CN111128796B - 用于搬运半导体部件承载器的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供多种用于搬运半导体部件承载器的设备及方法。在一范例中，公开一种用于搬运半导体部件承载器的设备。此设备包括一机械手臂及耦接到机械手臂的一成像系统。机械手臂配置以固持一半导体部件承载器。成像系统配置以在将放置半导体部件承载器的表面上自动定位一目标位置。

Description

用于搬运半导体部件承载器的设备及方法

技术领域

本公开实施例涉及一种用于搬运半导体部件承载器的设备及方法。

背景技术

在半导体装置的制造期间，通常在许多工作站或处理机器上处理此装置。半成品装置或在制品(work-in-process，WIP)部件的运输或搬运为整个制造过程中重要的一个方面。由于芯片(chips)的易碎特性，在制品部件(例如半导体晶圆)的搬运在集成电路(integratedcircuit，IC)芯片的制造中尤其重要。此外，在制造集成电路产品时，通常需要多个制造步骤(亦即，多达数百个)，以完成制造过程。半导体晶圆或集成电路芯片必须在各种处理站之间存储或运输，以施行各种制造过程。

晶圆承载器经常被承载器搬运装置拾取并放置，以运输、清洁或组装承载器。现有的承载器搬运装置不安全，因为其不能保护承载器免于掉落且没有防撞机构。另外，现有的承载器搬运装置是通过手动定位承载器的取放位置而效率低下。此外，现有的承载器搬运装置笨重且庞大，且只能适合于一种尺寸的承载器。如此，需要一种用于搬运承载器的设备及方法，以解决上述问题。

发明内容

本公开一些实施例提供一种用于搬运半导体部件承载器的设备，包括：一机械手臂以及一成像系统。机械手臂配置以固持一半导体部件承载器。成像系统耦接到机械手臂，且配置以在将放置半导体部件承载器的一表面上自动定位一目标位置。

本公开一些实施例提供一种用于搬运半导体部件承载器的设备，包括：一机械手臂以及一对压力感应器。机械手臂配置以固持一半导体部件承载器。此对压力感应器位于机械手臂上，且配置以基于压力检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的一固持状态。

本公开一些实施例提供一种用于搬运半导体部件承载器的方法，包括：固持一半导体部件承载器、自动定位在将放置半导体部件承载器的一表面上的一目标位置、以及基于目标位置将半导体部件承载器放置在表面上。

附图说明

当结合附图阅读时，可从以下详细描述中最佳地理解本公开的各形式。应注意的是，各种特征未必按比例绘制。实际上，为了清楚起见，可任意增加或减少各种特征的尺寸及几何。在整个说明书及附图中，相同的参考符号表示相同的特征。

图1A示出根据本公开一些实施例的承载器搬运装置的示例性立体图。

图1B示出根据本公开一些实施例的图1A中所示的承载器搬运装置的另一示例性立体图。

图2示出根据本公开一些实施例的承载器搬运装置的示例性成像系统模块。

图3A示出根据本公开一些实施例的示例性承载器搬运装置的上视图。

图3B示出根据本公开一些实施例的图3A中所示的示例性承载器搬运装置的更详细的上视图。

图3C示出根据本公开一些实施例的图3A中所示的示例性承载器搬运装置的立体图。

图3D示出根据本公开一些实施例的图3A中所示的示例性承载器搬运装置的另一立体图。

图4示出根据本公开一些实施例的示例性承载器搬运装置的防撞机构。

图5A示出根据本公开一些实施例的示例性承载器搬运装置的侧视图。

图5B示出根据本公开一些实施例的图5A中所示的示例性承载器搬运装置的底视图。

图5C示出根据本公开一些实施例的图5A中所示的示例性承载器搬运装置的上视图。

图6为根据本公开一些实施例的用于搬运半导体部件承载器的示例性方法的流程图。

图7为根据本公开一些实施例的用于检验半导体部件承载器的固持状态的示例性方法的流程图。

附图标记说明：

100、300、500 承载器搬运装置

102 把手

104 连接器

110、120 叉件

112、122、312、322 近端

114、124、314、324 远端

115、116 尺寸适配器

118、128、318、328 压力感应器

119、129 光感应器

130 成像系统、成像系统模块

150 感应器

210 相机

220 光源

250 表面

252 光学代码

254 目标位置

310、320、510、520 凹槽

315 宽度控制器、尺寸适配器

316 长度控制器、尺寸适配器

390 晶圆承载器盒、盒

391、392 握柄

410 晶圆承载器盒

420 盒

430 装载埠

450 停止线

511、521 侧壁

600、700 方法

602、604、606、702、704、706、708、710 操作

具体实施方式

以下的公开内容描述许多各种的示例性的实施例以实施本公开的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以界定。例如，若是本公开书叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有额外特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下公开书不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复为了简化与清晰的目的，并非用以界定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。

此外，本文中所使用的与空间相关用词，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。设备可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。除非另有明确说明，如“附着”、“附加”、“连接”及“互连”之类的用词指多个结构直接地或通过中间结构间接地固定或彼此连接的关系，以及可移动的或刚性的附着或关系。

除非另有定义，本文使用的所有用词(包括技术及科学用词)具有与本公开所属的技术领域中技术人员所一般理解的相同的含义。还应理解的是那些用语，例如在常用词典中定义的用词应被解释为具有与相关领域及本公开的背景或上下文一致的含义，而不应以理想化或者过于正式的方式解读，除非在此明确定义。

现在将详细参考本公开的实施例，其范例示出在附图中。尽可能地，在附图和说明书中使用相同的参考符号表示相同或相似的部分。

固持半导体部件(例如，晶圆或集成电路芯片)的承载器被承载器搬运装置拾取并放置，以在各种处理站之间进行清洁、组装及运输，以便施行各种制造过程。为了提高用于搬运半导体部件承载器的安全性及效率，本公开提出一种用于承载器搬运的具有多个保护机构的设备。在一实施例中，设备具有叉形机械手臂，此叉形机械手臂具有把手及耦接到把手的至少两个叉件(prongs)。机械手臂可应用在移动式机器人(mobile robot)、盒清洁工具(pod cleaning tool)、盒组装工具(pod assembling tool)、盒转移工具(pod transfertool)等。

在一实施例中，设备可包括耦接到机械手臂的成像系统，用以自动定位或校准将放置半导体部件的目标位置。成像系统降低了机器人教学时间的成本(robot teachingtime cost)，并提高取放动作的准确性。设备还可包括防撞感应器，防撞感应器可保护承载器及承载器中的晶圆免于损坏并减少晶圆废料(wafer scrap)。在一范例中，当成像系统耦接到叉形机械手臂的一叉件时，防撞感应器耦接到叉形机械手臂的另一叉件。

在另一实施例中，设备包括至少一个感应器，用于在取放承载器时检测承载器的固持状态(holding status)。可能具有多种不同类型的感应器耦接到机械手臂，以检测(例如基于压力检测及光检测)固持状态。在一范例中，仅当所有感应器检测到在叉形机械手臂的叉件之间存在承载器时，才确定半导体部件承载器被机械手臂成功地固持。

所公开的设备具有高度适应性(adaptability)及多个安全功能，以搬运各种尺寸的承载器。因为工厂需要车辆或工具来使用机器人转移容器而实现完全自动化，所以公开的设备可提高晶圆生产率(productivity)。所提出的设计使机械手臂的尺寸最小化，以使其适合各种工具或机器人。本公开适用于处理半导体部件承载器(例如晶圆盒(waferpod)、舟皿盒(boat magazine)等)的所有类型的装置。

自动化材料搬运系统(Automated Material Handling Systems，AMHS)在半导体制造设施(fabrication facilities，FABs)中使用，以在用于芯片制造的各种处理机器(工具)之间自动搬运及运输成组或大量的晶圆。在半导体制造期间，通常通过自动化材料搬运系统在不同晶圆处理或其他工具的装载埠之间运输晶圆承载器，其中存储了多个晶圆。晶圆承载器包括可固持多个晶圆(例如200毫米或8英寸)的标准机械介面(standardmechanical interface，SMIF)盒，或可容纳大于300毫米(12英寸)或450毫米(18英寸)的晶圆的前开式晶圆传送盒(front opening unified pods，FOUP)。典型地，每个晶圆承载器固持大约25个晶圆的数量。装载埠不仅用于搬运半导体晶圆，也用于搬运待处理的不同类型的基板(例如液晶显示器玻璃基板及光罩玻璃基板)。半导体制造设施中的自动化材料搬运系统包括多种类型的自动及手动车辆，用于在制造过程期间在整个制造设施中移动及运输晶圆承载器。举例来说，这可包括自动引导车辆(automated guided vehicles，AGVs)、个人引导车辆(personal guided vehicles，PGVs)、轨道引导车辆(rail guided vehicles，RGVs)、高架穿梭车(overhead shuttles，OHSs)、及高架悬吊运输系统(overhead hoisttransports，OHTs)。在上述自动化材料搬运系统晶圆运输机构中，高架悬吊运输系统通常用于依照处理顺序从一个工具的装载埠向下一个工具的装载埠运输晶圆承载器。高架悬吊运输系统包括在自动化材料搬运系统的高架单轨上行驶的“车辆”。高架悬吊运输系统车辆车载起重机(on-board hoist)可操作以升高及降低晶圆承载器，以允许高架悬吊运输系统车辆从高架轨道下方和沿地板设置的工具的装载埠存放及收回晶圆承载器。在一实施例中，所提出的承载器搬运装置可为高架悬吊运输车辆的一部分，用以安全且有效地拾取及放置像是前开式晶圆传送盒及标准机械介面盒之类的承载器。

图1A示出根据本公开一些实施例的承载器搬运装置100的示例性立体图。承载器搬运装置100包括叉形机械手臂，叉形机械手臂包括把手102及经由连接器104而耦接到把手102的两个叉件110、120。机械手臂可配置以固持半导体部件承载器，半导体部件承载器可操作以固持多个半导体部件。多个半导体部件中的每一个可包括以下至少之一者：半导体晶圆及半导体裸晶(die)。

如图1A所示，两个叉件110、120中的每一个具有近端及远端，近端经由连接器104而耦接到把手102，远端比近端远离把手102(沿-X方向)。举例来说，叉件110具有近端112及远端114；而叉件120具有近端122及远端124。在一实施例中，两个叉件中的每一个都具有在此叉件的近端及远端之间的一凹槽，凹槽配置以固持半导体部件承载器的握柄(grip)。每个叉件上的凹槽具有近端及远端，其分别对应于叉件的近端及远端。

在一实施例中，具有一压力感应器耦接到每个叉件且位于叉件的相应的凹槽中。压力感应器配置以基于压力检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的固持状态。举例来说，压力感应器118位于叉件110的凹槽中。每个叉件上还可具有光感应器119，光感应器119耦接在其上并配置以基于光检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的固持状态。另外，在每个凹槽中都有尺寸适配器(size adapter)115、116，以将机械手臂适应性地(adaptively)装配到具有各种尺寸的半导体部件承载器上。

在本范例中，承载器搬运装置100还包括成像系统130，成像系统130耦接到机械手臂并配置以在将放置半导体部件承载器的一表面上自动定位一目标位置。如图1A所示，成像系统130位于两个叉件中的第一个叉件110的远端114处。另外，在本范例中，承载器搬运装置100还包括感应器150，感应器150位于两个叉件中的第二个叉件120的远端124处，并配置以检测在机械手臂的移动路径上的障碍物，以避免与障碍物碰撞。如图1A所示，成像系统130及感应器150皆位于机械手臂的叉件下(即，沿-Z方向)。在一实施例中，成像系统130及感应器150的位置可彼此交换。

图1B示出根据本公开一些实施例的图1A中所示的承载器搬运装置100的另一示例性立体图。图1B示出承载器搬运装置100的底侧。如图1B所示，成像系统130及感应器150皆位于机械手臂的叉件110、120下(即，沿-Z方向)。

如图1B所示，一对压力感应器118、128分别耦接到两个叉件110，120，用以基于压力检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的固持状态。举例来说，一旦由凹槽固持承载器的握柄时，压力就被施加到凹槽中的压力感应器并由压力感应器检测，以在检测到的压力高于预定阈值时产生压力信号。压力感应器118位于第一凹槽中，且与第一凹槽的近端的距离比与第一凹槽的远端的距离更近；而压力感应器128位于第二凹槽中，且与第二凹槽的远端的距离比与第二凹槽的近端的距离更近。亦即，压力感应器118、128沿着X方向位于不同的位置。通过压力检测的方式检测承载器的相较于把手102在不同距离处的两个握柄，这可更好地确保安全地检测到在两个叉件110、120之间存在承载器。

另外，一对光感应器119、129分别位于两个叉件110、120上，并配置以基于光检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的固持状态。光感应器119、129沿着X方向与把手102以相同的距离定位。举例来说，光感应器119、129中的一个可向另一个光感应器发射光。当接收光感应器接收到大部分(substantial part)的光时，确定两个叉件110、120之间没有承载器。当接收光感应器处的接收光弱于预定阈值时，确定承载器位于在两个叉件110、120之间。这样一来，一旦承载器放置在两个叉件110、120之间，同时将承载器的两个握柄分别固持在两个凹槽中，与承载器的每个握柄相邻的对应部分具有可阻挡两个光感应器119、129之间的光的不透明的材料，以触发由两个光感应器119、129产生的光信号，以指示承载器的存在。

在一实施例中，基于通过所述一对压力感应器118、128的压力检测及通过所述一对光感应器119、129的光检测而确定半导体部件承载器被机械手臂成功地固持。举例来说，仅当压力感应器118、128的每一个检测到表示施加在机械手臂上的半导体部件承载器的压力的压力信号且一对光感应器119、129检测到指示在机械手臂的叉件110、120之间存在半导体部件承载器的光信号时，承载器搬运装置100才确定半导体部件承载器被机械手臂成功地固持。

图2示出根据本公开一些实施例的承载器搬运装置(例如，图1A及图1B中的承载器搬运装置100)的示例性成像系统模块130。成像系统130配置以自动地定位在将由机械手臂放置半导体部件承载器的表面250上的目标位置254。如图2所示，成像系统130包括相机210，相机210配置以拍摄表面250上的光学代码252的图片。光学代码252可指示表面250上的目标位置254。成像系统130还包括与相机210相邻的光源220，且光源220配置以发射光以供相机210拍摄图片。因为成像系统130，固持半导体部件承载器的承载器搬运装置100可自动且准确地定位在将放置半导体部件承载器的表面250上的目标位置254，并根据目标位置254将半导体部件承载器放置在表面250上。

在一范例中，表面250可为装载埠的水平表面。光学代码252可为矩阵条码，例如快速响应(quick response，QR)图码。在一实施例中，光源220首先向表面250上的光学代码252发射光。然后，基于光，相机210可拍摄光学代码的图片。通过读取图片上的光学代码的信息，承载器搬运装置100可确定在表面250上的目标位置254。举例来说，在读取光学代码之后，通过耦接到承载器搬运装置100的本地电脑或连接到承载器搬运装置100的远端伺务器，承载器搬运装置100可确定光学代码252相对于机械手臂的位置。另外，由于光学代码252与目标位置254之间的相对位置为预定的，承载器搬运装置100可进一步准确地确定目标位置254相对于机械手臂的位置。如图2所示，光学代码252位于目标位置254的外侧(沿X方向)，这可帮助避免在成像系统130扫描光学代码252时，机械手臂与目标位置254处的现有承载器之间的碰撞。

图3A示出根据本公开一些实施例的示例性承载器搬运装置300的上视图。如图3A所示，承载器搬运装置300具有叉形的机械手臂，其包括把手102及耦接到把手102的两个叉件110、120。两个叉件110、120彼此平行且沿着X方向延伸。两个叉件110、120中的每一个具有更靠近把手102的近端及比近端更远离把手102的远端。每个叉件具有在叉件的近端及远端之间的凹槽。举例来说，叉件110具有凹槽310；而叉件120具有凹槽320。每个凹槽配置以固持半导体部件承载器的握柄。如图3A所示，承载器搬运装置300通过将握柄391、392分别固持在凹槽310、320中，来固持晶圆承载器盒390。凹槽310、320可稳定且安全地固持握柄391、392，并在固持盒390时保护盒390不掉落。

图3B示出根据本公开一些实施例的图3A中所示的示例性承载器搬运装置300的更详细的上视图。如图3B所示，两个叉件110、120中的每一个在其上具有沿Z方向的相应的凹槽310、320。每个凹槽上具有压力感应器及尺寸适配器。举凹槽310为例，压力感应器318位于凹槽310上，并配置以基于压力检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的固持状态。

此外，在每个凹槽中具有尺寸适配器，尺寸适配器配置以将机械手臂适应地装配到具有各种尺寸的半导体部件承载器。举凹槽310为例，位于凹槽310中的尺寸适配器包括宽度控制器315及长度控制器316。当凹槽310沿X方向延伸时，在本范例中的长度控制器316可被调整为适合于(fit)关联于半导体部件承载器的握柄的一给定的长度L(沿X方向)。此外，在本范例中，宽度控制器315可调整为适合于关联于半导体部件承载器的握柄的一给定宽度W(沿Y方向)。这样一来，通过调整每个尺寸适配器315、316的突出量，承载器搬运装置300可安全且有效地以适配的方式固持具有不同尺寸的不同承载器。尺寸适配器315、316中的每一个可为可修改的方块(block)，其包括防滑材料，以固定所固持的承载器的握柄。这样一来，承载器搬运装置300对于不同的承载器尺寸具有高度的适应性。

图3C示出根据本公开一些实施例的图3A中所示的示例性承载器搬运装置300的立体图。如图3C所示，耦接到把手102的两个叉件110、120中的每一个具有近端112、122及远端114、124，近端112、122比较靠近把手102，远端114、124比近端112、122更远离把手102。叉件110具有凹槽310，凹槽310具有近端312及远端314，其分别对应于叉件110的近端112及远端114。叉件120具有凹槽320，凹槽320具有近端322及远端324，其分别对应于叉件120的近端122及远端124。每个凹槽配置以固持半导体部件承载器的一握柄。

如图3C所示，一对压力感应器318、328分别位于两个叉件110、120上且位于叉件110、120的相应的凹槽310、320中。如图3C所示，一对压力感应器中的第一个压力感应器318位于第一凹槽310中，且与第一凹槽310的近端312的距离比与第一凹槽310的远端314的距离更近；而此对压力感应器中的第二个压力感应器328位于第二凹槽320中，且与第二凹槽320的远端324的距离比与第二凹槽320的近端322的距离更近。压力感应器配置以基于压力检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的固持状态。

图3D示出根据本公开一些实施例的图3A中所示的示例性承载器搬运装置300的另一立体图。如图3D所示，一对光感应器119、129分别位于两个叉件110、120上。光感应器119、129中的每一个位于相应的叉件的近端及相应的叉件上的凹槽的近端之间。亦即，光感应器119、129中的每一个位于相应叉件上的凹槽的内侧(沿X方向)。此对光感应器配置以基于光检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的固持状态。

图4示出根据本公开一些实施例的示例性承载器搬运装置(例如，图1A及图1B中的承载器搬运装置100或图3C及图3D中的承载器搬运装置300)的防撞机构。如图4所示，承载器搬运装置具有位于叉形机械手臂的一个叉件的远端的感应器150。

在图4所示的范例中，当承载器搬运装置沿-X方向移动以将晶圆承载器盒410放置在装载埠430的一表面上时，在此表面上存在现有的盒420。在本范例中，感应器150可检测为在机械手臂的移动路径上的障碍物的现有的盒420，以避免在机械手臂移动而与现有的盒420或装载埠430接触之前碰撞。检测可能基于超声波。如果感应器150检测到障碍物，则承载器搬运装置将在停止线450之前停止机械手臂，并发送关于检测到障碍物的报告。承载器搬运装置可根据指令而等待移除障碍物或继续将盒410放置在其他地方。这样一来，感应器150可通过保护承载器及其中的部件免受损坏并降低报废率来确保通过机械手臂移动承载器的安全操作。

图5A示出根据本公开一些实施例的示例性承载器搬运装置500的侧视图。如图5A所示，成像系统130及感应器150分别位于叉件110及叉件120下方(沿-Z方向)。这节省整个承载器搬运装置500的空间及尺寸。

图5B示出根据本公开一些实施例的图5A中所示的示例性承载器搬运装置500的底视图。如图5B所示，成像系统130及感应器150没有延伸超过叉件110、120的尺寸。

图5C示出根据本公开一些实施例的图5A中所示的具有示例性尺寸值(dimensionvalues)的示例性承载器搬运装置的上视图。如图5C中所示的范例，把手102沿X方向的长度为110毫米；而叉件110、120沿X方向的长度为305毫米。机械手臂沿Y方向的外部宽度为350毫米。机械手臂沿Y方向的内部宽度(亦即，两个叉件110、120之间的距离)为276毫米。

由于每个叉件具有凹槽，凹槽510、520中的每一个沿X方向的长度可为148毫米。凹槽510的近端及叉件110的近端112之间沿着X方向的距离为97毫米。另外，凹槽510、520分别具有彼此面对的侧壁511、521。在本范例中，沿着Y方向的侧壁511、521之间的距离为314毫米。因为在每个凹槽中有尺寸适配器，用以使承载器搬运装置500适合于固持各种尺寸的半导体部件承载器，在本范例中的承载器搬运装置500可安全地固持具有包括把手在内的沿Y方向的总宽度在约280毫米及314毫米之间且具有握柄长度小于148毫米的任何半导体部件承载器。

图6为根据本公开一些实施例的用于搬运半导体部件承载器的示例性方法600的流程图。如图6所示，在操作602中，固持可操作以固持多个半导体部件的半导体部件承载器。在操作604中，自动定位在将放置半导体部件承载器的表面上的目标位置。在操作606中，基于目标位置而将半导体部件承载器放置在表面上。可根据本公开的不同实施例来改变图6中所示的操作顺序。

图7为根据本公开一些实施例的用于检验半导体部件承载器的固持状态的示例性方法700的流程图。如图7所示，在操作702中，检测到至少一压力信号，每个压力信号表示是否存在有施加在机械手臂上的半导体部件承载器的压力。在操作704中，检测到指示在机械手臂的叉件之间是否存在有半导体部件承载器的光信号。在操作706中，确定是否所有信号(至少一压力信号及光信号)指示半导体部件承载器的存在。如果是，则过程进行到操作708，在操作708中，确定半导体部件承载器被机械手臂成功地固持。如果否，则过程进行到操作710，在操作710中，报告固持状态错误。可根据本公开的不同实施例来改变图7中所示的操作顺序。

根据本公开一些实施例，提供一种用于搬运半导体部件承载器的设备，包括：一机械手臂以及一成像系统。机械手臂配置以固持一半导体部件承载器。成像系统耦接到机械手臂，且配置以在将放置半导体部件承载器的一表面上自动定位一目标位置。

在一实施例中，半导体部件承载器可操作以固持多个半导体部件。半导体部件中的每一者包括以下至少之一者：一半导体晶圆以及一半导体裸晶。在一实施例中，成像系统包括一相机，相机配置以拍摄表面上的一光学代码的一图片。光学代码指示在表面上的目标位置。在一实施例中，成像系统还包括一光源，光源与相机相邻，且配置以发射光，以供相机拍摄图片。在一实施例中，机械手臂具有一叉形，机械手臂包括一把手以及耦接到把手的两个叉件。叉件彼此平行。叉件中的每一者具有耦接到把手的一近端以及比近端更远离把手的一远端。在一实施例中，成像系统位于叉件中的一第一个叉件的远端。在一实施例中，用于搬运半导体部件承载器的设备还包括一感应器，位于叉件中的一第二个叉件的远端，且配置以检测在机械手臂的一移动路径上的一障碍物，以避免与障碍物碰撞。在一实施例中，叉件的每一者具有在叉件的近端及远端之间的一凹槽。各叉件上的凹槽具有一近端以及一远端，分别对应于叉件的近端及远端。各凹槽配置以固持半导体部件承载器的一握柄。在一实施例中，用于搬运半导体部件承载器的设备还包括一对压力感应器，压力感应器中的每一者位于叉件中的相应的一者上，且位于叉件的相应的凹槽中，其中压力感应器配置以基于压力检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的一固持状态。在一实施例中，此对压力感应器中的一第一个压力感应器位于凹槽中的一第一凹槽中，且与第一凹槽的近端的一距离比与第一凹槽的远端的一距离更近。此对压力感应器中的一第二个压力感应器位于凹槽中的一第二凹槽中，且与第二凹槽的远端的一距离比与第二凹槽的近端的一距离更近。在一实施例中，用于搬运半导体部件承载器的设备还包括一尺寸适配器，位于凹槽的每一者中，且配置以将机械手臂适应地装配到具有各种尺寸的半导体部件承载器上。在一实施例中，用于搬运半导体部件承载器的设备还包括一对光感应器，光感应器的每一者位于叉件中的相应的一者上，且位于相应的叉件的近端及在相应的叉件上的凹槽的近端之间，其中此对光感应器配置以基于光检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的一固持状态。

根据本公开另一些实施例，提供一种用于搬运半导体部件承载器的设备，包括：一机械手臂以及一对压力感应器。机械手臂配置以固持一半导体部件承载器。此对压力感应器位于机械手臂上，且配置以基于压力检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的一固持状态。

在一实施例中，机械手臂具有一叉形，机械手臂包括一把手以及耦接到把手的两个叉件。叉件中的每一者具有耦接到把手的一近端以及比近端更远离把手的一远端。叉件中的每一者具有一凹槽，凹槽位于叉件的近端及远端之间，且配置以固持半导体部件承载器的一握柄。各叉件上的凹槽具有一近端以及一远端，分别对应于叉件的近端及远端。在一实施例中，此对压力感应器中的每一者位于叉件中的相应一个上，且位于叉件的相应的凹槽中。压力感应器配置以基于压力检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的一固持状态。在一实施例中，此对压力感应器中的一第一个压力感应器位于凹槽中的一第一凹槽中，且与第一凹槽的近端的一距离比与第一凹槽的远端的一距离更近。此对压力感应器中的一第二个压力感应器位于凹槽中的一第二凹槽中，且与第二凹槽的远端的一距离比与第二凹槽的近端的一距离更近。在一实施例中，用于搬运半导体部件承载器的设备还包括一对光感应器，光感应器中的每一者位于叉件中的相应的一个上，且位于相应的叉件的近端及相应的叉件上的凹槽的近端之间。此对光感应器是配置以基于光检测来确定由机械手臂固持的半导体部件承载器的一固持状态。半导体部件承载器基于此对压力感应器的压力检测及此对光感应器的光检测，来确定被机械手臂成功地固持。

根据本公开又另一些实施例，提供一种用于搬运半导体部件承载器的方法，包括：固持一半导体部件承载器、自动定位在将放置半导体部件承载器的一表面上的一目标位置、以及基于目标位置将半导体部件承载器放置在表面上。

在一实施例中，自动定位目标位置的操作包括：向表面上的一光学代码发射一光、基于光拍摄光学代码的一图片、以及基于光学代码的图片来确定在表面上的目标位置。在一实施例中，用于搬运半导体部件承载器的方法还包括：检测表示施加在机械手臂上的半导体部件承载器的一压力的一压力信号、检测指示在具有一叉形的机械手臂的多个叉件之间存在半导体部件承载器的一光信号、以及基于压力信号及光信号来确定半导体部件承载器被机械手臂成功地固持。

前述内文概述了许多实施例的特征，使本技术领域中技术人员可从各个方面更佳地了解本公开。本技术领域中技术人员应可理解，且可轻易地以本公开为基础来设计或修饰其他工艺及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例等相同的优点。本技术领域中技术人员也应了解这些相等的结构并未背离本公开的发明精神与范围。在不背离本公开的发明精神与范围的前提下，可对本公开进行各种改变、置换或修改。

Claims (16)

1.一种用于搬运半导体部件承载器的设备，包括：

一机械手臂，配置以固持一半导体部件承载器；

一成像系统，耦接到该机械手臂，且配置以在将放置该半导体部件承载器的一表面上自动定位一目标位置；

一对压力感应器，位于该机械手臂上；以及

一对光感应器，配置以基于光检测来确定由该机械手臂固持的该半导体部件承载器的一固持状态，

其中该机械手臂具有一叉形，该机械手臂包括一把手以及耦接到该把手之两个叉件，

其中所述两个叉件中之每一者具有一凹槽，且各该凹槽具有一近端以及一远端，

其中各该凹槽的该近端比各该凹槽的该远端更靠近该把手，

其中该对压力感应器中之一第一压力感应器位于多个所述凹槽中之一第一凹槽中，且较接近该第一凹槽之该近端，

其中该对压力感应器中之一第二压力感应器位于多个所述凹槽中之一第二凹槽中，且较接近该第二凹槽之该远端，

其中所述两个叉件沿着一第一方向从该把手延伸，

其中该第一凹槽及该第二凹槽沿着该第一方向延伸，

其中该第一压力感应器及该第二压力感应器沿着该第一方向位于不同的位置，

其中所述两个叉件中的每一者具有耦接到该把手的一近端，

其中该对光感应器的每一者位于所述两个叉件中的相应的一者上，且位于该相应的叉件的该近端及在该相应的叉件上的该凹槽的该近端之间，

其中该对光感应器沿着该第一方向与该把手以相同的距离定位，

其中该对光感应器的一者沿着一第二方向向该对光感应器的另一者发射光，

其中该第一方向不平行于该第二方向，以及

其中当该对压力感应器检测到表示施加在该机械手臂上的该半导体部件承载器的压力的压力信号时，在该第二方向上，该半导体部件承载器位于该对光感应器之间。

2.如权利要求1所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，其中：

该半导体部件承载器可操作以固持多个半导体部件；以及

所述多个半导体部件中的每一者包括以下至少之一者：一半导体晶圆以及一半导体裸晶。

3.如权利要求1所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，其中：

该成像系统包括一相机，该相机配置以拍摄该表面上的一光学代码的一图片；以及

该光学代码指示在该表面上的该目标位置。

4.如权利要求3所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，其中：

该成像系统还包括一光源，该光源与该相机相邻，且配置以发射光，以供该相机拍摄该图片。

5.如权利要求1所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，其中：

所述两个叉件彼此平行；以及

所述两个叉件中的每一者具有比该近端更远离该把手的一远端。

6.如权利要求5所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，其中：

该成像系统位于所述两个叉件中的一第一个叉件的该远端，

该成像系统位于所述两个叉件中的该第一个叉件下，且该第一凹槽与该成像系统分别位于该第一个叉件的相反侧。

7.如权利要求5所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，还包括：

一感应器，位于所述两个叉件中的一第二个叉件的该远端，且配置以检测在该机械手臂的一移动路径上的一障碍物，以避免与该障碍物碰撞，

其中该感应器位于所述两个叉件中的该第二个叉件下，且该第二凹槽与该感应器分别位于该第二个叉件的相反侧。

8.如权利要求5所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，其中：

各该凹槽配置以固持该半导体部件承载器的一握柄。

9.如权利要求8所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，

其中所述一对压力感应器配置以基于压力检测来确定由该机械手臂固持的该半导体部件承载器的一固持状态。

10.如权利要求8所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，还包括：

一尺寸适配器，位于多个所述凹槽的每一者中，且配置以将该机械手臂适应地装配到具有各种尺寸的半导体部件承载器上。

11.一种用于搬运半导体部件承载器的设备，包括：

一机械手臂，配置以固持一半导体部件承载器

一对压力感应器，位于该机械手臂上；以及

一对光感应器，配置以基于光检测来确定由该机械手臂固持的该半导体部件承载器的一固持状态，

其中该机械手臂具有一叉形，该机械手臂包括一把手以及耦接到该把手的两个叉件，

其中所述两个叉件中的每一者具有一凹槽，且各该叉件上的该凹槽具有一近端以及一远端，

其中各该凹槽的该近端比各该凹槽的该远端更靠近该把手，

其中该对压力感应器中的一第一个压力感应器位于多个所述凹槽中的一第一凹槽中，且与该第一凹槽的该近端的一距离比与该第一凹槽的该远端的一距离更近，

其中该对压力感应器中的一第二个压力感应器位于多个所述凹槽中的一第二凹槽中，且与该第二凹槽的该远端的一距离比与该第二凹槽的该近端的一距离更近，

其中所述两个叉件沿着一第一方向从该把手延伸，

其中该第一凹槽及该第二凹槽沿着该第一方向延伸，

其中该第一个压力感应器及该第二个压力感应器沿着该第一方向位于不同的位置，

其中所述两个叉件中的每一者具有耦接到该把手的一近端，

其中该对光感应器中的每一者位于所述两个叉件中的相应的一个上，且位于该相应的叉件的该近端及在该相应的叉件上的该凹槽的该近端之间，

其中该对光感应器沿着该第一方向与该把手以相同的距离定位，

其中该对光感应器的一者沿着一第二方向向该对光感应器的另一者发射光，

其中该第一方向不平行于该第二方向，

其中该半导体部件承载器基于该对压力感应器的压力检测及该对光感应器的光检测，来确定被该机械手臂成功地固持，以及

其中当该对压力感应器检测到表示施加在该机械手臂上的该半导体部件承载器的压力的压力信号时，在该第二方向上，该半导体部件承载器位于该对光感应器之间。

12.如权利要求11所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，其中：

所述两个叉件中的每一者具有比该近端更远离该把手的一远端；

多个所述凹槽位于该对应的叉件的该近端及该远端之间，且配置以固持该半导体部件承载器的握柄；以及

各该叉件上的该凹槽具有的该近端以及该远端，分别对应于该叉件的该近端及该远端。

13.如权利要求12所述的用于搬运半导体部件承载器的设备，其中：

该对压力感应器配置以基于压力检测来确定由该机械手臂固持的该半导体部件承载器的一固持状态。

14.一种用于搬运半导体部件承载器的方法，包括：

将一半导体部件承载器之两个握柄分别固持在一机械手臂之多个叉件之两个凹槽中；

使用一对压力感应器侦测表示施加在该机械手臂上之该半导体部件承载器之一压力之一压力讯号；

使用一对光感应器以基于光检测来确定由该机械手臂固持的该半导体部件承载器的一固持状态；

自动定位在将放置该半导体部件承载器的一表面上的一目标位置；以及

基于该目标位置将该半导体部件承载器放置在该表面上，

其中该对压力感应器中之一第一个压力感应器位于多个所述凹槽中之一第一凹槽中，且与该第一凹槽之一近端之一距离比与该第一凹槽之一远端之一距离更近，

其中该对压力感应器中之一第二个压力感应器位于多个所述凹槽中之一第二凹槽中，且与该第二凹槽之一远端之一距离比与该第二凹槽之一近端之一距离更近，

其中各该凹槽的该近端比各该凹槽的该远端更靠近把手，

其中所述多个叉件沿着一第一方向延伸，

其中该第一凹槽及该第二凹槽沿着该第一方向延伸，

其中该第一个压力感应器及该第二个压力感应器沿着该第一方向位于不同的位置，

其中所述两个叉件中的每一者具有耦接到该把手的一近端，

其中该对光感应器的每一者位于所述两个叉件中的相应的一者上，且位于该相应的叉件的该近端及在该相应的叉件上的该凹槽的该近端之间，

其中该对光感应器沿着该第一方向以相同的距离定位，

其中该对光感应器的一者沿着一第二方向向该对光感应器的另一者发射光，

其中该第一方向不平行于该第二方向，以及

其中当该对压力感应器检测到表示施加在该机械手臂上的该半导体部件承载器的压力的压力信号时，在该第二方向上，该半导体部件承载器位于该对光感应器之间。

15.如权利要求14所述的用于搬运半导体部件承载器的方法，其中自动定位该目标位置的操作包括：

向该表面上的一光学代码发射一光；

基于该光拍摄该光学代码的一图片；以及

基于该光学代码的该图片来确定在该表面上的该目标位置。

16.如权利要求14所述的用于搬运半导体部件承载器的方法，还包括：

检测指示在具有一叉形的该机械手臂的所述多个叉件之间存在该半导体部件承载器的一光信号；以及

基于该压力信号及该光信号来确定该半导体部件承载器被该机械手臂成功地固持。