CN114772120B - 一种晶圆双工位移载装置、存储库、存取方法及整理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶圆双工位移载装置、存储库、存取方法及整理方法，双工位移载装置，包括：轨道；安装于轨道上的两组存取工位；其中，存取工位用于对晶圆进行存取，轨道对存取工位进行限位导向，使得存取工位沿着轨道移动。通过在轨道上安装两组存取工位，通过两组存取工位对晶圆进行存取工作，保证晶圆的存取速度，存取工位能够沿着轨道运动，便于对不同位置的晶圆进行存取，保证晶圆的流转效率。

Description

一种晶圆双工位移载装置、存储库、存取方法及整理方法

技术领域

本说明书涉及物料搬运技术领域，具体涉及一种晶圆双工位移载装置、存储库、存取方法及整理方法。

背景技术

随着集成电路在日常生活中的普遍应用，半导体在产品中开始扮演角色日益重要，其需求相对也大幅提升，因此促进全球半导体市场的蓬勃发展。为了满足集成电路的大量需求，大部分的半导体制造企业都以提高产能及合格率为优先目标。在半导体制造企业中，晶片通常是采用批量的搬运方式，然而通过人力搬运不仅效率低，也容易发生危险、且搬运过程中存在芯片污染、芯片碰撞破碎等不确定因素。为解决人工搬运所带来的风险及不确定因素，自动物料搬运系统(AMHS：Automatic Material Handling System)应运而生，并且已经广泛应用在半导体制造行业中。

移载装置是实现晶圆快速输入输出存储库以及存储库与其他运输设备交换晶圆的重要装置。随着晶圆制造设备的快速发展，整体生产效率逐步提升，各生产环节工作节奏不断加快，晶圆在整条生产线上的流动速度不断增加，要求各对接晶圆设备在保证晶圆运输稳定的同时提高交换效率，如提高空中运输小车的行进速度，增加存储库的存储量，提升存储库与空中或地面机器人对接晶圆速度等，目前所有存储库配置的移载装置都是单工位，面对大量的移载任务，为保证晶圆运输平稳，降低晶圆损伤率，移载装置最大速度有一定的限制，所以需要其他对接设备排队等待从存储库中输出的晶圆，或等待移载机构取走晶圆后空出的暂存区，一个工序的排队等待将会对后续所有加工造成影响。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供一种晶圆双工位移载装置、存储库、存取方法及整理方法，通过在轨道上安装两组存取工位，通过两组存取工位对晶圆进行存取工作，保证晶圆的存取速度，存取工位能够沿着轨道运动，便于对不同位置的晶圆进行存取，保证晶圆的流转效率。

本发明提供以下技术方案：一种晶圆双工位移载装置，包括：

轨道；

安装于所述轨道上的两组存取工位；

其中，所述存取工位用于对所述晶圆进行存取，所述轨道对所述存取工位进行限位导向，使得所述存取工位沿着所述轨道移动；

所述存取工位包括：移动架和存取机构，所述移动架安装于所述轨道上，所述移动架沿着所述轨道在水平方向运动，所述存取机构安装于所述移动架上，所述存取机构沿着所述移动架在竖直方向运动，所述存取机构对所述晶圆进行存取。

优选的，所述存取机构包括：滑座和承重载盘，所述滑座安装于所述移动架上，所述滑座沿着所述移动架在竖直方向移动，所述承重载盘安装于所述滑座上，所述承重载盘在所述滑座上自由旋转。

优选的，所述承重载盘对所述晶圆进行存取，所述承重载盘可沿着与所述轨道垂直的水平方向运动。

优选的，所述轨道包括：空中轨道和地面轨道，所述空中轨道和所述地面轨道平行分布，所述空中轨道和所述地面轨道平行分布分别安装于所述存取工位的两端，所述存取工位在所述空中轨道和所述地面轨道上滑行。

优选的，两组所述存取工位分别设置于所述轨道的两侧；

或者，其中一组所述存取工位设置于所述轨道的中部，另外一组所述存取工位设置于所述轨道的边侧；

或者，两组所述存取工位相邻设置于所述轨道的同一边侧。

一种晶圆存储库，所述存储库包括如上述任一项所述的双工位移载装置，所述双工位移载装置用于对晶圆进行存取。

优选的，所述存储库还包括：两组输入对接口和两组输出对接口，所述输入对接口用于接收来自其他工艺完成后通过空中运输机器人运输过来的晶圆，并通过所述双工位移载装置存入存储库，所述输出对接口用于将存储库的晶圆通过空中运输机器人流转到下一工艺加工机台。

优选的，所述存储库还包括：人工输入对接口和库存输出对接口，所述人工输入对接口用于接收工作人员提供的晶圆，所述库存输出对接口用于向地面存储库附近加工机台供应晶圆。

一种晶圆存取方法，用于如上述任一项所述的晶圆存储库的晶圆存取，包括：

收到晶圆存取指令；

根据存取指令分配任务给双工位移载装置；

双工位移载装置根据分配的任务进行晶圆的存取。

一种晶圆整理方法，用于如上述任一项所述的晶圆存储库的晶圆整理，包括：

制定周期性整理时间；

对各存储区库位进行排查；

将排查的信息更新至数据库并进行分析与计算；

通过双工位移载装置对晶圆进行整理，使得采用相同工艺或相同流转方向的晶圆相邻排列。

与现有技术相比，本发明采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

通过在轨道上安装两组存取工位，通过两组存取工位对晶圆进行存取工作，保证晶圆的存取速度，存取工位能够沿着轨道运动，便于对不同位置的晶圆进行存取，保证晶圆的流转效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明提供的一种晶圆双工位移载装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一种晶圆双工位移载装置的结构示意图；

图3是本发明提供的一种晶圆双工位移载装置的结构示意图；

图4是本发明提供的一种晶圆双工位移载装置的承重载盘分布结构示意图；

图5是本发明提供的一种晶圆双工位移载装置的承重载盘分布结构示意图；

图6是本发明提供的一种晶圆双工位移载装置的承重载盘分布结构示意图；

图7是本发明提供的一种晶圆存储库的示意图；

图8是本发明提供的一种晶圆存取方法的空中对接口存取晶圆流程图；

图9是本发明提供的一种晶圆存取方法的地面对接口存取晶圆流程图；

图10是本发明提供的一种晶圆整理方法的晶圆未整理时的示意图；

图11是本发明提供的一种晶圆整理方法的晶圆整理后的示意图；

图12是本发明提供的一种晶圆整理方法的晶圆整理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

目前，在存储库与空中或地面机器人对接晶圆的过程中，主要存在着以下的问题：

目前所有存储库配置的移载装置都是单工位，面对大量的移载任务，为保证晶圆运输平稳，降低晶圆损伤率，移载装置最大速度有一定的限制，所以需要其他对接设备排队等待从存储库中输出的晶圆，或等待移载机构取走晶圆后空出的暂存区，一个工序的排队等待将会对后续所有加工造成影响。

发明人经过了广泛和深入的试验，采用双工位移载装置同时处理存储库输入输出晶圆的任务，极大的提高晶圆对接流动速度。

本发明解决的技术问题是，提高晶圆的流转效率。

更具体的，本发明采用的解决方案包括：通过在轨道上安装两组存取工位，通过两组存取工位对晶圆进行存取工作，保证晶圆的存取速度，存取工位能够沿着轨道运动，便于对不同位置的晶圆进行存取，保证晶圆的流转效率，同时定期通过双工位移载装置对晶圆进行整理，使得采用相同工艺或相同流转方向的晶圆相邻排列，以进一步促进双工位移载装置的输入输出晶圆的效率。

以下结合附图1-图12，说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1-图3所示，一种晶圆双工位移载装置，包括：

轨道2；

安装于轨道2上的两组存取工位1；

其中，存取工位1用于对晶圆进行存取，轨道2对存取工位1进行限位导向，使得存取工位1沿着轨道2移动。

通过在轨道2上安装两组存取工位1，通过两组存取工位1对晶圆进行存取工作，保证晶圆的存取速度，存取工位1能够沿着轨道2运动，便于对不同位置的晶圆进行存取，保证晶圆的流转效率。

存取工位1包括：移动架101和存取机构102，移动架101安装于轨道2上，移动架101沿着轨道2在水平方向运动，存取机构102安装于移动架101上，存取机构102沿着移动架101在竖直方向运动，在进行晶圆的存取时，根据需要存取的晶圆的位置，移动架101沿着轨道2在水平方向运动到指定位置处，存取机构102沿着移动架101在竖直方向运动到指定位置处，通过存取机构102完成对晶圆的存取工作。

在一些实施方式中，存取机构102包括：滑座1022和承重载盘1021，滑座1022安装于移动架101上，滑座1022沿着移动架101在竖直方向移动，承重载盘1021安装于滑座1022上，承重载盘1021在滑座1022上自由旋转，当存取机构102移动到指定位置处后，承重载盘1021对晶圆进行存取，承重载盘1021可在滑座1022上300°内自由旋转，可根据指令在指定位置存取晶圆；如图4所示，承重载盘1021可在两侧执行存取指令，如图5所示，承重载盘1021可在同侧执行存取指令，如图6所示，承重载盘1021可在一定间距的两侧执行存取指令。

在一些实施方式中，承重载盘1021对晶圆进行存取，承重载盘1021可沿着与轨道2垂直的水平方向运动，通过承重载盘1021对晶圆进行存取，承重载盘1021可进行折叠或展开，从而完成对晶圆的存取。

在一些实施方式中，轨道2包括：空中轨道201和地面轨道202，空中轨道201和地面轨道202平行分布，空中轨道201和地面轨道202平行分布分别安装于存取工位1的两端，存取工位1在空中轨道201和地面轨道202上滑行，空中轨道201可固定于工作区域天花板，也可与其他固定设备连接，地面轨道202固定在地面预设定位置，通过空中轨道201和地面轨道202对存取工位1进行导向限位，保证存取工位1能够在水平方向移动。

如图1所示，在一些实施方式中，两组存取工位1分别设置于轨道2的两侧；其工作场景需求为两个存取工位1需要同时取出或存入两个距离较远且反方向位置的晶圆，如当前空中对接机器人和地面对接机器人处于等待取晶圆状态，为保证生产循环效率，需要同时向两个对接口供应晶圆，可将两组存取工位1分别设置于轨道2的两侧，以最快速度满足不同位置对接口的需求。

如图2所示，在一些实施方式中，其中一组存取工位1设置于轨道2的中部，另外一组存取工位1设置于轨道2的边侧；其工作场景需求为同时一个存入和一个取出需求时，或两个存取工位1取出或存入需求命令时间间隔较短时且两个相隔一定距离的晶圆，如当前空中对接口同时有输入和输出请求，且待输入晶圆已在空中输入暂存区等待，而空中输出暂存区为空，上方有空中对接机器人在等待取走晶圆，为尽快满足当前需求，可将其中一组存取工位1设置为去存储库指定位置取出待输出晶圆并运输到空中对接暂存区，并将晶圆平稳放置在空中暂存区载盘上，另外一组存取工位1移动到空中输入暂存区取走晶圆，并将晶圆存入存储库指定位置。

如图3所示，在一些实施方式中，两组存取工位1相邻设置于轨道2的同一边侧；其工作场景需求为存取相邻位置的晶圆，如当前同侧空中对接口的输入暂存区等待取走晶圆且输出暂存区等待晶圆，或对侧空中对接口的输入暂存区都在等待取走晶圆，或对侧空中对接口的输出暂存区都在等待晶圆，则可采用如图3所示的存取工位1分布方式，两个移载机构同时处理空中对接口，可极大的提高晶圆流转效率。

如图7所示，基于相同发明构思，本发明提供一种晶圆存储库，存储库包括如上述任一项的双工位移载装置，双工位移载装置用于对晶圆进行存取，通过双工位移载装置对存储库的晶圆进行存取，能够提高存储库的晶圆存取速度，提高晶圆的流转效率。

如图7所示，在一些实施方式中，存储库还包括：两组输入对接口和两组输出对接口，输入对接口用于接收来自其他工艺完成后通过空中运输机器人运输过来的晶圆，并通过双工位移载装置存入存储库，输出对接口用于将存储库的晶圆通过空中运输机器人流转到下一工艺加工机台，通过双工位移载装置在输入对接口接收晶圆，并将晶圆存入存储库，双工位移载装置通过输出对接口将存储库的晶圆流转到下一工艺加工机台，保证晶圆的流转效率。

需要说明的是，双工位同时存取类型主要有同侧相邻(如a1和a2)、同侧不相邻(如b1和b2)、对侧相邻(如c1和c2)、对侧不相邻(b1和b3)，双工位可同时去取输入位(如A1和A2)晶圆或同时供应输出位(如B1和B2)晶圆，双工位移载装置可从a1和a2、b1和b2、c1和c2、b1和b3任意组合取出晶圆并从B1和B2输出，或双工位移载装置可同时从A1和A2取到晶圆并存储到存储库的相应位置(如a1和a2、b1和b2、c1和c2、b1和b3)。

如图7所示，在一些实施方式中，存储库还包括：人工输入对接口和库存输出对接口，人工输入对接口用于接收工作人员提供的晶圆，库存输出对接口用于向地面存储库附近加工机台供应晶圆，通过人工输入对接口来接收工作人员提供的晶圆，通过库存输出对接口向地面地面存储库附近加工机台供应晶圆，能够保证晶圆的流转效率。

如图8和图9所示，基于相同发明构思，本发明提供一种晶圆存取方法，用于如上述任一项的晶圆存储库的晶圆存取，包括：

收到晶圆存取指令；

根据存取指令分配任务给双工位移载装置；

双工位移载装置根据分配的任务进行晶圆的存取。

如图8所示，实施中，当工作需求为空中对接口存取晶圆的指令，双工位移载装置在存储库与空中输入对接口和输出对接口之间传送晶圆需要一定的存取规则，以提高工作效率；根据当前空中对接口状态，由于空中对接口一直处于工作状态，其常用状态有A1输入和A2输出、B1输入和B2输出、A1输入和B1输入、A2输出和B2输出模式，首先根据当前空中对接口输入输出需求，选择需要双工位移载装置服务的类型如A1输入和A2输出，进一步判断双工位载盘状态，载盘状态有三种：载盘全为空，载盘一空一满，载盘全满，同步了解存储库状态如存储阁位是否充足，存储库物品是否有输入输出需求等，若当前载盘一空一满，则进一步执行将当前满载的工位运送到输出口，并双工位移载机构一趟取走A1和B1上的晶圆进一步存入存储库，在存入时按照如图8所示优先级进行入库。

如图9所示，实施中，当工作需求为地面对接口存取晶圆的指令，双工位移载装置在存储库与人工输入和库存输出对接口之间传送晶圆也需要一定的存取规则，以提高工作效率；根据当前地面对接口需求及地面对接口状态判断处理方式，地面对接口的状态主要有：当前无输入需求且输出任务排队中；当前无输出且预约输入排队中；当前输入任务排队中且输出任务排队中，对应处理方式为工位1及工位2同时处理输出任务，并进一步优先在存储库中取就近位置的晶圆供给输出口；工位1和工位2同时处理输入任务，并进一步的根据存储阁位条件选择存储位置；工位1处理输入任务，工位2处理输出任务，并进一步的根据物品信息就近存储。

如图10-图12所示，基于相同发明构思，本发明提供一种晶圆整理方法，用于如上述任一项的晶圆存储库的晶圆整理，包括：

制定周期性整理时间；

对各存储区库位进行排查；

将排查的信息更新至数据库并进行分析与计算；

通过双工位移载装置对晶圆进行整理，使得采用相同工艺或相同流转方向的晶圆相邻排列。

实施中，如图10所示，存储库经过一段时间的输入输出，存储库当前晶圆分布“碎片化比较严重”，即晶圆的分布较为分散，继续存取运行时空行程较多，会逐渐降低工作效率，为了保证持续的工作效率，可定制化周期性进行一次清理，周期性时间可为十分钟；如图12所示，为晶圆“碎片整理”规则，制定周期性整理时间，首先使用视觉识别对存储库整体逐层排查空格位数量、坐标位置等，当前满格位数量、坐标位置、晶圆信息、晶圆流转方向、晶圆将要流转的下一机台信息等，更新至数据库并进行分析与计算，并按照长时存储区自上而下分布、短时存储区自上而下分布、空中对接存储区自上而下分布、地面对接存储区自上而下分布进行排列，此排列数序优先级位1，同时按照晶圆加工工艺及流转方向，采用相同工艺或相同刘庄方向的晶圆相邻排列，进一步存取时可减少空行程，提高工作效率；如图11所示，为周期性清理后晶圆分布方式，可将碎片化的晶圆聚集在同层，且相邻晶圆为流通方向相同或近似，如相同工艺加工的晶圆，其输出方向基本相同，可将其相邻放置。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种晶圆双工位移载装置，其特征在于，包括：

轨道；

位于所述轨道一侧的一组对接部和位于所述轨道另一侧的另一组对接部，其中，每一组对接部各包括沿轨道的行进方向布置的两个对接口，所述对接口用于接收空中运输机器人运输过来的晶圆，并且通过空中运输车将所述对接口处的晶圆转运出去；

安装于所述轨道上的两组存取工位；

其中，所述存取工位用于对所述晶圆进行存取，所述轨道对所述存取工位进行限位导向，使得所述存取工位沿着所述轨道在水平方向移动；

所述存取工位包括：移动架和存取机构，所述移动架安装于所述轨道上，所述移动架沿着所述轨道在水平方向运动，所述存取机构安装于所述移动架上，所述存取机构沿着所述移动架在竖直方向运动，所述存取机构对所述晶圆进行存取；

所述存取机构包括：滑座和承重载盘，所述滑座安装于所述移动架上，所述滑座沿着所述移动架在竖直方向移动，所述承重载盘安装于所述滑座上，所述承重载盘在所述滑座上自由旋转。

2.根据权利要求1所述的晶圆双工位移载装置，其特征在于，所述承重载盘对所述晶圆进行存取，所述承重载盘可沿着与所述轨道垂直的水平方向运动。

3.根据权利要求1所述的晶圆双工位移载装置，其特征在于，所述轨道包括：空中轨道和地面轨道，所述空中轨道和所述地面轨道平行分布，所述空中轨道和所述地面轨道平行分布分别安装于所述存取工位的两端，所述存取工位在所述空中轨道和所述地面轨道上滑行。

4.根据权利要求1所述的晶圆双工位移载装置，其特征在于，两组所述存取工位分别设置于所述轨道的两侧；

或者，其中一组所述存取工位设置于所述轨道的中部，另外一组所述存取工位设置于所述轨道的边侧；

或者，两组所述存取工位相邻设置于所述轨道的同一边侧。

5.一种晶圆存储库，其特征在于，所述存储库包括如权利要求1-4任一项所述的双工位移载装置，所述双工位移载装置用于对晶圆进行存取。

6.根据权利要求5所述的晶圆存储库，其特征在于，所述一组对接部的各个对接口与所述另一组对接部的各个对接口一对一地相对设置；两个所述对接口为输入对接口，两个所述对接口为输出对接口，其中，所述输入对接口用于接收来自其他工艺完成后通过空中运输机器人运输过来的晶圆，并通过所述双工位移载装置存入存储库，所述输出对接口用于将存储库的晶圆通过空中运输机器人流转到下一工艺加工机台。

7.根据权利要求6所述的晶圆存储库，其特征在于，所述存储库还包括：人工输入对接口和库存输出对接口，所述人工输入对接口用于接收工作人员提供的晶圆，所述库存输出对接口用于向地面存储库附近加工机台供应晶圆。

8.一种晶圆存取方法，其特征在于，用于如权利要求5-7任一项所述的晶圆存储库的晶圆存取，包括：

收到晶圆存取指令；

根据存取指令分配任务给双工位移载装置；

双工位移载装置根据分配的任务进行晶圆的存取。

9.一种晶圆整理方法，其特征在于，用于如权利要求5-7任一项所述的晶圆存储库的晶圆整理，包括：

制定周期性整理时间；

对各存储区库位进行排查；

将排查的信息更新至数据库并进行分析与计算；

通过双工位移载装置对晶圆进行整理，使得采用相同工艺或相同流转方向的晶圆相邻排列。

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