CN109427636A - 搬运晶片载具的设备及方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种在半导体制作场所中搬运晶片载具的设备及方法，可以改善产品质量及节约操作人力资源。在一个实例中，所述设备包括：平台，被配置成接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片；开启机构，被配置成开启所述晶片载具的所述第一门；以及门存储空间，被配置成存储所述第一门。所述设备可位于半导体制作场所的地面上或在实体上耦合到所述半导体制作场所的天花板。

Description

搬运晶片载具的设备及方法
技术领域
本发明的实施例涉及一种搬运晶片载具的设备及方法。
背景技术
在半导体装置的制造期间，所述装置往往是在许多工作站或处理机器处被处理。半成品装置或在制品(work-in-process，WIP)部件的运输或传送是整个制造工艺中的重要的一面。由于集成电路(integrated circuit，IC)芯片的易碎性质，因此在所述芯片的制造中半导体晶片的传送尤其重要。此外，在制作IC产品时，往往需要进行多重制作步骤(即，多达几百个)来完成制作工艺。半导体晶片或IC芯片必须在各种处理站之间进行存储或运输以执行各种制作工艺。
自动化材料搬运***(Automated Material Handling System，AMHS)已广泛用于半导体制作场所(“FABs”)中以在芯片制造中所使用的各种处理机器(“工具”)之间自动地搬运及运输多组晶片或多批晶片。在半导体制作工艺期间，多个晶片通常被一起存储在晶片载具中且利用AMHS而在用于进行不同晶片处理的装载埠之间或者其他工具之间进行运输。装载埠不仅用于搬运半导体晶片而且用于搬运所要处理的不同类型的衬底，例如液晶显示器玻璃衬底及光掩模玻璃衬底。
半导体FAB中的AMHS包括用于在制造工艺期间在整个FAB内移动及运输晶片载具的多种类型的自动化小车(automated vehicle)及手动小车(manual vehicle)。此可包括例如自动导引小车(automatic guided vehicle，AGV)、个人导引小车(personal guidedvehicle，PGV)、轨条导引小车(rail guided vehicle，RGV)、架空穿梭工具(overheadshuttle，OHS)、及架空起重运输工具(overhead hoist transport，OHT)。在前述AMHS晶片运输机构中，OHT常用于将晶片载具从一个工具的装载埠(load port)运输到处理序列中的下一工具的装载埠。由OHT传递***运输的晶片载具在传递工艺期间通常具有门来进行生产质量控制，例如对晶片载具进行密封以防外部污染物进入从而使所述晶片载具内的晶片保持洁净，及/或保护所述晶片免于从所述晶片载具滑落。
传统装载埠用于在FAB中装载及卸载晶片载具。但传统装载埠需要人类来手动地开启晶片载具的门及将所述晶片载具放入所述装载埠中，此在FAB中造成工作效率瓶颈。如此一来，用于解决上述问题的一种搬运晶片载具门的设备及方法是所期望的。
发明内容
根据本发明的某些实施例，提供一种在半导体制作场所中搬运晶片载具的设备包括：平台，开启机构以及门存储空间。平台被配置成接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片。开启机构被配置成开启所述晶片载具的所述第一门。门存储空间被配置成存储所述第一门。
根据本发明的某些实施例，提供一种由位于半导体制作场所的地面上的装置搬运晶片载具的方法。所述方法包括以下步骤。接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片。开启所述晶片载具的所述第一门。将所述第一门存储在所述装置的门存储空间中。将门已被存储在所述门存储空间中的所述晶片载具装载到处理工具中以处理所述晶片载具中的至少一个晶片。
根据本发明的某些实施例，另提供一种由半导体制作场所中的装置搬运晶片载具的方法。所述方法包括以下步骤。接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片。开启所述晶片载具的所述第一门。将所述第一门存储在所述装置的门存储空间中，其中所述装置在实体上耦合到所述半导体制作场所的天花板。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明实施例的各个方面。应注意，各种特征未必按比例绘制。实际上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸及几何形状。在说明书通篇中及所有图式中，相同的参考编号表示相同的特征。
图1示出根据本发明一些实施例的具有门开启机构、门闭合机构、及门存储机构的示例性装载埠。
图2A示出根据本发明一些实施例的图1中所示装载埠中的示例性门开启/闭合机构的前视图。
图2B示出根据本发明一些实施例的图2A中所示示例性门开启/闭合机构的对应后视图。
图3A示出根据本发明一些实施例的图1中所示装载埠中的示例性门存储空间的前视图。
图3B示出根据本发明一些实施例的图3A中所示示例性门存储空间的对应后视图。
图4A示出根据本发明一些实施例的具有门开启机构、门闭合机构、及门存储机构的另一示例性装载埠的前视图。
图4B示出根据本发明一些实施例的图4A中所示示例性装载埠的对应后视图。
图5示出根据本发明一些实施例的图4A及图4B中所示装载埠中的示例性门开启/闭合机构。
图6示出根据本发明一些实施例的图4A及图4B中所示装载埠中的示例性门存储空间。
图7示出根据本发明一些实施例的包括晶片运输工具及装载埠的半导体FAB的一部分。
图8是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的示例性方法的流程图。
图9A是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的另一示例性方法的流程图。
图9B是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的又一示例性方法的流程图。
图10示出根据本发明一些实施例的具有门开启机构、门闭合机构、及门存储机构的示例性空中埠(sky port)的侧视图。
图11示出根据本发明一些实施例的保持在半导体FAB的天花板上的示例性空中埠。
图12A示出根据本发明一些实施例的示例性自动化材料搬运***(AMHS)的一部分。
图12B示出根据本发明一些实施例的图12A中所示示例性AMHS的另一部分。
图13示出根据本发明一些实施例的用于处理工具的示例性装载埠的透视图。
图14示出根据本发明一些实施例的包括运输工具、空中埠、及装载埠的半导体FAB的一部分。
图15是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的示例性方法的流程图。
图16是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的另一示例性方法的流程图。
[符号的说明]
110、410、710、1260、1301：装载埠
111、411、1011、1310：壳体
112、412、1012、1262：平台
113、413、1013：控制器
114、414：光闸
116、416、1016：门开启/闭合机构
118、418、1018：门存储空间
119、419、1315：输入关口
120、420、720、1020、1120、1220、1220’、1303、1420、1420’：晶片载具
122、1022：门/原始门
124：闩锁钥匙槽
126：抽吸孔
210-1、210-2、510-1、510-2：闩锁钥匙
220-1、220-2、520-1、520-2：真空销
230、530：钥匙板
240-1、240-2、540-1、540-2、742、1442：轨条
310、610：门存储单元
312、612：板
320：对准销
322、1122：晶片载具门
415、1316：钥匙开关
417、1320：缓冲空间
550：插孔
560：电动机
700、1400：FAB/半导体FAB
730、1302：处理工具
740：晶片运输工具/OHT***
750、1450：OHT小车/带轮OHT小车
752、1452：起重机构
780、1130、1230、1480：天花板
790、1490：地面
800、900、901、1500、1600：方法
802、804、806、808、902、904、906、908、910、912、913、914、916、918、920、1504、1506、1508、1604、1606、1608、1610、1612、1614、1616、1618、1620：步骤
1010、1210：空中埠
1015：移动机构
1140：杆/连接杆/保持机构
1240：保持机构
1250：OHT
1311、1422：门
1312：载具
1313：门道
1314：平台/输入平台
1321：支撑板
1440：运输工具/晶片运输工具/OHT***
A1：第一方向
A2：第二方向
D：距离
H：高度
X、X’、Y、Y’、Z、Z’：方向
具体实施方式
以下公开内容阐述了用于实作主题的不同特征的各种示例性实施例。下文阐述组件及配置的具体实例以简化本发明实施例。当然这些仅为实例且并非旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。除非另有明确阐述，否则例如“经附装(attached)”、“经贴附(affixed)”、“经连接(connected)”及“经内连(interconnected)”等用语均是指其中各结构通过中间结构直接地或间接地固着到或附装到彼此的关系、以及可移动的或刚性的附装或关系。
除非另有定义，否则本文中所使用的所有用语(包括技术及科学用语)均具有与本发明实施例所属领域中的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。还应理解，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与其在相关技术及本发明实施例的上下文中的含义一致的含义，且除非本文中明确如此定义，否则不应将其解释为具有理想化或过于正式的意义。
现在将详细地参照本发明的当前实施例，所述当前实施例的实例被示出在附图中。只要可能，便在图式及说明中使用相同的参考编号来指代相同或相似的部件。
典型的FAB一般包括一个或多个地面及晶片分段运输装备(wafer stagingequipment)，所述一个或多个地面具有包括处理工具、计量工具、及检验工具的多个处理间(process bay)，所述晶片分段运输装备例如为通过AMHS进行内连的堆料机(stocker)，所述AMHS是被控制用于处置所要处理的晶片的分段运输及FAB中的晶片运输流(flow ofwafer traffic)的计算机。在半导体制作工艺期间，多个晶片通常是通过位于进行不同晶片处理的装载埠或其他工具之间的AMHS而在晶片载具中一起被存储及运输。晶片载具包括可保持多个晶片(例如，200毫米(mm)或8英寸(inch))的标准机械接口(standardmechanical interface，SMIF)晶片盒、或可保持更大的300mm(12英寸)或450mm(18英寸)晶片的前端开启式统集晶片盒(front opening unified pod，FOUP)。通常，每一晶片载具保持大约近似25个晶片。
OHT传递***常用于将晶片载具(例如FOUP或SMIF)从一个工具的装载埠运输到处理序列中的下一工具的装载埠。OHT***包括在AMHS的架空单轨条(overhead monorail)上行进的“小车”。OHT小车车载起重机(OHT vehicle on-board hoist)能够操作以抬升及降落晶片载具而使得OHT小车能够相对于沿着架空轨条定位且位于架空轨条之下的地面上的工具的装载埠来存放及撷取晶片载具。由OHT传递***运输的晶片载具在传递工艺期间通常具有门来进行产品质量控制。
为改善产品质量及节约操作人力资源，本发明实施例引入一种可当装载晶片载具以进行晶片处理时自动地开启及闭合晶片载具的门且将所述门存储在门存储空间中的设备。
在一些实施例中，所述设备为位于FAB的地面上的装载埠。所述装载埠可在不将门移动到门存储空间(door storage space)的条件下保持使所述门相对于晶片载具开启且在晶片处理之后使所述门闭合回到所述晶片载具。在此种情形中，装载埠搬运串联的晶片载具。在其他实施例中，装载埠将相对于晶片载具开启的门移动到门存储空间，以使所述装载埠可搬运并联的晶片且开启机构(opening mechanism)无需保持所述门及等待晶片被处理。
在一个实施例中，在装载埠的平台例如从运输工具(如OHT)接收晶片载具之后，所述装载埠具有开启机构以自动地开启所述晶片载具的门且将所述门移动到门存储单元以存储所述门，同时所述装载埠的控制器控制所述平台装载被开启的晶片载具以进行晶片处理。装载埠还可具有闭合机构(closing mechanism)以自动地从存储空间撷取门且在晶片处理之后将所述门闭合到晶片载具上。在装载晶片载具之前，所撷取的门可能并非所述晶片载具的原始门，但可与所述原始门具有相同的型号以配合所述晶片载具。
在一些实施例中，开启机构与闭合机构耦合在一起或组合在一起。开启/闭合机构及门存储空间可安装在位于FAB的地面上的现有装载埠(例如，多匣式装载埠(multi-cassette load port，MCLP))上。开启/闭合机构可包括：用于保持门的真空销(vacuumpin)、用于开启/闭合所述门的闩锁钥匙(latch key)、及使门往来于门存储器进行移动的移动机构(moving mechanism)。门存储器可包括分别用于存储晶片载具门的一个或多个存储单元。移动机构可例如通过对准销将门固定到门存储单元。
在一些实施例中，门存储单元被透明板覆盖，使得站在装载埠前面的操作者可看见位于平台后面及上方的存储单元中所存储的门。装载埠可包括多个缓冲空间(bufferingspace)，所述多个缓冲空间对晶片载具进行缓冲，之后才处理经缓冲的所述晶片载具中的任何晶片的。从操作者的角度来看，根据各种实施例，所述多个缓冲空间可位于晶片载具的后侧处、所述晶片载具的左侧处、或所述晶片载具的右侧处。对应地，根据各种实施例，平台可被配置成使晶片载具从前向后、从左向右、或从右向左移动到缓冲空间中。
所述设备还可包括光闸(light shutter)及传感器(例如，E84传感器)，所述光闸用于捕获所述光闸与平台之间的晶片运输路径的光信息，所述传感器用于基于所述光信息来检测所述晶片运输路径上的障碍物并将所检测到的障碍物通知给OHT，且此后使所述OHT停止将晶片载具传递到平台上。
在一些实施例中，所述设备具有一个或多个保持机构(holding mechanism)，所述一个或多个保持机构被配置成将所述设备保持到FAB的天花板。在此种情形中，所述设备被称为“空中埠”(sky port)且可与用于装载晶片载具以进行晶片处理的装载埠分离。空中埠可当装载埠装载所述晶片载具时自动地开启及闭合晶片载具的门且将所述门存储在门存储空间中。在一个实例中，空中埠的底部部分高于装载埠的顶部部分。在另一实例中，空中埠位于装载埠的正上方。
本发明实施例可适用于用于处理具有门的晶片载具的所有种类的装置。所公开设备可将每一晶片载具自动地映射到门；以及自动地控制包括门开启、门存储、及门闭合的工艺流程，以节约人为操作资源及减少制造地面上的人为失误。在一个实例中，所述设备可通过安装在FAB的天花板上来节约所述FAB的地面面积。
图1示出根据本发明一些实施例的具有门开启机构、门闭合机构、及门存储机构的示例性装载埠110。如图1中所示，装载埠110包括壳体111、平台112、光闸114、门开启/闭合机构116、及门存储空间118。装载埠110可位于FAB的地面上以搬运晶片载具。
平台112可被配置成从在实体上耦合到FAB的天花板的运输工具(例如，OHT的小车)接收晶片载具120且位置高于平台112。晶片载具120在晶片载具120的背面上(即，在面对壳体111的侧上)具有门122。
此实例中的门开启/闭合机构116耦合到壳体111且位于壳体111的前侧处(即，位于面对晶片载具120的侧处)。门开启/闭合机构116可被配置成例如通过闩锁钥匙及真空销来开启晶片载具120的门122，且如图1中所示沿-X方向朝晶片载具120的背面将门122移离晶片载具120。门开启/闭合机构116可接着保持门122且沿Z方向将门122向上移动到门存储空间118。
此实例中的门存储空间118耦合到壳体111且位于壳体111的前侧处(即，位于面对晶片载具120的侧处)。门存储空间118可在实体上连接到门开启/闭合机构116。门开启/闭合机构116能够沿Z方向及-Z方向相对于门存储空间118移动。此实例中的门存储空间118包括四个门存储单元。可理解，门存储空间可包括用于存储晶片载具门的一个或多个门存储单元。举例来说，在将门122向上移动到门存储单元中的一者之后，门开启/闭合机构116可通过闩锁钥匙来旋转门销以将门122固定到门存储单元中。在装载晶片载具120以进行晶片处理的同时，门122被存储在门存储单元中。
此实例中的光闸114耦合到壳体111且位于壳体111的前侧处及平台112上方。晶片载具120被运输工具(例如，OHT)沿-Z方向从上向下从装载埠110经由光闸114运输到平台112。光闸114可捕获光闸114与平台112之间的晶片运输路径的光信息。由于任何晶片载具均是经由晶片运输路径而由平台112接收，因此如果在所述晶片运输路径上存在任何物体或障碍物，则继续运输晶片载具可能造成碰撞。如此一来，电连接到光闸114的传感器(图中未示出)(例如，E84传感器)可基于由光闸114所捕获的光信息来判断在晶片运输路径上是否存在障碍物且向OHT发送信号以使OHT停止将任何更多的晶片载具运输到平台112上，直到所述晶片运输路径畅通且不具有障碍物为止。举例来说，在连接到光闸114的E84传感器确定在光闸114与平台112之间存在障碍物之后，E84传感器可将所述障碍物通知给连接到OHT的另一传感器(例如，E87传感器)以使OHT停止将晶片载具运输到平台112。接着，在光信息反映出障碍物消失且晶片运输路径畅通之后，E84传感器可以另一信号通知E87传感器来请求OHT继续将晶片载具运输到平台112。
壳体111具有面对晶片载具120的背侧的输入关口(input gateway)119。平台112能够相对于壳体111移动。在一个实施例中，装载埠110还包括控制器113。控制器113可控制平台112沿-X方向将晶片载具120经由输入关口119移动到缓冲空间中，即将晶片载具120装载到缓冲空间中以使处理工具处理晶片载具120中的至少一个晶片。
处理工具(图1中未示出)可耦合到装载埠110以撷取及处理门已被开启且已被存储在门存储空间118中的晶片载具120中的至少一个晶片。所述处理工具可为制造设备、目视检验设备、电特性测试设备等。
根据各种实施例，控制器113可如图1中所示设置在平台112下方，或者设置在壳体111内，或者设置在装载埠110的其他地方。控制器113可电连接到或机械连接到平台112以控制平台112。在处理工具完成对晶片载具120中的所述至少一个晶片的处理之后，控制器113可控制平台112从缓冲空间卸载晶片载具120。
在卸载晶片载具120之后，门开启/闭合机构116可被配置成从门存储空间118撷取门。所撷取的门可为在装载晶片载具120之前晶片载具120的原始门122，或者可为与原始门122具有相同型号以配合晶片载具120的另一门。门开启/闭合机构116可保持所撷取的门且沿-Z方向将所撷取的所述门从对应的存储单元向下移动并且例如通过闩锁钥匙及真空销将所撷取的所述门闭合到晶片载具120上。OHT可接着将所卸载的晶片载具120运输到另一装载埠以进一步处理晶片载具120中的所述一个或多个晶片。
除一次支持一个匣或一个晶片载具的简单装载埠以外，如上所述，本发明实施例的教示内容还可适用于多匣式装载埠(MCLP)。当装载埠110为MCLP时，多个缓冲空间(图1中未示出)能够移动地设置在壳体111中。对于晶片载具装载，控制器113可首先控制所述多个缓冲空间沿Z方向或-Z方向向上移动或向下移动，使得所述缓冲空间中的一者与平台112对准。控制器113可接着控制平台112沿-X方向将晶片载具120经由输入关口119移动到经对准的缓冲空间中，即将晶片载具120装载到经对准的缓冲空间中以使处理工具处理晶片载具120中的至少一个晶片。处理工具(图1中未示出)可耦合到装载埠110以撷取及处理在壳体111中的所述多个缓冲空间中经过缓冲的晶片载具(所述晶片载具的门已被开启且已被存储在门存储空间118中)中的晶片。所述处理工具可为制造设备、目视检验设备、电特性测试设备等。
对于MCLP的晶片载具卸载，在处理工具完成对晶片载具120中的所述至少一个晶片的处理之后，控制器113可控制平台112从经对准的缓冲空间卸载晶片载具120。可理解，由于存在在MCLP的缓冲空间中经过缓冲、正等待进行晶片处理的多个晶片载具，因此先前对准的缓冲空间可能与平台112不对准。在此种情形中，控制器113可首先控制缓冲空间沿Z方向或-Z方向向上移动或向下移动以使先前对准的缓冲空间与平台112重新对准，之后才控制平台112从经重新对准的缓冲空间卸载晶片载具120。
MCLP中的光闸114的操作、门开启/闭合机构116的操作、及门存储空间118的操作可与已针对上述简单装载埠阐述的操作相同或相似。
根据图1中所示实施例，当操作者站在装载埠110前面且面对门存储空间118时，从所述操作者的角度来看，包括所述多个缓冲空间的壳体111位于晶片载具120的背侧处。在此种情形中，从操作者的角度来看，平台112被配置成将晶片载具120从前向后移动到缓冲空间中。
图2A示出根据本发明一些实施例的图1中所示装载埠中的示例性门开启/闭合机构116的前视图。图2B示出根据本发明一些实施例的图2A中所示示例性门开启/闭合机构116的对应后视图。
如图2A及图2B中所示，此实例中的门开启/闭合机构116包括钥匙板230以及一对轨条240-1、240-2，钥匙板230保持一对闩锁钥匙210-1、210-2及一对真空销220-1、220-2，所述一对轨条240-1、240-2支持钥匙板230在具有晶片载具门或不具有晶片载具门的条件下沿Z方向及-Z方向移动。所述一对闩锁钥匙210-1、210-2及所述一对真空销220-1、220-2耦合在钥匙板230的前侧上，即在门122被开启之前沿X方向面对晶片载具120的门122。如图2B中所示，此实例中的门122包括附装在所述门的面对钥匙板230的侧上的一对闩锁钥匙槽124(图2B中示出所述一对闩锁钥匙槽124中的仅一者)及一对抽吸孔126(图2B中示出所述一对抽吸孔126中的仅一者)。
门开启/闭合机构116还可包括电动机(或发动机，图2A及图2B中未示出)，所述电动机被配置成提供机械能以使钥匙板230沿Z方向或-Z方向在所述一对轨条240-1、240-2上向上移动或向下移动，且利用插孔(jack)(图2A及图2B中未示出)沿X方向或-X方向向前移动或向后移动。
为开启门122，钥匙板230可沿-Z方向向下移动以与门122对准，接着沿X方向朝门122移动，使得所述一对闩锁钥匙210-1、210-2***到所述一对闩锁钥匙槽124中，且所述一对真空销220-1、220-2***到所述一对抽吸孔126中。每一真空销可包括真空孔，当真空销***到门122上的对应抽吸孔中时经由所述真空孔施加真空压力。基于所述真空压力，门122被抽吸到钥匙板230且由钥匙板230保持，使得钥匙板230可在门122被解锁或被开启之后与门122进行移动。在相对于钥匙板230拉动门122之前或之后，所述一对闩锁钥匙210-1、210-2可用于旋转门122上的锁(例如，旋转90°)以将门122解锁。在门122被从晶片载具120解锁且相对于钥匙板230被保持或拉动之后，钥匙板230可沿-X方向将门122移离晶片载具120，且接着沿Z方向将门122向上移动到对应门存储单元以进行门的存储。
为将门闭合到晶片载具120上，钥匙板230可移动到用于存储门122或存储与门122具有相同型号的门的门存储单元，且从所述门存储单元撷取所述门。接着钥匙板230可沿-Z方向与所撷取的门向下移动以与晶片载具120对准，接着沿X方向朝晶片载具120移动，使得所撷取的所述门放到晶片载具120上。所述一对闩锁钥匙210-1、210-2可用于旋转所撷取的门上的锁(例如，旋转90°)，以将所撷取的所述门锁到晶片载具120上。接着经由真空销释放真空压力，使得所撷取的门可从钥匙板230分离。在所撷取的门被锁到晶片载具120上且可与钥匙板230分离之后，钥匙板230可沿-X方向向后移离晶片载具120。
在一些实施例中，门开启机构及门闭合机构可为一个机构，即如图2A及图2B中所示的门开启/闭合机构116。在其他实施例中，门开启机构可为相对于门闭合机构的单独机构。
图3A示出根据本发明一些实施例的图1中所示装载埠中的示例性门存储空间118的前视图。图3B示出根据本发明一些实施例的图3A中所示示例性门存储空间118的对应后视图。
如图3A及图3B中所示，此实例中的门存储空间118包括沿Z方向设置的多个门存储单元310。可理解，根据各种实施例，门存储空间118中可包括一个或多个门存储单元。在装载晶片载具以进行晶片处理的同时，每一门存储单元可存储晶片载具门322。
如以上所论述，在门122被从晶片载具120解锁且相对于钥匙板230被保持或拉动之后，钥匙板230可沿-X方向将门122移离晶片载具120，且接着沿Z方向在所述一对轨条240-1、240-2上将门122向上移动到不附装有任何门的对应门存储单元以进行门的存储。为存储门122，在钥匙板230将门122移动成与对应门存储单元对准之后，可基于门存储机构将门122固定到或附装到所述对应门存储单元。在一个实例中，所述一对闩锁钥匙210-1、210-2可用于旋转门122上的锁(例如，旋转90°)，以将门122锁到位于对应门存储单元处的对应板312上。在另一实例中，门122可通过单独的对准销320固定在对应门存储单元处。板312可为如图3A中所示用于每一门存储单元的单独的板，或者可为覆盖整个门存储空间118的一体式板。在一些实施例中，所述板可为透明的，使得人可看到在门存储空间118中已存储有多少个晶片载具门322。
相似地，为从门存储单元撷取门，钥匙板230可基于门存储机构而移动成与对应门存储单元对准，且将所述门从所述门存储单元解锁。在一个实例中，所述一对闩锁钥匙210-1、210-2可用于旋转所撷取的门上的锁(例如，旋转90°)，以将所撷取的所述门从位于对应门存储单元处的对应板312解锁。在另一实例中，所撷取的门可通过释放单独的对准销320而被从对应门存储单元拆除。所撷取的门可为门122或与门122具有相同型号的门。在所撷取的门被从对应门存储单元解锁且相对于钥匙板230被保持或拉动之后，钥匙板230可沿-Z方向在所述一对轨条240-1、240-2上将所撷取的门向下移动以使所撷取的所述门与晶片载具对准，以如上所述进行门的闭合。
在一些实施例中，门存储机构可连接到图3A及图3B中所示的门开启/闭合机构116。在其他实施例中，门存储机构可与门开启/闭合机构116分离。
图4A示出根据本发明一些实施例的具有门开启机构、门闭合机构、及门存储机构的另一示例性装载埠410的前视图。图4B示出根据本发明一些实施例的图4A中所示示例性装载埠410的对应后视图。
如图4A及图4B中所示，装载埠410包括壳体411、平台412、光闸414、门开启/闭合机构416、及门存储空间418。装载埠410可位于FAB的地面上以搬运晶片载具。
平台412可被配置成从在实体上耦合到FAB的天花板的运输工具(例如，OHT的小车)接收晶片载具420且位置高于平台412。晶片载具420在晶片载具420的背面上(即，在面对门存储空间418的侧上)具有门(图4A及图4B中未示出)。
如图4A及图4B中所示，此实例中的门开启/闭合机构416耦合到壳体411且位于壳体411的左侧处(即，位于与壳体411相比朝向X’方向的侧上)。门开启/闭合机构416可被配置成例如通过闩锁钥匙及真空销来开启晶片载具420的门，且如图4A及图4B中所示沿-Y’方向朝晶片载具420的背面将所述门移离晶片载具420。门开启/闭合机构416可接着保持门且沿Z’方向将所述门向上移动到门存储空间418。
此实例中的门存储空间418耦合到壳体411且位于壳体411的左侧处(即，位于与壳体411相比朝向X’方向的侧上)。门存储空间418可在实体上连接到门开启/闭合机构416。门开启/闭合机构416能够沿Z’方向及-Z’方向相对于门存储空间418移动。此实例中的门存储空间418包括四个门存储单元。可理解，门存储空间可包括用于存储晶片载具门的一个或多个门存储单元。举例来说，在将门向上移动到门存储单元中的一者之后，门开启/闭合机构416可通过闩锁钥匙来旋转门销以将门固定到门存储单元中。在装载晶片载具420以进行晶片处理的同时，门被存储在门存储单元中。
此实例中的光闸414耦合到壳体411且位于壳体411的左侧处及平台412上方。晶片载具420被运输工具(例如，OHT)沿-Z方向从上向下从装载埠410经由光闸414运输到平台412。光闸414可捕获光闸414与平台412之间的晶片运输路径的光信息。由于任何晶片载具均是经由晶片运输路径而由平台412接收，因此如果在所述晶片运输路径上存在任何物体或障碍物，则继续运输晶片载具可能造成碰撞。如此一来，电连接到光闸414的传感器(图中未示出)(例如，E84传感器)可基于由光闸414所捕获的光信息来判断在晶片运输路径上是否存在障碍物且向OHT发送信号以使OHT停止将任何更多的晶片载具运输到平台412上，直到所述晶片运输路径畅通且不具有障碍物为止。举例来说，在连接到光闸414的E84传感器确定在光闸414与平台412之间存在障碍物之后，E84传感器可将所述障碍物通知给连接到OHT的另一传感器(例如，E87传感器)以使OHT停止将晶片载具运输到平台412。接着，在光信息反映出障碍物消失且晶片运输路径畅通之后，E84传感器可以另一信号通知E87传感器来请求OHT继续将晶片载具运输到平台412。
此实例中的壳体411具有面对晶片载具420的右侧的输入关口419。平台412能够相对于壳体411移动。在一个实施例中，装载埠410还包括控制器413。控制器413可控制平台412沿-X’方向将晶片载具420经由输入关口419移动到缓冲空间中，即将晶片载具420装载到缓冲空间中以使处理工具处理晶片载具420中的至少一个晶片。
处理工具(图4A或图4B中未示出)可耦合到装载埠410以撷取及处理门已被开启且已被存储在门存储空间418中的晶片载具420中的至少一个晶片。所述处理工具可为制造设备、目视检验设备、电特性测试设备等。
根据各种实施例，控制器413可如图4A及图4B中所示设置在平台412下方，或者设置在壳体411内，或者设置在装载埠410的其他地方。控制器413可电连接到或机械连接到平台412以控制平台412。在处理工具完成对晶片载具420中的所述至少一个晶片的处理之后，控制器413可控制平台412从缓冲空间卸载晶片载具420。
在卸载晶片载具420之后，门开启/闭合机构416可被配置成从门存储空间418撷取门。所撷取的门可为在装载晶片载具420之前晶片载具420的原始门，或者可为与原始门具有相同型号以配合晶片载具420的另一门。门开启/闭合机构416可保持所撷取的门且沿-Z’方向将所撷取的所述门从对应存储单元向下移动并且例如通过闩锁钥匙及真空销将所撷取的所述门闭合到晶片载具420上。OHT可接着将所卸载的晶片载具420运输到另一装载埠以进一步处理晶片载具420中的所述一个或多个晶片。
除一次支持一个匣或一个晶片载具的简单装载埠以外，如上所述，本发明实施例的教示内容还可适用于多匣式装载埠(MCLP)。当装载埠410为MCLP时，存在能够移动地设置在壳体411中的多个缓冲空间417。对于晶片载具装载，控制器413可首先控制所述多个缓冲空间417沿Z’方向或-Z’方向向上移动或向下移动，使得所述缓冲空间417中的一者与平台412对准。控制器413可接着控制平台412沿-X’方向将晶片载具420经由输入关口419移动到经对准的缓冲空间中，即将晶片载具420装载到经对准的缓冲空间中以使处理工具处理晶片载具420中的至少一个晶片。处理工具(图4A或图4B中未示出)可耦合到装载埠410以撷取及处理在壳体411中的所述多个缓冲空间417中经过缓冲的晶片载具(所述晶片载具的门已被开启且已被存储在门存储空间418中)中的晶片。
对于MCLP的晶片载具卸载，在处理工具完成对晶片载具420中的所述至少一个晶片的处理之后，控制器413可控制平台412从经对准的缓冲空间卸载晶片载具420。可理解，由于存在在MCLP的缓冲空间417中经过缓冲、正等待进行晶片处理的多个晶片载具，因此先前对准的缓冲空间可能与412不对准。在此种情形中，控制器413可首先控制缓冲空间沿Z’方向或-Z’方向向上移动或向下移动以使先前对准的缓冲空间与平台412重新对准，之后才控制平台412从经重新对准的缓冲空间卸载晶片载具420。
MCLP中的光闸414的操作、门开启/闭合机构416的操作、及门存储空间418的操作可与已针对上述简单装载埠阐述的操作相同或相似。
根据图4A及图4B中所示实施例，当操作者站在装载埠410前面且面对门存储空间418时，从所述操作者的角度来看，包括所述多个缓冲空间417的壳体411位于晶片载具420的右侧处。在此种情形中，从操作者的角度来看，平台412被配置成将晶片载具420从左向右移动到缓冲空间中。
可理解，在一些其他实施例中，从操作者的角度来看，包括缓冲空间的装载埠的壳体可位于晶片载具的左侧处，且平台被配置成将所述晶片载具从右向左移动到缓冲空间中。
如图4A及图4B中所示，装载埠410还包括多个钥匙开关415。装载埠410的不同组件(例如，控制器413、门开启/闭合机构416、门存储空间418等)可被配置成基于由钥匙开关415中的任一者产生的按压信号(pressed signal)进行操作。
图5示出根据本发明一些实施例的图4A及图4B中所示装载埠410中的示例性门开启/闭合机构416。如图5中所示，此实例中的门开启/闭合机构416包括钥匙板530以及一对轨条540-1、540-2，钥匙板530保持一对闩锁钥匙510-1、510-2及一对真空销520-1、520-2，所述一对轨条540-1、540-2支持钥匙板230在具有晶片载具门或不具有晶片载具门的条件下沿Z’方向及-Z’方向移动。所述一对闩锁钥匙510-1、510-2及所述一对真空销520-1、520-2耦合在钥匙板530的前侧上，即在晶片载具420的门被开启之前沿Y’方向面对所述门。此实例中的门可包括附装在所述门的面对钥匙板530的侧上的一对闩锁钥匙槽124(图5中未示出)及一对抽吸孔126(图5中未示出)。
门开启/闭合机构416还可包括电动机(或发动机)560，电动机560被配置成提供机械能以使钥匙板530沿Z’方向或-Z’方向在所述一对轨条540-1、540-2上向上移动或向下移动，且利用插孔550沿Y’方向或-Y’方向向前移动或向后移动。
为开启晶片载具门，钥匙板530可沿-Z’方向向下移动以与门对准，接着沿Y’方向朝所述门移动，使得所述一对闩锁钥匙510-1、510-2***到所述一对闩锁钥匙槽中，且所述一对真空销520-1、520-2***到所述一对抽吸孔中。每一真空销可包括真空孔，当真空销***到门上的对应抽吸孔中时经由所述真空孔施加真空压力。基于所述真空压力，门被抽吸到钥匙板530且由钥匙板530保持，使得钥匙板230可在门被解锁或被开启之后与所述门进行移动。在相对于钥匙板530拉动门之前或之后，所述一对闩锁钥匙510-1、510-2可用于旋转门上的锁(例如，旋转90°)以将所述门解锁。在门被从晶片载具420解锁且相对于钥匙板530被保持或拉动之后，钥匙板530可沿-Y’方向将所述门移离晶片载具420，且接着沿Z’方向将所述门向上移动到对应门存储单元以进行门的存储。
为将门闭合到晶片载具420上，钥匙板530可移动到用于存储门或存储与所述门具有相同型号的门的门存储单元，且从所述门存储单元撷取所述门。接着钥匙板530可沿-Z’方向与所撷取的门向下移动以与晶片载具420对准，接着沿Y’方向朝晶片载具420移动，使得所撷取的所述门放到晶片载具420上。所述一对闩锁钥匙510-1、510-2可用于旋转所撷取的门上的锁(例如，旋转90°)，以将所撷取的所述门锁到晶片载具420上。接着经由真空销释放真空压力，使得所撷取的门可从钥匙板530分离。在所撷取的门被锁到晶片载具420上且可与钥匙板530分离之后，钥匙板530可沿-Y’方向向后移离晶片载具420。
在一些实施例中，门开启机构及门闭合机构可为一个机构，即如图5中所示的门开启/闭合机构416。在其他实施例中，门开启机构可为相对于门闭合机构的单独机构。
图6示出根据本发明一些实施例的图4A及图4B中所示装载埠410中的示例性门存储空间418。如图6中所示，此实例中的门存储空间418包括沿Z’方向设置的多个门存储单元610。可理解，根据各种实施例，门存储空间418中可包括一个或多个门存储单元。在装载晶片载具以进行晶片处理的同时，每一门存储单元可存储晶片载具门。
如以上所论述，在门被从晶片载具420解锁且相对于钥匙板530被保持或拉动之后，钥匙板530可沿-Y’方向将所述门移离晶片载具420，且接着沿Z’方向在所述一对轨条540-1、540-2上将所述门向上移动到不附装有任何门的对应门存储单元以进行门的存储。为存储门122，在钥匙板530将门移动成与对应门存储单元对准之后，所述门可基于门存储机构而固定到或附装到所述对应门存储单元。在一个实例中，所述一对闩锁钥匙510-1、510-2可用于旋转门上的锁(例如，旋转90°)，以将所述门锁到位于对应门存储单元处的对应板612上。在另一实例中，门可通过单独的对准销(图6中未示出)固定在对应门存储单元处。板612可为如图6中所示覆盖整个门存储空间418的一体式板，或者可为用于每一门存储单元的单独的板。如图6中所示，板612可为透明的，使得人可看到在门存储空间418中已存储有多少个晶片载具门。
相似地，为从门存储单元撷取门，钥匙板530可基于门存储机构而移动成与对应门存储单元对准，且将所述门从所述门存储单元解锁。在一个实例中，所述一对闩锁钥匙510-1、510-2可用于旋转所撷取的门上的锁(例如，旋转90°)，以将所撷取的所述门从位于对应门存储单元处的对应板612解锁。在另一实例中，所撷取的门可通过释放单独的对准销而被从对应门存储单元拆除。所撷取的门可为原始门或与所述原始门具有相同型号的门。在所撷取的门被从对应门存储单元解锁且相对于钥匙板530被保持或拉动之后，钥匙板530可沿-Z’方向在所述一对轨条540-1、540-2上向下移动所撷取的门以使所撷取的所述门与晶片载具对准，以如上所述进行门的闭合。
在一些实施例中，门存储机构可为与图6中所示的门开启/闭合机构416相同的机构。在其他实施例中，门存储机构可为与门开启/闭合机构416不同的机构。
图7示出根据本发明一些实施例的包括晶片运输工具740及装载埠710的半导体FAB 700的一部分。图7中所示的FAB 700的所述一部分可为自动化材料搬运***(AMHS)的示意性透视图。如图7中所示，AMHS包括晶片运输工具740(例如，OHT***)及装载埠710，装载埠710可为如以上根据图1至图6所公开的任意装载埠(例如，MCLP)。
在一个实例中，OHT***740包括静止轨道或轨条742构成的网络，所述网络能够操作以导引由轨条742支撑且从轨条742悬吊下来的一个或多个带轮OHT小车750的移动。在一些实施例中，轨条742是安装到FAB的天花板780及/或壁且从FAB的天花板780及/或壁悬吊下来的单轨条。轨条742具有所属领域中的技术人员所将知的任何适合的横截面配置，只要OHT小车750由轨条742适宜地支撑来进行滚动运动。
OHT小车750能够操作以经由FAB 700运输晶片载具720从而进行间内移动(intra-bay movement)或间际移动(inter-bay movement)。OHT小车750被配置成及构造成保持容纳多个晶片的晶片载具720且在大体水平的方向或侧向方向上将晶片载具720从FAB 700内的一个位置运输到FAB 700内的另一位置。
OHT小车750被配置成且能够操作以拾取、抬升/降落、保持、绞接、及释放晶片载具720。在一个实施例中，OHT小车750包括由电动机驱动的或气动的起重机构752，起重机构752大体包括抓具总成(gripper assembly)，所述抓具总成包括一个或多个可收缩且可延伸的抓具臂，所述抓具臂的端部上具有抓具，所述抓具被配置用于锁到晶片载具720上的对接钩(mating hook)或凸缘(flange)上。起重机构752能够操作以垂直地抬升及降落抓具及所附装的晶片载具720。
如图7中所示，OHT小车750可保持晶片载具720，沿轨条742运输晶片载具720，及将晶片载具720释放到装载埠710的平台上。装载埠710可自动地开启及存储晶片载具720的门且装载晶片载具720以使处理工具730以与已在图1至图6中阐述的方式相似的方式处理晶片载具720中的至少一个晶片。在此实例中，处理工具730耦合到装载埠710。装载埠710与处理工具730二者位于FAB 700的地面790上。
在一些实施例中，在FAB 700中存在多个处理工具，且每一处理工具耦合到对应装载埠(即以上根据图1至图6所公开的装载埠)。在此种情形中，在晶片载具720中的所述至少一个晶片被处理且晶片载具720被装载埠710卸载之后，OHT小车750可从装载埠710拾取晶片载具720且将晶片载具720运输到下一装载埠以在耦合到所述下一装载埠的处理工具处进行附加晶片处理。
图8是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的示例性方法800的流程图。如图8中所示，在802处接收具有门且能够操作以保持多个晶片的晶片载具。在804处开启晶片载具的门。在806处将门存储在位于FAB的地面上的装置的存储空间中。如以上所论述，装置可为耦合到处理工具的装载埠，例如MCLP。在808处，所述装置装载晶片载具以使处理工具处理所述晶片载具中的至少一个晶片。
图9A是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的另一示例性方法900的流程图。如图9A中所示，在902处接收具有第一门且能够操作以保持多个晶片的晶片载具。在904处以闩锁钥匙开启晶片载具的第一门。在906处沿第一方向将第一门移离晶片载具。在908处沿与第一方向不同的方向将第一门移动到存储单元。在910处将第一门附装到装置中的存储单元上以存储所述第一门。如以上所论述，装置可为位于FAB的地面上的装载埠，例如MCLP。
在912处，沿第一方向将晶片载具移动到缓冲空间中。在914处装载晶片载具以处理所述晶片载具中的至少一个晶片。在装载晶片载具之后，在916处卸载所述晶片载具。在918处撷取与第一门具有相同型号的第二门。在920处将第二门闭合到晶片载具上。
图9B是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的又一示例性方法901的流程图。除以步骤913替换步骤912以外，示例性方法901与示例性方法900相似，在步骤913中沿与第一方向正交的方向将晶片载具移动到缓冲空间中。如以上所论述，尽管所公开装载埠可自动地操作晶片载具而无需人类操作者，然而如本文中所公开，在所述晶片载具的门位于所述晶片载具的背侧上的同时，操作者可站在装载埠的平台上的晶片载具的前侧上。在此种情形中，从操作者的角度来看，根据各种实施例，所述平台可被配置成从前向后(例如，如在步骤912中)、从左向右或从右向左(例如，如在步骤913中)将晶片载具移动到装载埠的缓冲空间中。
可理解，图8、图9A、及图9B中的每一者中所示步骤的次序可根据本发明的不同实施例来改变。
图10示出根据本发明一些实施例的具有门开启机构、门闭合机构、及门存储机构的示例性空中埠1010的侧视图。如图10中所示，空中埠1010包括壳体1011、平台1012、门开启/闭合机构1016、及门存储空间1018。空中埠1010可位于FAB的天花板上以节约所述FAB的地面面积。
平台1012可被配置成从在实体上耦合到FAB的天花板的运输工具(例如，OHT的小车)接收晶片载具1020且位置高于平台1012。晶片载具1020在晶片载具1020的背面上(即，在面对壳体1011的侧上)具有门1022。
此实例中的门开启/闭合机构1016位于壳体1011内且位于壳体1011的前侧处(即，位于面对晶片载具1020的侧处)。门开启/闭合机构1016可被配置成例如通过闩锁钥匙及真空销来开启晶片载具1020的门1022，且如图10中所示沿-X方向朝晶片载具1020的背面将门1022移离晶片载具1020。门开启/闭合机构1016可接着保持门1022且沿-Z方向将门1022向下移动到门存储空间1018。
此实例中的门存储空间1018耦合到壳体1011且位于壳体1011的前侧处(即，位于面对晶片载具1020的侧处及平台1012下面)。可理解，门存储空间1018可位于空中埠1010的其他地方，例如位于壳体1011的另一侧上及/或平台1012上方。门存储空间1018可在实体上连接到门开启/闭合机构1016。门开启/闭合机构1016能够沿Z方向及-Z方向相对于门存储空间1018移动。此实例中的门存储空间1018包括四个门存储单元。可理解，门存储空间可包括用于存储晶片载具门的一个或多个门存储单元。举例来说，在将门1022向下移动到门存储单元中的一者之后，门开启/闭合机构1016可通过闩锁钥匙来旋转门销以将门1022固定到门存储单元中。在通过装载埠装载晶片载具1020以进行晶片处理的同时，门1022被存储在门存储单元中。
在一些实施例中，空中埠101还可包括光闸(图10中未示出)。光闸可耦合至壳体1011且位于壳体1011的前侧处及平台1012上方，使得晶片载具1020被运输工具(例如，OHT)沿-Z方向从上向下从空中埠1010经由所述光闸运输到平台1012。光闸可捕获所述光闸与平台1012之间的晶片运输路径的光信息。由于任何晶片载具均是经由晶片运输路径而由平台1012接收，因此如果在所述晶片运输路径上存在任何物体或障碍物，则继续运输晶片载具可能造成碰撞。如此一来，电连接到光闸的传感器(图中未示出)(例如，E84传感器)可基于由所述光闸所捕获的光信息来判断在晶片运输路径上是否存在障碍物且向OHT发送信号以使OHT停止将任何更多的晶片载具运输到平台1012上，直到所述晶片运输路径畅通且不具有障碍物为止。举例来说，在连接到光闸的E84传感器确定在所述光闸与平台1012之间存在障碍物之后，所述E84传感器可将所述障碍物通知给连接到OHT的另一传感器(例如，E87传感器)以使OHT停止将晶片载具运输到平台1012。接着，在光信息反映出障碍物消失且晶片运输路径畅通之后，E84传感器可以另一信号通知E87传感器来请求OHT继续将晶片载具运输到平台1012。
在一个实施例中，空中埠1010还包括控制器1013。控制器1013可控制门开启/闭合机构1016通过移动机构1015沿-Z方向将门1022移动到门存储空间1018中的中空门存储单元。根据各种实施例，控制器1013可如图10中所示设置在平台1012下方，或者设置在壳体1011内，或者设置在空中埠1010的其他地方。控制器1013可电连接到或机械连接到门开启/闭合机构1016及门存储空间1018。
在空中埠1010处开启及存储门1022之后，可例如通过OHT将晶片载具1020运输到装载埠。装载埠可装载晶片载具1020以使处理工具处理晶片载具1020中的至少一个晶片。所述处理工具可为制造设备、目视检验设备、电特性测试设备等。
在晶片处理之后，装载埠可卸载晶片载具1020；且晶片载具1020可被运输回空中埠1010。接着，门开启/闭合机构1016可被配置成从门存储空间1018撷取门。在装载晶片载具1020之前，所撷取的门可为晶片载具1020的原始门1022，或可为与原始门1022具有相同型号以配合晶片载具1020的另一门。门开启/闭合机构1016可保持所撷取的门且通过移动机构1015沿Z方向将所撷取的所述门从对应的存储单元向上移动并且例如通过闩锁钥匙及真空销将所撷取的所述门闭合到晶片载具1020上。在一个实施例中，移动机构1015可为门开启/闭合机构1016的一部分或者为单独的但连接到门开启/闭合机构1016。OHT可将门1022已被闭合回晶片载具1020上的晶片载具1020运输到另一装载埠以进一步处理晶片载具1020中的所述一个或多个晶片。
在一个实施例中，空中埠1010可同时服务于若干个装载埠。在此种情形中，在空中埠1010开启门1022之后，晶片载具1020在用于晶片处理的所述若干个装载埠中进行运输，之后才被运输回空中埠1010以进行门的闭合。
在另一实施例中，一个空中埠服务于用于进行一种类型的晶片处理的一个装载埠。在此种情形中，在空中埠1010开启门1022且晶片载具1020在对应装载埠处被装载及卸载之后，晶片载具1020被运输回空中埠1010以进行门的闭合。为对晶片载具1020中的晶片执行另一晶片处理，晶片载具1020将被运输到第二空中埠以进行门的开启，之后才被运输到对应的第二装载埠以进行装载及处理。
除一次提供支持一个匣或一个晶片载具的简单装载埠以外，本发明实施例的教示内容还可适用于多匣式装载埠(MCLP)。当空中埠1010服务于MCLP时，控制器1013可确定哪一门对应于在MCLP上装载的哪一晶片载具。如此一来，当空中埠1010从MCLP接收回晶片载具1020时，控制器1013可确定对应的门1022或与门1022具有相同型号的匹配门被存储在何处。控制器1013可接着控制门开启/闭合机构1016通过移动机构1015沿Z方向从门存储空间1018中的门存储单元将门1022或匹配门向上移动以进行门的闭合。
根据本发明的一些实施例，空中埠1010中的门开启/闭合机构1016可与图2A及图2B中所示门开启/闭合机构116相同。根据本发明的一些实施例，空中埠1010中的门存储空间1018可与图3A及图3B中所示门存储空间118相同。
图11示出根据本发明一些实施例的保持在半导体FAB的天花板1130上的示例性空中埠1010。如图11中所示，空中埠1010通过一个或多个连接杆1140而被保持到FAB的天花板1130上。杆1140可将空中埠1010在实体上连接到天花板1130。在一些实施例中，杆1140可被视为空中埠1010的一部分。可理解，可使用除杆1140以外的其他保持机构来将空中埠1010保持到天花板1130上。
如以上所论述，在空中埠1010被保持在天花板1130上的同时，空中埠1010可自动地开启、闭合、及存储晶片载具门1122。由于晶片载具1120通过同样被保持在天花板1130上的OHT而往来于空中埠1010进行运输，因此可节约FAB的地面面积。另外，由于OHT与空中埠1010均耦合到天花板1130，因此就垂直距离而言，OHT与空中埠1010之间的移动距离为小的。此可改善生产质量及操作安全性。在一个实施例中，空中埠1010可安装在对应装载埠上方或正上方，使得可在FAB中的各装置之间的晶片载具运输距离最小化的同时利用所述FAB中的空闲空间。
图12A示出根据本发明一些实施例的示例性自动化材料搬运***(AMHS)的一部分。图12B示出根据本发明一些实施例的图12A中所示示例性AMHS的另一部分。如图12A及图12B中所示，OHT 1250可用于在FAB的天花板1230上运输晶片载具1220。为装载晶片载具1220以进行晶片处理，OHT首先将晶片载具1220运输到空中埠1210(即通过一个或多个保持机构1240而在实体上耦合到天花板1230)以进行门的开启及存储。如以上所论述，空中埠1210可自动地开启及存储晶片载具1220的门。接着，门已被开启且已被存储在空中埠1210处的经开启的晶片载具1220’被OHT 1250拾取且被运输到装载埠1260(例如，MCLP)。此实例中的装载埠1260包括用于接收经开启的晶片载具1220’的平台1262、及用于同时装载及卸载多个晶片载具的多个缓冲空间1264。
图13示出根据本发明一些实施例的用于处理工具1302的示例性装载埠1301的透视图。如图13中所示，装载埠1301包括壳体1310、载具1312、输入平台1314、及多个钥匙开关1316。载具1312具有多个缓冲空间1320。载具1312能够相对于耦合到装载埠1301的处理工具1302移动。输入平台1314被配置成例如从OHT接收如以上所论述的门已被开启且已被存储的至少一个晶片载具1303。
在一个实施例中，载具1312包括多个支撑板1321，且缓冲空间1320分别界定在支撑板1321之上。载具1312能够沿第一方向A1相对于处理工具1302移动。支撑板1321沿第一方向A1排列。任意两个相邻的支撑板1321沿第一方向A1隔开距离D。输入平台1314能够沿与第一方向A1不同的第二方向A2相对于支撑板1321移动。晶片载具1303的高度H小于距离D，以被接纳在任意两个相邻的支撑板121之间的空间中。
如图13中所示，壳体1310具有通往载具1312的门道1313。装载埠1301还包括门1311，门1311枢接到壳体1310且能够选择性地开启及闭合门道1313。当装载埠1301故障时，可通过开启门1311而经由门道1313来取出被接纳在载具中的晶片载具1303。
壳体1310具有面对输入平台1314的输入关口1315。载具1312能够移动地设置在壳体1310中，且输入平台1314能够经由输入关口1315移动到经对准的缓冲空间1320中及从经对准的缓冲空间1320中移出。
在一个实施例中，装载埠1301还包括控制器。对于晶片载具装载，控制器可首先控制所述多个缓冲空间沿A1方向向上移动或向下移动，使得所述缓冲空间中的一者与平台1314对准。控制器可接着控制平台1314沿A2方向将晶片载具1303经由输入关口1315移动到经对准的缓冲空间中，即将晶片载具1303装载到经对准的缓冲空间中以使处理工具1302处理晶片载具1303中的至少一个晶片。处理工具1302可耦合到装载埠1301以撷取及处理在壳体1310中的所述多个缓冲空间中经过缓冲的晶片载具(所述晶片载具的门已被开启且已被存储在门存储空间1018中)中的晶片。所述处理工具可为制造设备、目视检验设备、电特性测试设备等。
对于MCLP 1301的晶片载具卸载，在处理工具1302完成对晶片载具1303中的所述至少一个晶片的处理之后，控制器可控制平台1314从经对准的缓冲空间卸载晶片载具1303。可理解，由于存在在MCLP的缓冲空间中经过缓冲、正等待进行晶片处理的多个晶片载具，因此先前对准的缓冲空间可能与平台1314不对准。在此种情形中，控制器可首先控制缓冲空间沿A1方向向上移动或向下移动以使先前对准的缓冲空间与平台1314重新对准，之后才控制平台1314从经重新对准的缓冲空间卸载晶片载具1303。
如图13中所示，装载埠1301还包括多个钥匙开关1316。装载埠1301的不同组件可被配置成基于由钥匙开关1316中的任一者产生的按压信号来进行操作。
图14示出根据本发明一些实施例的包括运输工具1440、空中埠1010、及装载埠1301的半导体FAB 1400的一部分。图14中所示的FAB 1400的所述一部分可为自动化材料搬运***(AMHS)的示意性透视图。如图14中所示，AMHS包括晶片运输工具1440(例如，OHT***)、空中埠1010、及装载埠1301，空中埠1010可为如以上根据图10至图12B所公开的空中埠，装载埠1301可为如以上根据图13所公开的装载埠(例如，MCLP)。
在一个实例中，OHT***1440包括由静止轨道或轨条1442构成的网络，所述网络能够操作以导引由轨条1442支撑且从轨条1442悬吊下来的一个或多个带轮OHT小车1450的移动。在一些实施例中，轨条1442是安装到FAB的天花板1480及/或壁且从FAB的天花板1480及/或壁悬吊下来的单轨条。轨条1442具有所属领域中的技术人员所将知的任何适合的横截面配置，只要OHT小车1450被轨条1442适宜地支撑来进行滚动运动即可。
OHT小车1450能够操作以经由FAB 1400运输晶片载具1420、1420’从而进行间内移动或间际移动。OHT小车1450被配置成及构造成保持容纳多个晶片的晶片载具1420、1420’且在大体水平的方向或侧向方向上将晶片载具1420、1420’从FAB 1400内的一个位置运输到FAB 1400内的另一位置。
OHT小车1450被配置成且能够操作以拾取、抬升/降落、保持、绞接、及释放晶片载具1420、1420’。在一个实施例中，OHT小车1450包括由电动机驱动的或气动的起重机构1452，起重机构1452大体包括抓具总成，所述抓具总成包括一个或多个可收缩且可延伸的抓具臂，所述抓具臂的端部上具有抓具，所述抓具被配置成用于锁到晶片载具1420、1420’上的对接钩或凸缘上。起重机构1452能够操作以垂直地抬升及降落抓具及所附装的晶片载具1420、1420’。
如图14中所示，OHT小车1450可保持具有门1422的晶片载具1420，沿轨条1442运输晶片载具1420，及将晶片载具1420释放到空中埠1010的平台上。空中埠1010可以与已在图10至图12B中阐述的方式相似的方式自动地开启及存储晶片载具1420的门1422。空中埠1010通过一个或多个保持机构1140而在实体上耦合到天花板1480以节约FAB 1400的地面面积。
在将门1422存储在空中埠1010处之后，OHT小车1450可拾取经开启的晶片载具1420’且将经开启的晶片载具1420’运输到可装载经开启的晶片载具1420’的装载埠1301以使处理工具1302处理经开启的晶片载具1420’中的至少一个晶片。在此实例中，处理工具1302耦合到装载埠1301。装载埠1301与处理工具1302二者位于FAB 1400的地面1490上。
在一些实施例中，在FAB 1400中存在多个处理工具，且每一处理工具耦合到对应装载埠(即以上根据图13所公开的装载埠)。在此种情境中，在晶片载具1420中的所述至少一个晶片被处理且晶片载具1420的门1422通过空中埠1010闭合回位之后，OHT小车1450可从空中埠1010拾取晶片载具1420且将晶片载具1420运输到下一空中埠及对应下一装载埠以在耦合到所述下一装载埠的处理工具处进行附加晶片处理。
图15是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的示例性方法1500的流程图。如图15中所示，在1504处接收具有门且能够操作以保持多个晶片的晶片载具。在1506处开启晶片载具的门。在1508处将门存储于在实体上耦合到FAB的天花板的装置的门存储空间中。
图16是示出根据本发明一些实施例的搬运晶片载具的另一示例性方法1600的流程图。如图16中所示，在1604处接收具有第一门且能够操作以保持多个晶片的晶片载具。在1606处以闩锁钥匙开启晶片载具的第一门。在1608处沿第一方向将第一门移离晶片载具。在1610处沿与第一方向不同的方向将第一门移动到存储单元。如以上所论述，存储单元可包括于在实体上耦合到FAB的天花板的装置中。
在1612处将第一门附装到装置中的存储单元上以存储所述第一门。在1614处，将晶片载具发送到装载埠以进行晶片处理。在1616处接收已被装载埠卸载的晶片载具。在1618处撷取与第一门具有相同型号的第二门。在1620处将第二门闭合到晶片载具上。
可理解，图15及图16中的每一者中所示步骤的次序可根据本发明的不同实施例来改变。
在实施例中，公开一种在半导体制作场所(FAB)中搬运晶片载具的设备。所述设备包括：平台，被配置成接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片；开启机构，被配置成开启晶片载具的第一门；以及门存储空间，被配置成存储第一门。
在一些实施例中，所述设备还包括一个或多个保持机构，所述一个或多个保持机构被配置成将所述设备保持到所述半导体制作场所的天花板。在一些实施例中，所述设备还包括运输工具，所述运输工具被配置成将所述晶片载具运输到位于所述半导体制作场所的地面上的处理工具的装载埠，其中所述处理工具被配置成对所述晶片载具中的至少一个晶片执行半导体制造工艺。在一些实施例中，所述一个或多个保持机构被配置成将所述设备在实体上耦合到所述半导体制作场所的所述天花板，使得所述设备的底部部分高于所述装载埠的顶部部分。在一些实施例中，所述一个或多个保持机构被配置成将所述设备在实体上耦合到所述半导体制作场所的所述天花板，使得所述设备位于所述装载埠的正上方。在另一实施例中，公开一种由位于FAB的地面上的装置搬运晶片载具的方法。所述方法包括：接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片；开启晶片载具的第一门；将第一门存储在所述装置的门存储空间中；以及将门已被存储在门存储空间中的晶片载具装载到处理工具中以处理所述晶片载具中的至少一个晶片。
在一些实施例中，所述方法还包括：捕获晶片运输路径的光信息，所述晶片载具经由所述晶片运输路径被接收到；基于所述光信息判断在所述晶片运输路径上是否存在障碍物；以及当在所述晶片运输路径上存在障碍物时，通知所述运输工具以使所述运输工具停止将晶片载具运输到所述装置。在一些实施例中，开启所述第一门还包括：保持所述第一门，在所述第一门被保持的同时开启所述第一门，以及沿第一方向将所述第一门移离所述晶片载具；所述门存储空间包括用于进行门的存储的至少一个存储单元；且所述方法还包括：沿与所述第一方向不同的第二方向将所述第一门移动到未附装有任何门的所述至少一个存储单元，以及将所述第一门附装到所述至少一个存储单元上。在一些实施例中，所述方法还包括：沿所述第一方向及与所述第一方向不同的第三方向中的至少一个方向，将所述晶片载具移动到所述装置中的缓冲空间中；以及在对所述晶片载具中的任何晶片进行处理之前，在所述缓冲空间中对门已被开启且已被存储在所述门存储空间中的所述晶片载具进行缓冲。在又一实施例中，公开一种由FAB中的装置搬运晶片载具的方法。所述方法包括：接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片；开启晶片载具的第一门；以及将第一门存储在所述装置的门存储空间中。所述装置在实体上耦合到FAB的天花板。
在一些实施例中，所述方法还包括：通过运输工具将所述晶片载具发送到位于所述半导体制作场所的地面上的装载埠，其中所述晶片载具将由所述装载埠装载以使处理工具对所述晶片载具中的至少一个晶片执行半导体制造工艺。在一些实施例中，所述方法还包括：在进行晶片处理之后，接收已由所述装载埠卸载的所述晶片载具；从所述门存储空间撷取与所述第一门具有相同型号的第二门；以及将所述第二门闭合到已被所述装载埠卸载的所述晶片载具上。在一些实施例中，开启所述晶片载具的所述第一门包括：保持所述第一门，在所述第一门被保持的同时开启所述第一门，以及沿第一方向将所述第一门移离所述晶片载具；所述门存储空间包括用于进行门的存储的至少一个存储单元；且所述方法还包括：沿与所述第一方向不同的第二方向将所述第一门移动到未附装有任何门的所述至少一个存储单元，以及通过对准销将所述第一门附装到所述至少一个存储单元。
在又一实施例中，公开一种FAB中的晶片搬运***。所述晶片搬运***包括：耦合到FAB的天花板的装置、装载埠、及运输工具。所述装置在实体上耦合到FAB的天花板，且包括：平台，被配置成接收具有第一门且能够操作以保持多个晶片的晶片载具，开启机构，被配置成开启晶片载具的第一门；以及门存储空间，被配置成存储第一门。装载埠被配置成接收门已被存储在存储空间中的晶片载具，且装载所述晶片载具以使处理工具对所述晶片载具中的至少一个晶片执行半导体制造工艺。运输工具被配置成在所述装置与装载埠之间运输晶片载具。
在不同的实施例中，公开一种FAB中的晶片搬运***。所述晶片搬运***包括：装载埠，位于FAB的地面上；运输工具，在实体上耦合到FAB的天花板；以及处理工具，在实体上耦合到装载埠。装载埠包括：平台，被配置成接收具有第一门的晶片载具且能够操作以保持多个晶片；开启机构，被配置成开启晶片载具的第一门；门存储空间，被配置成存储第一门；以及控制器，被配置成控制平台来装载门已被存储在门存储空间中的晶片载具。运输工具被配置成将晶片载具运输到装载埠。处理工具被配置成处理所装载的晶片载具中的至少一个晶片。
前述内容概述了若干实施例的特征以使所属领域中的普通技术人员可更好地理解本发明实施例的各个方面。所属领域中的技术人员应知，其可容易地使用本发明实施例作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的及/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本发明实施例的精神及范围，而且他们可在不背离本发明实施例的精神及范围的条件下对其作出各种改变、代替及变更。

Claims (10)

1.一种在半导体制作场所中搬运晶片载具的设备，其特征在于，包括：
平台，被配置成接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片；
开启机构，被配置成开启所述晶片载具的所述第一门；以及
门存储空间，被配置成存储所述第一门。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述晶片载具通过运输工具而降落到所述平台的顶表面上；以及
所述设备位于所述半导体制作场所的地面上且还包括控制器，所述控制器被配置成控制所述平台将门已被存储在所述门存储空间中的所述晶片载具装载到处理工具中以处理所述晶片载具中的至少一个晶片。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，
所述控制器还被配置成在所述至少一个晶片经过处理之后控制所述平台卸载所述晶片载具；以及
所述设备还包括闭合机构，所述闭合机构被配置成：
从所述门存储空间撷取与所述第一门具有相同型号的第二门，以及
将所述第二门闭合到已被卸载的所述晶片载具上。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括：
光闸，位于所述平台之上且被配置成捕获所述光闸与所述平台之间的晶片运输路径的光信息；以及
第一传感器，被配置成：
基于所述光信息判断在所述晶片运输路径上是否存在障碍物，以及
当在所述晶片运输路径上存在障碍物时，通知所述运输工具上的第二传感器以使所述运输工具停止将晶片载具运输到所述设备。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述开启机构包括：
真空销，被配置成保持所述第一门；
闩锁钥匙，被配置成开启所述第一门；以及
移动机构，被配置成将所述第一门沿第一方向移离所述晶片载具，其中：
所述门存储空间包括用于进行门的存储的至少一个存储单元；以及
所述移动机构还被配置成：
沿与所述第一方向不同的第二方向将所述第一门移动到未附装有任何门的所述至少一个存储单元，以及
通过对准销将所述第一门附装到所述至少一个存储单元。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括：
多个缓冲空间，被配置成对门已被开启且已被存储在所述门存储空间中的所述晶片载具进行缓冲，之后才由所述处理工具处理经缓冲的所述晶片载具中的任何晶片；以及
控制器，被配置成控制所述平台沿所述第一方向及与所述第一方向不同的第三方向中的至少一个方向，将所述晶片载具移动到所述多个缓冲空间中的一者中。
7.一种由位于半导体制作场所的地面上的装置搬运晶片载具的方法，其特征在于，包括：
接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片；
开启所述晶片载具的所述第一门；
将所述第一门存储在所述装置的门存储空间中；以及
将门已被存储在所述门存储空间中的所述晶片载具装载到处理工具中以处理所述晶片载具中的至少一个晶片。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
卸载已被装载的所述晶片载具；
从所述门存储空间撷取与所述第一门具有相同型号的第二门，以及
将所述第二门闭合到已被卸载的所述晶片载具上。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述晶片载具是由运输工具运输，所述运输工具在实体上耦合到所述半导体制作场所的天花板且位置高于所述装置。
10.一种由半导体制作场所中的装置搬运晶片载具的方法，其特征在于，包括：
接收晶片载具，所述晶片载具具有第一门且能够操作以保持多个晶片；
开启所述晶片载具的所述第一门；以及
将所述第一门存储在所述装置的门存储空间中，其中所述装置在实体上耦合到所述半导体制作场所的天花板。
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