起吊裝置及自動化搬運系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明披露一種起吊裝置及自動化搬運系統(tǒng)，該起吊裝置用于將一晶圓盒傳送至一自動化搬運系統(tǒng)，該自動化搬運系統(tǒng)包含一懸吊式軌道及至少一位于該懸吊式軌道上的自動搬運車，該起吊裝置包括一結(jié)合于該自動搬運車上的升降基座、多個懸吊組件及多個第一驅(qū)動組件。其特征在于，該升降基座具有一水平傳感器，用以感測該升降基座處于一水平狀態(tài)或一非水平狀態(tài)，并且這些第一驅(qū)動組件可根據(jù)該水平傳感器所檢測的水平狀態(tài)以同步驅(qū)動這些懸吊組件，或根據(jù)該非水平狀態(tài)而分別驅(qū)動這些懸吊組件，以使該升降基座處于該水平狀態(tài)。
【專利說明】起吊裝置及自動化搬運系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種起吊裝置，特別是指一種應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓廠內(nèi)的晶圓承載裝置的起吊裝置及其自動化搬運系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著晶圓制程的不斷改進(jìn)以及考慮經(jīng)濟(jì)規(guī)模與成本效益，晶圓的面積已從300mm增加至450mm，且未來勢必會往更大尺寸發(fā)展，使操作員無法直接搬運而必須仰賴自動搬運裝置或系統(tǒng)。據(jù)此，搬運裝置/系統(tǒng)的運作績效將直接影響到半導(dǎo)體廠的產(chǎn)能績效，換言之，搬運裝置/系統(tǒng)必須維持高穩(wěn)定度及高績效才能符合生產(chǎn)需求。
[0003]目前半導(dǎo)體晶圓廠內(nèi)多仰賴起吊裝置(Suspens1n type hoist device)及無人搬運車(Overhead hoist transfer, OHT)來進(jìn)行晶圓搬運作業(yè)。所述的起吊裝置可通過懸吊元件(如同步皮帶)將晶圓盒(FOUP)從一制程機(jī)臺的載入端(Loadport)垂直吊起,而無人搬運車可沿著設(shè)置在天花板上的軌道將此晶圓盒傳送至另一制程機(jī)臺的載入端。
[0004]然而，在一般自動化搬運系統(tǒng)中，當(dāng)起吊裝置的用于抓取晶圓盒的部件非處于水平狀態(tài)或懸吊元件發(fā)生晃動時，往往會造成無人搬運車發(fā)生異常。原因在于，抓取部件與晶圓盒之間存在對準(zhǔn)的問題，而懸吊元件的搖擺通常會造成位置偏差；另外，懸吊元件若選用同步皮帶，其使用過久后可能因彈性疲乏致使此抓取部件非處于水平狀態(tài)，從而無法順利抓取晶圓盒。
[0005]承上，此時無人搬運車只能停留在原地等待異常排除，且同時會導(dǎo)致后方搬運車無法行進(jìn)而拉長了整體搬運時間；盡管可通過定期維修保養(yǎng)起吊裝置來減少異常事件發(fā)生的頻率，但這些狀況仍然會影響到半導(dǎo)體晶圓廠的產(chǎn)能效率。
[0006]因此，本發(fā)明人有鑒于傳統(tǒng)的晶圓搬運裝置/系統(tǒng)實在有其改良的必要性，遂以其多年從事相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)作設(shè)計及專業(yè)制造經(jīng)驗，積極地針對晶圓搬運裝置的構(gòu)造進(jìn)行改良研究，在各方條件的審慎考慮下，終于開發(fā)出本發(fā)明。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，目的在于提供一種起吊裝置及自動化搬運系統(tǒng)，所述的起吊裝置具有自動水平及自動定位功能，可防止搖晃及對準(zhǔn)不當(dāng)而造成無人搬運車(OHT)發(fā)生異常的問題，進(jìn)而可改善自動化搬運系統(tǒng)的整體效率。
[0008]為達(dá)成上述目的及效果，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種起吊裝置，用于將一晶圓盒傳送至一高架傳輸系統(tǒng)，其中該高架傳輸系統(tǒng)包含一懸吊式軌道及至少一位于該懸吊式軌道上的自動搬運車，該起吊裝置包括一升降基座、多個懸吊組件及多個第一驅(qū)動組件。該升降基座具有一水平傳感器，用以感測該升降基座處于一水平狀態(tài)或一非水平狀態(tài)；這些懸吊組件設(shè)置于該自動搬運車上，并以垂吊方式連接該升降基座；這些第一驅(qū)動組件分別連接這些懸吊組件，并根據(jù)該水平傳感器所檢測的水平狀態(tài)同步驅(qū)動這些懸吊組件，根據(jù)該非水平狀態(tài)分別驅(qū)動這些懸吊組件，以使該升降基座處于該水平狀態(tài)。
[0009]基于上述起吊裝置，本發(fā)明另提供一種自動化搬運系統(tǒng)，包括一懸吊式軌道、至少一自動搬運車及至少一起吊裝置。該自動搬運車可移動地設(shè)置于該懸吊式軌道，用以在多個晶圓加載端之間傳送一晶圓盒；該起吊裝置設(shè)置于該自動搬運車上且包括一升降基座、多個懸吊組件及多個第一驅(qū)動組件，該升降基座具有一水平傳感器，用以感測該升降基座處于一水平狀態(tài)或一非水平狀態(tài)，這些懸吊組件設(shè)置于該自動搬運車上，并以垂吊方式連接該升降基座，這些第一驅(qū)動組件分別連接這些懸吊組件，并根據(jù)該水平傳感器所檢測的水平狀態(tài)同步驅(qū)動這些懸吊組件，根據(jù)該非水平狀態(tài)分別驅(qū)動這些懸吊組件，以使該升降基座處于該水平狀態(tài)。
[0010]綜上所述，本發(fā)明的起吊裝置通過一第一驅(qū)動組件致動一懸吊組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計并搭配使用水平傳感器，因此具有自動水平調(diào)整的功能，可確保升降基座在抓取晶圓盒時維持水平狀態(tài)，進(jìn)而可減少自動搬運車因為起吊裝置水平歪斜所造成的故障。
[0011]以上關(guān)于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的說明以及以下實施方式的說明是用以舉例并解釋本發(fā)明的原理，并且提供本發(fā)明的專利申請范圍進(jìn)一步的解釋。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的第一實施例的自動化搬運系統(tǒng)的立體視圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的第一實施例的起吊裝置的立體視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的第一實施例的起吊裝置的運作示意圖(一)。
[0015]圖4為本發(fā)明的第一實施例的起吊裝置的運作示意圖(二)。
[0016]圖5為本發(fā)明的第一實施例的起吊裝置的運作示意圖(三)。
[0017]圖6為本發(fā)明的第二實施例的起吊裝置的立體視圖。
[0018]圖7為本發(fā)明第二實施例的升降基座與晶圓盒進(jìn)行對位的示意圖(一)。
[0019]圖8為本發(fā)明第二實施例的升降基座與晶圓盒進(jìn)行對位的示意圖(二)。
[0020]【符號說明】
[0021]I自動化搬運系統(tǒng)
[0022]10懸吊式軌道
[0023]20、20’ 自動搬運車
[0024]21滑軌
[0025]22第二驅(qū)動組件
[0026]221驅(qū)動元件
[0027]222線性軸承
[0028]23滑動架
[0029]231連接結(jié)構(gòu)
[0030]30起吊裝置
[0031]31、31’ 升降基座
[0032]311第一端
[0033]312第二端
[0034]313角落
[0035]314運動傳感器
[0036]315視覺感知裝置
[0037]32懸吊組件
[0038]321導(dǎo)引元件
[0039]322懸吊元件
[0040]33第一驅(qū)動組件
[0041]331驅(qū)動元件
[0042]332連動元件
[0043]34a第一定位桿
[0044]34b第二定位桿
[0045]F晶圓盒
[0046]A檢視區(qū)域
[0047]M定位標(biāo)志

【具體實施方式】
[0048]本說明書主要是針對半導(dǎo)體制造工廠(FAB)提出一種起吊裝置及應(yīng)用此起吊裝置的自動化搬運系統(tǒng)，本說明書所提出的起吊裝置具有自動水平調(diào)整及自動定位的功能，從而可減少自動搬運車因為起吊裝置水平歪斜或晃動所發(fā)生的故障頻率；根據(jù)實測結(jié)果，平均減少一次故障可增加約33%以上的晶圓搬運數(shù)量，并且每臺自動搬運車可減少約240分鐘的調(diào)整時間，因此半導(dǎo)體制造工廠內(nèi)一天的搬運量可增加約25%。下文特舉多個實施例并配合所附圖式對起吊裝置的細(xì)部構(gòu)造作進(jìn)一步的闡述。
[0049][第一實施例]
[0050]請參閱圖1，為本發(fā)明第一實施例的自動化搬運系統(tǒng)的立體視圖。本實施例的自動化搬運系統(tǒng)I包括一懸吊式軌道10、至少一自動搬運車20及至少一起吊裝置30。其中懸吊式軌道10吊置在半導(dǎo)體制造工廠內(nèi)的天花板(未示出)上，自動搬運車20可移動地裝配在懸吊式軌道10上，而起吊裝置30吊置在自動搬運車20上。據(jù)此，自動搬運車20可沿著懸吊式軌道10運行，并將裝載有多片晶圓的一晶圓盒(FOUP) F自一機(jī)臺上的一載入端(Load port)傳送到另一加載端(未示出),或是在同一機(jī)臺上完成預(yù)定制程后將此晶圓盒F傳送至另一機(jī)臺(未示出)。
[0051]請配合參閱圖2，為本發(fā)明第一實施例的起吊裝置的立體視圖。本實施例的起吊裝置30包括一升降基座31、多個懸吊組件32及多個第一驅(qū)動組件33。所述的升降基座31位于自動搬運車20下方且具有第一端311及第二端312，其中第一端311可呈但不限于爪狀以抓取晶圓盒，第二端312與懸吊組件32相連接，使升降基座31可利用垂吊方式被自動搬運車20所帶動。
[0052]這些懸吊組件32 —端連接于自動搬運車20且另一端連接于升降基座31。在本具體實施例中，自動搬運車20具有一對可與懸吊式軌道10相配合的滑軌21，升降基座31呈矩狀且具有四個角落313，這些懸吊組件32以兩兩一組的方式裝設(shè)于第一定位桿34a兩端及第二定位桿34b兩端，并通過互呈平行的第一定位桿34a及第二定位桿34b分別與該對滑軌21相連接；另外，這些懸吊組件32末端分別連接于升降基座31的四個角落313，以確保升降基座31的穩(wěn)定性。
[0053]更詳細(xì)地說，每一個懸吊組件32包括一導(dǎo)引元件321及一懸吊元件322。其中導(dǎo)引元件321以兩兩相對的方式軸設(shè)于第一定位桿34a兩端及第二定位桿34b兩端，而懸吊組件322分別抵接這些導(dǎo)引元件321，且能被這些導(dǎo)引元件321所致動，進(jìn)而帶動升降基座31垂直上升或下降。補(bǔ)充提及的是，本實施例的導(dǎo)引元件321可為但不限于齒輪、皮帶輪等，而懸吊元件322可為但不限于鏈條(chain)、同步皮帶(timing belt)等。
[0054]這些第一驅(qū)動組件33分別連接這些懸吊組件32，以驅(qū)使導(dǎo)引元件321轉(zhuǎn)動以帶動懸吊元件322，使懸吊元件322與升降基座31能夠?qū)⒕A盒連續(xù)傳送。具體地說，每一個第一驅(qū)動組件33包括相配合的一驅(qū)動元件331及一連動元件332，所述的驅(qū)動元件331經(jīng)由連動元件332驅(qū)動相對應(yīng)的導(dǎo)引元件321，也即連動元件332 —端與驅(qū)動元件331相連接且另一端與導(dǎo)引元件321相連接，致使該導(dǎo)引元件321與相對應(yīng)的懸吊元件322同步作動。補(bǔ)充提及的是，本實施例的驅(qū)動元件331可為但不限于伺服馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá)等，連動元件332可為但不限于傳動軸。
[0055]請一并參閱圖3至圖5，值得說明的是，所述的升降基座31內(nèi)部設(shè)有一運動傳感器314 (mot1n snesor),因此本發(fā)明的起吊裝置30于運作時,運動傳感器314可用以感測升降基座31在上升/下降過程中的X軸與Y軸方向(如圖3所示)，進(jìn)一步言之，感測升降基座31處于一水平狀態(tài)或一非水平狀態(tài)。在一具體實施例中，運動傳感器314可為電子陀螺儀(gyroscope)、加速度傳感器(g-snesor)等水平傳感器。
[0056]于實際應(yīng)用中，自動化搬運系統(tǒng)I的控制器(未示出)可根據(jù)運動傳感器314所檢測的水平狀態(tài)發(fā)送一同步控制命令給這些驅(qū)動元件331，使其執(zhí)行一同步驅(qū)動模式以同步驅(qū)動這些懸吊組件32 (如圖4所示)；或者，所述的控制器也可根據(jù)該運動傳感器314所檢測的水平狀態(tài)發(fā)送一補(bǔ)償控制命令給這些驅(qū)動元件331，使其執(zhí)行一異步驅(qū)動模式以分別驅(qū)動這些懸吊組件32 (如圖5所示)，以使升降基座31回復(fù)到水平狀態(tài)，進(jìn)而能夠與晶圓盒(未示出)準(zhǔn)確對位。在一變化實施例中，所述的控制器也可以設(shè)置在升降基座31內(nèi)部。
[0057]補(bǔ)充提及的是，同步驅(qū)動模式指的是這些第一驅(qū)動組件33以相同轉(zhuǎn)速驅(qū)使導(dǎo)引元件321轉(zhuǎn)動，如此這些懸吊元件322與升降基座31的所有連接點的上升/下降速度均相同；另外，異步驅(qū)動模式指的是這些第一驅(qū)動組件33以不同轉(zhuǎn)速驅(qū)使導(dǎo)引組件321轉(zhuǎn)動，如此這些懸吊元件322與升降基座31的各連接點的上升/下降速度則有所不同。.
[0058]進(jìn)一步以圖5說明在異步驅(qū)動模式下的補(bǔ)償動作，當(dāng)升降基座31朝右下方傾斜時，這些第一驅(qū)動組件33提供兩種不同轉(zhuǎn)速，以驅(qū)使右側(cè)的兩個連接點的上升速度較左側(cè)的兩個連接點的上升速度為快，使升降基座31重新處于水平狀態(tài)。據(jù)此，可有效防止因起吊裝置30的升降基座31水平歪斜而造成自動搬運車發(fā)生異常。
[0059][第二實施例]
[0060]請參閱圖6，為本發(fā)明的第二實施例的起吊裝置的立體視圖。如圖所示，本實施例的不同之處在于，自動搬運車20’還具有一第二驅(qū)動組件22，其滑軌21下方還設(shè)有一滑動架23，且升降基座31’內(nèi)部進(jìn)一步設(shè)有一視覺檢知裝置315。因此除了自動搬運車20’和升降基座31’外,其余兀件標(biāo)號均與第一實施例相同。
[0061]請配合參閱圖7及8，為本發(fā)明第二實施例的升降基座與晶圓盒進(jìn)行對位的示意圖。在本具體實施例中，晶圓盒F頂端設(shè)有一與升降基座31’相對的辨識標(biāo)志M，供視覺檢知裝置315作辨識之用。為達(dá)到上述目的，滑動架23的可移動地與自動搬運車20的滑軌21相連接，且滑動架23底端還通過多個連接結(jié)構(gòu)231分別與第一定位桿34a及第二定位桿34b固定連接；第二驅(qū)動組件22包括相配合的一驅(qū)動元件221及一線性軸承222，其中線性軸承222兩端與滑動架23固定連接，使驅(qū)動元件221可帶動起吊裝置30相對晶圓盒F進(jìn)行單一軸向的往復(fù)移動。
[0062]于實際應(yīng)用中，晶圓盒F因為根據(jù)不同制程而可能被放置在不同機(jī)臺的載入端(未示出)上，致使起吊裝置30與晶圓盒F之間可能存在位置偏差。此時自動化搬運系統(tǒng)I的控制器(未示出)可根據(jù)視覺檢知裝置315所定義的檢視區(qū)域A是否與晶圓盒F上的定位標(biāo)志M—致，若是，則發(fā)出一搬送命令使起吊裝置30抓取晶圓盒F ;若否，則發(fā)出一調(diào)整命令使第二驅(qū)動組件22驅(qū)動滑動架23沿著單一軸向進(jìn)行滑移對位，讓定位標(biāo)志M重新對準(zhǔn)于檢視區(qū)域A。
[0063]因此，相較于已知半導(dǎo)體晶圓廠的起吊裝置及自動化搬運系統(tǒng)，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點:
[0064]1.本發(fā)明的起吊裝置通過一第一驅(qū)動組件致動一懸吊組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計并搭配使用水平傳感器，因此具有自動水平調(diào)整的功能，可確保升降基座在抓取晶圓盒時維持水平狀態(tài)，進(jìn)而可減少自動搬運車因為起吊裝置水平歪斜所造成的故障。
[0065]2.再者，本發(fā)明的起吊裝置可進(jìn)一步結(jié)合一水平調(diào)整機(jī)構(gòu)(包括滑動架及第二驅(qū)動組件)并搭配使用視覺感知裝置，因此具有自動定位的功能，無需對機(jī)臺做校正動作，進(jìn)而可減少停機(jī)及校正時間，間接增加了整體搬送效率。
[0066]3.承上，通過起吊裝置的自動水平及自動定位設(shè)計，可減低發(fā)生當(dāng)一自動搬運車發(fā)生故障時，需等待異常排除而造成其余搬運車阻塞的事情，因此可改善自動搬運系統(tǒng)的搬運效率。
[0067]綜上所述，本發(fā)明實已符合發(fā)明專利的要件，依法提出申請。然而以上所披露者僅為本發(fā)明優(yōu)選實施例而已，自不能以此限定本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍，因此依本發(fā)明申請范圍所做的均等變化或修飾，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種起吊裝置，用于將一晶圓盒傳送至一自動化搬運系統(tǒng)，所述自動化搬運系統(tǒng)包含一懸吊式軌道及至少一位于所述懸吊式軌道上的自動搬運車，其特征在于，所述起吊裝置包括: 一升降基座，具有一水平傳感器，所述升降基座用以感測所述升降基座處于一水平狀態(tài)或一非水平狀態(tài)； 多個懸吊組件，設(shè)置于所述自動搬運車上，并以垂吊方式連接于所述升降基座；及 多個第一驅(qū)動組件，分別連接于所述懸吊組件，并根據(jù)所述水平傳感器所檢測的水平狀態(tài)以同步驅(qū)動所述懸吊組件，或根據(jù)所述非水平狀態(tài)而分別驅(qū)動所述懸吊組件以使所述升降基座處于所述水平狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起吊裝置，其特征在于，所述起吊裝置還包括設(shè)置于所述自動搬運車的下方且互呈平行的一第一定位桿及一第二定位桿，所述懸吊組件以兩兩相對的方式設(shè)置于所述第一定位桿的兩端及所述第二定位桿的兩端，所述第一驅(qū)動組件分別連接于所述懸吊組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起吊裝置，其特征在于，所述懸吊組件各包括一導(dǎo)引元件及一懸吊元件，所述導(dǎo)引元件以兩兩相對的方式軸設(shè)于所述第一定位桿的兩端及所述第二定位桿的兩端，所述懸吊元件分別抵接所述導(dǎo)引元件，且能被所述導(dǎo)引元件所帶動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起吊裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動組件各包括相配合的一驅(qū)動元件及一連動元件，所述驅(qū)動元件通過所述連動元件來驅(qū)動相對應(yīng)的所述導(dǎo)引元件，并經(jīng)由相對應(yīng)的所述懸吊元件而帶動所述升降基座。
5.一種自動化搬運系統(tǒng)，其特征在于，所述自動化搬運系統(tǒng)包括: 一懸吊式軌道及至少一自動搬運車，所述自動搬運車能移動地設(shè)置于所述懸吊式軌道上，用以在多個制程機(jī)臺之間傳送一晶圓盒； 至少一起吊裝置，設(shè)置于所述自動搬運車上，每一個所述起吊裝置包括: 一升降基座，具有一水平傳感器，所述升降基座用以感測所述升降基座處于一水平狀態(tài)或一非水平狀態(tài)； 多個懸吊組件，設(shè)置于所述滑動架上，并以垂吊方式連接于所述升降基座；及 多個第一驅(qū)動組件，分別連接于所述懸吊組件，并根據(jù)所述水平傳感器所檢測的水平狀態(tài)以同步驅(qū)動所述懸吊組件，或根據(jù)所述非水平狀態(tài)而分別驅(qū)動所述懸吊組件以使所述升降基座處于所述水平狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動化搬運系統(tǒng)，其特征在于，所述起吊裝置還包括設(shè)置于所述自動搬運車的下方且互呈平行的一第一定位桿及一第二定位桿，所述懸吊組件以兩兩相對的方式設(shè)置于所述第一定位桿的兩端及所述第二定位桿的兩端，所述第一驅(qū)動組件分別連接于所述懸吊組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動化搬運系統(tǒng)，其特征在于，所述懸吊組件各包括一導(dǎo)引元件及一懸吊元件，所述導(dǎo)引元件以兩兩相對的方式軸設(shè)于所述第一定位桿的兩端及所述第二定位桿的兩端，所述懸吊元件分別抵接所述導(dǎo)引元件，且能被所述導(dǎo)引元件所帶動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動化搬運系統(tǒng)，其特征在于，所述第一驅(qū)動組件各包括相配合的一驅(qū)動元件及一連動元件，所述驅(qū)動元件通過所述連動元件來驅(qū)動相對應(yīng)的所述導(dǎo)引元件，并經(jīng)由相對應(yīng)的所述懸吊元件而帶動所述升降基座。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動化搬運系統(tǒng)，其特征在于，所述自動搬運車還包括一對滑軌、設(shè)置于所述對滑軌的下方的一滑動架及連接所述滑動架的一第二驅(qū)動組件，所述滑動架與所述第一定位桿及所述第二定位桿相連接，用以帶動所述起吊裝置相對于所述晶圓盒進(jìn)行單一軸向的往復(fù)移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動化搬運系統(tǒng)，其特征在于，所述第二驅(qū)動組件包括相配合的一驅(qū)動元件及一線性軸承，所述線性軸承的兩端與所述滑動架固定連接，所述晶圓盒還具有一定位標(biāo)志，所述升降基座還具有一視覺檢知裝置，所述視覺檢知裝置用以檢視所述晶圓盒上的定位標(biāo)志的圖像。
【文檔編號】B65G47/04GK104512723SQ201310481830
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】廖桓祺, 張勝榮 申請人:華亞科技股份有限公司