用于清洗和干燥半導體工件容器的設備和方法

專利名稱：用于清洗和干燥半導體工件容器的設備和方法
技術領域：
本發明提供了一種用于清洗半導體工件容器的自動化設備。因為不 需要人類操作員來裝載和卸下本發明的設備，從而減少了污染的可能性 并且減少了全部的清洗處理時間，增加了處理效率。
背景技術：
微型電子裝置廣泛用于多種產品。這些裝置包括存儲器和微處理器 芯片，其作為計算機、電話、聲音設備以及其他的電子產品的元件。這 些微型電子裝置發展過程中的一個重要因素就是其制造過程所釆用的設 備和方法。為了減少晶片污染，許多制造過程在自有清潔空間的工廠或 者加工中完成。在制造過程中，半導體工件或晶片通常放置在容器中(例如，盒體或者前面-開口的標準容器(F0UP )),并從一個機器移動到另一 個機器，或者到大并來自加工。這些容器通常被灰塵、污垢、材料微粒(例 如，金屬粒子或者光致抗蝕劑微粒)、甚至操作助劑所污染。為了減少晶 片污染并增加制造產量，容器必須一批一批地清洗。現有的清洗設備需 要人類操作員，按照批次來裝載和卸下容器。然而，人類的操作員增加 了污染的可能性，并且降低了效率，從而增加了清洗容器所需的全部處 理時間。發明內容新型的容器清洗設備和方法不需要人類操作員。這減少了污染半導 體工件的風險。該設備包括供應容器給載體組件并且從載體組件接收容 器的裝載口。載體組件作為處理過的和未處理的容器的轉送點，其包括接收容器的一個載體(或多個載體)。機械手打開每個容器并且將打開的 容器和載體放入到處理腔室內。處理腔室由轉子驅動，產生一個高壓區和 一個低壓區。清潔容器的處理流體進入處理腔室中，而j氐壓區和高壓區 之間的壓力差別使清洗流體能夠分配穿過處理腔室進行容器清洗。設備 還包括引導空氣進入處理腔室以便干燥容器的干燥系統。干燥后，機械 手將容器從處理腔室移走并將其放在載體組件上，在此^4泉手重新組裝 容器。裝載口移走清洗過的容器并提供另外的容器供清洗。在一個實施例中，本發明的設備包括兩個處理腔室，每個具有接收、 清潔以及干燥多個容器的兩個或更多的接收體。為了提供連續的、自動 化的處理，設備包括比載體站點更多的載體，而每個處理腔室的開始時 間相互交錯。這樣，當一個處理腔室完成清洗和干燥步驟，機械手會卸 載清洗過的容器并裝載進入到另外的載體內的污染的容器。在第一處理 腔室的卸載/加載過程中，第二處理腔室繼續處理直到清洗和干燥階段完 成。機械手隨后重復其針對第二處理腔室的卸載以及裝載的功能，并完 成其處理步驟。因為裝載口在不斷地移除清洗過的容器并供應污染的容 器，處理腔室具有準備好的容器供應以供清洗。這樣，本發明的設備為 清洗半導體工件容器提供了連續的、自動化的方法，具有提高的處理效 率并減少了晶片污染的可能。本Jt明還包括所述i殳備和方法的改良形式。


圖1是處于打開位置的設備的立體圖； 圖2在處于部分打開位置的設備的立體圖； 圖3A是設備的裝載口的前側立體圖； 圖3B是設備的裝載口的后側立體圖； 圖4是圖3所示的裝載口的分解圖； 圖5是載體組件的立體圖；圖6是圖5所示的載體組件的分解圖；圖7A是圖6所示的組件的載體的立體圖；圖7B是圖6所示的組件的備用載體的立體圖；圖7C是圖7B所示的備用載體的立體圖；圖8A是載體和容器的立體圖，容器處于固定位置；圖8B是載體和容器的立體圖，容器處于固定位置，表示了載體的下側；圖9是載體和容器的分解圖；圖10是載體和容器的側視圖，容器處于固定位置； 圖ll是設備的機械手組件的立體圖，表示了機械手組件與容器以及 載體的接合；圖12是機械手組件的立體圖，表示了機械手組件與容器以及載體的*'口 ,圖13是機械手組件的分解圖；圖14A是機械手組件的第一末端執行器的立體圖，表示了該末端執行 器的第一側；圖14B是第 一末端執行器的立體圖，表示了該末端執行器的第二側；圖15是機械手組件的第 一末端執行器的分解圖；圖16A是機械手組件的第二末端執行器的部分立體圖，表示了該末端 執行器的第一夾具組件；圖16B是第二末端執行器的部分立體圖，表示了第一夾具組件；圖16C是第二末端執行器的部分立體圖，表示了該末端執行器的第二 夾具組件；圖17是設備的處理腔室的轉子組件的立體圖； 圖18是處理腔室的轉子組件的分解圖； 圖19是轉子組件的轉子的立體圖； 圖2 0是轉子組件的轉子的分解圖；14圖21是轉子組件的歧管的立體圖； 圖22是設備的示意圖，表示了裝載口組件中的容器； 圖23是設備的示意圖，表示了載體組件中的容器； 圖24是設備的示意圖，表示了機械手的第一末端執行器與容器的接乂、.口 ，圖25是設備的示意圖，表示了機械手的第一末端執行器將門從容器 移開；圖26是設備的示意圖，表示了機械手的第一末端執行器將容器門移動到載體上部的上方；圖27是設備的示意圖，表示了機械手的第一末端執行器將容器門移動到載體上部的上方；圖28是設備的示意圖，表示了機械手的第一末端執行器將容器門放 置在載體的上部上；圖29是設備的示意圖，表示了機械手的第一末端執行器從容器和載 體處移開；圖30是設備的示意圖，表示了機械手的第二末端執行器與容器以及 載體的接合；圖31是設備的示意圖，表示了機械手旋轉容器和載體進入到預裝載位置；圖32是設備的示意圖，表示了機械手將容器和載體裝載進入處理腔 室的拔-收體內；以》、，圖33是設備的示意圖，表示了裝載到處理腔室中的容器和載體，而 機械手定位在與處理腔室具有一段距離的位置上。
具體實施方式
如圖1-33所示的設備10用于清洗和干燥用于半導體工件的容器12。 設備IO通常包括裝載口IOO、載體組件200、機械手300和處理腔室400。設備10提供清洗和干燥容器12的自動化的、高產方法，容器12手工地或者通過運送工具遞送到設備IO。容器12(參照圖8-10)，或前面-開口的統 一容器(front-opening unified pod (F0UP))在在豎直堆疊中固持多 個工件或晶片。 一般情況下，半導體工件(未圖示)是例如像硅晶體這類 材抖的薄片，在其上形成微電路。工件的直徑在25到300毫米(mm)之間， 并具有100-650微米(microns)之間的厚度，或小于100微米的厚度。參照圖1和2，設備10包括由壁構件22所形成的外殼20。壁構件22包括 前壁24,前壁24具有至少一個門26,其打開從而提供通往外殼20內元件 的通道。圖1表示了處于打開位置的設備10，其中，門26和一個側壁為了 說明的目的被移去。圖2表示了處于中間位置的設備10,其中門26其中之 一打開以提供通往處理腔室400的通道。優選地，門26可獨立纟喿作從而對 處理腔室400中的多個容器12順序處理。當設備10顯示具有兩個不同的處 理腔室400時，設備10可配置成具有單個處理腔室400或兩個以上的處理 腔室400。外殼20配置成可提供一個干凈的內部環境用于容器12的處理，例如l 等級環境。構件22的頂壁28具有壁板30，圖1中兩個壁板30從外殼20移去。 參照圖2，控制面板32可操作地連接到外殼20,并包包括用戶界面34用于 監控和/或連接設備10。在一個實施例中，用戶界面34可包括鍵盤和顯示 屏用于控制和/或調整設備10的運作。設備10的另一實施例中，用戶界面 34是具有輸入和控制特征的圖形用戶界面，例如觸摸屏。控制面板32和/ 或用戶界面34與若干指示容器12和/或載體212的位置和狀態的傳感器組 件相連。用戶界面34與內部控制器(未圖示)電連接，內部控制器控制設 備l O的運行，包括程序和方法(rec ipes )的存儲，其中時間的工藝變數， 溫度，壓力，轉子r. p. m和/或旋轉的方向被詳細設定。終端用戶可為控 制器定義新的程序從而使其執行或者運行工廠指定的程序。如圖1-4所示，裝載口100設置在外殼20的外部，但是靠近門26。裝 載口1QQ配置成通過門26將容器12提供給載體組件200，并且接收來自載體組件200的已經在處理腔室400中清洗并且千燥過的容器12。裝載口IOO 包括由若干框架部件112形成的框架組件110,可操作地連接到組件IIO 的輸入門114,以及將容器12供應到載體組件200并從載體組件200處接收 容器12的裝載器組件116。如圖3-4所示，框架組件110包4舌垂直和水平的框架部件112以及位于 框架組件110的較低區域的基座118。雖然未在圖1和2中表示，輸入門114 個背向設備IO,而框架組件llQ的內部部分110a設置為靠近設備10。裝載 器組件116包括接收容器12的固持件120,支撐板122，以及幫助固持件120 在門114和載體組件200之間運動的滑動機構124。固持件120具有配置成 可接收容器12的接收體126,優選地接收容器12的下部，以及至少一個固 定元件128用于可拆卸地將容器12固定在接收體126內。滑動機構124包括 導軌130以及連接到固持件120上的托架132,其中固持件120和容器12可 滑動地沿著導軌130縱向移動。支撐板122包括槽體134,其尺寸與托架132 相適應，因為其延著導軌130移動。導軌130延伸出框架組件110的邊界，使固持件120可移動到設備10 中從而將容器12運送給載體組件200,或者接收來自載體組件200的容器 12。因此，載體組件200具有足夠的間隙來接收導軌130的延伸部。這樣， 固持件120可以在初始位置(參照圖3)和前方展開位置之間移動，在初始 位置時，托架132和固持件120位于靠近槽體134的封閉端或內部端13斗a 的位置以接收容器12,而在前方展開位置時，托架132和固持件120位于靠 近槽體的開放端或者外部端13的位置以將容器U運送到載體組件200。裝 載口100還包括傳感器136和信號器138以監控固持件120的位置和/或控 制裝載口IOO，包括固持件120的運行。圖3-4表示了四個不同的裝載器120 和滑動機構124，裝載口100可配置更多或者更少數量的裝載器UO以及機 構124。在優選的實施方式中，每個處理腔室400具有兩個裝載器U0和滑 動機構124。按照本發明的另一方面并參照圖l、 2和5-10,載體組件200置于外殼20內并適于從裝載口 100接受容器U用于在腔室400內的進一步處理，并 且將處理過的容器12從腔室400返回到裝載口100。這樣，載體組件200 作為處理過以及未處理過的容器12的傳送點。載體組件200包括可操作地 支持至少一個載體212的甲板組件210。載體212固定容器12以便于機械手 300的后續工序以;5l在處理腔室400內的處理。如圖5所示，曱板組件210包括一個長形的曱板部件214,其具有至少 一個載體站點216。每個站點216表示甲板組件210上的區域，在該區域載 體212和容器12與曱板部件214相配合。因為載體212和容器12插入到處理 腔室400內并且從處理腔室400處被移走，當容器門12b從容器主體12a被 移走后，栽體站點216是進行進一步處理的轉送點。每個站點216包括板 218,將載體212可拆卸地固持在板218上的固定設備220，以及可^t喿作地 連接到固定設備22 0上的致動系統222 。板218的尺寸與載體212的底壁框 架部件236上的開孔237相適應(參照圖7)。當載體212處于載體入棧位置 CDP時，開孔2 3 7接收板218。載體固定設備220包括至少一個塊體224,其與底壁載體框架部件236 中的具有配合尺寸的槽體239相接合。固定設備22O進一步包括將載體212 可拆卸地固持在載體入棧位置CDP中的插銷225。插銷225可操作地連接到 致動系統222。在載體入棧位置CDP,容器12可被裝載進入載體212以便于 在處理腔室400中的進一步處理，或者容器可以在從處理腔室4OO返回之 后從載體212中被移去。參照圖6，致動系統222可以包括柱體226，柱體 226可操作地連接到插銷225以可拆卸地固定載體212。柱體226與配件 227a和供應線227b流體連通。致動系統222可以是氣壓的或者液壓的，并且可包括控制閥和/或調 整器(未圖示)以計量進入柱體226的液體流量。為了防止液體從處理腔室 400滴到甲板組件210上，包括站點216上，滴水軌221延伸到曱板部件214 的整個長度。在另一實施例中，甲板214擴大以增加載體站點216的數量 使其超過處理腔室400的接收體442的數量，因此當污染的容器12在腔室4 0 0內處理時，其他污染的容器12可以為清潔做好準備。站點216進一步包括傳感器組件22，其感測并向內部控制器36報告站 點216上的載體212和/或的容器12的位置。傳感器組件228還能感測容器 門Ub相對于栽體212的位置。在一個實施例中，傳感器組件228包括設置 在最接近曱板部件214位置上的第一傳感器229a以及附著于從曱板部件 m延伸出的垂直支撐件229c之上的第二傳感器229b。在另一實施例中， 一個或兩個傳感器229a, b不是安裝到甲板部件214上；作為替換的，他 們設置在相互靠近的位置，因此傳感器229a, b仍然可以報告載體212和/ 或容器12相對于站點216的位置。例如，傳感器229a, b附著于外殼門26 的一部分上或外殼20的其他元件上。傳感器229a， b可以是光學傳感器， 光纖傳感器或超聲波傳感器。雖然圖5和6表示了可操作地涉及單個站點 216的傳感器組件2 2 8,但是傳感器組件2 2 8可以包括足夠數量的傳感器從 而在多站點216處監控活動。例如，垂直支撐件229c可安裝在兩個站點216 之間并具有傳感器229a用于監控鄰近站點216 ，例如三梁傳感器 (three-beam sensor )。參照圖7-10,載體212配置成可接收容器12，其中載體212和容器12 均在處理腔室400內經過清洗和千燥。如圖7A所示，載體212包括由多個 框架部件232形成的框架構件230。框架構件230具有可移動地固持容器主 體12a的內部接收體234。框架構件230包括接合并支撐容器主體12a底部 的底壁框架部件236。底壁框架部件236包括中心開孔237以及至少一個在 開孔237附近設置的槽體239。底壁框架部件236，包括開孔237和槽體239, 配置為可拆卸地將載體212固持在板218上。根據處理步驟，容器12可以 裝載進入載體212或者從載體212處被移走。在一個實施例中，框架部件 236包括圍繞開孔237的周向槽236a(參照圖8b)使在載體入棧位置CDP與 板218的接合變得容易。較低的框架部件236包括至少一個垂直延伸銷 238,其被容器主體12a的接收體12c所接收。載體212進一步包括從底部 部件236以上延伸并連拔-到頂部部件242上、以完成框架構件23O的相對垂直部件240。頂部框架部件242具有至少一個托架243,其配置成與容器門 12b的外圍接合。在圖8-10所示的容器固定位置CSP中，容器12的主體部12a固持在載 體212的接收器234中，而容器門12b固持在載體212的頂部部件242上。載 體212包括可拆卸地將容器主體12a固持在接收器234內以及將容器門12b 固持在框架部件24 2上的裝置244 。機械手30O從容器12將門12b移開并將 其與頂部框架部件242相接合。可拆卸的固定裝置244包括與容器主體12a 和容器門12b接合的插銷機構246。雖然圖8-1 O表示了用于容器12每側的 插銷機構246的，單個機構246也可用于固持容器12。插銷機構246包括繞 垂直軸25 O樞轉的上插銷248以及可操作地連接到軸25 0的下插銷252。因 為插銷248, 252是彈簧加載的，機構246包括多個小元件，包括螺旋彈簧 254，襯套256和彈簧套258。在容器固定位置CSP (參照圖8A和8B)中，上 插銷248與容器門12b的內表面接合，而下插銷252與容器主體12a的較低 區段接合。在非固定位置，上插銷248與從頂部框架部件242延伸出的擋 止部2 5 5抵接，而下插銷2 5 2與靠近垂直框架部件2 4 0的擋止部2 5 7抵接。 代替可樞轉的插銷248，252,固定裝置244可包括凸起部的集合，其將接 收器接合到容器主體12和門12b上，或者軌道的排列，容器主體12和門12b 沿著軌道滑動以固持到載體212上。圖7B和C表示了備用載體260。和圖7A所示的載體212—樣，載體260 包括由若干框架部件形成的框架構件262,框架部件定義了可移動地固定 容器主體12a的內部接收體264。框架構件262包括具有中心開孔267以及 至少一個圍繞開孔267設置的槽體269的底壁框架部件266。底壁框架部件 266，包括開孔267和槽體269,配置為用于可拆卸地將載體212固定到板 218上。框架構件262進一步包括從底部部件266向上延伸并連接到的頂部 部件2 7 2的相對的垂直部件2 7 0 。頂部框架部件2 7 2具有至少 一個配置成接-合到容器門12b外圍的托架273 (參照圖7B)。頂部框架部件272還包括至少 一個向上延伸并配置成與機械手300的一部分相接合的銷271。優選地，銷271設置在由托架273所定義的邊界的外側。載體260進一步包括接合到容器主體12a的一部分上的夾具機構274 以及接合到容器門12 b上的插銷機構275。夾具組件2 7 4包括上4i部件2 7 6, 下軌部件278，彈簧280和控制臂282。夾具機構274可在打開位置(參照圖 7B和C中左側組件274)和閉合位置(參照右側組件274在圖7B和C中)之間 移動，在打開位置時容器主體12a的一個區段可被接收，在閉合位置時容 器主體12a被夾具機構274固定。下軌278包括由容器主體12a的一部分接 收的至少一個垂直延伸銷284。每個軌276， 278包括給容器主體12a定義了 接合表面的多個升高部或突起286 。優選地，突起286具有半球形的結構且由一種聚合物材料形成。夾具 機構274與插銷機構275獨立地工作并且通過與控制臂282接合的載體組 件氣缸(未圖示)在打開和閉合位置之間致動。插銷機構275包括繞垂直軸 290樞轉的上插銷288和彈簧292。在容器固定位置CSP,上插銷288與容器 門12b的內表面接合。插銷288的運動由連接到上框架部件272的限位元件 292來約束。在門12b移除之前，夾具機構274被致動以固定容器主體12a。當機械 手300移動門12b并將其放置在上框架部件272上，插銷機構275被致動以 固定門12b。容器12在處理腔室400內處理之后，插銷機構275被釋放以使 機械手3QQ能夠與門12b相接合并重新組裝容器12。夾具機構274隨后被釋 放從而允許裝載口固持件120接近并移動來自載體260的被裝配的容器 12。按照本發明的另一方面，圖11-16所示的機械手300將容器12以及載 體212插入并移動進入處理腔室400。在插入處理腔室400之前，機械手300 開啟來自容器主體12a的門12b,并在將容器12從處理腔室400移去之后重 新組裝容器12。機械手300配置成按照控制的方式沿著載體組件200的長 度移動，其中機械手300在選定的載體站點216處停止從而接合載體212 和容器12以將其放置進入處理腔室400。機械手300進一步配置成可移動21靠近處理腔室400以將載體212和容器12返回到站點216。隨后機械手300 可與門12b接合并使其返回容器12,其中整個容器12從載體甲板210被運 送到裝載口 100。機械手3 0 0通常包括垂直支撐件3 02以及可操作地連接到垂直支撐件 302的驅動臂304。驅動臂304包括兩個不同的末端執行器第一末端執行 器306和第二末端執行器308。其分別配置成與容器12和載體212接合。在 容器門12b和容器主體12a被插入到處理腔室400內之前，第一末端執行器 306將容器門12b從容器主體12a處移走，并且第二末端執行器308接合載 體212從而允許載體212和容器12在載體組件200和處理腔室400之間運 動。第一末端執行器306接合門12b并使其返回到容器12以便裝載口100 的進一步處理。如圖11-13所示，垂直支撐件302包括由可拆卸的側板312排列而形成 的殼體310，其中若干內部操作元件設置在殼體310內。開孔314位于支撐 件302的基座上并且其尺寸適于接收為機械手300提供沿著載體組件200 的運動的基本上水平的梁(未圖示)。機械手30O進一步包括設置在殼體 310內的磁性柱體316，其中柱體316利用磁場給運行時機械手300，主要 是驅動臂304所承受的負載提供平衡量。磁性柱體316通過托架320可操作 地連接到殼體310內并位于第 一前板312a的后側。單一載體318可操作地連接到驅動臂304從而精確控制其相對于載體 212和/或容器12的垂直運動以及位置。載體318設置在殼體310內第二前 板312 b 6、〗后側靠近,磁性柱體316的位置。磁性柱體316和載體318設置在前 滑輪組件322,包括線軸324,軸體326和4乇架328的下側。互輪管(bellow) 330設置在載體318和載體驅動器332之間。為了接合容器門12b,機械手300具有內部真空系統333，其提供通過 經由垂直支撐件302和驅動臂304延伸到第一末端執行器306的路線的部 分真空或吸力。與現有的包括外部元件的真空裝置不同，系統333包括內 部通道運送線，其提供通過驅動臂304到第 一末端執行器306的工作流體，例如壓縮空氣。第一柔性線334裝入殼體310內并且途經垂直支撐件304。 托架336和滑輪組件338,包括線軸34Q,軸體342和托架344，在機械手300 運行時支撐柔性線334。電線346也設置在殼體310內以便給機械手300提 供動力。第 一前板312a的下部包括固定柔性線334的接合件348。驅動臂304包括連接到U形安裝板352和托架354的驅動器350，其中驅 動器350使驅動臂304繞驅動器軸體所定義的軸線旋轉。驅動器板體356 和安裝板352圍繞驅動器350。安裝板352具有一對與載體318的一部分相 配合的齒360,其中該配合為驅動臂304提供沿支撐件302的垂直運動。驅 動臂3 04還包括具有隔壁3 6 4的軸環3 6 2 ，其內收容用第二柔性線3 6 6和電 線368。第二柔性線366延伸通過驅動臂304并且與第一末端執行器306以 及垂直支撐件304的第 一柔性線334流體連通，以形成內部真空系統3 3 3。電線3 6 8給位于殼體3 7 2內的驅動器3 7 0輸送動力用于第 一 末端執行 器306。殼體372包括可拆卸的端蓋373。驅動臂304進一步尾蓋374,溢放 口 376和用于第二柔性線366以及電線368的固定器378和前蓋380。殼體 372給第一末端執行器306提供安裝點并且包括位于殼體372和第一末端 執行器306之間的柱體382和托架384。柱體382連接到第一末端執行器306 的內部結構從而致動用于開啟容器門12b的鍵392。為了維持第一末端執 行器306和容器門12b之間的壓力梯度，驅動臂304具有至少一個O型環 386。如上所述，在容器門12b和容器主體12a插入到處理腔室400之前，第 一末端執行器306用來將容器門12b從容器主體12a移走。參照圖"A， B 和15，第一末端執行器306包括板390,至少一個鍵或凸起392從板390的 外表面延伸出來。鍵392的尺寸適于收容在容器門12b的凹槽中，從而在 容器固定位置CSP時開啟容器12。鍵392可配置成從板390延伸出的柱體， 其具有可以開啟容器門12b的齒。第一末端執行器306的操作將在下文詳 細解釋。板39O進一步包括與內部真空系統333流體連通的至少一個抽吸元件容器門12b與板390保持接合使 其可以借由第一末端執行器306來提升和/或操作。抽吸元件394可配置成 具有突出公片的杯體或者端口 ，元件394密封板39 0和容器門12b之間的交 界區域以保證必需的壓力梯度從而產生部分真空。抽吸元件3 9 4包括實現 元件394和容器門12b之間正確接合的定位器395。定位器395可以是定位 銷或者是從抽吸元件394延伸出較短距離的釘子。如圖14和15所示，板390具有定義了版面厚度的相對的外壁390a, b。 優選地，板厚度大約是O. 5英寸從而為第一末端執行器306提供一個緊湊 的結構，便于與容器門12b接合。板壁390a， b進一步定義了包括有若干 元件的內部空腔，在上述真空下，這些元件使第一末端執行器306能夠接 合并移動容器門12b。因此，第一末端執行器306包括沿著板390a, b的夕卜 圍設置的密封件396以及使第一末端執行器306運動的內部滑動組件388。 滑動組件388通過托架384與柱體382連接。柱體382收容在蓋體383內底部 板壁390b的下方。第一板壁390a包括連接第一末端執行器306到殼體372上的托架391。 滑動組件388包括具有用于與柱體382連接的托架388b的內部滑動板 388a,第一蓋板388c，第二蓋板388d,以及限制柱體382運動的和硬-擋 止托架388e。托架388b收容在底部板壁390b的槽體內(參照圖14B)。第一 末端執行器306進一步包括用于致動鍵392從而開啟容器門12b的齒輪組 件398。齒輪組件398包括可操作地連接到滑動體388a的齒條398a以及多 個可操作地連接到4定3 9 2的齒輪3 9 8 b 。第一末端執行器306進一步包括內部通道399,其具有抽吸元件帽 399a和0型環399b。內部通道399與抽吸元件394和第二柔性線366連通。 因此，內部通道399是內部真空系統333的連接抽吸元件394與第一和第二 柔性線334, 366的元件。泵(未圖示)，例如離心泵，與第一末端執行器306流體連通從而將空氣從交界區域抽出并且形成抽吸元件394固持容器門12b所必需的壓力梯度。第 一末端執行器3 06和元件394表示泵的抽吸側， 而泵出口是泵的排放側。內部真空系統"3還可包括位于泵的抽吸側和/或排放側的傳感器以 控制泵的操作。例如，如果泵的抽吸壓力變得太低，傳感器發送信號給泵 控制器，而控制器指示泵減少或者停止運行。在另一實施例中，第一末 端執行器306具有從托架384延伸出的一對指部，以代替連續的板390。指 部間隔一定距離以定義一個中央開口，而且每個指部具有4建392,抽吸元 件394和內部通道399。如上述簡要的解釋，第二末端執行器308與載體212接合以允許載體 212和容器12在載體組件200和處理腔室400之間運動。可選^t奪地，當容器 U固定在載體212中，第二末端執行器308與容器12相接合以便于在載體 組件200和處理腔室400之間運動。第二末端執行器308和第一末端執行器 306均是機械手300的元件，但第二末端執行器308與第一末端執行器306 在結構上和操作上不同。然而第一末端執行器306開啟，移動并旋轉容器 門12b到載體的容器固定裝置244,第二末端執行器308可拆卸地固定容器 U和載體212到機械手300上以便進一步處理。在另一實施例中，第一和 第二末端執行器306, 308組合成具有暴露的結構的單個末端執行器，其使 該單個末端執行器可以實現上述兩者的功能。參照圖13和16A-C,第二末端執行器308包括第一夾具組件309和第二 夾具組件313,每個均配置成可拆卸地與載體212的一部分接合從而允許 機械手3 00在載體站點216和處理腔室4 00之間移動容器12和載體212 。第 一夾具309樞轉連接到第二部件309b的第一部件309a。第一部件309a包括 至少一個指部309c,其設置在圖16A和B所示的臨近第二部件309b指部 309d的靠近位置。當夾具309移動到打開位置，在兩個指部309c， d之間具 有使第二末端執行器308能夠接收載體212的一部分的間隙。第一部件309a包括連控-驅動元件的的^乇架309e,驅動元件驅動夾具309。第一部件309a進一步包括接收驅動器370的元件以便于將末端執行 器308安裝到驅動臂304上的開孔311。橫梁部件315在第一和第二夾具組 件309, 313之間延伸，其中第二夾具組件313設置在驅動器殼體372的一個 外部端附近。特別地，梁315從第二部件309b的表面309f (參照圖16B)延 伸到第二夾具組件313。第二夾具組件313包括通過銷313c樞轉連接到第 二部件313b的第 一部件313。第 一部件313a包括設置在如圖16C所示的臨 近第二部件313b指部313e的靠近位置處的至少一個指部313d。第二部件 313b還包括外部指部313f和接收從載體212的上框架部件272延伸出的銷 274的至少一個開孔(未圖示)。具有托架317a的支撐板317用于將使第二 夾具組件313和梁315附著于驅動器殼體372。氣缸319連接在安裝點391a， b之間以便連接第二夾具組件313和梁315,其中氣缸319致動第二夾具組 件313。因此，第二末端執行器308表示了第一夾具組件309的組合，第二夾 具組件313和橫梁315在中間延伸。第二末端執行器308可與驅動臂304的 元件形成整體，例如，驅動器370的端板，或第二末端執行器308可以是 驅動臂304的不同且可拆分的元件。在一個實施例中，第二末端執行器308 接合載體212的頂部框架部件242的相對側。在另一實施例中，第二末端 執行器308接合載體212的相對的垂直側框架部件240。在又一實施例中， 第二末端執行器3Q8接合載體212的頂部框架部件242和每側的側部框架 部件240。按照本發明的又一方面，設備10包括處理腔室400,其定位在外殼20 內并且靠近機械手300,因此容器12和載體212通過機械手300插入并移 動。 一般情況下，處理腔室400包括轉子組件402，在運行時封閉轉子組 件4 0 2的門組件4 04 ，以及腔室殼體4 0 6,門組件4 04可4喿作地連接到腔室 殼體406上。處理腔室400還包括清潔容器12和載體212的裝置以及千燥容 器12和載體212的裝置。雖然圖1表示了兩個不同的處理腔室400,根據設 計參數，設備10可包括更少或者更多數量的腔室400。在一個實施例中，每對載體站點216有一個處理腔室400,因此來自每一對的載體212和容器 12在相同的腔室400中處理。參照圖1和17-21,轉子組件402包括殼體408,內部轉子410,可操作 地裝配到轉子410上的驅動器412，清潔容器12和載體212的裝置，干燥容 器12和載體212的裝置。轉子殼體408收容轉子410并包括具有至少一個開 口 416的面板組件414,開口 416提供通往其內的轉子410的通道。面板組 件414包括觀察窗418和端口或者次級管420,其中后者與初級管422配合 設置以作為加熱裝置(如下所述)的一部分。還提供密封元件424和開口蓋 子426以最小化端口 420和管體422之間的任何流量損失。在殼體408的底 部，提供排放元件428以便從清洗裝置排出過多的清洗液并且從干燥裝裝 置排放空氣。在一個實施例中，排放元件428包括放置在處理流體排放開 口 4 32上面的空氣排放開口 4 3 0。排放元件42 8可包括幫助實現從用于千燥 容器12和載體212的熱空氣中分離處理流體的擋板。殼體408也可包括能 產生陰離子以減少或者去除轉子組件4 0 2中的靜電的離子發電機4 3 4 。如圖15-18所示，轉子410在前面板436,后面板438以及在前面板436 和后面板438之間延伸的多個框架部件440。在圖15-18所示的實施例中, 框架部件440靠近面板436,438的外圍沿圓周間隔設置。當轉子410旋轉 時，框架部件440作為葉片或葉輪以引導空氣并在轉子410內產生空氣壓 力梯度，在轉子410的中心產生低壓區域，而在轉子410的外部被產生高 壓區域。優選地，框架部件440可彎曲或者形成角度從而在轉子410旋轉時 促進壓力梯度形成。可選擇的，框架部件440是直線的，而轉子410包括 若干分離的葉片以便引導空氣并產生壓力梯度。雖然框架部件440在圖 15-18中表示為延伸于面板436， 438之間的距離,框架部件440可以配置成 只在面板436， 438之間的分離距離的一部分上延伸。例如，第一框架部件 440可以從前面拓、436處在分離距離的一部分上延伸，而第二個框架部件 440可以從后面板438處在分離距離的一部分上延伸。因此，第一和第二 框架部件440在各自的面板436, 438上形成偏移間隙。轉子410還包括接收容器12和載體212用于處理的至少一個^^-收體 442。接收體442部份地由內部支撐件444 (參照圖19和20)定義，在載體212 插入時，內部支撐件444與載體212的一部分滑動接合，并且在載體212 被機械手300移動時與自由載體212互動地滑落脫開。特別地，上部支撐 件444具有作為軌道以便接合并脫開載體212框架構件230的一部分的凸 起部445。如圖19和20所示，上部支撐件444在框架部件440中徑向向內設 置。接合件446從后面板438處延伸以便可操作地連接驅動器412。在圖 14-18的實施例中，轉子410的特征是具有兩個分離的接收體442;然而， 接收體442的數量根據處理腔室400的設計參數而變化。例如，轉子410的 尺寸可增大為包括三個或者更多的接收體442或者減小為包括單個接收 體442。優選地，接收體442圍繞轉子410的中心軸按照一定角間隔設置， 從而維持轉子410的操作平衡。例如，兩個接收體442按照大約180度分離 設置，而三個接收體442按照大約120度分禹設置。按照不同的方式描述， 接收體442應該圍繞轉子41 O的旋轉軸線均勻地間隔設置從而在旋轉時最 小化振動和不平衡。參.昭、圖14和15，其中容器12和載體212在處理腔室400內處于裝載位 置LP,轉子410具有超過容器12和載體212的深度，因此將兩者全部接收在 接收體442中。在裝載位置LP，容器12位于容器門12b和后面板438之間。 也即，容器門12b面向外部并且放置在接近接收體442的開口的位置。在 裝載位置LP，兩個容器12被放置，因此每個載體12的內部被暴露。因此， 容器12的后壁處于相對的位置關系，而收容容器門12b徑向面向外部。，處理腔室400包括在轉子410旋轉時用于清潔容器12和容器門Ub 裝置。清潔容器12的第一處理流體由從供應源(未圖示)分配到歧管"O。 供應源可包括分配線，泵，儲存器以及流量計量裝置，例如流量調節器。 如圖17和18所示，歧管450由托架452和墊圈密封454安裝到轉子殼體408 的外聖408a上。轉子殼體408具有開口 458的交界區域456，開口延伸通過 外壁4 0 8 a并且作為由歧管4 5 0所運輸的處理流體的通道。參照圖19,歧管450包括具有入口 462的殼體46Q以及至少一個與噴嘴 465配合設置的排放端口 464 (參照圖18)，其引導處理流體通過開口 458 并且朝著轉子410。可選擇的，歧管450可包括線性排放槽體以代替單獨 的端口 464。優選地，噴嘴465徑向向內延伸一段距離進入轉子殼體408中。 雖然表示了一對歧管450與轉子殼體408的每個上部區域接合，歧管450 可放置為圍繞殼體408并且歧管450的數量可以增加或者減少以充分分配 處理流體。
在運行時，在轉子410旋轉時，清洗裝置分配第一處理流體進入轉子 殼體408以便清洗容器12,容器門12b,以及載體212。這樣，清洗裝置采 用處理流體清洗了容器12和門12b。歧管450和開口 458定義了引導第一處 理流體徑向向內朝向轉子接收體442的分配通道。處理流體可以是去離子 水和表面活性劑，以及減少液體表面張力或者固體和液體之間界面張力 的可溶化合物的混合物。 一般地，表面活性劑只使用一次，然后作為廢 品丟棄。可選擇地，第一處理流體進一步包括清潔劑或相似的清洗劑。 在又一可選擇方式中，第 一處理流體是去離子水或者電中性或無極性的 類似流體。
在另一實施例中，去掉了外面的歧管450,而清洗裝置這樣配置轉 子殼體408具有至少一個內部排放端口 ，其被設置在轉子殼體408里面的 內部流體分配系統供給處理流體。內部流體分配系統可以從殼體408中的 流體入口延伸出的通過殼體408的一條線，從而給排;改端口 ^是供處理流 體。排放端口可包括內部噴嘴；然而，它應理解為內部噴嘴不會干擾轉 子41Q的S走轉。
清洗裝置進一步配置成在完成清洗步驟之后分配第二處理流體來沖 洗容器12和載體212 。第二處理流體是去離子水或者電中性或無極性的類 似流體，以便沖洗由第一處理流體余留的任何表面活性劑或清洗劑。第 二處理流體儲存在不同的供應源中，并且通過單獨的分配線運送到歧管 450。這樣，第二處理流體通過歧管450分配進入轉子組件402中。在另一實施例中，第二處理流體供應給不同的專用it支管450,而第一處理流體供
應給另外的不同的專用歧管450,其中每個歧管45 0只分配被供給的處理 流體。在這種構造中，在歧管450內處理流體不會混合。
處理腔室400進一步包括干燥容器12和容器門12b的裝置。在優選實 施例中，干燥裝置在轉子410內運送熱空氣。干燥裝置包括空氣管422和 面板414的端口 420,其共同定義了讓空氣直接進入轉子410中心部分的通 道。空氣管422與從來源處(未圖示)運送空氣的供應線流體連通。
在設備10運行時，在清洗步驟完成之后，千燥裝置運送空氣以便千 燥容器12和門12b。為了協助干燥處理，當轉子410旋轉容器12,容器門 12b和載體212時，干燥裝置供給空氣。因此，干燥裝置不干擾轉子410 的旋轉。盡管上部支撐件440的旋轉產生了壓力梯度，空氣從轉子410的 中心區域向外流動，在此處空氣經由端口 42 O通過容器12和載體212注入 到靠近或越過轉子410外圍的高壓區域。
如上述的簡要描述，殼體408的底部包括排放元件428。排放元件428 包括從干燥裝置排出空氣的空氣排放開口 4 30以及在干燥容器12之前排 放處理流體的流體排放開口 432。因為轉子410的旋轉產生壓力梯度，排放 開口 430， 432優選地設置在轉子410的外圍。雖然排放開口 430， 432顯示為 捆扎在一起，但是他們可以在轉子殼體408中相互間隔設置。在一個實施 例中，轉子410相對于殼體408成角度或者傾斜(例如，相對于水平軸線(未 圖示)成5-15° )。因此，在這種構造中處理流體的排放由重力增強。在 另 一實施例中，相對于處理腔室400被安裝以便增強處理流體的排放效果 的表面，整個轉子組件402傾斜安裝。例如，轉子組件402與水平支撐表面 或地面大約成5-15度的角度。
如上所述，處理腔室400包括在轉子組件402運行時密封處理腔室400 的門組件404。門組件404是可操作地連接到腔室殼體406。參照圖l，門組 件4 0 4包括框架部件4 7 0以及密封轉子組件4 0 2的開口 416的密封窗4 7 2 。框 架部件470可操作地通過軌道(未圖示)連接到處理腔室400,而門組件404沿著處理腔室400的外部垂直移動。當容器12裝載到轉子組件402中之后， 密封窗472被朝著轉子組件402向內致動從而在處理之前密封開口416。
當處理完成后，密封窗472從開口416處朝向框架部件470縮回(或者 向外致動)。當窗472縮回充分的距離，門組件404降低，從而使機械手300 穿過開口 416可以接觸到接收體442和容器12。門組件404設置在機械手 300后方從而使其不干擾機械手300的操作，包括將容器12插入處理腔室 400和/或從處理腔室400移走容器12。優選地，門組件404由氣壓或液壓 致動系統驅動。
設備10的工作形式包括若干清洗并千燥容器12的不同步驟，這些由 設備10的每個元件完成。最初，容器12可能已經被雜質污染，例如，銅 和/或鈷，并手動或者通過運送工具自動遞送到裝載口1QQ,例如自動化 引導運載工具，高架運輸系統或機械手。
參照圖3和2 2,當殼體門2 6處于打開位置時，容器12被載入裝載口 10 0 的固持件120，然后被轉移到載體曱板200。固持件120沿著導軌130移動 從而將容器12運送給載體甲板200的載體212。外殼的門26保持關閉，除 非污染的容器12從裝載口 10O被運送到載體曱板200,或者清洗容器12被 載體甲板200運送到裝載口100。
現在參照圖5-10,載體組件200包括至少一個站點216，其具有將容器 12收容在其中以便機械手300的后續工序以及在處理腔室400內進行處理 的載體212。站點216包括載體固定設備220,其被致動從而將載體212防 止在載體入棧位置CDP，其中固定設備220將載體212固定在站點216上， 以便接收容器12(參照圖22)。特別地，塊體224與底壁載體框架部件236 上的槽體239接合，而插銷225被固定。當完成載體入棧位置CDP，裝載口 100的固持件120將容器12插入到載體212的接收器234中，如圖"的示意 圖所示。優選地，容器12設置在接收器234內，因此門12b朝向機械手300, 而容器12的后壁朝向裝載口100。這樣，容器門12b面朝處理腔室400,而 容器12后壁背向處理腔室400。當容器12放置在接收器234中以后，機械手300被致動從而開啟門12b 并從容器12處移走門12b,如圖24-27所示。特別地，機械手300沿著載體 組件200移動到預定的載體站點216與容器12接合。機械手驅動臂304被定 位，因此第一末端執行器306接近并隨后接合容器門12b。如圖24所示， 第一末端執行器306包括開啟容器門12b的鍵392。當門12b被開啟，第一末 端執行器306被進一步定位，以便抽吸元件394與門12b的外表面接合，隨 后內部真空系統3 3 3被致動從而在元件394和門12b表面之間的交界區域
當獲得足夠的真空能級(vacuum level)后，門12b由第一末端執行 器3Q6所提供的密封接合從容器12處移走。參照圖25和26,通過驅動臂304 的運動以及第一末端執行器306所提供的密封，門12b從容器12處被移走 并且放置到上部載體框架部件242上。在一個實施例中，門Ub從容器l2 上移動或轉動大約270度而到達上框架部件242。根據上框架部件242,包 括托架243的結構構造，第一末端執行器306可水平地或成角度地將門12b 放置在框架部件242上。
如圖27和28所示，當容器門12b放置在上框架部件242上時，門12b 的內表面朝向外側或暴露出來，而外部門表面向內朝向容器12的上部外 表面。當門12b被上框架部件242收容之后，由內部真空系統333所提供的 真空被去除，并且第一末端執行器306與門12b(參照圖29)脫離。在優選 實施例中，第一末端執行器306通過朝向處理腔室400水平移動一段距離 從而與門12b脫離，該距離使其完全離開載體212和門12b。
當第 一末端執行器306脫離并完全離開清除門12b后(參照圖29),容 器固定裝置2 4 4被致動以便將接收器2 34中的容器12以及門12 b固定在載 體212上。特別地，固定裝置244的上插銷248被致動從而與門12b的內表 面相接合，而下插銷252被致動從而與容器12的下部相接合。固定裝置244 所提供的連接將容器212和載體12放置到容器固定位置CSP,這對于機械 手300進一步的操作是必需的。載體212和容器12均各自包括另外的配合結構，其幫助實現容器固定位置CSP。在載體260中固定容器12的步驟是 相似的；然而，在機械手300移去門12b之前，夾具機構274被致動并且插 銷機構275被開動。
參照圖30和31,當容器12位于容器固定位置CSP時，機械手300再次開 動從而使第二末端執行器308與載體212相接合以便將載體212和容器12 從載體組件2 0 0處移動到處理腔室4 00 。特別地，定位糸14成手驅動臂3 04 從而使第二末端執行器308的夾具組件309與載體212的一部分接合。參照 圖30,當夾具309穩固地接合或者抓住載體212時，驅動臂304沿著垂直支 撐件302向上，其中載體212和容器12轉動大約九十度以便將容器12和載 體212放入用于處理腔室400的預裝載位置PLP(參照圖31)中。載體212和 容器12的樞轉運動可在機械手300所實施的垂直提升的同時或之后發生。
在預裝載位置PLP，容器12和載體212垂直放置在接近轉子組件402 的上部接收體442的位置，而且上部接收體442與面板414上的開口416排 列成行。本領域技術人員應該認識到上部接收體442依賴于轉子組件402 的角度位置，并且在轉子組件402旋轉時，每個接收體442設置成可收容 容器12和載體212。雖然處理腔室門組件404在圖31中未示出，但是容器 12和載體212也設置在靠近面板組件414的開口416的位置。此外，在預裝 載位置PLP，容器門12b的內表面向外朝向載體組件200,而容器12的內部 暴露出來并且在處理腔室4 00處可以從有利的位置上被看到。
參照圖17, 18和32，獲得預裝載位置PLP后，機械手300裝載容器U和 載體212進入上部接收體442從而定義一個裝載位置LP以便在處理腔室 400內處理容器12。當機械手300將容器212插入時，接收體442的內部支 撐件444可滑動地接合載體212的框架構件230的一部分。因為容器12放置 在載體框架構件230內，支撐件444優選地不與容器12或門12b接觸。為了 實現裝載位置LP，第二末端執行器308在機械手300和載體212之間提供穩 固的接合。
現在參照圖33，當完成裝載位置LP后，第二末端執行器308與載體n2脫離，而驅動臂304從轉子組件402和處理腔室400處移走。為了裝載第二 容器12和載體212,轉子410旋轉大約180度從而將已加載過的接收體442 放置在空的上部接收體442的下面。重復上述步驟直到完成第二預裝載位 置。從該位置，機械手300裝載第二容器12和載體212進入到空的接收體 442,從而定義第二裝載位置LP,其中兩個^l矣收體442均裝載了容器12以 便清洗和干燥。
在該實施例中，兩個污染的容器12在處理腔室400內同時處理從而增 加設備10的效率。當機械手300移動離開處理腔室400足夠的距離，門組 件404,包括框架部件470，沿著腔室殼體406移動從而使密封窗472與面板 組件414的開口 416相接合。在裝載位置LP，容器門12b的內表面朝向外側 或朝向機械手300,而容器12的內部沿徑向朝向外側或朝向轉子410的外 圍。在另一實施例中，面板組件414配置有兩個開口416,其中機械手300 裝載第一載體212和容器12進入上部或下部接收體442中的任意一個，然 后裝載第二載體212和容器12進入上部或下部接收體442中的另一個。
在處理腔室被裝載并且門組件404密封面板組件414之后，驅動器412 旋轉轉子410從而在轉子組件402中產生壓力梯度，在轉子"O的外圍附近 或之外產生較高壓力區域，在轉子410的外圍之內(并且特別是在轉子410 的中心)產生較低壓力區域。容器12和載體212被放置在轉子410旋轉所產 生的較低壓力區域內從而定義了處理位置。
當轉子410以足夠的速度旋轉，清洗裝置分配例如去離子水和表面活 性劑等第一處理流體經過歧管450并且與容器12,門12b和載體2U相接 觸。表面活性劑作為潤濕劑幫助去除來自容器12和門12b的分散的附著微 粒或污染物。第二處理流體，通常是去離子水，通過歧管4S0被噴射進入 轉子410中以便沖洗容器12和載體212。當沖洗階段將完成時，轉子410 的旋轉速度增大以便進一步增大轉子410的外部和內部區域之間的壓力 梯度。增大的旋轉速度所導致的增大的壓力梯度有助于增大第一和第二 處理流體通過容器12和門12b的流量。本質上，處理流體是從容器12和門12b被"甩出"。該離心力(centrifugal f orce )保證容器12和門12b被徹 底清潔并且有助于將處理流體從轉子410排放出去。轉子殼體408作為從 轉子410向外流動的處理流體的防泄漏屏障(containment barrier),其 中排放元件432分配來自轉子組件402的過多的處理流體。可選擇的，轉 子410的旋轉速度在沖洗階段完成之后或者在如下所述的干燥階段的最 初步驟開始之時增大。
隨后，干燥裝置將空氣通過管體422和端口 42G運送進入到轉子410 的中心區域，中心區域對應轉子410的低壓區域。優選地，在輸出之前， 空氣加熱到預定溫度。由于轉子410的旋轉和綜合壓力梯度(resultant pressure gradient )，熱空氣流過容器12,門12b,以及載體212,然后 流出轉子410的外側。這樣，熱空氣從低壓區域穿過容器12和門12b到達 轉子410的外圍之外的高壓區域。
在沖洗階段，相當數量的處理流體從容器12和門12b處被運走，流動 的熱空氣干燥余留在容器12和門12b上的任何處理流體。過量處理流體與 過量熱空氣相分離，其中處理流體通過排放元件432從轉子組件402處被 排放，而余留的熱空氣通過排放元件430排放。容器固定位置CSP保證容 器12和門12b在轉子410旋轉時保持穩固地連接到載體212上。轉子410的 旋轉，后續釆用第一和第二流體進行清潔和沖洗以及采用熱空氣進行干 燥共同定義了針對容器12和門12b的處理階段。
在處理階段完成后，機械手300將容器12和門12b從接收體442移開以 便轉移返回載體組件200。特別地，轉子410這樣設置，第一接收體442 與面板414中的開口416排列成行以便定義卸載位置。隨后，門組件404 從接收體442移開并沿著腔室殼體406向下從而使密封窗472與面板組件 414的開口416脫離，從而暴露出接收體442。機械手300這樣放置，第二 末端執行器308穩固地接合載體212以便從接收體442處移除容器12和門 12b。
當容器12和門12b從處理腔室400處移走，機械手300將容器12和門
3512b連同載體212—起按照與之前達到預裝載位置的相反方向旋轉，以便
返回到適當的載體站點216。例如，如果機械手300順時針旋轉容器12和 載體212九十度以到達預裝載位置，機械手300逆時針方向旋轉兩者到適 當位置以便與載體站點216接合。當容器12和門12b在載體組件200和處理 腔室4 00之間移動時，容器12和門12b保持在容器固定位置CSP以避免任一 結構的移動。
機械手300將容器12和載體212返回載體站點216，在此兩者均放置在 載體入棧位置CDP以便機械手300的進一步操作。開始，第二末端執行器 308與載體212脫離以便進一步處理。隨后，容器固定裝置244被釋放，允 許驅動臂304移動以使第一末端執行器306與門12b相接合以便容器12的 重新組裝。抽吸元件394允許第一末端執行器306與門12密封接合并且由 第一末端執行器306實現門Ub的樞轉運動。驅動臂304移動以使第一末端 執行器306實現門12b與容器12的再次接合。此時，抽吸元件394脫離，而 鍵M2可以將門12b鎖定在容器12上以完成容器12的重新組裝。機械手300 按照與實現門12b與上部載體框架部件242相接合的相反方向樞轉容器門 12b。
殼體門26處于打開位置，裝載口100的固持件120從載體曱板200的載 體212處移走干凈，干燥并且重新組裝過的容器12。當處理過的容器12從 甲板組件210移走后，門26關閉，而處理過的容器12從固持件120處通過 手動或者自動地返回以供使用。污染的容器12隨后提供給裝載口100,如 前面段落所述，固持件120與污染的容器12相接合以便進一步處理。
圖示的設備10的實施例包括兩個不同的處理腔室4 00 ，每個具有兩個 接收體442，但是設備1Q可配置成具有一個接收體442的單個處理腔室 400。在該構造中(未圖示)，載體組件200包括單個站點216,在該位置機 械手300分解容器12,將它和載體212插入接收體442內，當清洗和干燥步 驟完成后移走容器12和載體212，然后通過裝載口100重新組裝容器12返 回以供使用。在另外的可選擇結構中(未圖示)，設備10具有兩個或更多接收體442的單個處理腔室400,其中機械手300按照類似的方式運行以將 容器12和載體212插入處理腔室400的每個接收體442中并且將其移走。
在圖示的設備10的實施例中，兩個處理腔室400為多個污染的容器12 提供連續的清洗和干燥。這樣，最初給裝載口100和載體組件200提供四 個污染的容器12以{更在處理腔室400中的處理。清洗后，四個處理過的容 器12返回以供使用。因此，污染的容器12按照順序的方式被連續清洗及 干燥，這提高了設備10的效率和產量。下文提供了連續的自動化搡作過 程以及載體212。
從最初時開始，設備l 0包括有六個空的載體212 (兩個裝載進入處理 腔室400和四個放置在載體站點216處)，裝載口 100的兩個外部門114降 低，而污染的容器12由四個固持件120的每一個來接收。兩個外部門114 隨后均升高以關閉裝載口IOO。外殼20的兩個門26隨后升高從而允許四個 固持件120將容器12運送給載體組件200的載體212,每個載體212放置在 載體入棧位置CDP的載體站點216處。當載體212接收了容器12后，門26關 閉。
對于每個載體212,較低的夾具組件274被致動從而在載體接收器234 內固定容器12。機械手300隨后利用第一末端執行器306將門12b與容器主 體12a接合并將門12b從容器主體12a移走，因此第一末端執行器306將門 12b放置在載體212的頂部部件242上。隨后，門固定裝置244開動從而將 門12b固定在框架部件242上。機械手300執行每個容器12和載體212的組 件門12b的移動以及后續的固定，從而將每個容器12,門12b和載體212 的組件放置到容器固定位置CSP。載體260用來代替載體212,在機械手300 移去門12b以及插銷機構275開動之前，夾具機構274被致動。這樣，夾具 機構2 7 4與插銷機構2 7 5獨立操作。
隨后，機械手300利用第二末端執行器308接合并提升第 一容器12和 載體212的組合，而第一處理腔室門組件404打開并暴露出轉子410的空的 第一接收體442。當第一容器12和載體2U的組合適當地排列后，機械手
37入第一接收體"2內。當機械手300開始與第二容器12和載體 212組件相接合時，轉子410旋轉大約180度從而將空的第二接收體442放 置到第一接收體442 (其加載了第一容器12和載體212組件)的上面。機械 手300利用第二末端執行器308接合并提升第二容器12和載體212的組合， 并將二者插入第二接收體442內。此時，門組件404關閉，對第一的兩個 容器U和載體212組件的處理開始。在處理過程中，轉子410旋轉以產生 壓力梯度，而清洗裝置開動從而輸送處理流體，干燥裝置隨后對容器12 和載體212的組件進行干燥。
當第一的兩個容器12和載體212的組件在第一處理腔室400內處理時: 第二處理腔室400上的門組件404打開以便允許機械手300通向第二處理 腔室4 00的接收體442 。第二處理腔室400的每個接收體442包括一個空的 載體212。機械手300利用第二末端執行器308把其中一個空的載體212從 第 一接收體移走，并且將其返回載體組件2 0 0的空的第 一 站點216 。
轉子410隨后旋轉大約180度以暴露第二接收體442 (包括有空的載體 212)。機械手300利用第二末端執行器308把空的載體212從第二接收體移 走并且將其返回給載體組件200的空的第二站點216。隨后，機械手300 用第二末端執行器308接合第三個污染的容器12以及載體212的組合，并 將其裝載到第二處理腔室200的轉子410的第二接收體442內。轉子410隨 后旋轉大約180度以便暴露第一接收體442。機械手300利用第二末端執行 器308接合第四個污染的容器12以及載體212的組合。當適當排列后，機 械手3 0 0將第四個污染的容器12以及載體的組合插入到第二處理腔室4 0 0 的第一接收體442內。門組件404關閉，開始第二處理腔室400中的處理過 程。
可選擇地，機械手30O可設計為按照不同的方式裝載處理腔室4 00。 例如，在機械手300卸載來自第一接收體442的空的載體212 (第一或第二 處理腔室400的)之后，機械手300裝載第三個污染的容器12以及栽體212 的組合進入目前空的第一接收體442。轉子410隨后旋轉大約180度以暴露包含有空的第二載體212的第二接收體442。當機械手300卸除第二載體 212并將其放置在第二載體站點216之后，機械手30O接合第四容器12并將 其裝載進入第二接收體442以便完成第二處理腔室400的裝載。
當第一和第二處理腔室400中均進行處理時，兩個污染的容器12被傳 送到位于載體組件2 0 0的第 一和第二站點216的載體212處。在第 一處理腔 室4 0 0完成其清洗和干燥步驟后，機械手3 00從接收體442卸載第 一的兩個 容器12以及載體212的組合，并將其分別運送到空的第三和第四載體站點 216。機械手300利用第一末端執行器306與門12b相接合并重新組裝容器 12。在重新組裝之后，處理過的容器12經由裝載口組件100退出設備10 并返回以供使用。
重復上述步驟，兩個污染的容器12裝載進入設備10，而兩個干凈的 容器12返回以供使用。結果，第一和第二處理腔室400按照重疊的方式給 容器12提供連續的處理。與前面所揭示的一致并且基于終端用戶的處理 需求，設備10可配置成包括另外的處理腔室400和/或載體站點216。
權利要求
1.一種設備，其包括甲板組件，該甲板組件具有可拆卸地接收容器的載體；機械手，該機械手具有驅動臂，所述的驅動臂設置成能移去所述容器的門，并使所述的門與所述載體的一部分相接合；處理腔室，該處理腔室具有轉子，所述的轉子旋轉產生高壓和低壓區域，所述轉子具有設置成能接收所述容器的接收體，所述轉子能在裝載位置、處理位置以及卸載位置之間運動，在所述裝載位置所述機械手將所述容器加載到所述接收體內，在所述處理位置所述容器被清洗并隨后被干燥，在所述卸載位置所述機械手從所述接收體卸載所述容器。
2. 如權利要求l所述的設備，進一步包括將所述容器提供給所述曱板 組件并且接收來自曱板組件的容器的裝載口，所述裝載口具有在裝載口 和甲板組件載體之間傳送容器的固持件。
3. 如權利要求2所述的設備，其中，所述裝載口具有框架組件，所述 固持件可在框架組件的前側位置和后側位置之間運動從而將容器運送到 曱板組件載體。
4. 如權利要求1所述的設備，其中，所述清潔器具有將容器提供給曱 板組件并接收來自甲板組件的容器的裝載口，所述裝載口設置在由側壁 構件所定義的清潔器外殼的外部。
5. 如權利要求4所述的設備，其中，所述清潔器外殼具有進出門，所 述裝載口通過所述進出門向所述曱板組件供應并接受容器。
6. 如權利要求1所述的設備，其中，所述曱板組件的載體具有框架構 件，該框架構件限定所述容器的內部接收體；其中所述框架構件限定了 上部接收器，所述上部接收器能固定被所述機械手定位的容器門，并具 有至少 一 個與所述門相接合從而進行固定的插銷。
7. 如權利要求6所述的設備，其中，當所述門被所述上部接收器固定時，所述臂與所述容器門的內表面相接合，由此所述內部的門表面暴露出 來以便后續的清洗。
8. 如權利要求5所述的設備，其中，所述內部接收體具有至少一個收 容在所述容器底壁上的開口內的銷。
9. 如權利要求1所述的設備，其中，所述機械手的驅動臂具有移去所 述容器門、并樞轉所述門使其與所述載體的上部區段相接合的第一末端執行器。
10. 如權利要求9所述的設備，其中，所述第一末端執行器包括具有 至少一個凸起部的板，所述凸起部插入所述門中的開口，從而將所述門從所述容器移走。
11. 如權利要求9所述的設備，其中，所述驅動臂使所述門樞轉大約 2 7 0度，從而將所述門與所述載體上部區段相接合。
12. 如權利要求9所述的設備，其中，所述第一末端執行器使所述門 樞轉，以使所述門與所述載體上部區段相接合，暴露出所述門的內表面。
13. 如權利要求l所述的設備，其中，所述驅動臂具有第二末端執行器，所述第二末端執行器與所述載體相接合，允許所述驅動臂提升所述 載體到預裝載位置，其中所述載體為裝載進入處理腔室轉子內做好準備。
14. 如權利要求13所述的設備.其中，所述驅動臂從預裝載位置將載體移動進入到處理腔室轉子的接收體中，其中所述容器的內部從上方可 見，而門的內表面朝向才幾械手。
15. 如權利要求14所述的設備，其中，在從預裝載位置運動的過程中， 所述驅動臂樞轉載體大約9 0度。
16. 如權利要求1所述的設備，其中，所述處理腔室包括用于清洗容 器的裝置，所述清洗裝置包括設置在處理腔室側壁中的歧管，在轉子旋 轉時，所述歧管引導第 一處理流體徑向向內并流到容器上。
17. 如權利要求16所述的設備，其中，所述處理腔室包括干燥容器的 裝置，所述干燥裝置將熱空氣運送給接收體的空氣管。
18. 如權利要求17所述的設備，其中，所述空氣管包括附著在所述處 理腔室上的初級管以及附著在所述處理腔室的面板上的次級管，所述初 級管和次級管排列成行，從而將熱空氣運送到所述轉子的中心部分并穿過所述容器。
19. 如權利要求l所述的設備，其中，所述處理腔室的下部包括配置 成從清洗裝置排放過量的流體溶液以及從干燥裝置排放空氣的排放元件。
20. —種設備用于清洗半導體工件容器的設備，所述設備包括具有固持件的裝載口組件，所述容器與固持件相接合以便在設備中進一步處理；具有一對載體的甲板組件，其中，每個載體具有可拆卸地固定單個 容器的框架構件；可沿著曱板組件運動的機械手，當所述容器由載體固定時所述機械手與所述容器相接合，所述機械手具有移去容器門并將門與框架構件的一部分相接合的驅動臂；處理腔室包括具有第一容器接收體，第二容器接收體，清潔器元件以及干燥器元件的轉子，所述轉子在下述位置之間移動，第一裝載位置，其中第一接收體接收第一容器其中之一， 第二裝載位置，其中第二接收體接收第二容器其中之一， 處理位置，其中所述轉子旋轉從而產生用于清洗和干燥容器的高壓區域和低壓區域，第 一卸載位置，其中所述機械手從第 一接收體移走第 一容器其中之 一；以及，第二個卸載位置，其中機械手從第二接收體移走第二容器其中之一。
21. 如權利要求20所述的設備，其中，所述裝載口固持件的尺寸與容 器的基座相配合，從而幫助固持件和容器相接合。
22. 如權利要求所述的設備20,其中，所述設備具有側壁構件，所述 側壁構件定義了具有進出門的外殼，裝載口設置在可通過進出門供應并接受收容器的位置。
23. 如權利^^-求20所述的設備，其中，所述載體框架構件定義了可拆 卸地接收容器的內部接收體。
24. 如權利要求23所述的設備，其中，所述框架構件定義了上部接收器，所述上部接收器可接受地固定由機械手定位的容器門，所述上部接收 器具有至少 一 個與門相接合以便進行固定的插銷。
25. 如權利要求24所述的設備，其中，當所述門由所述上部接收器固 定時，所達上部接收器插銷與容器門的內表面相接合，由此內部門表面 暴露出來以便后續的清洗。
26. 如權利要求20所述的設備，其中，所述機械手驅動臂包括第一末 端執行器，所述第一末端執行器具有移動容器門并且旋轉門使其與載體 的上部區段相接合的板。
27. 如權利要求26所述的設備，其中，所述第一末端執行器旋轉門大 約270度從而使門與上部載體區段相接合，由此門的內表面暴露出來。
28. 如權利要求20所述的設備，其中，所述驅動臂包括具有夾具的第 二末端執行器以便與所述載體相接合，所述接合允許驅動臂提升并旋載 體以及容器以便加載進入處理腔室轉子內。
29. 如權利要求28所述的設備，其中，在第一裝載位置，所述驅動臂 將載體和容器插入第 一接收體。
30. 如權利要求29所述的設備，其中，所述轉子旋轉大約180度到第 二裝載位置，其中致動器將載體和容器插入第二接收體。
31. 如權利要求30所述的設備，其中，在第二裝載位置中，所述第二 接收體設置在第 一接收體的上面。
32. 如權利要求20所述的設備，其中，所述清潔器元件包括與儲存器流體連通的歧管從而在旋轉時引導第 一處理流體徑向向內并進入轉子中。
33. 如權利要求20所述的設備，其中，所述干燥器元件包括在旋轉時 運送熱空氣進入轉子的中心部分的空氣管u
34. 如權利要求20所述的設備，其中，所述處理腔室的下部包括配置 成可從清潔器元件排放過量處理流體以及從千燥器元件排放空氣的排放 元件。
35. —種用于清洗和干燥半導體工件容器的設備中的處理腔室，所述 處理腔室包括定義了內部空腔的殼體；設置在內部空腔中的轉子，所述轉子具有第 一容器接收體和第二容器接收體；具有歧管的清洗系統，所述歧管分配處理流體進入轉子并且到達第 一和第二接收體上；具有引導空氣進入所述轉子的管體的干燥系統；以及， 可操作地連接到所述轉子的驅動器，其中，所述驅動器旋轉轉子從 而在殼體中產生高壓區域和低壓區域。
36. 如權利要求35所述的處理腔室，其中，所述清洗系統歧管設置在 殼體的側壁，并且其中歧管具有《1導處理流體進入轉子的多個噴嘴。
37. 如權利要求35所述的處理腔室，其中，所述干燥系統管體包括與干燥器流體連通的長形管體以便運送熱空氣進入轉子。
38. 如權利要求37所述的處理腔室，其中，所述殼體包括面板，并且 其中干燥系統包括附著在殼體上的初級管以及附著在面才反上的端口 ，所 述初級管和端口排列成行以便運送熱空氣進入轉子的中心部分。
39. 如權利要求35所述的處理腔室，進一步包括配置成可從清洗系統 排放過量處理流體以及從千燥系統排放空氣的排放元件。
40.如權利要求35所述的處理腔室，進一步包括抗靜電離子發生器以 便在運行時在處理腔室內保持中性的環境。
41. 如權利要求35所述的處理腔室，其中，所述驅動器在第一裝載位 置，第二裝載位置以及處理位置之間旋轉轉子，在第一裝載位置第一容 器和載體插入第一接收體，在第二裝載位置第二容器和載體插入第二接 收體，在處理位置驅動器旋轉轉子從而在殼體內產生高壓區域和低壓區域。
42. 如權利要求41所述的處理腔室，其中，所述處理位置包括清洗階 段，其中清洗系統分配第 一處理流體進入轉子從而清洗第 一和第二接收體中的容器。
43. 如權利要求42所述的處理腔室，其中，所述處理位置進一步包括 干燥階段，其中干燥系統運送熱空氣進入轉子從而干燥第 一和第二接收體中的容器。
44. 如權利要求42所述的處理腔室，其中，所述處理位置進一步包括沖洗階段，其中清洗系統分配第二處理流體進入轉子從而沖洗第 一和第 二接收體中的容器。
45. 如權利要求41所述的處理腔室，其中，所述殼體包括具有進出開口的面板，通過所述進出開口容器插入到接收體并從接收體移走，并且其中轉子從第 一裝載位置旋轉大約18 0度到達第二裝載位置，由此容器通 過進出開口插入。
46. —種用于清洗工件容器的設備，所述設備包括 具有可拆卸地固定容器的載體的曱板組件；具有內部轉子的處理腔室，所述轉子具有至少一個容器接收體，所 述處理腔室具有旋轉轉子從而產生高壓區域和低壓區域的驅動器；可沿著甲板組件運動的機械手以便與由載體所固定的容器相接合， 所述機械手具有將容器和載體放入接收體中的驅動臂。
47. 如權利要求46所述的設備，其中，所述機械手驅動臂具有移動容 器門并且旋轉門以便與載體的上部區段相接合的板。
48. 如權利要求47所述的設備，其中，所述驅動臂樞轉門大約"0度 從而使門與上部載體區段相接合，由此所述門的內表面暴露出來。
49. 如權利要求48所述的設備，其中，所述驅動臂具有與載體相接合 的夾具，由此所述接合允許機械手提升并旋轉載體和容器從而加載進入 轉子的接收體中。
50.如權利要求49所述的設備，其中，在將所述載體和所述容器插入 所述轉子的接收體之前，所述驅動臂樞轉載體和容器大約90度。
51. 如權利要求50所述的設備，其中，在所述轉子旋轉大約180度后， 所述驅動臂將第二載體和容器插入到轉子的第二接收體中。
52. 如權利要求45所述的設備，其中，所述機械手可沿著甲板組件移 動從而與由第二載體所固定的第二容器相接合，驅動臂移動第二容器的 門并樞轉門使其與載體的上部區段穩固接合，所述機械手隨后將第二容 器和載體插入第二接收體。
53. —種清洗半導體工件容器方法，所述方法包括 提供可拆卸地接收容器的載體； 提供具有驅動臂的機械手；用所述機械手的驅動臂接合所述載體和容器；將所述載體和容器插 入到處理腔室的轉子的接收體中，所述轉子可操作地連接到驅動器； 用驅動器旋轉轉子從而在處理腔室內產生高壓區域和低壓區域； 提供進入處理腔室的第一處理流體以便清洗容器；以及， 運送氣體進入處理腔室以便干燥容器。
54. 如權利要求53所述的方法，進一步包括提供進入處理腔室的第二 處理流體以便沖洗容器的步驟。
55. 如權利要求53所述的方法，其中，所述氣體包括空氣，并進一步 包括通過處理腔室下部的排放元件排放過量的清洗液以及排放空氣的步驟。
56. 如權利要求53所述的方法，進一步包括從第一接收體移走第一容 器和載體，從第二接收體移走第二容器和載體的步驟，兩個步驟均由機1械手驅動臂來執行。
57. 如權利要求56所述的方法，其中，當第一容器被移走后，在第二 容器移動之前，所述轉子旋轉大約18O度從而將第二接收體與機械手驅動臂排列成行。
58. 如權利要求53所述的方法，其中，在旋轉時熱空氣被運送進入轉 子的中心部分。
59. 如權利要求53所述的方法，其中，接合容器與機械手的步驟包括 驅動臂從容器移走門以及樞轉門使其與容器的上部相接合。
60. 如權利要求53所述的方法，其中，將載體和容器插入接收體的步 驟包括在插入前驅動臂樞轉載體從而使容器門的內表面背離處理腔室。
全文摘要
一種用于清洗和干燥半導體晶片容器的設備包括具有固持件的裝載口，固持件接收污染的容器并將其運送給甲板組件。載體接收容器以便進一步處理。具有第一末端執行器的機械手移去容器門并將其放置在載體的一部分上。機械手包括與載體相接合并且提升載體和容器以便將其插入到處理腔室中的第二末端執行器。處理腔室包括具有至少一個接收體的轉子。旋轉的轉子產生高壓區域和低壓區域。提供處理流體給容器和載體。在沖洗階段之后并且當轉子旋轉時，容器和載體被干燥。機械手隨后從處理腔室移走容器和載體并將門重新組裝到容器上。
文檔編號B65G49/07GK101616856SQ200680045652
公開日2009年12月30日 申請日期2006年11月30日 優先權日2005年12月5日
發明者蘭迪·A·哈里斯, 杰夫·艾倫·戴維斯 申請人:賽邁有限公司