專利名稱：自動化物料傳輸系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動化物料傳輸系統(tǒng)及其方法，特別是有關于一種利用起吊裝置的自動化物料傳輸系統(tǒng)及其方法。
背景技術：
自動化物料傳輸系統(tǒng)(AMHS)被廣泛地應用在傳輸物料的各行各業(yè)中。物料被放置在物料流程的自動化設備所控制的輸送帶(conveyor)上，經(jīng)由輸送帶將物料運送至各工作站(work station)上。拿半導體晶圓廠(wafer fab)來說，放置晶圓的晶圓盒必須由輸送帶將晶圓盒傳送至各制造流程的機器中以完成該道工序，在完成該道工序后晶圓盒被送回到輸送帶上并傳送至另一制造流程機器上以完成另一道工序。
在半導體晶圓制造程序中，機械臂以及其他相關的傳輸系統(tǒng)被應用在移動制造流程機器上的晶圓盒。舉例來說，目前的半導體晶圓廠中仍有許多地方需由手推車來將晶圓盒運到其他工作站上。首先作業(yè)人員先將晶圓盒以手動操作的機械臂或其他類似的設備移動到制造流程機器上，待完成該道工序之后再將晶圓盒以同樣方式移回到推車上，這樣的動作則一直重復進行。
另一種較為先進的系統(tǒng)為所謂的自動導引車(Automated Guided Vehicle，AGV)。該AGV是一種全自動導引車，用來傳送晶圓盒至各制造流程工作站上以完成相關制造流程，但由于其行走速度過于緩慢，且因其行進路徑與從業(yè)人員共用，使得晶圓廠更顯擁擠。
因此不論是人力推車或AGV傳輸方式均無法滿足新一代半導體晶圓廠；即12寸晶圓廠的需求，真正達到所謂的無人自動化傳輸系統(tǒng)的理想。
此外，由于晶圓是一非常精致且在后段工序中相當貴重的產(chǎn)品，集成電路元件從制造到成品必須在晶圓上經(jīng)過數(shù)百道以上的工序才能完成。更由于制造流程技術的提升，集成電路元件的制造過程也越來越復雜，任何一道工序出錯就會造成相當大的損失；尤其是在較多層次的金屬層制造流程時更顯重要。因此在未來數(shù)年中，標準半導體晶圓的尺寸即將從8寸變成12寸且12寸半導體晶圓廠即將成為主流之際，面向具備全廠自動化的12寸半導體晶圓廠的目標更是當務之急。
由于集成電路的制造流程日趨復雜、晶圓尺寸的增加、晶圓的價值也實質(zhì)地增加及較8寸晶圓盒重的12寸FOUP晶圓盒，使得作業(yè)人員更必須更加小心地搬運及處理FOUP晶圓盒；尤其是在后段工序時。
如圖1所示，是現(xiàn)有半導體晶圓廠的自動化物料傳輸系統(tǒng)的俯視圖，其中，晶圓盒(即物料)是由內(nèi)、外回路而輸送至各工作站40進行相關工序作業(yè)，內(nèi)回路為一輸送帶106，而外回路為一高架式傳輸系統(tǒng)107。圖2A是沿圖1的線II-II觀察而得的側視圖，圖2B、2C及2D是以圖2A的左半邊為例來說明現(xiàn)有傳送晶圓盒的流程如圖2B所示，高架式傳輸系統(tǒng)107具有一高架式傳輸車101，首先利用高架式傳輸車101將晶圓盒103傳送至工作站40上方，然后將該晶圓盒103降下并放置于工作站40上進行作業(yè)，如圖2C所示，待作業(yè)完畢后，一起吊裝置105下降并將該晶圓盒103夾住然后送至輸送帶106上，如圖2D所示，利用輸送帶106將晶圓盒103輸送至下一站。
綜上所述，雖然目前12寸晶圓廠中所使用的輸送帶系統(tǒng)(ConveyorSystem)已能夠在某些程度上提高晶圓廠中晶圓盒的流通量及生產(chǎn)量，但是因為該系統(tǒng)本身的設計太過龐大及占空間(此現(xiàn)有技術在輸送帶兩旁各設置一起吊裝置(Hoist)因此較占空間)，造成無多余空間容許再多安裝一組或一組以上的起吊裝置，更無法再多安裝一組輸送帶系統(tǒng)及起吊裝置于已沒有多余空間的晶圓廠中。
此外，該系統(tǒng)也無法維持12寸半導體晶圓廠的3公尺高度及寬度移入(Move In)路徑的要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對于上述現(xiàn)有技術的各項缺點提出一種改良的自動化物料傳輸系統(tǒng)(AMHS)，能夠大幅縮小安裝體積，從而適合安裝在較狹窄的晶圓廠空間中。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的自動化物料傳輸系統(tǒng)包括一高架式傳輸次系統(tǒng)(Over Head Transportation，OHT)，用來傳送、接收及放置至少一物料；至少一工作站，用來接收、傳送該物料至一預定位置；一輸送帶；以及至少一升降裝置，將該物料從該預定位置傳送至該輸送帶上。而所述的工作站包括一伸展機械臂(Stretch Robot)，用來將該物料移動至該預定位置；一固定夾鉗，設置于該伸展機械臂上，用來夾住并固定該物料；以及一條碼讀取器(TAG IDReader)，用來讀取該物料的條碼，借以得知物料的批號、制造流程進度及相關信息。
而本發(fā)明提供的一種自動化物料傳輸?shù)姆椒ǎㄏ铝胁襟E提供一高架式傳輸系統(tǒng)；傳送至少一物料至該高架式傳輸系統(tǒng)；將該物料從該高架式傳輸系統(tǒng)放置到至少一工作站上；以該工作站傳送該物料至一預定位置；以及以一升降裝置將該物料從該預定位置傳送至一輸送帶上。
由上述的本發(fā)明，高度較高的暫存式輸送帶系統(tǒng)能實質(zhì)地增加晶圓廠的空間、提高晶圓廠中在暫存式輸送帶上所能儲存FOUP晶圓盒的數(shù)量、維持3公尺高度及3公尺寬度的移入路徑及只需安裝一伸縮桿及一起吊裝置所節(jié)省相當?shù)某杀净ㄙM，因此使整個晶圓廠的生產(chǎn)效率將因此顯著地提高。此外，本發(fā)明還適合安裝在較狹窄的晶圓廠空間中，因為高架式傳輸系統(tǒng)(OHT)防撞檢測器的檢測范圍為15公分。
為讓本發(fā)明的上述目的、特點、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1是現(xiàn)有半導體晶圓廠的自動化物料傳輸系統(tǒng)的俯視圖；圖2A是沿圖1的線II-II觀察而得的正視圖；圖2B、圖2C及圖2D是以圖2A的左半邊為例來說明現(xiàn)有傳送晶圓盒的流程；圖3是依據(jù)本發(fā)明的自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)的俯視圖；圖4是沿圖3的線IV-IV觀察而得的正視圖。
具體實施例方式
如圖3所示，是本發(fā)明的自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)的俯視圖，其中，晶圓盒(即物料)是由內(nèi)、外回路而輸送至各工作站50來進行相關制造流程作業(yè)，內(nèi)回路為一輸送帶306，而外回路為一高架式傳輸系統(tǒng)304。圖4是沿圖3的線IV-IV觀察而得的正視圖，高架式傳輸系統(tǒng)(OHT)304包括一定數(shù)量的傳輸車301用來傳送、接收及放置FOUP晶圓盒303。伸展機械臂308可伸展至一預定位置(如圖4的右半邊)以接收由傳輸車301所傳送而來的FOUP晶圓盒303，該伸展機械臂308具有一固定夾鉗307用來夾住及固定住FOUP晶圓盒303。條碼讀取器305是用來讀取FOUP晶圓盒303上的條碼，借以得知FOUP晶圓盒303的批號、制造流程進度以及相關信息。在本發(fā)明的自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)的中央設置有數(shù)個升降裝置300，而每一升降裝置300包括一可旋轉的伸縮桿310、以及一起吊裝置309連結于該伸縮桿310，因此每一升降裝置300可以同時處理左右兩側的晶圓盒303，將完成該段制造流程的FOUP晶圓盒303從工作站50移至暫存式輸送帶306上。暫存式輸送帶306是用來傳送、接收及儲存FOUP晶圓盒303。
接下來詳細說明本發(fā)明的自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)的作業(yè)流程高架式傳輸系統(tǒng)(OHT)304的高架式傳輸車301將一FOUP晶圓盒運送至工作站上方。該傳輸車301接著降下該FOUP晶圓盒303至工作站上。其中該工作站，包括一伸展機械臂308、一固定夾鉗307及一條碼讀取器305。當傳輸車301將FOUP晶圓盒303放置于上述伸展機械臂308時，固定夾鉗307夾住并固定在伸展機械臂308上的FOUP晶圓盒303。然后等FOUP晶圓盒303穩(wěn)定地被夾住及固定后，條碼讀取器305開始讀取FOUP晶圓盒303上的條碼借以得知FOUP晶圓盒303的批號、制造流程進度及相關信息。在FOUP晶圓盒303上的條碼被讀取后，承載著FOUP晶圓盒303的伸展機械臂308向前伸展至一預定位置。
在伸展機械臂308向前伸展至一預定位置后，即松開該FOUP晶圓盒303。接下來，升降裝置中的起吊裝置309下降至一預定位置并將FOUP晶圓盒303夾住并固定，使得起吊裝置309得以穩(wěn)定地吊起FOUP晶圓盒303。
接著，起吊裝置309以90度順時針或逆時針方向沿著伸縮桿310旋轉，然后并上升至一預定高度。當該起吊裝置309抵達至一預定高度后再以90度逆時針或順時針方向沿著伸縮桿310回轉并將FOUP晶圓盒303放置在暫存式輸送帶306上。最后，起吊裝置309并回復到其原始位置。
此外，為了防止FOUP晶圓盒303掉落的可能性，前面所提及的起吊裝置309以及伸展機械臂308必須能夠通過Seismic Zone 4測試。所謂的SeismicZone 4測試是一種抗地震振動檢測。前面所提及的伸縮桿310在必要時候可以將其縮回以維持晶圓廠3公尺的高度。以及，前面所提到的高架式傳輸系統(tǒng)、暫存式輸送帶306及伸展機械臂102的動作、協(xié)調(diào)及溝通是由一物料控制系統(tǒng)(MCS)所控制的。
本發(fā)明在左右兩側輸送帶之間僅設置一組升降裝置，因此能減少占據(jù)空間，使得本發(fā)明的晶圓廠空間是相當寬敞的，并不像一般現(xiàn)有技術的空間是較狹窄的，因此使用本發(fā)明的半導體晶圓廠的工程師以及相關作業(yè)人員能有相當舒適的工作環(huán)境。
本發(fā)明實施例的晶圓盒為一種前開式晶圓盒(Front Opening Unified Pod，F(xiàn)OUP)，是一種先進的12寸晶圓廠專用晶圓盒。
由上述的本發(fā)明，可使整個晶圓廠的生產(chǎn)效率將因此顯著地提高。高度較現(xiàn)有技術高的暫存式輸送帶系統(tǒng)能實質(zhì)地增加晶圓廠空間并提高晶圓廠在暫存式輸送帶上所能儲存FOUP晶圓盒的數(shù)量，維持晶圓廠移入路徑的3公尺高度及寬度的需求，不像現(xiàn)有需使用一條輸送帶及兩組起吊裝置，本發(fā)明只需安裝一組伸縮桿及起吊裝置就可以將FOUP晶圓盒傳送至暫存式輸送帶上并因此節(jié)省相當?shù)某杀净ㄙM。最后，本發(fā)明還適合安裝在狹窄空間的晶圓廠中，因為高架式傳輸系統(tǒng)(OHT)其防撞檢測器的檢測范圍為15公分。
雖然本發(fā)明以較佳實施例揭露如上，但是其并非用以限定本發(fā)明，本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所做出的等效變換，均包含在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種自動化物料傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括一高架式傳輸次系統(tǒng)，用來傳送、接收及放置至少一物料；至少一工作站，用來接收、傳送該物料至一預定位置；一輸送帶；以及至少一升降裝置，將該物料從該預定位置傳送至該輸送帶上。
2.如權利要求1所述的自動化物料傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的工作站包括一伸展機械臂，用來將該物料移動至該預定位置；一固定夾鉗，設置于該伸展機械臂上，用來夾住并固定該物料；以及一條碼讀取器，用來讀取該物料的條碼。
3.如權利要求1所述的自動化物料傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的升降裝置包括一伸縮桿，具有上升、下降以及旋轉的動作；一起吊裝置，固定裝設在該伸縮桿，以運送該物料。
4.如權利要求3所述的自動化物料傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的伸縮桿的旋轉，包括順時針及逆時針方向旋轉。
5.如權利要求1所述的自動化物料傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的條碼讀取器讀取該物料的條碼并得知該物料的批號、制造流程進度以及相關信息。
6.如權利要求1所述的自動化物料傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸送帶用來運送及當作該物料的暫存區(qū)。
7.一種自動化物料傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，包括提供一高架式傳輸系統(tǒng)；傳送至少一物料至該高架式傳輸系統(tǒng)；將該物料從該高架式傳輸系統(tǒng)放置到至少一工作站上；以該工作站傳送該物料至一預定位置；以及以一升降裝置將該物料從該預定位置傳送至一輸送帶上。
8.如權利要求7所述的自動化物料傳輸方法，其特征在于，所述的工作站進一步包括一伸展機械臂，用來將該物料移動至該預定位置；一固定夾鉗，設置于該伸展機械臂上，用來夾住并固定該物料；以及一條碼讀取器，用來讀取該物料的條碼。
9.如權利要求7所述的自動化物料傳輸方法，其特征在于，所述的輸送帶具運送及暫存該物料的功能。
10.一種自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括一高架式傳輸次系統(tǒng)，用來傳送、接收及放置至少一晶圓盒；至少一工作站，用來接收、傳送該晶圓盒至一預定位置；一輸送帶；以及至少一升降裝置，將該晶圓盒從該預定位置傳送至該輸送帶上。
11.如權利要求10所述的自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的工作站包括一伸展機械臂，移動該晶圓盒至該預定位置；一固定夾鉗，設置于該伸展機械臂上，用來夾住并固定該晶圓盒；以及一條碼讀取器，讀取該晶圓盒的條碼借以得知該晶圓盒的批號、制造流程進度及相關信息。
12.如權利要求10所述的自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的升降裝置包括一伸縮桿，具有上升、下降以及旋轉的動作；以及一起吊裝置，裝設在該伸縮桿上，用以運送該晶圓盒。
13.如權利要求12所述的自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的伸縮桿的旋轉方向是90度或180度的順時針及逆時針方向旋轉。
14.如權利要求10所述的自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的暫存式輸送帶具有傳送及當作該晶圓盒的暫存區(qū)的功能。
15.如權利要求10所述的自動化晶圓盒傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的晶圓盒是前開式晶圓盒。
16.一種自動化晶圓盒傳輸方法，其特征在于，包括提供一高架式傳輸系統(tǒng)；傳送至少一晶圓盒至該高架式傳輸系統(tǒng)；以該高架式傳輸系統(tǒng)將該晶圓盒放置到至少一工作站上；以該工作站傳送該晶圓盒至一預定位置；以及以一升降裝置將該晶圓盒從該預定位置傳送至一輸送帶上。
17.如權利要求16所述的自動化晶圓盒傳輸方法，其特征在于，所述的工作站包括一伸展機械臂，移動該晶圓盒至該預定位置；一固定夾鉗，設置于該伸展機械臂上，用來夾住并固定該晶圓盒；以及一條碼讀取器，讀取該晶圓盒的條碼以得知該晶圓盒的批號、制造流程進度及相關信息。
18.如權利要求15所述的自動化晶圓盒傳輸方法，其特征在于，所述的升降裝置包括一伸縮桿，具有上升、下降以及旋轉的動作；以及一起吊裝置，裝設在該伸縮桿上，用以運送該晶圓盒。
19.如權利要求15所述的自動化晶圓盒傳輸方法，其特征在于，所述的伸縮桿的旋轉方向是90度或180度的順時針及逆時針方向旋轉。
20.如權利要求15所述的自動化晶圓盒傳輸方法，其特征在于，所述的輸送帶具有傳送及當作該晶圓盒的暫存區(qū)的功能。
21.如權利要求15所述的自動化晶圓盒傳輸方法，其特征在于，所述的晶圓盒是前開式晶圓盒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動化物料傳輸系統(tǒng)及方法，包括一高架式傳輸次系統(tǒng)(Over Head Transportation，OHT)，用來傳送、接收及放置至少一物料；至少一工作站，用來接收、傳送該物料至一預定位置；一輸送帶；以及至少一升降裝置，將該物料從該預定位置傳送至該輸送帶上；上述的本發(fā)明，高度較高的暫存式輸送帶系統(tǒng)能實質(zhì)地增加晶圓廠的空間、提高晶圓廠中在暫存式輸送帶上所能儲存FOUP晶圓盒的數(shù)量、維持3公尺高度及3公尺寬度的移入路徑及只需安裝一伸縮桿及一起吊裝置所節(jié)省相當?shù)某杀净ㄙM，因此使整個晶圓廠的生產(chǎn)效率將因此顯著地提高。
文檔編號B65G47/04GK1493511SQ0214706
公開日2004年5月5日 申請日期2002年10月28日 優(yōu)先權日2002年10月28日
發(fā)明者張振彰, 黃建榮 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司