個下部偏向滾輪5安裝在另外的軸12上，其位於第2(A)圖所述的軸12的後面，從而被隱藏。兩個軸12可以通過共同的傳動器11或兩個單獨的傳動器11用一適當的力傳動裝置驅動。各軸12係藉由旋轉13驅動帶3的偏向滾輪5，從而可以藉由向下移動多個承載區域4間的距離而調節帶3。從而，由工件17形成的堆疊可以利用帶3相對於框架1向下移動。
在本發明的第一實施態樣中，框架1可以在相對於移出裝置的垂直方向上移動，然而，在第二實施態樣中，其是固定的，即，相對於移出裝置不可移動。
第2(A)圖說明了根據本發明的具有垂直可移動框架1的緩衝儲存裝置的第一實施態樣。框架1的垂直移動2由傳動器34產生。較佳地，傳動器34驅動一軸15以產生旋轉運動16，其中軸15實施成嵌入到固定在框架1上的螺紋套管10中的螺紋杆。因此，框架1的垂直移動2由軸15的旋轉16產生。舉例而言，顯示了套用於框架1上的導套18。導套18引導(同樣作為實例顯示的)固定地連接在整個緩衝儲存裝置的基礎框架上(未顯示)的導杆71。在框架1的垂直移動2中，導套18在導杆71上滑動。結果，框架僅僅在垂直方向2上很小程度地移動，而在水平方向上沒有轉動。(為了更清楚地說明其他元件，在第1圖、第2(A)和2(B)圖中，導套18和導杆71被描繪成虛線。)此類型的高度調節可以簡單地實施，因而是較佳的。然而，其他類型的高度調節也是可以的，例如利用一個或多個經由齒輪驅動的鏈，或利用一氣動抬升裝置。
第2(B)圖係顯示對應於第2(A)圖的側視圖，但其中框架1相對於第2(A)向下移動一定程度，使得堆疊的最下面的工件變成安置於移出裝置的傳送帶8上，藉由偏向滾輪9的旋轉14從帶3的兩個相鄰承載區域4間的狹槽(slot)中抽出，而帶3引導堆疊中的工件，以使工件從堆疊中移出(卸載操作)。
第3(A)圖和第3(B)圖顯示緩衝儲存裝置的平面圖，為了精確，第3(A)圖中，被堆疊的全部工件17仍舊保持在位置19在垂直方向上彼此上下堆疊的(對應第2(A)圖的側視圖)，第3(B)圖中，最下面的工件17已經從卸載位置20中的帶3的承載區域4間的狹槽中半抽出(對應第2(B)圖的側視圖)。箭頭37代表從堆疊移出期間，於傳送帶8上承載的工件進行的運動。
第3(A)圖和第3(B)圖另外示例性地顯示了四個導套18，各個垂直固定的導杆71係藉此引導。也可以使用多於或少於四個導杆71。
第1至3(B)圖中顯示的實施態樣一般性地且充分地解決了本發明處理的問題。然而，其在特定應用中具有侷限性。例如，偏向滾輪必須製成非常小，以得到承載工件17的承載區域4間的小的距離，從而獲得期望地緊密的緩衝儲存裝置的結構。這可以導致以有齒帶實施的垂直輸送元件3的大裂隙角(fracture angle)，此會導致例如有齒帶的更大的磨損。使用水平排列的最上面的承載區域53a、53b，以容納位置33中的工件(第1圖和第2(A)圖)，沿著垂直輸送元件3的移動方向6的承載區域54a、54b必須基本上恰為垂直，以使工件插入裝載位置33不會被阻擋。根據本發明，係由上方進行插入。
或者，可以省去特別壓縮設計，且垂直輸送元件3彼此間的距離可以略大，這導致框架1整體略高。而這通常不會損害裝置的功能，而因為工效學的原因和為了達到裝載故障的最低可能性，如果框架的結構高度盡可能小，對於手動進行裝載的情況是較佳的。在批裝載期間，由於框架的環狀前進(cyclic progression)，對於設備操作人員，裝載位置位移半導體晶圓間的堆疊距離，並且，在特別稠密堆疊的情況下(外殼具有特別小的結構高度)，此裝載位置的位移特別小，這是較佳的。
緩衝儲存裝置的裝載亦可為自動進行，例如利用機械臂從前面的的材料加工的裝置中移出半導體晶圓，並將其放置進緩衝儲存裝置的裝載位置33中。在該情況下，緩衝儲存裝置的外殼1的特別小的結構高度也是較佳的，因為得到的較短移動距離可以使相應的更緊湊的、位置更精確的、更快速的和更符合成本效益的自動操作成為可能。因此，第3(C)圖以詳細圖式顯示垂直輸送元件3的尤佳的實施態樣，其允許變成彼此間上下安置的工件17間的特別小的距離，因而得到緩衝儲存裝置的框架1的特別低的結構高度。垂直輸送元件3以鏈的方式實施，包含由關節(articulation)連接的鏈節(chain link)70，以及承載區域4。較佳使用鉸鏈(articulated chains)(螺栓、螺帽或滾輪鏈(roller chains))，尤佳為滾輪鏈，其中兩個鏈節70間的關節由連接到第一鏈節的螺栓形成，該螺栓穿過螺帽連接到第二鏈節。接著，用中空鏈滾輪69圍繞套管。該鏈循環在具有與鏈滾輪69間的空間咬合的齒67的偏向滾輪5。從而，產生圍繞偏向滾輪5的鏈且沒有滑動的循環6，鏈的移動可以藉由例如偏向滾輪5的步進馬達驅動器而精確和重複地進行。
在該實施態樣中，在各情況下，承載區域4較佳包含至少一個從承載區域4中垂直凸出的凸輪(cams)66，且以可圍繞關節旋轉的方式與鏈連接。在所示的示例性實施態樣中，圍繞鏈的關節附近承載區域4的旋轉或傾斜移動68在凸輪66與鏈節70對接時，限制於順時針方向，而在承載區域4與相鄰承載區域4的凸輪66對接時，為逆時針方向。在圍繞偏向滾輪5的鏈的循環6期間，在鏈的向上運動期間，由於承載區域4的重量，承載區域4以逆時針方向傾斜至一個停止位。僅當承載區域向上輸送並越過滾輪5至其重心位於旋轉軸(鏈關節軸)右邊的程度時，承載區域4才能順時針傾斜，直到其凸輪66倚靠鏈節70停止。在該情況下，在承載區域4上確定凸輪66的尺寸並使其定位於承載區域4上，以使承載區域4以順時針方向從停止區的鏈中精確地水平突入。
因而，在供插入緩衝儲存裝置的工件17用的裝載位置33中，承載區域53a係水平安置，而沿著鏈的循環方向6的承載區域54a仍舊以逆時針方向完全傾斜的方式承載分別跟隨的承載區域。
由於作為具有可移動承載區域4和凸輪66的鏈的垂直輸送元件3的所述實施態樣，即使偏向滾輪5相當大、鏈連接70相當短或承載區域4特別寬，裝載位置33總是可進入的。從而，工件17可以以特別小的距離彼此上下安裝，即，以高堆疊密度安裝，這導致緩衝儲存裝置的有利的特別小的結構高度。
尤佳地，承載區域4在這種情況下，再次提供了一定心裝置20，並包括凹陷65，其係定心並引導工件(如半導體晶圓)17，從而使特別簡單的「自定位(self finding)」裝載成為可能。
以下將參考流程圖(第4圖和第5圖)更詳細的描述根據本發明的方法。在該情況下，n個工件從底部到頂端彼此上下排列地垂直堆疊，而不觸及根據本發明的緩衝儲存裝置中的相鄰半導體晶圓，並再次從堆疊中以其插入的順序自底部到頂部被移出(「先入先出」，FIFO)。在相當短的時間內，n個工件來自例如於事先進行的批次加工，並從加工設備中卸載，送入到根據本發明的緩衝儲存裝置中。
第4圖顯示本發明的第一實施態樣，其中在第一週期中構建該堆疊，工件藉此從前面加工中提供，同時，在堆疊構建期間，該堆疊係在第二週期中從底部再次卸下，工件藉此送入隨後的加工(例如清潔)。在所述情況下，第一週期(送入堆疊)比第二週期(從堆疊中移出)快，以在構建堆疊和卸下程序期間，總是可在堆疊中取得工件，從而在第二週期的移出期間不會產生等待時間。
第1至3圖描述了本方法的說明中需要的裝置特徵。對於本方法的第一實施態樣，使用根據本發明的緩衝儲存裝置的第一實施態樣，其中框架1相對於移出裝置在垂直方向上可移動。利用框架相對於移出裝置的垂直移動進行根據步驟(d)的堆疊的垂直移動。
例如，由設備操作人員按下裝置上的起始按鈕啟動方法(38)，或由前面的加工步驟的自動卸載對堆疊裝置發送開始送入工件(39)的信號而啟動方法(38)。感測器，例如反射光擋板，係檢查(41)是否有新的工件17已經位於裝載位置33上。只要不再有新的工件載入，詢問41即處於等待迴路46中。一旦載入工件(方法的步驟(a))，整個框架1即向上移動(42)一個位置(即與兩個相鄰承載區域4間的距離一致的距離)，而垂直輸送元件3(在流程圖中稱為「有齒帶」)則向下移動一個位置(43；方法的步驟(b))。42和43的移動可以以所述次序先後進行，或可以同時進行。這可以確保可能已先安置在移出裝置上的卸載位置20中(例如在傳送帶8上)的工件17不會移動到比卸載位置20更深處，而導致工件粉碎。然而，同時，在框架1中，已形成的工件的堆疊係向下移動一個位置。框架1和裝載位置33在步驟42、43之後係位於較之前更高的位置上。
如果在步驟42和43後，底部工件在卸載位置20中，則利用移出裝置(例如傳送帶8)卸載(44；步驟(e))。如果在步驟42和43後，在卸載位置20中沒有工件，那麼不發生任何情況，移出裝置不抓取任何物質，沒必要詢問。此刻，新的工件可以準備插入裝載位置33中。裝置的控制可以使由步驟41至44中形成的局部流(虛線45)成為可能。因此，對於新工件，可以同時從上部加入堆疊中及從下部從堆疊中移出。
只要隨後的詢問59(「框架1是否位於最下部位置？」)的回答是否定的，那麼在工件17的卸載44(步驟(e))後，框架1在各情況下向下另移動一個位置(47；步驟(d))，並卸載其他工件(44；步驟(e)的重複)。在該情況下，用於新工件的裝載位置33保持空閒，可用於同時添加另一個工件至堆疊中(步驟(a))。而且，垂直輸送元件3和已經使用其形成的堆疊不會相對於堆疊向下移動，使得在已經位於堆疊中的工件和新添加的工件之間不會產生缺口。
反覆運算迴路47，直到框架最後達到最下面的位置。如果情況如此，則由設備操作人員，例如藉由按下按鈕，或者由前面加工的自動卸載(unloading automation)的通知完全卸載該堆疊，且這被傳導至控制裝置，以使另外的工件不再載入到堆疊中(中止迴路45和等待新工件的迴路46暫停)。隨後結束全部裝載、堆疊和卸載操作(49)。
第5圖顯示本方法的第二實施態樣，其中首先由全部來自前面加工的n個工件完全構建堆疊，且僅於此時才再次從堆疊中由下到上以前面構建堆疊的次序移出工件。
第1至3圖描述了本方法的說明中需要的裝置特徵。對於本方法的第二實施態樣，可以視需要使用根據本發明的緩衝儲存裝置的第一實施態樣，其中框架1相對於移動裝置7、8、9在垂直方向上可移動；或具有固定框架的緩衝儲存裝置的第二實施態樣。在任何情況下，當實施根據第二實施態樣的方法時，框架相對於移出裝置不能移動。利用垂直輸送元件的同步滾動和堆疊相對於框架的向下移動，進行根據步驟(d)的堆疊的垂直移動。
根據本發明的框架1在最上面的位置上是連續的(見第2(A)圖)，並且在本方法的實施態樣中不可移動。在本實施態樣中，在裝載位置33和堆疊的最下面的位置之間，工件只在此從堆疊中移出，垂直輸送元件3的承載區域4間的空閒間隔的數目至少等於前面移出工件的加工步驟的批量(batch size)。對於直徑為300毫米的半導體晶圓的PPG、研磨或DSP，市售傳統適合加工裝置的批量例如為每加工工序15或20個半導體晶圓。
例如，由設備操作人員按下裝置上的起始按鈕啟動方法(38)，或通過對堆疊裝置發送開始送入工件的信號(39)的自動卸載啟動方法(38)。感測器，例如反射光擋板，檢查(41)是否有新的工件17已經位於裝載位置33上。只要不再有新的工件載入，詢問41即處於等待迴路46中。一旦載入晶圓(方法的步驟(a))，垂直輸送元件3(在流程圖中標記為「有齒帶」)將同步再向下移動一個位置(43；方法的步驟(b))。只要設備操作人員或自動卸載未發出裝載已經完全實施(48)的信號，則逐步地將所有來自前面加工的該批次的晶圓藉由詢問41(感測器)和垂直輸送元件向下移動一個位置(43)而彼此上下堆疊。在此情況下，如果該批次包含n個工件，則利用分支50，反覆運算n次迴路64。在最後一個工件被插入後，設備操作人員或自動裝置通知根據本發明的裝置裝載結束(48)。因此，對於緩衝儲存裝置，容納的工件數目是已知的(批量n)。
感測器檢查堆疊中的最下部工件是否接觸到移出裝置(在流程圖中稱為「卸載器」)(40)。如果情況如此，則卸載工件(44，步驟(e))。如果情況並非如此，垂直輸送元件和隨後的工件的堆疊再向下移動一個位置(43；步驟(d))，並再次詢問工件現在是否與移出裝置接觸(40)。反覆運算該迴路最多n次(51)，而後獨立結束卸載加工，因為所有插入的工件明顯已經被卸載。
根據本發明的裝置以及根據本發明的方法的兩個所述實施態樣的優勢在於，來自批次加工的工件可以在第一(特別快，但是非連續的)週期中堆疊，並可以在第二(特別慢的)週期中再從堆疊中以相同的次序移出(FIFO)，其中其用於送入例如隨後的清潔或其他連續加工中。在此期間彼此上下堆疊而緩衝的工件的堆疊特別節省空間和快速(對於將額外的工件堆疊或從該堆疊中釋放而言，較短的移動距離)，因而可以容易地整合在前面的加工裝置中。特定言之，根據JP2006-032528A的送入堆疊所需的水平輸送系統根據本發明可以省掉。因此，根據本發明的裝置係提供更大的空間節省。而且，工件穿過鏈齒輪間進入緩衝儲存裝置的水平輸送根據本發明可以省掉。直接的，包括堆疊的手動裝載和隨後相對於框架向下輸送堆疊一個位置是顯著更快的，且在手動裝載的情況下顯著降低錯誤放置的可能性，且特別符合工效學。而且，由於堆疊快速向下移動一個位置，從而快速釋放裝載位置，因而沒有工件可能疏忽地放置於另一個之上的風險，而這在根據JP2006-032528A的裝置的情況下是可能的。
第一實施態樣，其中在從先前步驟中提供工件的第一週期中構建堆疊，同時在隨後的加工(例如清潔)的第二週期中以相同的次序再釋放，其特徵在於垂直輸送元件和框架都移動。第二實施態樣，其中首先用前面加工工序的全部工件形成一完全的堆疊，隨後以正確的次序再依次卸載工件，其特徵在於僅僅移動垂直輸送元件3。因此框架1在其位置上可以是固定的，且第2圖中的傳動器34、螺紋杆15和螺紋套筒10可以因此而省略。從而，第二實施態樣需要的裝置的建構明顯比第一實施態樣所需的更簡易。其具有更少的可移動部件和更簡單的控制。
第一實施態樣特別快速，因為其同時裝載和卸載堆疊，因此，堆疊中僅有最少數量的工件，其數量僅由前面加工的批量和裝載與卸載的週期時間的差別決定。由於根據本發明的方法較佳與前面的批次加工法結合使用，而前面加工法中，係在短時間內或同時提供大量工件，且較佳於之後以連續法實施清潔，這通常具有相當慢的週期速率，在任何情況下，在堆疊中總是有足夠數量的工件，使得等待時間從不會發生。
如果用可以容納工件的凹陷提供如第3(A)至3(C)圖所描述的承載區域，那麼在將工件送入堆疊的期間則會提供橫向引導，而這在JP2006-032528A的情況下是不提供的。
實際上，在加工法中，用比可能的裝載量更少量的工件實施批次加工法是經常發生的。例如，在前面的加工程序中，工件可能已經受到損傷或未根據規定正確加工，因此，可能已被分出。此外，為了在全部加工鏈期間可以用簡單的方式在群組中追蹤工件，在該批次中以此方式個別生成的缺口不需要在生成時在每個時點上用隨後的群組中的工件填補(「合併」)，因為個別工件的群組關聯將會被改變。
根據本發明的方法的兩個實施態樣都可以稍作修改，以使由工件空缺產生的缺口可以以正如工件本身在組中的正確的次序和位置通過。為此，改變第4和5圖中描述的順序，以使設備操作人員在相應的裝載瞬間將缺口的出現通知緩衝儲存裝置的控制裝置，例如藉由按下按鈕。在第一實施態樣中(第4圖)，框架而後向上移動一個位置(43)，而垂直輸送元件向下移動一個位置(43)，以在堆疊的相關位置上產生空缺。在卸載(44)期間，檢測該空缺，將資訊傳送到例如隨後的清潔步驟，使得在該群組的相應位置上也產生空缺。在第二實施態樣中(第5圖)，垂直輸送元件向下移動一個位置(43)；在堆疊中同樣產生缺口，並可如上所述傳達到隨後的加工中該群組的正確位置上。
或者，如果期望，在兩個實施態樣中，也可以由設備操作人員進行「合併」，不管單獨半導體晶圓的可能空缺而逐位填補堆疊。在此情況下，操作人員可以在一個群組的最後藉由發出「裝載結束」信號(48)終止堆疊操作，其結果是在組的最後，在群組中可能空缺的半導體晶圓以及空缺位置會被移至該群組的末端(以群組為準的(group-true)晶圓分配維護)，或者該操作人員在將空缺位置移至該群組的末端後，利用來自下一組的半導體晶圓進行填補(跨群組(cross-group)另外加工；非以群組為準的晶圓分配)。然而，在任何情況下，在此，在全部堆疊構建和拆卸過程期間，係進一步維持所有工件彼此間的相對次序(FIFO原則)。
以下將參考第6圖對在連續法中在清潔前作為緩衝的本發明的尤佳應用進行描述。該描述基於半導體晶圓的實例進行。然而，本方法也可以應用於在批次加工後以連續法進行清潔的其它工件。
在該應用中，每個工件在步驟(e)後，以所定次序另外經過下列步驟：(g)輸送該工件穿過一清潔裝置，並以連續法分別對工件進行清潔，和(i)以穿過清潔裝置的次序，藉由一分類裝置分別將工件分到一卡座中。
在該情況下，在藉由前面的批次加工法提供的第一週期中，由設備操作人員以典型的短連續手動或由自動卸載而將半導體晶圓17依次插入根據本發明的緩衝儲存裝置中，並進行堆疊。該堆疊的最下面的半導體晶圓17在各情況下係利用移出裝置(第6圖示例性說明了一種由滾輪7、傳送帶8和主軸9形成的移出裝置)以正確的次序從堆疊中移出(FIFO)，以精確地與根據本發明的方法的第一實施態樣的堆疊的進一步裝載同時進行，或者僅在根據本發明的方法的第二實施態樣的堆疊步驟結束後進行。
而後，在第二週期中，半導體晶圓17逐次並以由穿過清潔模組的速度決定的速度上到另一個輸送單元35，其輸送帶以與移出裝置的輸送帶8相同的速度移動。第6圖顯示具有承載區域4的帶3和具有半導體晶圓17的堆疊的緩衝儲存裝置，其狀態為最下面的半導體晶圓係在移出裝置的卸載位置上，該狀態是根據本發明的方法的第一實施態樣的典型狀態。前面的半導體晶圓52已經位於輸送單元35上，另外的晶圓(60)已經位於清潔模組21中，而再一個晶圓(61)已經位於卡座29的托盤引入裝置26中。
清潔裝置和清潔法本身不是本發明的主題。以下將描述利用刷、滾輪或海綿連續清潔作為示例性清潔步驟。然而，本發明可以用於所有上述已知用於材料移出預先加工(MWS、研磨、PPG、DSP)的連續或循環式單晶圓清潔方法。
較佳的，預先加工群組的半導體晶圓-在「合併」的情況下，如果適當的話，也是多個群組的半導體晶圓-在已經清潔後，係以正確的次序和乾燥狀態下轉移到儲存或輸送卡座中(也稱為托盤)。清潔和乾燥半導體晶圓是需要的，例如，以使其能移動填充的卡座，並將其供給至測量裝置，該裝置測量一個或多個群組中的一個或多個半導體晶圓的參數，而該參數對於控制前面的加工方法是重要的。在此情況下，尤佳係足夠快地進行清潔和乾燥，而至少一個半導體晶圓在下一個前面加工過程結束前已經被測量，以使設備人員如果適當的話，可以仍舊校正目前工序的設定，例如工序持續時間(半導體晶圓的最終厚度的校正)，以及其他參數，例如改善晶圓平整度等。
較佳地，以及時的方式提供用於校正預先加工的測量值，從而如果適當的話，至少下一個預先加工工序仍舊可以校正。以下進一步說明用於卸載、清潔和托盤引入速度的實例。
在個別的情況下，準確提供下一個預加工工序的測量資料是特別有利的，因為諸如研磨、PPG或雙面拋光的批次加工法通常要以隨工序交替(pass to pass)轉變的加工參數操作。例如，所有傳動器速度的信號通常隨工序改變，以使後續的加工工序分別以精確映射的加工動力學而進行。從而，工件通常經歷相同方式的加工；然而，正反面是交換位置的。如果結果是通常在恆定操作條件下無可避免的研磨板、拋光墊片或磨削墊片的非均勻損耗得到延遲，那麼動力學映射的或完全不同的(不同旋轉速度、壓力等)參數間的恆定交替也可以是特別有利的，因而，必須相應而不頻繁的實施工作盤或工作區域的目標形式重建所需要的清潔操作。然而，在所有所述情況下，偶數的加工工序和奇數的加工工序分別總是完全一致的。因此，在各情況下，測量後和前面工序前之依工序規定的校正是特別有利的。
第6圖中示例性的顯示的清潔模組21包含先前技術已知用於如刷、滾輪或海綿清潔的元件：相反輸送滾輪對22，由上部(22a)和下部輸送滾輪22b組成，一清潔滾輪對24，由上部(24a)和下部清潔滾輪24b組成。
輸送滾輪22和清潔滾輪24基本上僅在類型(硬度、長度、彈性)和其刷毛密度上不同。輸送滾輪的刷毛23更牢固，尺寸更準確，通過旋轉62a(上部輸送滾輪22a)和62b(下部輸送滾輪22b)以所欲的移動方向輸送半導體晶圓。清潔滾輪的刷毛25更柔軟，更密，較佳在兩種情況下以與半導體晶圓60的移動方向相反的方向旋轉(63a、63b)，以使其具有相對和相反於半導體晶圓61的表面的速度。清潔滾輪24具有一定長度，其軸以垂直於半導體晶圓的運動方向安置，以如此方式，刷毛25沿垂直於半導體晶圓的移動方向並涵蓋半導體晶圓的全部直徑的一直線接觸半導體晶圓。由於半導體晶圓穿過清潔裝置移動，因此半導體晶圓的正反面的全部表面被同時擦拭，從而由以相反方向旋轉之清潔滾輪24清潔。
利用裝置55(稱量裝置)將清潔劑56送入清潔滾輪24中。對於前面的半導體晶圓的PPG加工的示例性應用而言，清潔液56較佳由水性表面活性劑溶液組成，尤佳由純水組成。
第6圖中示例性地顯示的乾燥裝置57包含一上部(57a)和一下部(57b)乾燥風扇。後者係以一薄裂隙或沿一條直線排列的多個單獨的噴嘴的方式實施，其係以排列成垂直於半導體晶圓的移動方向，並向半導體晶圓60的兩面上吹出急速的空氣流58a和58b，其涵蓋該半導體晶圓的整個直徑，並可以藉由吹離和揮發而從半導體晶圓的表面上去除水。由於輸送移動係垂直於乾燥裝置57的方向(course)，從而，在連續移動中，半導體晶圓的兩側的全部面積被乾燥。
根據半導體晶圓被前面批次加工步驟(研磨、PPG、小球磨削、雙面拋光)的污染程度以及類型，對於清潔的類型和效率有不同的需求。第6圖中示例性顯示的清潔模組21可以藉由其他元件(未顯示)而延伸，以達到所述要求。
例如，如果清潔以「濕中濕(wet in wet)」方式進行，即，已經在緩衝儲存裝置中之仍舊被來自前面批次加工中的研磨劑、拋光劑或冷卻潤滑劑(PPG或小球研磨)潤濕的半導體晶圓保持潤濕，例如通過噴塗(噴霧)或沖洗噴嘴(沖洗)。特定言之，污染物的暫時乾燥是特別不利的，因為乾燥的污染物通常特別難於去除，或根本無法去除。而且，作為之前的批次加工過程中的工作液體(例如化學腐蝕拋光劑)的非受控乾燥的結果，半導體晶圓會受到不可逆損壞。
在清潔和乾燥後，半導體晶圓進入托盤引入輸送單元27，在此，其藉由一包含例如一真空夾具28和一利用抬升和推動36而引入托盤的裝置的托盤引入裝置26而轉移進卡座29中。在卡座29中，半導體晶圓彼此間係藉由網30分離。托盤引入係以正確的次序進行。可以使用所有先前技術中已知的儲存和輸送卡座。
在第6圖所示的實施例中，托盤引入裝置26係以一真空夾具28之方式實施，其夾住半導體晶圓背對托盤引入輸送單元27的表面。從而，對於隨後的半導體晶圓，可以放置在托盤引入輸送單元27上，而前面的半導體晶圓仍舊藉由托盤引入裝置26被輸送進卡座29中。實施例
一個具體的示例性實施態樣包含操作根據第6圖所呈現的緩衝儲存裝置、清潔和托盤移入裝置，用於從藉由PPG法的前面加工中清潔半導體晶圓。在PPG加工期間，純粹的磨削時間大約為4分鐘。對於裝載直徑為300毫米的15個半導體晶圓的一個PPG批次，設備操作人員大約需要90秒；並需要約120秒卸載。包括設備的附屬時間(程序開始和結束時，上部工作盤的樞軸旋轉、抬升和降低；在工序結束後將半導體晶圓放置在載體上，以使在工序結束後，首先裝載的載體首先進入卸載位置，以及在工序結束後，移出可能附著在上部工作盤上的半導體晶圓)，循環時間約為9.5分鐘。用根據本發明的第一方法操作緩衝儲存裝置(同時載入和卸載堆疊)。對於一個PPG工序，在總共兩分鐘的卸載時間內，設備操作人員平均每八秒將一個半導體晶圓載入到緩衝儲存裝置中。
移出裝置(第1圖中的7、8、9)每20秒卸載一個半導體晶圓，將其送入一2公分/秒的傳送帶上，進行雙面連續毛刷清潔。因而，連續清潔的輸送裝置需要15秒擦拭過半導體晶圓的直徑長度。在半導體晶圓之間，平均有10公分的安全距離，對應於5秒的擦拭時間。半導體晶圓從緩衝儲存裝置中卸載開始直到托盤引入到卡座29結束的通行需要90秒。正如預期，在設備操作人員裝載來自PPG工序中的最後一個半導體晶圓時，在緩衝儲存裝置中構建的半導體晶圓的堆疊含有最高數量的緩衝儲存裝置的半導體晶圓，即根據設備操作人員的實際卸載速度，最高可達八個。藉由移出裝置將最後一個半導體晶圓從緩衝儲存裝置中移出是在PPG工序中的第一個半導體晶圓開始裝載入緩衝儲存裝置的5.5分鐘後，因此在PPG工序中的第一半導體晶圓係於裝載入緩衝儲存裝置的7分鐘後安置於卡座上。對於設備操作人員，仍有一分鐘的時間將卡座放置在測量裝置上(事先將來自前面的PPG工序的具有半導體晶圓的卡座從測量裝置中移出)，並根據先前測量，在下一個PPG工序需要裝載前，改變PPG安裝的設定(9.5分鐘PPG循環類型減去7分鐘的總清潔過程時間減去1分鐘的測量裝置放置時間得到1.5分鐘，等於裝載時間)。因此，仍有足夠的額外時間，從而不會發生等待時間，設備操作人員可以預先確定整體卸載、緩衝/清潔/乾燥、測量和再裝載程序的全部循環。
清潔模組21係如以上述方式所購建並如第6圖所例示。
如第6圖中所述的實施例，托盤引入裝置26配有一真空夾具28，其從上面夾住半導體晶圓。托盤引入步驟持續約十秒。在這十秒中，僅阻擋托盤引入輸送單元27三秒用於升高操作。因此，在後續的半導體晶圓間的五秒的時間間隔中(10公分的距離與2公分/秒的輸送速度)，在此也沒有產生等待時間。
本發明可以用於任何均勻尺寸的晶圓型工件的緩衝儲存裝置。這包括例如以玻璃或鋁作為基材構成的用於生產電腦的磁性大量儲存裝置(硬碟)的環形晶圓、光學玻璃和「壓板(flats)」、用於生產光伏電池的多晶半導體晶圓、以及尤其是作為在電子、微電子和微電機中應用的起始材料的單晶半導體晶圓。
1‧‧‧框架
2‧‧‧框架的垂直移動
3‧‧‧垂直輸送元件
4‧‧‧承載區域
5‧‧‧垂直輸送元件的偏向裝置
6‧‧‧垂直輸送元件的循環運動
7‧‧‧水平傳送帶的偏向滾輪
8‧‧‧水平傳送帶
9‧‧‧水平傳送帶的偏向滾輪的心軸(spindle)
10‧‧‧螺紋套管
11‧‧‧垂直輸送元件的傳動器(drive)
12‧‧‧垂直輸送元件的傳動軸(driveshaft)
13‧‧‧垂直輸送元件的傳動軸的旋轉運動
14‧‧‧水平傳送帶的循環運動
15‧‧‧螺紋杆
16‧‧‧螺紋杆的旋轉運動
17‧‧‧工件
18‧‧‧導套(guide bush)(用於調整框架高度)
19‧‧‧緩衝儲存裝置中的工件的位置
20‧‧‧用於調節工件的定心(centering)裝置
21‧‧‧清潔模組
22a、22b‧‧‧輸送滾輪對
23‧‧‧輸送滾輪的刷毛
24a、24b‧‧‧清潔滾輪對
25‧‧‧清潔滾輪的刷毛
26‧‧‧托盤引入裝置
27‧‧‧托盤引入輸送單元
28‧‧‧真空夾具
29‧‧‧卡座
30‧‧‧導肋
31‧‧‧卡座的垂直移動
33‧‧‧裝載位置
34‧‧‧框架垂直運動的傳動器
35‧‧‧緩衝儲存裝置和清潔模組間的輸送單元
36‧‧‧用於將半導體晶圓引入到目標托盤中的夾具的抬升和推送運動
37‧‧‧從緩衝儲存裝置中自動移出期間，工件的移出運動
38‧‧‧程序起始
39‧‧‧輸入：「開始裝載」
40‧‧‧詢問/分支：「最下面的工件是否接觸到移出裝置？」
41‧‧‧詢問/分支：「新工件？」
42‧‧‧程序步驟：「向上移動框架一個位置」
43‧‧‧程序步驟：「向下移動垂直輸送元件一個位置」
44‧‧‧程序步驟：「卸載工件」
45‧‧‧程序中斷選項
46‧‧‧迴路：「等待新工件」
47‧‧‧程序步驟：「向下移動框架一個位置」
48‧‧‧輸入：「裝載終止」
49‧‧‧程序終止
50‧‧‧詢問/分支：「裝載終止？」
51‧‧‧詢問/分支：「這個迴路的反覆運算次數是否少於n次？」
52‧‧‧完全在移出裝置的水平輸送裝置上的半導體晶圓
53a、53b‧‧‧水平位置中的最上面的承載區域，用於調節另一個工件
54a、54b‧‧‧垂直位置中的承載區域53a、53b下游的承載區域
55‧‧‧供給清潔劑的裝置
56‧‧‧清潔劑
57a、57b‧‧‧乾燥裝置
58a、58b‧‧‧乾燥空氣噴嘴
59‧‧‧詢問「框架是否安置於最下面的位置？」
60‧‧‧清潔模組中的工件
61‧‧‧托盤引入裝置上的工件
62a、62b‧‧‧輸送滾輪的旋轉
63a、63b‧‧‧清潔滾輪的旋轉
64‧‧‧迴路，直到裝載終止
65‧‧‧定心裝置20中的凹陷
66‧‧‧用於可移動承載區域4的水平排列的凸輪
67‧‧‧在作為鏈的垂直輸送元件4的實施態樣的情況下，偏向裝置5的齒
68‧‧‧可移動承載區域4的傾斜運動
69‧‧‧在作為鏈的垂直輸送元件4的實施態樣的情況下的鏈關節
70‧‧‧在作為鏈的垂直輸送元件4的實施態樣的情況下的鏈節
71‧‧‧用於框架1的垂直運動的導杆
n‧‧‧批次中的工件數目
WS‧‧‧工件(例如半導體晶圓)
第1圖：根據本發明的緩衝儲存裝置的一實施態樣的前視圖。
第2(A)圖：在第一操作狀態下，根據本發明的裝置的一實施態樣的側視圖。
第2(B)圖：在第二操作狀態下，根據本發明的緩衝儲存裝置的一實施態樣的側視圖。
第3(A)圖：根據本發明的緩衝儲存裝置的一實施態樣的平面圖。
第3(B)圖：在半導體晶圓的移出期間，根據本發明的緩衝儲存裝置的一實施態樣的平面圖。
第3(C)圖：作為鏈的垂直輸送元件的一實施態樣的側視圖。
第4圖：根據本發明的方法的第一實施態樣的流程圖(緩衝儲存裝置的同時裝載和卸載)。
第5圖：根據本發明的方法的第二實施態樣的流程圖(緩衝儲存裝置的依序(sequential)裝載和卸載)。
第6圖：通過機械手引入托盤而將根據本發明的緩衝儲存裝置整合進徹底清潔之裝置中的第一實施態樣。
1‧‧‧框架
2‧‧‧框架的垂直移動
3‧‧‧垂直輸送元件
4‧‧‧承載區域
5‧‧‧垂直輸送元件的偏向裝置
6‧‧‧垂直輸送元件的循環運動
7‧‧‧水平傳送帶的偏向滾輪
8‧‧‧水平傳送帶
9‧‧‧水平傳送帶的偏向滾輪的心軸(spindle)
17‧‧‧工件
18‧‧‧導套(guide bush)(用於調整框架高度)
33‧‧‧裝載位置
53a、53b‧‧‧水平位置中的最上面的承載區域，用於調節另一個工件
54a、54b‧‧‧垂直位置中的承載區域53a、53b下游的承載區域
71‧‧‧用於框架1的垂直運動的導杆

权利要求:
Claims (15)
[1] 一種用於緩衝儲存多個晶圓型工件(17)的裝置，包含- 一框架(1)，- 至少兩個輸送元件(3)，其各自以垂直方向圍繞連接在框架上的上部和下部偏向裝置(5)循環，並且以一致的間隔在其上提供多個承載區域(4)用於該等工件(17)的水平安裝，其中驅動每個輸送元件(3)的至少一個偏向裝置(5)，並且在該等輸送元件(3)之間有一自由空間，- 一於該等上部偏向裝置(5)之間的裝載位置(33)，在該位置上，各該工件(17)可以放置在該等相應的承載區域(4)上，和- 一於該裝載位置(33)下的固定移出裝置，包含一水平輸送裝置(7、8、9)，其第一末端位於該等輸送元件(3)之間的該自由空間內。
[2] 如請求項1的裝置，其中該等輸送元件(3)是有齒帶(toothed belts)，其齒形成該等供工件(17)用的承載區域(4)。
[3] 如請求項1的裝置，包含四個循環輸送元件(3)，其中四個輸送元件(3)中的兩個各自由固定在一共同軸(12)上的偏向裝置(5)驅動，且該兩輸送元件(3)各自具有連接該等輸送元件(3)的共同的承載區域(4)。
[4] 如請求項3的裝置，其中該等承載區域(4)各自具有適合工件(17)的形狀的凹陷(depression)(65)。
[5] 如請求項3和4中任一項的裝置，其中該等輸送元件(3)是鏈，各自包含多個以關節(articulations)連接的鏈節(chain links)(70)，其中該等承載區域(4)以可圍繞該等關節旋轉的方式與該鏈連接且具有凸輪(cams)(66)，其中該等承載區域(4)的旋轉係被一倚靠相鄰承載區域(4)之凸輪(66)之承載區域(4)的第一終端擋板(first end stop)和一倚靠鏈節(70)之承載區域(4)之凸輪(66)的第二終端擋板(second end stop)所限制，其中該等承載區域(4)，經由該等由於其重量而圍繞該等偏向裝置(5)的鏈的循環(6)，在向上移動的鏈條(chain strand)係倚靠該第一終端擋板而安置，且在向下移動的鏈條係倚靠該第二終端擋板而安置。
[6] 如請求項1至5中任一項的裝置，其中可以藉由一傳動器(34)使該框架(1)相對於該移出裝置(7、8、9)在垂直方向上移動。
[7] 如請求項6的裝置，其中該框架(1)通過至少一個螺紋套管(10)連接到螺紋杆(15)上，其可以藉由一傳動器(34)產生旋轉，以使該框架(1)可以在垂直方向上移動。
[8] 如請求項1至5中任一項的裝置，其中該框架(1)是固定的。
[9] 一種在如請求項1的裝置中個別地將n個晶圓型工件(17)以一個在另一個之上的方式緩衝儲存而相鄰的工件不接觸的方法，其中n表示大於1的整數，且該方法包含所定次序的以下步驟：(a)將一工件(17)插入該裝載位置(33)，(b)同步滾轉該輸送元件(3)，使得該工件(17)相對於該框架(1)而從該裝載位置(33)恰向下漸進移動一垂直於該工件(17)之承載區域(4)間的垂直距離，從而使裝載位置(33)再次變為空閒，和(c)重複步驟(a)和(b)，直到所有n個工件(17)皆已被插入，以形成一n個工件(17)係彼此上下排列並分別在各自承載區域上承載的堆疊。
[10] 如請求項9的方法，其中，該方法包含所定次序的以下額外步驟：(d)在每種情況下，將該堆疊向下垂直移動一個該等承載區域(4)之間的垂直距離，直到最下面的工件(17)承載在該移出裝置(7、8、9)上，(e)藉由該移出裝置(7、8、9)的水平移動，從該堆疊中移出(37)最下面的工件(17)，和(f)重複步驟(d)和(e)，直到所有n個工件(17)從該堆疊中移出。
[11] 如請求項10的方法，其使用如請求項6的裝置，其中通過實施步驟(a)至(c)構建該工件(17)的堆疊，同時又通過實施步驟(d)至(f)從該堆疊中將一個或多個工件(17)以插入的次序移出，且根據步驟(d)的該堆疊的垂直移動係透過該框架(1)相對於該移出裝置(7、8、9)的垂直移動來進行。
[12] 如請求項11的方法，其中在步驟(a)和(b)之間，該框架(1)相對於該移出裝置(7、8、9)向上移動一個該等承載區域(4)間的垂直距離。
[13] 如請求項10的方法，首先透過實施步驟(a)至(c)來構建一n個工件(17)的完整堆疊，而後藉由實施步驟(d)至(f)從該堆疊中將該n個工件(17)以插入的次序移出，其中該框架(1)沒有相對於該移出裝置(7、8、9)移動，並且其中根據步驟(d)的該堆疊的垂直移動係透過該等輸送元件(3)的同步滾轉(6)和其後的該堆疊相對於該框架(1)的向下移動來進行。
[14] 如請求項10至13中任一項的方法，其中各該工件(17)在步驟(e)後以所定次序經過下列步驟：(g)輸送該工件(17)穿過一清潔裝置(21)，並以連續法分別對工件(17)進行清潔，和(i)以穿過該清潔裝置(21)的次序，藉由一分類裝置(26)分別將工件(17)分到一卡座(29)中。
[15] 如請求項14的方法，其中在步驟(g)和步驟(i)之間實施另一個步驟(h)，在該另一個步驟(h)中乾燥該工件(17)。

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