CN1493511A - 自动化物料传输***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化物料传输***及方法，包括：一高架式传输次***(Over Head Transportation，OHT)，用来传送、接收及放置至少一物料；至少一工作站，用来接收、传送该物料至一预定位置；一输送带；以及至少一升降装置，将该物料从该预定位置传送至该输送带上；上述的本发明，高度较高的暂存式输送带***能实质地增加晶圆厂的空间、提高晶圆厂中在暂存式输送带上所能储存FOUP晶圆盒的数量、维持3公尺高度及3公尺宽度的移入路径及只需安装一伸缩杆及一起吊装置所节省相当的成本花费，因此使整个晶圆厂的生产效率将因此显著地提高。

Description

自动化物料传输***及方法
技术领域
本发明涉及一种自动化物料传输***及其方法，特别是有关于一种利用起吊装置的自动化物料传输***及其方法。
背景技术
自动化物料传输***(AMHS)被广泛地应用在传输物料的各行各业中。物料被放置在物料流程的自动化设备所控制的输送带(conveyor)上，经由输送带将物料运送至各工作站(work station)上。拿半导体晶圆厂(wafer fab)来说，放置晶圆的晶圆盒必须由输送带将晶圆盒传送至各制造流程的机器中以完成该道工序，在完成该道工序后晶圆盒被送回到输送带上并传送至另一制造流程机器上以完成另一道工序。
在半导体晶圆制造程序中，机械臂以及其他相关的传输***被应用在移动制造流程机器上的晶圆盒。举例来说，目前的半导体晶圆厂中仍有许多地方需由手推车来将晶圆盒运到其他工作站上。首先作业人员先将晶圆盒以手动操作的机械臂或其他类似的设备移动到制造流程机器上，待完成该道工序之后再将晶圆盒以同样方式移回到推车上，这样的动作则一直重复进行。
另一种较为先进的***为所谓的自动导引车(Automated Guided Vehicle，AGV)。该AGV是一种全自动导引车，用来传送晶圆盒至各制造流程工作站上以完成相关制造流程，但由于其行走速度过于缓慢，且因其行进路径与从业人员共用，使得晶圆厂更显拥挤。
因此不论是人力推车或AGV传输方式均无法满足新一代半导体晶圆厂；即12寸晶圆厂的需求，真正达到所谓的无人自动化传输***的理想。
此外，由于晶圆是一非常精致且在后段工序中相当贵重的产品，集成电路元件从制造到成品必须在晶圆上经过数百道以上的工序才能完成。更由于制造流程技术的提升，集成电路元件的制造过程也越来越复杂，任何一道工序出错就会造成相当大的损失；尤其是在较多层次的金属层制造流程时更显重要。因此在未来数年中，标准半导体晶圆的尺寸即将从8寸变成12寸且12寸半导体晶圆厂即将成为主流之际，面向具备全厂自动化的12寸半导体晶圆厂的目标更是当务之急。
由于集成电路的制造流程日趋复杂、晶圆尺寸的增加、晶圆的价值也实质地增加及较8寸晶圆盒重的12寸FOUP晶圆盒，使得作业人员更必须更加小心地搬运及处理FOUP晶圆盒；尤其是在后段工序时。
如图1所示，是现有半导体晶圆厂的自动化物料传输***的俯视图，其中，晶圆盒(即物料)是由内、外回路而输送至各工作站40进行相关工序作业，内回路为一输送带106，而外回路为一高架式传输***107。图2A是沿图1的线II-II观察而得的侧视图，图2B、2C及2D是以图2A的左半边为例来说明现有传送晶圆盒的流程：如图2B所示，高架式传输***107具有一高架式传输车101，首先利用高架式传输车101将晶圆盒103传送至工作站40上方，然后将该晶圆盒103降下并放置于工作站40上进行作业，如图2C所示，待作业完毕后，一起吊装置105下降并将该晶圆盒103夹住然后送至输送带106上，如图2D所示，利用输送带106将晶圆盒103输送至下一站。
综上所述，虽然目前12寸晶圆厂中所使用的输送带***(ConveyorSystem)已能够在某些程度上提高晶圆厂中晶圆盒的流通量及生产量，但是因为该***本身的设计太过庞大及占空间(此现有技术在输送带两旁各设置一起吊装置(Hoist)因此较占空间)，造成无多余空间容许再多安装一组或一组以上的起吊装置，更无法再多安装一组输送带***及起吊装置于已没有多余空间的晶圆厂中。
此外，该***也无法维持12寸半导体晶圆厂的3公尺高度及宽度移入(Move In)路径的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对于上述现有技术的各项缺点提出一种改良的自动化物料传输***(AMHS)，能够大幅缩小安装体积，从而适合安装在较狭窄的晶圆厂空间中。
为了实现上述目的，本发明的自动化物料传输***包括：一高架式传输次***(Over Head Transportation，OHT)，用来传送、接收及放置至少一物料；至少一工作站，用来接收、传送该物料至一预定位置；一输送带；以及至少一升降装置，将该物料从该预定位置传送至该输送带上。而所述的工作站包括：一伸展机械臂(Stretch Robot)，用来将该物料移动至该预定位置；一固定夹钳，设置于该伸展机械臂上，用来夹住并固定该物料；以及一条码读取器(TAG IDReader)，用来读取该物料的条码，借以得知物料的批号、制造流程进度及相关信息。
而本发明提供的一种自动化物料传输的方法，包括下列步骤：
提供一高架式传输***；
传送至少一物料至该高架式传输***；
将该物料从该高架式传输***放置到至少一工作站上；
以该工作站传送该物料至一预定位置；以及
以一升降装置将该物料从该预定位置传送至一输送带上。
由上述的本发明，高度较高的暂存式输送带***能实质地增加晶圆厂的空间、提高晶圆厂中在暂存式输送带上所能储存FOUP晶圆盒的数量、维持3公尺高度及3公尺宽度的移入路径及只需安装一伸缩杆及一起吊装置所节省相当的成本花费，因此使整个晶圆厂的生产效率将因此显著地提高。此外，本发明还适合安装在较狭窄的晶圆厂空间中，因为高架式传输***(OHT)防撞检测器的检测范围为15公分。
为让本发明的上述目的、特点、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是现有半导体晶圆厂的自动化物料传输***的俯视图；
图2A是沿图1的线II-II观察而得的正视图；
图2B、图2C及图2D是以图2A的左半边为例来说明现有传送晶圆盒的流程；
图3是依据本发明的自动化晶圆盒传输***的俯视图；
图4是沿图3的线IV-IV观察而得的正视图。
具体实施方式
如图3所示，是本发明的自动化晶圆盒传输***的俯视图，其中，晶圆盒(即物料)是由内、外回路而输送至各工作站50来进行相关制造流程作业，内回路为一输送带306，而外回路为一高架式传输***304。图4是沿图3的线IV-IV观察而得的正视图，高架式传输***(OHT)304包括一定数量的传输车301用来传送、接收及放置FOUP晶圆盒303。伸展机械臂308可伸展至一预定位置(如图4的右半边)以接收由传输车301所传送而来的FOUP晶圆盒303，该伸展机械臂308具有一固定夹钳307用来夹住及固定住FOUP晶圆盒303。条码读取器305是用来读取FOUP晶圆盒303上的条码，借以得知FOUP晶圆盒303的批号、制造流程进度以及相关信息。在本发明的自动化晶圆盒传输***的中央设置有数个升降装置300，而每一升降装置300包括一可旋转的伸缩杆310、以及一起吊装置309连结于该伸缩杆310，因此每一升降装置300可以同时处理左右两侧的晶圆盒303，将完成该段制造流程的FOUP晶圆盒303从工作站50移至暂存式输送带306上。暂存式输送带306是用来传送、接收及储存FOUP晶圆盒303。
接下来详细说明本发明的自动化晶圆盒传输***的作业流程：高架式传输***(OHT)304的高架式传输车301将一FOUP晶圆盒运送至工作站上方。该传输车301接着降下该FOUP晶圆盒303至工作站上。其中该工作站，包括一伸展机械臂308、一固定夹钳307及一条码读取器305。当传输车301将FOUP晶圆盒303放置于上述伸展机械臂308时，固定夹钳307夹住并固定在伸展机械臂308上的FOUP晶圆盒303。然后等FOUP晶圆盒303稳定地被夹住及固定后，条码读取器305开始读取FOUP晶圆盒303上的条码借以得知FOUP晶圆盒303的批号、制造流程进度及相关信息。在FOUP晶圆盒303上的条码被读取后，承载著FOUP晶圆盒303的伸展机械臂308向前伸展至一预定位置。
在伸展机械臂308向前伸展至一预定位置后，即松开该FOUP晶圆盒303。接下来，升降装置中的起吊装置309下降至一预定位置并将FOUP晶圆盒303夹住并固定，使得起吊装置309得以稳定地吊起FOUP晶圆盒303。
接着，起吊装置309以90度顺时针或逆时针方向沿着伸缩杆310旋转，然后并上升至一预定高度。当该起吊装置309抵达至一预定高度后再以90度逆时针或顺时针方向沿着伸缩杆310回转并将FOUP晶圆盒303放置在暂存式输送带306上。最后，起吊装置309并回复到其原始位置。
此外，为了防止FOUP晶圆盒303掉落的可能性，前面所提及的起吊装置309以及伸展机械臂308必须能够通过Seismic Zone 4测试。所谓的SeismicZone 4测试是一种抗地震振动检测。前面所提及的伸缩杆310在必要时候可以将其缩回以维持晶圆厂3公尺的高度。以及，前面所提到的高架式传输***、暂存式输送带306及伸展机械臂102的动作、协调及沟通是由一物料控制***(MCS)所控制的。
本发明在左右两侧输送带之间仅设置一组升降装置，因此能减少占据空间，使得本发明的晶圆厂空间是相当宽敞的，并不像一般现有技术的空间是较狭窄的，因此使用本发明的半导体晶圆厂的工程师以及相关作业人员能有相当舒适的工作环境。
本发明实施例的晶圆盒为一种前开式晶圆盒(Front Opening Unified Pod，FOUP)，是一种先进的12寸晶圆厂专用晶圆盒。
由上述的本发明，可使整个晶圆厂的生产效率将因此显著地提高。高度较现有技术高的暂存式输送带***能实质地增加晶圆厂空间并提高晶圆厂在暂存式输送带上所能储存FOUP晶圆盒的数量，维持晶圆厂移入路径的3公尺高度及宽度的需求，不像现有需使用一条输送带及两组起吊装置，本发明只需安装一组伸缩杆及起吊装置就可以将FOUP晶圆盒传送至暂存式输送带上并因此节省相当的成本花费。最后，本发明还适合安装在狭窄空间的晶圆厂中，因为高架式传输***(OHT)其防撞检测器的检测范围为15公分。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但是其并非用以限定本发明，本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所做出的等效变换，均包含在本发明的专利范围内。

Claims (21)

1.一种自动化物料传输***，其特征在于，包括：
一高架式传输次***，用来传送、接收及放置至少一物料；
至少一工作站，用来接收、传送该物料至一预定位置；
一输送带；以及
至少一升降装置，将该物料从该预定位置传送至该输送带上。
2.如权利要求1所述的自动化物料传输***，其特征在于，所述的工作站包括：
一伸展机械臂，用来将该物料移动至该预定位置；
一固定夹钳，设置于该伸展机械臂上，用来夹住并固定该物料；以及
一条码读取器，用来读取该物料的条码。
3.如权利要求1所述的自动化物料传输***，其特征在于，所述的升降装置包括：
一伸缩杆，具有上升、下降以及旋转的动作；
一起吊装置，固定装设在该伸缩杆，以运送该物料。
4.如权利要求3所述的自动化物料传输***，其特征在于，所述的伸缩杆的旋转，包括顺时针及逆时针方向旋转。
5.如权利要求1所述的自动化物料传输***，其特征在于，所述的条码读取器读取该物料的条码并得知该物料的批号、制造流程进度以及相关信息。
6.如权利要求1所述的自动化物料传输***，其特征在于，所述的输送带用来运送及当作该物料的暂存区。
7.一种自动化物料传输的方法，其特征在于，包括：
提供一高架式传输***；
传送至少一物料至该高架式传输***；
将该物料从该高架式传输***放置到至少一工作站上；
以该工作站传送该物料至一预定位置；以及
以一升降装置将该物料从该预定位置传送至一输送带上。
8.如权利要求7所述的自动化物料传输方法，其特征在于，所述的工作站进一步包括：
一伸展机械臂，用来将该物料移动至该预定位置；
一固定夹钳，设置于该伸展机械臂上，用来夹住并固定该物料；以及
一条码读取器，用来读取该物料的条码。
9.如权利要求7所述的自动化物料传输方法，其特征在于，所述的输送带具运送及暂存该物料的功能。
10.一种自动化晶圆盒传输***，其特征在于，包括：
一高架式传输次***，用来传送、接收及放置至少一晶圆盒；
至少一工作站，用来接收、传送该晶圆盒至一预定位置；
一输送带；以及
至少一升降装置，将该晶圆盒从该预定位置传送至该输送带上。
11.如权利要求10所述的自动化晶圆盒传输***，其特征在于，所述的工作站包括：
一伸展机械臂，移动该晶圆盒至该预定位置；
一固定夹钳，设置于该伸展机械臂上，用来夹住并固定该晶圆盒；以及
一条码读取器，读取该晶圆盒的条码借以得知该晶圆盒的批号、制造流程进度及相关信息。
12.如权利要求10所述的自动化晶圆盒传输***，其特征在于，所述的升降装置包括：
一伸缩杆，具有上升、下降以及旋转的动作；以及
一起吊装置，装设在该伸缩杆上，用以运送该晶圆盒。
13.如权利要求12所述的自动化晶圆盒传输***，其特征在于，所述的伸缩杆的旋转方向是90度或180度的顺时针及逆时针方向旋转。
14.如权利要求10所述的自动化晶圆盒传输***，其特征在于，所述的暂存式输送带具有传送及当作该晶圆盒的暂存区的功能。
15.如权利要求10所述的自动化晶圆盒传输***，其特征在于，所述的晶圆盒是前开式晶圆盒。
16.一种自动化晶圆盒传输方法，其特征在于，包括：
提供一高架式传输***；
传送至少一晶圆盒至该高架式传输***；
以该高架式传输***将该晶圆盒放置到至少一工作站上；
以该工作站传送该晶圆盒至一预定位置；以及
以一升降装置将该晶圆盒从该预定位置传送至一输送带上。
17.如权利要求16所述的自动化晶圆盒传输方法，其特征在于，所述的工作站包括：
一伸展机械臂，移动该晶圆盒至该预定位置；
一固定夹钳，设置于该伸展机械臂上，用来夹住并固定该晶圆盒；以及
一条码读取器，读取该晶圆盒的条码以得知该晶圆盒的批号、制造流程进度及相关信息。
18.如权利要求15所述的自动化晶圆盒传输方法，其特征在于，所述的升降装置包括：
一伸缩杆，具有上升、下降以及旋转的动作；以及
一起吊装置，装设在该伸缩杆上，用以运送该晶圆盒。
19.如权利要求15所述的自动化晶圆盒传输方法，其特征在于，所述的伸缩杆的旋转方向是90度或180度的顺时针及逆时针方向旋转。
20.如权利要求15所述的自动化晶圆盒传输方法，其特征在于，所述的输送带具有传送及当作该晶圆盒的暂存区的功能。
21.如权利要求15所述的自动化晶圆盒传输方法，其特征在于，所述的晶圆盒是前开式晶圆盒。
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