CN114524216A - 半导体智能仓储存取晶圆片的方法 - Google Patents

半导体智能仓储存取晶圆片的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及半导体技术领域，且公开了一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，包括存储单元，用于存储晶圆片；进料单元，用于输送半导体晶圆盒；出料单元，用于输出晶圆盒；所述存储单元包括有移位机构和存储机构；所述移位机构用于抓取晶圆片移送至存储机构的存储空间内。该半导体晶圆智能仓储及使用方法，通过设置的三个立柱，将晶圆从三个立柱的开口位置放入立柱的卡槽位置进行批量存储，用户可以控制旋转模块对存储模块转动一定的角度，再从另一开口处对晶圆进行同步存储，从而可以有效的节约空间，使得晶圆的存储量得以有效提高，晶圆片在存取过程中更加的方便。

Description

半导体智能仓储存取晶圆片的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体为一种半导体晶圆智能仓储及使用方法。
背景技术
晶圆片的由来，是先将二氧化矽经过纯化，融解，蒸馏之后，制成矽晶棒，晶圆厂再拿这些矽晶棒研磨，抛光和切片成为晶圆母片；由于圆形的晶圆片本身没有方向性，不适合电子的传输，因此这些晶圆还必须切出一个边，当做类似三角形的“底”，所以晶圆长得并不像家里的DVD是标准的圆，而是被切掉一个边，成为有“底”的圆。
智能仓储是将仓储结构、送料机构、贴标机等装置结合为整体，实现物料自动分拣、信息管理、入库、存储和送出的物料设备。智能仓储在电子元器件领域内被广泛使用，能够有效提升物料存储的效率、节约成本。
在半导体晶圆存储中，也使用到智能仓储。半导体晶圆的特点是存储过程中要保证无尘、防震，否则容易对脆弱的晶圆片造成损害。故此，现有技术中在通常是人工搬运存放晶圆片的晶圆盒至仓储边，再由机械手将晶圆盒存放至仓储内货架格中存放。而取料时也是用机械手将晶圆盒取出后，再将晶圆片由晶圆盒中取出。如在公告号为CN110884813A的中国发明专利中公开了一种晶圆盒仓储***。该***中提出了将晶圆片存储于晶圆盒中，存放于设置有多层存储格的架体中。并通过对各个存储格的坐标定位应用机械手将晶圆盒存放于对应的存储格中以进行晶圆存储。这样的存放方式有两个问题，晶圆盒在仓储中用空间，减少了晶圆片的存储数量，其次晶圆片时在存取的过程中极为不便，当需要取出哪一批次的晶圆片，在取出的过程非常复杂。鉴于此，我们提出一种应用智能仓储存取半导体晶圆片的方法，以实现对提升晶圆片的存储数量提升取料和送料的效率。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，解决了现有技术中晶圆片的存储工艺复杂，存储量较少，空间利用率有限的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，包括，
存储单元，用于存储晶圆片；
进料单元，用于输送半导体晶圆盒；
出料单元，用于输出晶圆盒；
晶圆盒，用于放置晶圆片；
所述存储单元包括有移位机构和存储机构；
所述移位机构用于抓取晶圆片移送至存储机构的存储空间内，
所述移位机构包括有
取料模块，用于抓取晶圆片；
移动模块，用于控制取料模块的位置。
通过以下步骤实现进料：
步骤S1：操作人员将存放有晶圆片的晶圆盒放置于进料单元上进行流转；
步骤S2：进料单元将流转中的晶圆盒输送至存储单元的进料口；
步骤S3：存储单元的取料模块对晶圆盒中的晶圆片进行夹取，并通过移动模块将物料移送至存储机构空余的存储空间内；
步骤S4：存料完成后取料模块复位；
通过以下步骤实现出料：
步骤S5：操作人员将需要提取的晶圆片信息上传***；
步骤S6：***根据接收提取信息后，将会控制取料模块进行运转，取料模块将需要出料的晶圆片夹取并通过移动模块将物料移送至出料模块上，由出料模块对提取的物料进行流转运输；
步骤S7：出料完成后，取料模块进行复位。
优选的，所述存储机构包括有第一立柱、第二立柱和第三立柱，所述第一立柱、第二立柱和第三立柱呈三角形排布，所述第一立柱、第二立柱和第三立柱的表面均设置有多个放置晶圆的卡槽。
优选的，所述存储机构还包括有旋转电机；
所述第一立柱、第二立柱和第三立柱的两端均连接有底板，所述底板与旋转电机连接，所述旋转电机转动带动存储机构转动。
优选的，所述取料模块为机械手；
所述移动模块包括有控制电机，所述控制电机的输出端连接有驱动齿轮，所述齿轮一的表面啮合有齿轮二，所述齿轮二的轴心处连接有传动丝杆，所述传动丝杆的表面螺纹连接有移动块，所述移动块上连接有支板，所述支板上连接有直线电机。
优选的，所述进料单元包括有移位装置、输送带和机架，所述输送带设置在机架上，所述移位装置设置在机架的底部，且移位装置位于输送带的下方。
优选的，所述移位装置包括有顶升装置和流转装置，所述顶升装置用于抬升物料的高度，所述流转装置用于移动晶圆盒的位置。
优选的，所述顶升装置包括有气缸，所述气缸的输出端连接有连接板，所述连接板上连接有支架，所述支架的底部连接有滑动杆，所述滑动杆的表面滑动连接有固定板，所述流转装置设置在支架上。
优选的，所述流转装置包括有电机，所述电机的输出轴上连接有驱动轮，所述驱动轮的表面通过链条与传动轮传动连接，所述传动轮的轴心处连接有传动轴，所述传动轴的两端连接有主动链轮，所述主动链轮的表面通过皮带与从动链轮的表面传动连接。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种半导体晶圆智能仓储及使用方法，具备以下有益效果：
1、通过设置的三个立柱，将晶圆从三个立柱的开口位置放入立柱的卡槽位置进行批量存储，利用上下排列的方式使得存储更加的方便，并且存储量也会更高。同时设置有三组当一组立柱存储完后，用户可以控制旋转模块对存储模块转动一定的角度，再从另一开口处对晶圆进行同步存储，从而可以有效的节约空间，使得晶圆的存储量得以有效提高。使得整体晶圆在存取过程中更加的方便。
2、通过设置的机械手将晶圆物料抓取后，由移位机构来大范围的控制取料模块的位置，实现高度横向位置的调节，将晶圆输送到对应的存储装置内，在应对大批量的仓储存储是来方便将晶圆物料放置在不同的高度位置，从而来适应晶圆大批量的存储。
3、该通过进料模块对放置晶圆片的盒体进行转运缓存，将盒体转运至整个智能仓储的进料口位置，由机械手将盒体内的晶圆片夹取后存储，而空的盒体将会由输送装置继续流转至出口从而实现自动化的流转作业，无需人工进行操控，来提高晶圆片的上下料效率，同时也提高了晶圆片的转存效率。
4、通过设置的移位装置将放置在输送带上的半导体料盒先顶起，之后再经过皮带进行输送，来实现对晶圆片输送方向的改变，从而来应对不同环境下的输送物料的要求。同时也可以满足不同输送位置的进出料口，使得物料的输送和转运更加的方便快捷。
附图说明
图1为本发明提出的一种半导体晶圆智能仓储的整体示意图；
图2为本发明提出的一种半导体晶圆智能仓储的存储单元的内部示意图；
图3为本发明提出的一种半导体晶圆智能仓储的存储机构连接示意图；
图4为本发明提出的一种半导体晶圆智能仓储的存储机构示意图；
图5为本发明提出的一种半导体晶圆智能仓储的移位机构示意图；
图6为本发明提出的一种半导体晶圆智能仓储的进料单元内部结构示意图；
图7为本发明提出的一种半导体晶圆智能仓储移位装置示意图；
图8为本发明提出的一种半导体晶圆智能仓储的晶圆盒结构示意图。
图中：1、存储单元；101、台架；102、移位机构；1021、架体；1022、控制电机；1023、齿轮一；1024、齿轮二；1025、传动丝杆；1026、移动块；1027、支板；1028、直线电机；103、存储机构；1031、底板；1032、第一立柱；1033、第二立柱；1034、第三立柱；1035、旋转电机；2、进料单元；21、移位装置；201、气缸；202、连接板；203、支架；204、侧板；205、电机；206、驱动轮；207、传动轮；208、主动链轮；209、皮带；210、支撑板；211、滑动杆；212、从动链轮；213、固定板；214、传动轴；22、输送带；23、机架；3、出料单元；4、晶圆盒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1一种半导体晶圆智能仓储
请参阅图1-8，存储单元1，用于存储晶圆片。其主要放置晶圆片。存储单元1包括有移位机构102和存储机构103。存储机构103包括有第一立柱1032、第二立柱1033和第三立柱1034，第一立柱1032、第二立柱1033和第三立柱1034呈三角形排布，第一立柱1032、第二立柱1033和第三立柱1034的表面均设置有多个放置晶圆的卡槽。存储机构103还包括有旋转电机1035。整个存储机构103是放置在台架上101，并且整***于一个箱体内。通过三角形的排布，使得整个存取晶圆时，仅仅需要移动到相对应的高度，径直存取即可，无需采用圆筒方式的存储，在存取的过程中更加的方便快捷。第一立柱1032、第二立柱1033和第三立柱1034的表面均设置有多个放置晶圆的卡槽。而这些卡槽的深度和厚度是根据晶圆的厚度和尺寸来设计的，要完全适配晶圆的厚度，避免晶圆在存储时，存在晃动移位的情况。而每个卡槽的间距也会相对较小，来使整个存储空间可以放置更多批量的晶圆。
第一立柱1032、第二立柱1033和第三立柱1034的两端均连接有底板1031，底板1031与旋转电机1035连接，旋转电机1035转动带动存储机构103转动。移位机构102包括有机械手和移动模块。移动模块包括有控制电机1022，控制电机1022的输出端连接有齿轮一1023，齿轮一1023的表面啮合有齿轮二1024，齿轮二1024的轴心处连接有传动丝杆1025，传动丝杆1025的表面螺纹连接有移动块1026，移动块1026上连接有支板1027，支板1027上连接有直线电机1028。传动丝杆1025的两端转动连接在架体1021的内部，支板1027的表面滑动连接在架体1021的表面再经旋转电机1035的转动带动底板1031的转动，来控制存储机构103进行角度的变化，来应对一组立柱上晶圆存储满格后，再进行存储时第二组立柱的开口位置不在进料方向的情况。进而使存储模块1的存储格，始终朝向进料口，用户可以根据存取物料的情况，来控制旋转电机1035的转动。
本实施例中，进料单元2包括有移位装置21、输送带22和机架23，输送带22设置在机架23上，移位装置21设置在机架23的底部，且移位装置21位于输送带22的下方。移位装置21包括有顶升装置和流转装置，顶升装置用于抬升物料的高度，流转装置用于移动晶圆盒4的位置。顶升装置包括有气缸201，气缸201的输出端连接有连接板202，连接板202上连接有支架203，支架203的底部连接有滑动杆211，而设置滑动杆211可以在气缸201抬升的时候提高抬升的稳定性，避免气缸201单个输出轴抬升时，重力不稳导致的物料抬升晃动移位的情况。滑动杆211的表面滑动连接有固定板213，流转装置设置在支架203上。流转装置包括有电机205，电机205的输出轴上连接有驱动轮206，驱动轮206的表面通过链条与传动轮207传动连接，传动轮207的轴心处连接有传动轴214，传动轴214的两端连接有主动链轮208，主动链轮208的表面通过皮带209与从动链轮212的表面传动连接。当输送带22将物料输送至某一位置需要改变方向时，此时设置在输送带22底部的移位装置21中的气缸201将会启动，气缸201将会伸长将整个流转装置抬升一定的高度，将物料顶起脱离输送带22，之后根据实际的方向需求，利用电机205的正反转，来改变输送方向。流转装置包括有电机205，电机205的输出轴上连接有驱动轮206，驱动轮206的表面通过链条与传动轮207传动连接，传动轮207的轴心处连接有传动轴214，传动轴214的两端连接有主动链轮208，主动链轮208的表面通过皮带209与从动链轮212的表面传动连接。通过链条的传动将会带动传动轴214的转动，而传动轴214转动将会类似于驱动轴，带动两侧的主动链轮208的转动，进而带动皮带209的传动，最终对顶升后放置在皮带209上的物料进行方位的移动改变，来对接不同方向的上下料口。而设置在支架203两侧的侧板204，起到对物料的防护防掉落的效果。
而出料单元3和进料单元2结构相同，仅仅是位置不同，一个位于存储模块1的右侧，一个位于存储模块的左侧，一侧实现实现进料，一侧实现出料，实现出料和进料的互不干涉的效果。
实施例2一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法
第一步的是，操作人员将存放有晶圆片的晶圆盒4放置于进料单元2上进行流转，经由输送带22的传送将晶圆片进行直线输送。
第二步的是进料单元2将流转中的晶圆盒4输送至存储单元1的进料口。输送至某一位置需要改变方向时，此时设置在输送带22底部的移位装置21中的气缸201将会启动，气缸201将会伸长将整个流转装置抬升一定的高度，将物料顶起脱离输送带22，之后根据实际的方向需求，可以控制电机205的正反转，当电机205的正转时，将会带动驱动轮206的转动，经过链条的传动，将会带动传动轮207的转动，传动轮207将会带动传动轴214的转动，传动轴214转动将会带动主动链轮208的转动，在经过皮带209的传动将会带动放置在皮带209上的物料进行移位。
第三步的是：存储单元1的取料模块对晶圆盒中的晶圆片进行夹取，并通过移动模块将物料移送至存储机构103空余的存储空间内。控制电机1022的转动带动齿轮一1023的转动，齿轮一1023经过齿轮的啮合传动将会带动传动丝杆1025进行转动，而与传动丝杆1025螺纹连接的，所以当传动丝杆1025转动时，将会带动移动块1026上下移动而移动块1026上下移动将会带动直线电机1028上下移动，进而带动连接在直线电机1028上的取料模块进行上下位置的调节，而直线电机1028的启动将会带动取料模块进行横向位置的移动，来应对大仓储的存取物料多方位的升降和移动，当移动模块将取料模块移动到存取晶圆的位置时，移动模块将会自锁，此时取料模块将会运作，机械手将会对晶圆片进行一片一片式夹取存储。
该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
工作原理，该半导体晶圆智能仓储及使用方法，通过操作人员将晶圆盒4放置在进料单元2的输送带22上，晶圆盒44内放置了晶圆片，晶圆盒4主要起到在晶圆片运转过程中的保护，不会受到外界灰层的接触。而晶圆盒4本身起到一个缓存的作用。经由输送带22的传送将晶圆片进行直线输送，当输送至某一位置需要改变方向时，此时设置在输送带22底部的移位装置21中的气缸201将会启动，气缸201将会伸长将整个流转装置抬升一定的高度，将物料顶起脱离输送带22，之后根据实际的方向需求，可以控制电机205的正反转，当电机205的正转时，将会带动驱动轮206的转动，经过链条的传动，将会带动传动轮207的转动，传动轮207将会带动传动轴214的转动，传动轴214转动将会带动主动链轮208的转动，在经过皮带209的传动将会带动放置在皮带209上的物料进行移位，而设置在两侧的侧板204，起到对物料的防护防掉落的效果。同时在皮带209的中间设置有支撑板210，是为了避免物料过重造成对皮带209的承受过重，降低传送效果的情况，并且设置支撑装置可以有效降低皮带209的承重，提高皮带209的使用寿命。最终将晶圆盒流转至存储单元1的进料口位置。之后控制电机1022的转动带动齿轮一1023的转动，齿轮一1023经过齿轮的啮合传动将会带动传动丝杆1025进行转动，而与传动丝杆1025螺纹连接的，所以当传动丝杆1025转动时，将会带动移动块1026上下移动而移动块1026上下移动将会带动直线电机1028上下移动，进而带动连接在直线电机1028上的取料模块进行上下位置的调节，而直线电机1028的启动将会带动取料模块进行横向位置的移动，来应对大仓储的存取物料多方位的升降和移动，当移动模块将取料模块移动到存取晶圆的位置时，移动模块将会自锁，此时取料模块将会运作，机械手将会对晶圆盒中的晶圆片进行一片一片式夹取存储。
当取料时，此时操作人员将需要提取的物料信息放置上传***，由***控制存储单元1内的机械手的移位机构102进行移动，同上原理来对晶圆片进行夹取，夹取后在移送至存储单元1的出料口位置的出料单元3的晶圆盒上，实现出料过程。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，所述半导体智能仓储包括，
晶圆盒(4)，用于放置晶圆片；
存储单元(1)，用于存储晶圆片；
进料单元(2)，用于输送半导体晶圆盒(4)；
出料单元(3)，用于输出晶圆盒(4)；
所述存储单元(1)包括有移位机构(102)和存储机构(103)；
所述移位机构(102)用于抓取晶圆盒(4)中存储的晶圆片移送至存储机构(103)的存储空间内，其特征在于：
所述移位机构(102)包括有，
取料模块，用于抓取晶圆盒(4)中晶圆片；
移动模块，用于控制取料模块的位置；
通过以下步骤实现进料：
步骤S1:操作人员将存放有晶圆片的晶圆盒(4)放置于进料单元(2)上进行流转；
步骤S2：进料单元(2)将流转中的晶圆盒(4)输送至存储单元(1)的进料口；
步骤S3：存储单元(1)的取料模块对晶圆盒(4)中的晶圆片进行夹取，并通过移动模块将物料移送至存储机构(103)空余的存储空间内；
步骤S4:存料完成后取料模块复位；
通过以下步骤实现出料：
步骤S5:操作人员将需要提取的晶圆片信息上传***；
步骤S6：***根据接收提取信息后，将会控制取料模块进行运转，取料模块将需要出料的晶圆片夹取并通过移动模块将物料移送至出料模块(3)上，由出料模块(3)对提取的物料进行流转运输；
步骤S7:出料完成后，取料模块进行复位。
2.根据权利要求1所述的一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，其特征在于：所述存储机构(103)包括有第一立柱(1032)、第二立柱(1033)和第三立柱(1034)，所述第一立柱(1032)、第二立柱(1033)和第三立柱(1034)呈三角形排布，所述第一立柱(1032)、第二立柱(1033)和第三立柱(1034)的表面均设置有多个放置晶圆的卡槽。
3.根据权利要求2所述的一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，其特征在于：所述存储机构(103)还包括有旋转电机；
所述第一立柱(1032)、第二立柱(1033)和第三立柱(1034)的两端均连接有底板(1031)，所述底板(1031)与旋转电机(1035)连接，所述旋转电机(1035)转动带动存储机构(103)转动。
4.根据权利要求3所述的一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，其特征在于：所述取料模块为机械手；
所述移动模块包括有控制电机(1022)，所述控制电机(1022)的输出端连接有驱动齿轮(1023)，所述齿轮一(1023)的表面啮合有齿轮二(1024)，所述齿轮二(1024)的轴心处连接有传动丝杆(1025)，所述传动丝杆(1025)的表面螺纹连接有移动块(1026)，所述移动块(1026)上连接有支板(1027)，所述支板(1027)上连接有直线电机(1028)。
5.根据权利要求1所述的一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，其特征在于：所述进料单元(2)包括有移位装置(21)、输送带(22)和机架(23)，所述输送带(22)设置在机架(23)上，所述移位装置(21)设置在机架(23)的底部，且移位装置(21)位于输送带(22)的下方。
6.根据权利要求5所述的一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，其特征在于：所述移位装置(21)包括有顶升装置和流转装置，所述顶升装置用于抬升物料的高度，所述流转装置用于移动晶圆盒(4)的位置。
7.根据权利要求6所述的一种半导体智能仓储存取晶圆片的方法，其特征在于：所述顶升装置包括有气缸(201)，所述气缸(201)的输出端连接有连接板(202)，所述连接板(202)上连接有支架(203)，所述支架(203)的底部连接有滑动杆(211)，所述滑动杆(211)的表面滑动连接有固定板(213)，所述流转装置设置在支架(203)上。
8.根据权利要求7所述的一种半半导体智能仓储存取晶圆片的方法，其特征在于：所述流转装置包括有电机(205)，所述电机(205)的输出轴上连接有驱动轮(206)，所述驱动轮(206)的表面通过链条与传动轮(207)传动连接，所述传动轮(207)的轴心处连接有传动轴(214)，所述传动轴(214)的两端连接有主动链轮(208)，所述主动链轮(208)的表面通过皮带(209)与从动链轮(212)的表面传动连接。
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