CN113257727A - 用于自动化晶片载具搬运的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于自动化晶片载具搬运的装置及操作方法。所述装置包括基底框架及设置在基底框架上的接合机构。接合机构包括控制器及主动扩展组件，所述主动扩展组件可移动地耦合到基底框架且由控制器控制以相对于基底框架实行往复移动。主动扩展组件由控制器驱动穿过基底框架，以与安装在晶片载具上的顶部凸缘接合。

Description

用于自动化晶片载具搬运的装置及方法
技术领域
本发明的实施例是有关于一种半导体装置及方法，特别是有关于一种用于自动化晶片载具搬运的装置及方法。
背景技术
典型的半导体制作设施包括多个处理区域，所述多个处理区域包括半导体处理工具及晶片分级(staging)装备。每一处理区域可包括储料器(stocker)，所述储料器临时盛放多个晶片载具或者准备将晶片载具运输到半导体处理工具的装载端口。在晶片载具(例如晶片盒(pod))中通常存储数个半导体晶片，所述晶片载具用于将半导体晶片在整个制作设施中移动到不同的半导体处理工具。传统上，晶片载具由操作人员运输到半导体处理工具和/或装载到装载端口上。在现代制作设施中，非常强调限制操作人员在处理区域中出现以及提高半导体制作的效率。因此，需要一种可自动将晶片载具以任何取向装载到装载端口及从装载端口卸载晶片载具以最小化劳动力需求并提高制作效率的制作设施。
发明内容
根据一些实施例，提供一种用于自动化晶片载具搬运的装置，所述装置适于运输晶片载具。所述装置包括基底框架及设置在基底框架上的接合机构。接合机构包括控制器及主动扩展组件，所述主动扩展组件可移动地耦合到基底框架，并且由控制器控制以相对于基底框架实行往复移动。主动扩展组件由控制器驱动穿过基底框架，以与安装在晶片载具上的顶部凸缘接合。
根据一些替代实施例，用于自动化晶片载具搬运的操作方法包括至少以下步骤。使自动化晶片载具搬运装置的基底框架及接合机构与安装在晶片载具上的顶部凸缘抵接接触，以限制所述顶部凸缘的至少一个移动自由度，其中所述接合机构设置在所述基底框架上。自动化晶片载具搬运装置将晶片载具运输到目的地位置。在所述目的地位置从所述自动化晶片载具搬运装置释放安装在所述晶片载具上的所述顶部凸缘。
根据一些替代实施例，用于自动化晶片载具搬运的操作方法包括至少以下步骤。使装置的基底框架在顶部凸缘与晶片载具之间的间隙中移动以与所述顶部凸缘接触，其中所述顶部凸缘安装在所述晶片载具上。降下所述装置的主动扩展组件以与所述顶部凸缘的孔接合，其中所述主动扩展组件设置在所述基底框架上。通过所述装置移动安装在所述晶片载具上的所述顶部凸缘，以运输所述晶片载具。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。注意到，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1A是示出根据本公开一些实施例的承载晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的示意性透视图。
图1B是示出根据本公开一些实施例的自动化晶片载具搬运装置的示意性前视图。
图1C是示出根据本公开一些实施例的自动化晶片载具搬运装置的示意性仰视图。
图1D是根据本公开一些实施例的沿着图1A中的线A-A’截取的示意性剖视图。
图2A是根据本公开一些实施例的处于扩展状态的接合机构的放大透视图。
图2B是根据本公开一些实施例的处于扩展状态的接合机构的放大侧视图。
图2C是根据本公开一些实施例的处于扩展状态的接合机构的放大俯视图。
图2D是根据本公开一些实施例的处于扩展状态的接合机构的放大仰视图。
图3A是示出根据本公开一些实施例的未接合晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的剖视图。
图3B是根据本公开一些实施例的处于收缩状态的接合机构的放大透视图。
图3C是根据本公开一些实施例的处于收缩状态的接合机构的放大侧视图。
图3D是根据本公开一些实施例的处于收缩状态的接合机构的放大俯视图。
图3E是根据本公开一些实施例的处于收缩状态的接合机构的放大仰视图。
图4是示出根据本公开一些实施例的装载端口及承载晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的示意图。
图5是示出根据本公开一些实施例的检测晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的示意图。
图6A到图6E是示出根据本公开一些实施例的在实行操作方法的各个阶段的自动化晶片载具搬运装置的示意图。
图7A到图7E是示出根据本公开一些实施例的在实行操作方法的各个阶段的自动化晶片载具搬运装置的示意图。
图7F是示出根据本公开一些实施例的承载晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的示意性透视图。
图8是示出根据本公开一些实施例的自动化晶片载具搬运装置的操作方法的流程图。
具体实施方式
以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，在第二特征之上或第二特征上形成第一特征可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，并且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成附加特征从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开在各种实例中可重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是为了简明及清晰起见，并且自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。
此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在…之下(beneath)”、“在…下方(below)”、“下部的(lower)”、“在…上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。除附图中所绘示的取向以外，所述空间相对性用语旨在涵盖器件在使用或操作中的不同取向。装置可被另外取向(旋转90度或处于其他取向)，并且本文所使用的空间相对性描述语可同样相应地作出解释。
半导体制作设施(例如半导体厂(FAB))可通常利用围绕半导体厂在不同的晶片处理或存储站之间对晶片载具(例如晶片盒、晶片容器等)中的半导体晶片或半导体产品进行手动移动。然而，由于需要人工手动移动及控制，典型的手动移动可能是资源密集型的且易于造成效率低下。本公开提供自动化晶片载具搬运装置及其操作方法的实施例，以用于将晶片载具转移到各个站或装载端口的移动，从而实现劳动力需求的最小化及制作效率的提高。
图1A是示出根据本公开一些实施例的承载晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的示意性透视图，图1B是示出根据本公开一些实施例的自动化晶片载具搬运装置的示意性前视图，图1C是示出根据本公开一些实施例的自动化晶片载具搬运装置的示意性仰视图，图1D是根据本公开一些实施例的沿着图1A中的线A-A’截取的示意性剖视图。应注意，为易于说明，在上面的图式中省略自动化晶片载具搬运装置及晶片载具的一些组件。
参考图1A到图1D，自动化晶片载具搬运装置100被配置成承载晶片载具10。晶片载具10可为或可包括承载容置一个或多个半导体产品(未示出)的晶片盒(例如框架盒(framecassette)、托盘盒(tray cassette)等)的容仓。举例来说，半导体产品是等待转移到半导体处理工具(未示出)以进行进一步处理的器件晶片。在一些实施例中，半导体产品是等待运送到客户端的最终封装。晶片载具10可具有长方体形状或其他合适的形状。在一些实施例中，顶部凸缘(top flange)20安装在晶片载具10的顶部上，并且被配置成由自动化晶片载具搬运装置100紧固。在一些实施例中，顶部凸缘20被设置成蘑菇状，但也可使用其他形状。举例来说，如图1D所示，顶部凸缘20包括第一部分22及连接到第一部分22及晶片载具10的第二部分24。自动化晶片载具搬运装置100适于与顶部凸缘20的至少第一部分22接触。在一些实施例中，自动化晶片载具搬运装置100被配置成沿着晶片载具10的短边升抬顶部凸缘20，如图1A所示。在其他实施例中，自动化晶片载具搬运装置100被配置成沿着晶片载具10的长边承载顶部凸缘20，如图7F所示。
自动化晶片载具搬运装置100可包括基底部分BP及将基底部分BP连接到运输工具(未示出)的连接部分CP。连接部分CP可被设计成配合在各种类型的运输工具上，从而向各种运输机械设计开放可能性。本文使用的术语“运输工具(transport means)”可指任何机器(例如在地面上移动的自动车(autonomous cart)、连接到例如高架升降机运输设备(overhead hoist transfer，OHT)系统的机械臂、高架搬运车(overhead shuttle，OHS)、轨道引导车(rail guided vehicle，RGV)等)其包括控制、运输及承载等功能。
在一些实施例中，自动化晶片载具搬运装置100的基底部分BP包括基底框架110及设置在基底框架110上的接合机构120。举例来说，基底框架110包括基底板112及一对支撑构件114，其中基底板112具有彼此相对的顶表面112a及底表面112b，所述一对支撑构件114连接到基底板112的底表面112b。在一些实施例中，顶部凸缘20的大小小于晶片载具10的大小，并且基底框架110的大小可基于顶部凸缘20的大小来设计，以将自动化晶片载具搬运装置100的大小最小化。自动化晶片载具搬运装置100的最小化允许其自身配合在各种类型的运输工具上。
基底板112的底表面112b及支撑构件114可形成容纳安装在晶片载具10上的顶部凸缘20的空间。在一些实施例中，由基底板112及支撑构件114界定的空间适于容纳顶部凸缘20的至少第一部分22。在一些实施例中，基底框架110的支撑构件114被设置为叉形(fork-shaped)结构。在一些实施例中，支撑构件114被设计成使顶部凸缘20从基底框架110的前侧FS或基底框架110的后侧BS移动到基底板112之下的空间。利用这种配置，安装在晶片载具10上的顶部凸缘20可在不同方向上被移动到基底板112下方的空间中，从而提高自动化晶片载具搬运装置100的效率及灵活性。
在一些实施例中，基底框架110的支撑构件114包括设置在基底板112的底表面112b的相对侧上的两个L形支架。举例来说，每个L形支架包括沿着基底板112的侧壁延伸的第一部分114a以及连接到第一部分114a且平行于底表面112b延伸的第二部分114b。在一些实施例中，支撑构件114的相应第一部分114a从基底板112的底表面112b在大致垂直的方向上延伸，并且第二部分114b从第一部分114a的与基底板112相对的端部在大致水平的方向上延伸。第一部分114a与第二部分114b可以直角或锐角连接。两个L形支架的第二部分114b可在空间上与基底板112的底表面112b分开，并且朝向彼此延伸，但不衔接在一起。
在一些实施例中，相应第二部分114b与基底板112的底表面112b间隔最小垂直距离Dt，以用于容纳安装在晶片载具10上的顶部凸缘20。举例来说，相应第二部分114b与基底板112的底表面112b之间的最小垂直距离Dt实质上大于顶部凸缘20的第一部分22的厚度Tt。在一些实施例中，每个支撑构件114包括安装在其上的突起(未标记)，以用于阻止顶部凸缘20滑动超过支撑构件114。在一些实施例中，当基底框架110的基底板112被驱动在顶部凸缘20之上移动时，顶部凸缘20的第二部分24可位于基底框架110的所述一对支撑构件114之间。当基底板112被驱动在顶部凸缘20之上移动时，顶部凸缘20的第二部分24可接触或可不接触支撑构件114的第二部分114b。在一些实施例中，在运输期间，顶部凸缘20的第一部分22的底表面的边缘倚靠支撑构件114的第二部分114b。
应注意，为易于阐述且不旨在将本文所公开的结构限制于任何特定取向，为方便起见，本文中将与基底板112的底表面112b的平面实质上垂直的方向称为“垂直方向”，并且为方便起见，将与基底板112的底表面112b的平面实质上平行的方向称为“水平方向”。应注意，支撑构件114可采取各种形式或者包括其他固定组件，只要顶部凸缘20和/或晶片载具10可在转移期间由基底框架110稳定地承载即可。
在一些实施例中，自动化晶片载具搬运装置100的接合机构120设置在基底板112上。举例来说，接合机构120包括主动扩展组件(active expansion component)122、控制器124及稳定器(stabilizer)126，稳定器126设置在主动扩展组件122上且可操作地抵靠主动扩展组件122。在一些实施例中，使用运输工具在自动控制下进行搬运和/或运输操作，并且控制器124可与运输工具介接以执行存储在运输工具中的一组可编程指令。控制器124可发出控制信号以操作稳定器126和/或主动扩展组件122的运动。举例来说，控制器124包括马达驱动器、电动马达、齿轮马达、驱动轴、致动器或配置成使稳定器126和/或主动扩展组件122相对于基底板112移动的其他合适的驱动机构。举例来说，控制器124的马达驱动器提供信号来驱动马达操作，马达使轴旋转以驱动稳定器126运动且主动扩展组件122可通过稳定器126的运动来实行移动。
在一些实施例中，如图1B所示，由控制器124驱动的主动扩展组件122被制作成沿着轴线AX进行往复移动。主动扩展组件122可被配置成沿着轴线AX线性往复运动，其中轴线AX可平行于基底板112的厚度方向。举例来说，主动扩展组件122包括穿透过基底板112的杆部122a及连接到杆部122a的接合部(engaging portion)122b。主动扩展组件122的杆部122a可具有连接到接合部122b的一侧，并且杆部122a的另一侧可在操作期间抵靠稳定器126。在一些实施例中，稳定器126由控制器124驱动来移动，以向下按压主动扩展组件122的杆部122a。
举例来说，稳定器126被配置成在箭头A1所指的方向上旋转，以接触主动扩展组件122。应理解，由箭头A1指的逆时针旋转仅是实例，稳定器126可根据配置实行其他旋转或移动以抵靠主动扩展组件122。在一些实施例中，稳定器126包括可枢转地耦合到控制器124的条状部126a及耦合到条状部126a的底部的轮部126b。举例来说，当稳定器126朝向主动扩展组件122移动时，轮部126b可在条状部126a之前与主动扩展组件122的杆部122a实体接触。在转移晶片载具10的操作期间，抵靠主动扩展组件122的杆部122a的条状部126a的接触面积可大于抵靠主动扩展组件122的杆部122a的轮部126b的接触面积。
主动扩展组件122的杆部122a可被配置成实行由控制器124经由稳定器126驱动的上下线性运动。连接到杆部122a的主动扩展组件122的接合部122b可与杆部122a一起上下移动。在一些实施例中，如图1B所示，接合部122b配有弹性构件122bm，并可被作成实行伸缩移动。举例来说，在待机模式中，接合部122b缩回到基底板112的凹槽112r(如图1D所示)中。在操作期间，接合部122b可移出基底板112的凹槽112r，以插入晶片载具10上的顶部凸缘20的孔20a中。举例来说，顶部凸缘20设置有穿透过第一部分22的孔20a。在一些实施例中，顶部凸缘20的孔20a足够深以穿透过第一部分22及第二部分24。一旦接合部122b移出基底板112的凹槽112r，接合部122b便可展开且与晶片载具10上的顶部凸缘20接合。稍后将在其他实施例中阐述操作方法的细节。
返回参考图1A，在一些实施例中，自动化晶片载具搬运装置100包括安装在基底框架110上的感测单元130。感测单元130可与接合机构120的运输工具和/或控制器124通信以进行操作。感测单元130可包括多个传感器来实行各种功能。举例来说，感测单元130的第一传感器132被配置成检测自动化晶片载具搬运装置100与周围物体之间的距离。第一传感器132可被称为安装在基底板112的顶表面112a的前边缘上的防撞传感器。在一些实施例中，第一传感器132是非接触传感器，例如超声波传感器、光学传感器等。稍后将结合图4阐述第一传感器132的操作细节。
参考图1D并参考图1A，感测单元130可包括第二传感器134，第二传感器134安装在基底框架110上且面向晶片载具10而没有屏蔽。在一些实施例中，第二传感器134被配置成通过感测例如晶片载具10的力度及接近度二者来检测晶片载具10的放置状态的放置传感器。举例来说，可通过使用第二传感器134来确认晶片载具10的位置和/或晶片载具10中半导体产品的存在或不存在。在一些实施例中，基底框架110配备有多个第二传感器134。举例来说，第二传感器134安装在相应支撑构件114的第二部分114b的底表面上，使第二传感器134可面对晶片载具10而没有屏蔽。在一些实施例中，第二传感器134对角地设置在相应支撑构件114上，以确保晶片载具10在正确的位置。在其他实施例中，第二传感器134安装在基底板112的底表面112b上，而不被支撑构件114屏蔽。举例来说，第二传感器134包括各种类型的接近传感器(proximity sensor)，例如但不限于电容性接近传感器、电感性接近传感器、声学/音波接近传感器、磁性接近传感器、光学/光电接近传感器和/或基于雷达的接近传感器。可采用其他类型的传感器来实行各种功能。通过在实行相关动作及运输晶片载具10之前使用多个传感器来检测晶片载具，组合检测(例如力度感测、接近度感测等)可增加对晶片载具上预期接触的检测，并且减少对晶片载具的意外接触。应理解，本文示出的感测单元130的类型、数量及布置仅是示例性的，可根据要求进行调整，本公开并不限于此。
在一些实施例中，感测单元130任选地包括其他传感器，这些传感器可为适于检测感测区(例如基底框架110之下的区域)中的物体存在的不同类型的传感器。举例来说，感测单元130包括存在性传感器(present sensor)，其被配置成检测目标区域中晶片载具是否存在。在一些实施例中，感测单元130包括光电传感器，所述光电传感器将光束投射至基底板112之下的晶片载具10所预期存在的特定检测区，并基于与由晶片载具反射的光束相关的值来检测特定检测区中的晶片载具10。在一些实施例中，感测单元130包括反射型光电传感器及接近传感器。另选地，感测单元130包括相同或相似类型的传感器，并同时实行检测。应注意，感测单元130的图示仅是示例性的且本公开不限制传感器的数量及类型。
返回参考图1A，在一些实施例中，自动化晶片载具搬运装置100包括图像对准系统140，图像对准系统140适于增加目标位置识别的确定性及位置测量精确度。图像对准系统140可包括光源142及光学耦合到光源142的光学检测器件144。举例来说，图像对准系统140的光源142包括被配置成照射目标物体的表面的发光二极管，并且光学检测器件144包括照相机镜头、图像传感器(例如电荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)图像传感器、互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)图像传感器等)和/或识别及定位目标晶片载具的其他合适的组件。在一些实施例中，光源142及光学检测器件144并排设置在基底框架110上。举例来说，光学检测器件144的照相机镜头及光源142被基底板112的底表面112b暴露，以对基底框架110正下方的物体进行成像/扫描。在一些实施例中，图像对准系统140的光源142可相对于检测从被扫描的目标晶片载具10反射的光的光学检测器件144的照相机镜头及图像传感器偏离轴线。应注意，在图像对准系统140中可采用其他类型的组件来实行各种检测/成像功能。稍后将结合图5阐述图像对准系统140的操作细节。
图2A是根据本公开一些实施例的处于扩展状态的接合机构的放大透视图，图2B是根据本公开一些实施例的处于扩展状态的接合机构的放大侧视图，图2C是根据本公开一些实施例的处于扩展状态的接合机构的放大俯视图，并且图2D是根据本公开一些实施例的处于扩展状态的接合机构的放大仰视图。图3A是示出根据本公开一些实施例的未接合晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的剖视图，图3B是根据本公开一些实施例的处于收缩状态的接合机构的放大透视图，图3C是根据本公开一些实施例的处于收缩状态的接合机构的放大侧视图，图3D是根据本公开一些实施例的处于收缩状态的接合机构的放大俯视图，图3E是根据本公开一些实施例的处于收缩状态的接合机构的放大仰视图。
参考图2A到图2D并参考图1D，在操作模式中，主动扩展组件122的接合部122b处于扩展状态。接合机构120的控制器124可经由稳定器126控制主动扩展组件122的运动方向。举例来说，在操作模式中，控制器124对稳定器126施加力，使得稳定器126被驱动以压下主动扩展组件122的杆部122a。由控制器124经稳定器126驱动的主动扩展组件122可相对于基底板112垂直下降。主动扩展组件122的接合部122b可与主动扩展组件122的杆部122a一起相应地下降。
在一些实施例中，一旦接合部122b向下移出基底板112的凹槽112r，接合部122b的扩展部122bd便可从所述结构的中心向外延伸一段距离。所述距离例如由延伸部122bc和/或弹性构件122bm所限制。每个扩展部122bd连接到延伸部122bc中的一者，并且延伸部122bc可移动地耦合到杆部122a。弹性构件122bm可套设在杆部122a上，并且被配置成驱动延伸部122bc实行运动。举例来说，延伸部122bc沿着杆部122a的底部上及弹性构件122bm下方的沟槽GV移动。在一些实施例中，相应的沟槽GV在相对于杆部122a的长度方向的倾斜方向上延伸。
在一些实施例中，参考图2B及图1D，在操作模式中，弹性构件122bm在方向DN1上被稳定器126压缩。在弹性构件122bm的压缩期间，延伸部122bc可沿着沟槽GV在方向DN2上移动。扩展部122bd可与延伸部122bc一起移动并可彼此分离上述距离。由于扩展部122bd及弹性构件122bm的这种移动，延伸部122bc抵靠沟槽GV的上端部。举例来说，方向DN1平行于扩展部122bd的顶表面122bt的法线方向，并且方向DN2是相对于方向DN1的倾斜方向。在一些实施例中，锐角形成在方向DN1与方向DN2之间。在其他实施例中，直角或钝角可形成在方向DN1与方向DN2之间。在一些实施例中，弹性构件122bm是如图2A到图2B所示的压缩弹簧。在其他实施例中，弹性构件122bm包括扭簧、螺旋弹簧或其他类型的弹性构件。
在一些实施例中，接合部122b可从顶部到底部渐缩。举例来说，接合部122b的相应扩展部122bd是截头锥(truncated cone)形状。举例来说，相应的扩展部122bd具有底表面122bs、比底表面122bs宽的顶表面122bt以及连接顶表面122bs与底表面122bs的倾斜侧壁122bw。应注意，以圆截头锥形状示出的接合部122b仅是实例，接合部122b可采取各种形式(例如立方体、棱柱、球体、多边形截头锥等)，只要接合部122b可与安装在晶片载具10上的顶部凸缘20接合即可。在接合部122b为截头锥形状的一些实施例中，接合部122b的扩展部122bd远离所述结构的中心的径向移动。在一些实施例中，扩展部122bd向外展开，以使接合部122b与安装在晶片载具10上的顶部凸缘20接合。主动扩展组件122的接合部122b可由多个扩展部122bd组成，所述多个扩展部122bd经由弹性构件122bm结合在一起。举例来说，扩展部122bd可为由弹性构件122bm和/或基底板112的凹槽112r限制的伸缩叶片形结构。应注意，三个扩展部122bd的图示仅是实例，本公开并不限制扩展部122bd的数量及形式。
参考图3A到图3E，在待机模式中，主动扩展组件122的接合部122b处于收缩状态，并且可容纳在基底板112的凹槽112r内。在一些实施例中，连接到第一部分22及晶片载具10的顶部的顶部凸缘20的第二部分24在顶部凸缘20的第一部分22与晶片载具10的顶表面之间界定间隙G。在将基底框架110移动到顶部凸缘20与晶片载具10之间的间隙G中的操作期间，主动扩展组件122的接合部122b处于收缩状态并容纳在凹槽112r中，以避免碰撞及损坏顶部凸缘20。在一些实施例中，接合部122b的厚度实质上等于基底板112的凹槽112r的深度，使得主动扩展组件122的接合部122b可不从基底板112突起。在其他实施例中，接合部122b的厚度略大于或小于基底板112的凹槽112r的深度。应注意，本公开并不限制接合部122b的厚度，只要当自动化晶片载具搬运装置100在晶片载具10之上移动时，接合部122b不干涉顶部凸缘20及晶片载具10的移动即可。
在一些实施例中，如图3A所示，在待机模式中，稳定器126由控制器124驱动以在箭头A2所指的方向上旋转，从而释放主动扩展组件122的杆部122a。应理解，由箭头A2指的顺时针旋转仅是实例，稳定器126可根据配置实行其他旋转或移动以释放主动扩展组件122。举例来说，参考图1B，在待机模式中，条状部126a与轮部126b一起远离主动扩展组件122的杆部122a移动，从而释放主动扩展组件122。举例来说，延伸部122bc及扩展部122bd可基于压缩弹性构件122bm的弹性复原力获得返回力。由于按压力不再施加到主动扩展组件122的杆部122a，因此压缩变形的弹性构件122bm被弹性复原，因此杆部122a可由于弹性复原力而向上移动。
在一些实施例中，如图3C所示，在待机模式中，弹性构件122bm沿着方向DN3弹性复原，其中方向DN3与图2B中标记的方向DN1相反。弹性复原的弹性构件122bm可使延伸部122bc沿着沟槽GV在方向DN4上移动以抵靠沟槽GV的下端部。归因于弹性构件122bm的位移的复原力可产生使延伸部122bc及扩展部122bd返回的力。因此，扩展部122bd被拉回到收缩状态。在收缩状态下，扩展部122bd彼此连接。在一些实施例中，由于弹性复原的力，扩展部122bd在待机模式中缩回以形成环形，如图3D到图3E的俯视图及仰视图所示。
图4是示出根据本公开一些实施例的装载端口及承载晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的示意图。应注意，接收地点、晶片载具及自动化晶片载具搬运装置可能没有按比例绘制并且仅用于说明目的。参考图4，在一些实施例中，承载晶片载具10的自动化晶片载具搬运装置100正接近用于装载的接收地点RP。举例来说，接收地点RP被配置为容纳晶片载具10。在一些实施例中，接收地点RP是固定到半导体处理工具或半导体制造设备(未示出)的前端的装载端口(load port)。在其他实施例中，接收地点RP是位于例如缓冲区域中等待转移到下一站或等待运送的平台或存储架。在一些实施例中，感测单元130的第一传感器132被配置成在运输期间检测障碍物。举例来说，第一传感器132被配置成发射光束、超声波等，并接收反射光或声波以计算光或声波反射回第一传感器132的时间，从而确定周围物体与自动化晶片载具搬运装置100之间的距离。
在一些实施例中，第一传感器132检测接收地点RP上的物体(例如另一个晶片载具10’)并且第一传感器132被配置成接收条件并报告给安装在自动化晶片载具搬运装置100上或安装在运输工具上的控制器，以确定是否和/或何时停止自动化晶片载具搬运装置100的移动。举例来说，自动化晶片载具搬运装置100在停止线SL处停止移动或者在到达停止线SL之前减速以避免碰撞，从而保护晶片载具10免受损坏并减少废品。在自动化晶片载具搬运装置100试图从预期位置(例如装载端口、存储架、平台等)抓住目标晶片载具的一些实施例中，感测单元130的第一传感器132被配置成在行进中避开已知的静止障碍物，并检测目标晶片载具的位置。举例来说，第一传感器132可检测目标晶片载具与自动化晶片载具搬运装置100之间的距离，使得由运输工具控制的自动化晶片载具搬运装置100被定位到目标晶片载具且具有特定间隙(clearance)而不会发生碰撞。在一些实施例中，当第一传感器132检测到接收地点RP上的障碍物或物体时，承载晶片载具10的自动化晶片载具搬运装置100可改变预定路线以移动到另一个接收地点或转向缓冲区域进行放置。
图5是示出根据本公开一些实施例的检测晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的示意图。应注意，晶片载具、顶部凸缘及自动化晶片载具搬运装置可能没有按比例绘制且仅用于说明目的。参考图5，自动化晶片载具搬运装置100的图像对准系统140被配置成读取或检测用于定位和/或识别的光学特征30。光学特征30可设置在接收地点RP。在一些实施例中，光学特征30定位在接收地点RP的预定位置处，使得当自动化晶片载具搬运装置100沿着预定路线(未示出)被驱动并朝向晶片载具10移动以耦合顶部凸缘20时，光学特征30被图像对准系统140检测到。根据沿着自动化晶片载具搬运装置100的预定路线定位在预定位置处的光学特征30的检测和/或扫描，自动化晶片载具搬运装置100的图像对准系统140可从光学特征30读取位置信息(例如坐标位置)。
在一些实施例中，光学特征30设置在晶片载具10上，并且图像对准系统140被配置成检测/扫描光学特征30以读取晶片载具10的信息。举例来说，图像对准系统140的光学检测器件144被配置成对光源142(例如可见光、红外光、紫外光或其任意组合)作出响应，并且直接从光源142接收或通过反射接收。在一些实施例中，光学特征30包括机器可读识别码(例如条形码、二维码(QR code)或数据矩阵(data matrix))、文档、图形或其组合。举例来说，光学特征30包括条形码，并且图像对准系统140包括用于检测光学特征30上的条形码的条形码读取器。通过读取/扫描光学特征30，自动化晶片载具搬运装置100可增加关于晶片载具10的位置确定性及识别精确度。
图6A到图6E是示出根据本公开一些实施例的在实行操作方法的各个阶段的自动化晶片载具搬运装置的示意图。自动化晶片载具搬运装置100可用于自动搬运晶片载具10，并且将晶片载具10从FAB的各个站点中的起始位置运输到目的地位置，而不必等待操作人员装载/卸载晶片载具10。自动化晶片载具搬运装置100可被配置成在各种取向上抓住安装在晶片载具10上的顶部凸缘20。图6A到图6E示出自动化晶片载具搬运装置100被配置成沿着晶片载具10的短边抬升顶部凸缘20。自动化晶片载具搬运系统的操作方法包括至少以下步骤。尽管操作方法在下文中被示出及阐述为一系列动作或事件，但将理解，这些动作或事件的所示顺序不应被解释为具有限制性意义。
参考图6A到图6B，其中容纳多个半导体产品的晶片载具10设置在接收地点RP的接收表面RPs上。在一些实施例中，接收地点RP被视为起始位置。可将由运输工具控制的自动化晶片载具搬运装置100移动到起始位置并接近晶片载具10。然后，可将自动化晶片载具搬运装置100定位在晶片载具10的顶表面之上的一定高度处。接下来，可驱动自动化晶片载具搬运装置100沿着箭头AR1所示的方向实行线性运动。举例来说，使自动化晶片载具搬运装置100沿着水平方向从晶片载具10的左侧LS移动到晶片载具10的右侧RS。举例来说，基底框架110的支撑构件114滑入顶部凸缘20与晶片载具10之间的间隙G中，直到自动化晶片载具搬运装置100定位在顶部凸缘20上。参考图3A，自动化晶片载具搬运装置100的主动扩展组件122可定位在顶部凸缘20的孔20a上方。在此阶段，自动化晶片载具搬运装置100的基底框架110不与顶部凸缘20实体接触。
在一些实施例中，在接近晶片载具10的移动期间，感测单元130的第一传感器132可感测目标区域内的障碍物和/或晶片载具10是否存在，从而避免碰撞和/或检测所述位置。参考图5，在一些实施例中，在接近晶片载具10的移动期间，图像对准系统140可检测晶片载具10附近/上的光学特征30，以沿着预定路线的位置进行识别。参考图1C，在一些实施例中，在将支撑构件114滑动到间隙G中的移动期间，第二传感器134可被配置成感测晶片载具10是否存在于检测区域(例如在基底框架110之下的区域)，并且检测晶片载具10的相对位置，以使自动化晶片载具搬运装置100被定位在晶片载具10上方的预定位置处，从而实行下一个动作。
参考图6C，当运输晶片载具10时，自动化晶片载具搬运装置100对顶部凸缘20的至少一个移动自由度进行限制。举例来说，在将自动化晶片载具搬运装置100定位在晶片载具10上之后，由运输工具驱动自动化晶片载具搬运装置100，以沿着箭头AR2所示的方向实行线性运动。举例来说，自动化晶片载具搬运装置100在垂直方向上向上移动。参考图1D，自动化晶片载具搬运装置100的基底框架110抬升，直到支撑构件114的第二部分114b与顶部凸缘20的第一部分22抵接接触。举例来说，安装在晶片载具10上的顶部凸缘20倚靠基底框架110的支撑构件114，以用于限制在垂直方向(即Z方向)上的移动自由。应注意，为了易于阐述且不旨在将本文公开的结构限制于任何特定取向，为方便起见，本文将与接收地点RP的接收表面RPs的平面垂直的方向称为“垂直方向”。
参考图6D并参考图1D及图2A，在晶片载具10就位且使基底框架110的支撑构件114抵靠顶部凸缘20之后，使由控制器124控制的接合机构120的主动扩展组件122在箭头AR3所示的方向上移动以与顶部凸缘20接合。箭头AR2及AR3所示的方向可彼此相反。举例来说，在降下主动扩展组件122的移动期间，控制器124对稳定器126施加力，以使主动扩展组件122向下移动，使得由控制器124经由稳定器126驱动的主动扩展组件122的杆部122a及接合部122b相对于基底板112被压下。在一些实施例中，当接合部122b向下移出基底板112的凹槽112r时，扩展部122bd向外展开，如图2A所示。随着降下主动扩展组件122的运动继续进行，可将接合部122b的扩展部122bd插入顶部凸缘20的孔20a中。
在一些实施例中，接合部122b的扩展部122bd与顶部凸缘20的孔20a在形状上互补。举例来说，处于扩展状态的扩展部122bd相对于接收地点RP的接收表面RPs从顶部到底部渐缩，并且孔20a的轮廓也相对于接收地点RP的接收表面RPs从顶部到底部渐缩。顶部凸缘20的孔20a可被或可不被主动扩展组件122的接合部122b完全塞住。在一些实施例中，接合越深，接合力越大。在一些实施例中，扩展部122bd通过弹性力抵靠顶部凸缘20的内侧壁，所述内侧壁界定出顶部凸缘20的孔20a。举例来说，耦合到延伸部122bc的接合部122b的扩展部122bd可经由弹性构件122bm弹性移动，从而使扩展部122bd与孔20a中的顶部凸缘20的内侧壁接合。在孔20a是螺纹孔的其他实施例中，扩展部122bd以螺纹方式与顶部凸缘20接合。应理解，可采用其他合适的接合方式，只要接合机构120在运输期间可稳定地与顶部凸缘20接合即可。
在一些实施例中，一旦扩展部122bd被牢固地插入顶部凸缘20的孔20a中，晶片载具10可由自动化晶片载具搬运装置100转移而不摆动，然后晶片载具10可被运输到目的地位置。在一些实施例中，主动扩展组件122的接合部122b与安装在晶片载具10上的顶部凸缘20的孔20a接合，以限制晶片载具10在X方向及Y方向两个方向上的移动自由。自动化晶片载具搬运装置100被配置成通过限制晶片载具10上的顶部凸缘20的多个移动自由度来控制晶片载具10的位移，以确保在将晶片载具10从起始位置运输到目的地位置期间的稳定性。
在一些实施例中，依序实行将基底框架110的支撑构件114抵靠顶部凸缘20、将主动扩展组件122的接合部122b插入顶部凸缘20的孔20a中以及抬升顶部凸缘20的操作。在一些实施例中，在同一步骤期间实行将基底框架110的支撑构件114抵靠顶部凸缘20并将接合部122b插入顶部凸缘20的孔20a中的操作。将主动扩展组件122的接合部122b插入顶部凸缘20的孔20a中的操作可在将基底框架110的支撑构件114抵靠顶部凸缘20的操作之前实行。另选地，将主动扩展组件122的接合部122b插入顶部凸缘20的孔20a中的操作可在将支撑构件114抵靠顶部凸缘20之后实行。在一些其他实施例中，在将主动扩展组件122的接合部122b插入顶部凸缘20的孔20a中之后，将基底框架110的支撑构件114抵靠顶部凸缘20及抬升顶部凸缘20的操作同时实行。
参考图6E，当到达目的地位置时，将晶片载具10装载在接收地点RP’的接收表面RPs’上。在一些实施例中，接收地点RP’被视为目的地位置。可实行相反的操作顺序，以从顶部凸缘20释放自动化晶片载具搬运装置100，从而卸载晶片载具10。举例来说，参考图3A到图3B，稳定器126从杆部122a的顶部移除。由于施加到杆部122a的按压力被移除，因此主动扩展组件122可通过复原力而向上移动。举例来说，弹性构件122bm提供弹性力，所述弹性力使得接合部122b的扩展部122bd能够移动回收缩状态。举例来说，接合部122b的扩展部122bd从顶部凸缘20的孔20a缩回，然后容纳在基底板112的凹槽112r中。
在将晶片载具10装载在接收地点RP’的接收表面RPs’上之后，由运输工具控制的自动化晶片载具搬运装置100可向下移动。当降下自动化晶片载具搬运装置100时，基底框架110的支撑构件114不再与顶部凸缘20实体接触，使得顶部凸缘20从支撑构件114释放。举例来说，支撑构件114的第二部分114b不与顶部凸缘20的第一部分22抵接接触并可悬挂在间隙G中，而不接触顶部凸缘20及晶片载具10(例如如图6B所示)。在一些实施例中，依序实行从顶部凸缘20的孔20a缩回接合部122b及降下自动化晶片载具搬运装置100的操作。在其他实施例中，在将接合部122b从顶部凸缘20的孔20a恢复的操作之前，实行降下自动化晶片载具搬运装置100的操作。另选地，在将晶片载具10装载在接收地点RP’的接收表面RPs’上之后，同时实行将接合部122b从顶部凸缘20的孔20a中恢复以及降下自动化晶片载具搬运装置100的操作。
在从顶部凸缘20释放主动扩展组件122的接合部122b及基底框架110的支撑构件114之后，自动化晶片载具搬运装置100可沿着箭头AR1所示的从左侧LS到右侧的方向远离晶片载具10移动。在一些实施例中，在装载晶片载具10之后，驱动自动化晶片载具搬运装置100从右侧RS滑动到左侧LS，如箭头AR4所示。
应注意，尽管图6A到图6D所示的操作方法从使自动化晶片载具搬运装置100沿着箭头AR1所示的方向移动开始，但在其他实施例中，操作方法可从使自动化晶片载具搬运装置100沿着箭头AR4所示的方向移动到间隙G中开始。可驱动自动化晶片载具搬运装置100沿着箭头AR1或箭头AR4所示的方向滑出间隙G。举例来说，由箭头AR1(或AR4)示的方向实质上平行于晶片载具10的短边10w。还应注意，单个自动化晶片载具搬运装置100的图示仅是实例，多个自动化晶片载具搬运装置可连接到运输工具以同时运输多个晶片载具来提高生产率。
图7A到图7E是示出根据本公开一些实施例的在实行操作方法的各个阶段的自动化晶片载具搬运装置的示意图，图7F是示出根据本公开一些实施例的承载晶片载具的自动化晶片载具搬运装置的示意性透视图。图7A到图7F示出自动化晶片载具搬运装置100被配置成沿着晶片载具10的长边抬升顶部凸缘20。自动化晶片载具搬运系统的操作方法可类似于上述操作方法，因此为简洁起见，可简化详细说明。尽管操作方法在下文中被示出及阐述为一系列动作或事件，但将理解，这些动作或事件的所示顺序不应被解释为具有限制性意义。
参考图7A到图7B及图7F，自动化晶片载具搬运装置100可定位在晶片载具10的前侧FS’处，然后沿着箭头AR5所示的方向移动到间隙G中。举例来说，自动化晶片载具搬运装置100的移动方向实质上平行于晶片载具10的长边10s。举例来说，自动化晶片载具搬运装置100沿着水平方向从晶片载具10的前侧FS’滑动到晶片载具10的后侧BS’，直到基底框架110定位在顶部凸缘20上方。在一些实施例中，主动扩展组件与顶部凸缘20的孔对准。如图7B所示，在这个阶段，自动化晶片载具搬运装置100的基底框架110可不与顶部凸缘20及晶片载具10实体接触。
参考图7C，在将自动化晶片载具搬运装置100定位在顶部凸缘20上方之后，自动化晶片载具搬运装置100沿着箭头AR2所示的方向移动。举例来说，自动化晶片载具搬运装置100被抬升，直到支撑构件114与顶部凸缘20抵接接触。安装在晶片载具10上的顶部凸缘20可倚靠支撑构件114，以限制在垂直方向上的移动自由。
参考图7D，接合机构120沿着箭头AR3所示的方向移动，以与顶部凸缘20接合。参考图1D，例如在降下主动扩展组件122的移动期间，稳定器126旋转以相对于基底板112向下按压主动扩展组件122，使得主动扩展组件122的接合部122b移出基底板112的凹槽112r且以扩展状态展开，然后接合部122b的扩展部122bd可插入顶部凸缘20的孔20a中。在一些实施例中，在支撑构件114抵靠顶部凸缘20之后，主动扩展组件122被插入顶部凸缘20。在其他实施例中，图7C到图7D所示的操作步骤可在同一步骤中同时实行。在主动扩展组件122被牢固地插入到顶部凸缘20的孔20a中之后，晶片载具10可被抬升并经由自动化晶片载具搬运装置100被运输到目的地位置。
参考图7E，可通过自动化晶片载具搬运装置100将晶片载具10装载在接收地点RP’的接收表面RPs’上。在装载晶片载具10之后，可从自动化晶片载具搬运装置100释放晶片载具10上的顶部凸缘20，然后使自动化晶片载具搬运装置100远离晶片载具10移动以用于下一轮。举例来说，在将晶片载具10设置在接收地点RP’的接收表面RPs’上之后，接合机构120从顶部凸缘20的孔缩回，并且基底框架110稍微降下，使自动化晶片载具搬运装置100不再与顶部凸缘20抵接接触。随后，使自动化晶片载具搬运装置100沿着箭头AR5所示的方向移动远离晶片载具10。在其他实施例中，驱动自动化晶片载具搬运装置100沿着箭头AR6所示的方向从后侧BS’向前侧FS’滑出间隙G。在一些实施例中，操作步骤始于使自动化晶片载具搬运装置100沿着箭头AR6所示的方向移动，以滑入起始位置处的间隙G中，从而将晶片载具10运输到目的地位置。自动化晶片载具搬运装置100可从晶片载具10的任何取向(例如从前侧FS’、后侧BS’、右侧RS或左侧LS)移入/移出间隙G，从而提高自动化晶片载具搬运装置100的效率及灵活性。
图8是示出根据本公开一些实施例的自动化晶片载具搬运装置的操作方法的流程图。可采用一种操作方法将目标晶片载具从起始位置运输到FAB中各站之间的目的地位置，而不必等待操作人员装载/卸载晶片载具。注意到，包括以下操作的操作方法仅是实例且在本公开中不被解释为限制。尽管操作方法在下面被示出及阐述为一系列动作或操作，但应理解，可在操作方法之前、期间及之后提供附加操作，某些操作可与其他操作同时实行，并且某些操作可省略。
在操作202中，使自动化晶片载具搬运装置的基底框架及接合机构与安装在晶片载具上的顶部凸缘抵接接触，以限制顶部凸缘的移动自由度，其中接合机构设置在基底框架上。举例来说，操作202包括以下动作。
在动作2022中，使自动化晶片载具搬运装置的基底框架在第一方向(例如由箭头(图6E中所示的AR1/AR4或图7E中所示的AR5/AR6)所示的方向中的一者)上在顶部凸缘与晶片载具之间的间隙中移动，图6A到图6B或图7A到图7B示出对应于所述动作的视图。
在动作2024中，使自动化晶片载具搬运装置的基底框架在第二方向(例如由图6C或图7C所示的箭头AR2指示的方向)上移动以与顶部凸缘接触，其中第二方向垂直于第一方向，图6C或图7C示出对应于所述动作的前视图。
在动作2026中，可使自动化晶片载具搬运装置的接合机构在第三方向(例如由图6D或图7D所示的箭头AR3指示的方向)上移动，以与顶部凸缘的孔接合，其中第三方向与第二方向相反，图6D或图7D示出对应于所述动作的前视图。在一些实施例中，动作2024及2026可同时实行，而不是一个接一个地实行。
在操作204中，自动化晶片载具搬运装置将晶片载具从起始位置运输到目的地位置。举例来说，在使自动化晶片载具搬运装置与顶部凸缘抵接接触之后，抬升晶片载具，然后将晶片载具运输到目的地位置。当承载晶片载具的自动化晶片载具搬运装置到达目的地位置时，将晶片载具装载在预定位置上。图6E或图7E示出对应于将晶片载具在目的地位置处装载在接收地点上的步骤的视图。
在操作206中，在目的地位置从自动化晶片载具搬运装置释放安装在晶片载具上的顶部凸缘。举例来说，操作206包括以下动作。
在动作2062中，接合机构从顶部凸缘的孔在第二方向上恢复。在动作2064中，使自动化晶片载具搬运装置的基底框架沿着第三方向移动，以悬挂在顶部凸缘与晶片载具之间的间隙中。在一些实施例中，动作2062及2064可同时实行，而不是一个接一个地实行。在动作2066中，使自动化晶片载具搬运装置的基底框架远离晶片载具移动。图6E或图7E示出对应于使自动化晶片载具搬运装置远离晶片载具移动的步骤的视图。
根据一些实施例，提供一种用于自动化晶片载具搬运的装置，所述装置适于运输晶片载具。所述装置包括基底框架及设置在基底框架上的接合机构。接合机构包括控制器及主动扩展组件，所述主动扩展组件可移动地耦合到基底框架，并且由控制器控制以相对于基底框架实行往复移动。主动扩展组件由控制器驱动穿过基底框架，以与安装在晶片载具上的顶部凸缘接合。
在一些实施例中，主动扩展组件包括接合部分，接合部分适于在收缩状态下容纳在所述基底框架的凹槽中，在扩展状态下展开以插入所述顶部凸缘的孔中。在一些实施例中，主动扩展组件包括允许所述接合部分可弹性移动的弹性构件。在一些实施例中，基底框架包括基底板及一对支撑构件，支撑构件连接到所述基底板，所述一对支撑构件中的每一者包括与所述基底板间隔一垂直距离的一部分，并且所述顶部凸缘适于抵靠所述一对支撑构件的所述部分。在一些实施例中，一对支撑构件的所述部分与所述基底板之间的垂直距离实质上大于安装在所述晶片载具上的所述顶部凸缘的厚度。在一些实施例中，安装在所述晶片载具上的所述顶部凸缘的至少一个移动自由度受到抵靠所述顶部凸缘的所述一对支撑构件的限制。在一些实施例中，用于自动化晶片载具搬运的装置还包括传感器，传感器设置在所述基底框架上，并适于实行以下功能中的至少一者：检测所述自动化晶片载具搬运装置与周围物体之间的距离以避免碰撞，检测所述晶片载具的存在或不存在，以及检测所述晶片载具的放置状态。在一些实施例中，用于自动化晶片载具搬运的装置还包括图像对准系统，图像对准系统设置在所述基底框架上，并且包括光源及光学耦合到所述光源的光学检测器件以用于识别及定位所述晶片载具。
根据一些替代实施例，用于自动化晶片载具搬运的操作方法包括至少以下步骤。使自动化晶片载具搬运装置的基底框架及接合机构与安装在晶片载具上的顶部凸缘抵接接触，以限制所述顶部凸缘的至少一个移动自由度，其中所述接合机构设置在所述基底框架上。自动化晶片载具搬运装置将晶片载具运输到目的地位置。在所述目的地位置从所述自动化晶片载具搬运装置释放安装在所述晶片载具上的所述顶部凸缘。
在一些实施例中，使所述自动化晶片载具搬运装置与所述顶部凸缘抵接接触包括使所述自动化晶片载具搬运装置的所述基底框架在第一方向上在所述顶部凸缘与所述晶片载具之间的间隙中移动，及使所述自动化晶片载具搬运装置的所述基底框架在第二方向上移动以与所述顶部凸缘接触，其中所述第二方向垂直于所述第一方向。在一些实施例中，使所述自动化晶片载具搬运装置与所述顶部凸缘抵接接触包括使所述自动化晶片载具搬运装置的所述接合机构在第三方向上移动以与所述顶部凸缘的孔接合，其中所述第三方向与所述第二方向相反。在一些实施例中，从所述自动化晶片载具搬运装置释放所述顶部凸缘包括从所述顶部凸缘的所述孔在所述第二方向上恢复所述自动化晶片载具搬运装置的所述接合机构。在一些实施例中，从所述自动化晶片载具搬运装置释放所述顶部凸缘包括使所述自动化晶片载具搬运装置的所述基底框架在第三方向上移动，以悬挂在所述顶部凸缘与所述晶片载具之间的间隙中，其中所述第三方向与所述第二方向相反。在一些实施例中，从所述自动化晶片载具搬运装置释放所述顶部凸缘还包括在使所述自动化晶片载具搬运装置的所述基底框架在所述第三方向上移动之后，使所述自动化晶片载具搬运装置的所述基底框架在第四方向上移动以远离所述晶片载具，其中所述第四方向与所述第一方向相反。在一些实施例中，用于自动化晶片载具搬运的操作方法还包括在将所述晶片载具运输到所述目的地位置期间，检测所述自动化晶片载具搬运装置与周围物体之间的距离。
根据一些替代实施例，用于自动化晶片载具搬运的操作方法包括至少以下步骤。使装置的基底框架在顶部凸缘与晶片载具之间的间隙中移动以与所述顶部凸缘接触，其中所述顶部凸缘安装在所述晶片载具上。降下所述装置的主动扩展组件以与所述顶部凸缘的孔接合，其中所述主动扩展组件设置在所述基底框架上。通过所述装置移动安装在所述晶片载具上的所述顶部凸缘，以运输所述晶片载具。
在一些实施例中，使所述装置的所述基底框架移动以与所述顶部凸缘接触包括使所述基底框架在第一方向上沿着所述晶片载具的一侧移动，及使所述基底框架在垂直于所述第一方向的第二方向上移动以抵靠所述顶部凸缘。在一些实施例中，当使所述装置的所述基底框架移动以与所述顶部凸缘接触时，所述主动扩展组件的接合部分容纳在所述基底框架的凹槽中。在一些实施例中，当降下所述装置的所述主动扩展组件以与所述顶部凸缘的所述孔接合时，所述主动扩展组件的接合部分被移出所述基底框架的凹槽并展开以插入所述顶部凸缘的所述孔中。在一些实施例中，用于自动化晶片载具搬运的操作方法还包括将所述晶片载具装载在预定位置上、从所述顶部凸缘的所述孔恢复所述装置的所述主动扩展组件、及从所述顶部凸缘释放所述基底框架。以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本公开的各个方面。所属领域中的技术人员应理解，其可容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本公开的精神及范围，而且他们可在不背离本公开的精神及范围的条件下对其作出各种改变、代替及变更。
[符号的说明]
10、10’：晶片载具
10s：长边
10w：短边
20：顶部凸缘
20a：孔
22、114a：第一部分
24、114b：第二部分
30：光学特征
100：自动化晶片载具搬运装置
110：基底框架
112：基底板
112a、122bt：顶表面
112b、122bs：底表面
112r：凹槽
114：支撑构件
120：接合机构
122：主动扩展组件
122a：杆部
122b：接合部
122bc：延伸部
122bd：扩展部
122bm：弹性构件
122bw：倾斜侧壁
124：控制器
126：稳定器
126a：条状部
126b：轮部
130：感测单元
132：第一传感器
134：第二传感器
140：图像对准系统
142：光源
144：光学检测器件
202、204、206：操作
2022、2024、2026、2062、2064、2066：动作
A-A’：线
A1、A2、AR1、AR2、AR3、AR4、AR5、AR6：箭头
AX：轴线
BP：基底部分
BS、BS’：后侧
CP：连接部分
DN1、DN2、DN3、DN4：方向
Dt：最小垂直距离
FS、FS’：前侧
G：间隙
GV：沟槽
LS：左侧
RP、RP’：接收地点
RPs、RPs’：接收表面
RS：右侧
SL：停止线
Tt：厚度

Claims (10)

1.一种用于自动化晶片载具搬运的装置，所述装置适于运输晶片载具，所述装置包括：
基底框架；及
接合机构，设置在所述基底框架上且包括：
控制器；及
主动扩展组件，可移动地耦合到所述基底框架且由所述控制器控制以相对于所述基底框架实行往复移动，其中所述主动扩展组件由所述控制器驱动以穿过所述基底框架，从而与安装在所述晶片载具上的顶部凸缘接合。
2.根据权利要求1所述的用于自动化晶片载具搬运的装置，其中所述主动扩展组件包括：
接合部分，适于在收缩状态下容纳在所述基底框架的凹槽中，在扩展状态下展开以插入所述顶部凸缘的孔中。
3.根据权利要求1所述的用于自动化晶片载具搬运的装置，其中所述基底框架包括：
基底板；及
一对支撑构件，连接到所述基底板，所述一对支撑构件中的每一者包括与所述基底板间隔一垂直距离的一部分，并且所述顶部凸缘适于抵靠所述一对支撑构件的所述部分。
4.根据权利要求1所述的用于自动化晶片载具搬运的装置，还包括：
传感器，设置在所述基底框架上，并适于实行以下功能中的至少一者：检测所述自动化晶片载具搬运装置与周围物体之间的距离以避免碰撞，检测所述晶片载具的存在或不存在，以及检测所述晶片载具的放置状态。
5.一种用于自动化晶片载具搬运的操作方法，包括：
使自动化晶片载具搬运装置的基底框架及接合机构与安装在晶片载具上的顶部凸缘抵接接触，以限制所述顶部凸缘的至少一个移动自由度，其中所述接合机构设置在所述基底框架上；
由所述自动化晶片载具搬运装置将所述晶片载具运输到目的地位置；及
在所述目的地位置从所述自动化晶片载具搬运装置释放安装在所述晶片载具上的所述顶部凸缘。
6.根据权利要求5所述的用于自动化晶片载具搬运的操作方法，其中使所述自动化晶片载具搬运装置与所述顶部凸缘抵接接触包括：
使所述自动化晶片载具搬运装置的所述基底框架在第一方向上在所述顶部凸缘与所述晶片载具之间的间隙中移动；及
使所述自动化晶片载具搬运装置的所述基底框架在第二方向上移动以与所述顶部凸缘接触，其中所述第二方向垂直于所述第一方向。
7.一种用于自动化晶片载具搬运的操作方法，包括：
使装置的基底框架在顶部凸缘与晶片载具之间的间隙中移动以与所述顶部凸缘接触，其中所述顶部凸缘安装在所述晶片载具上；
降下所述装置的主动扩展组件以与所述顶部凸缘的孔接合，其中所述主动扩展组件设置在所述基底框架上；及
经由所述装置移动安装在所述晶片载具上的所述顶部凸缘，以运输所述晶片载具。
8.根据权利要求7所述的用于自动化晶片载具搬运的操作方法，其中使所述装置的所述基底框架移动以与所述顶部凸缘接触包括：
使所述基底框架在第一方向上沿着所述晶片载具的一侧移动；及
使所述基底框架在垂直于所述第一方向的第二方向上移动以抵靠所述顶部凸缘。
9.根据权利要求7所述的用于自动化晶片载具搬运的操作方法，其中当使所述装置的所述基底框架移动以与所述顶部凸缘接触时，所述主动扩展组件的接合部分容纳在所述基底框架的凹槽中。
10.根据权利要求7所述的用于自动化晶片载具搬运的操作方法，其中当降下所述装置的所述主动扩展组件以与所述顶部凸缘的所述孔接合时，所述主动扩展组件的接合部分被移出所述基底框架的凹槽并展开以插入所述顶部凸缘的所述孔中。
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