CN114955879A - 晶圆运输防撞系统及晶圆运输防撞方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶圆运输防撞系统及晶圆运输防撞方法，该晶圆运输防撞系统包括运输装置，监测装置和控制装置，运输装置包括轨道和以可滑动的方式设置在轨道上的天车；监测装置安装在天车上，监测装置用于监测天车周围多个方向的障碍物；控制装置与监测装置和天车分别通信连接，控制装置用于根据监测装置传递的信号控制天车的运行；本申请提出的晶圆运输防撞系统通过在天车上设置监测多个方向的障碍物的监测装置，提高了天车移动时的安全性，防止天车与障碍物碰撞，降低或消除了晶圆运输过程中存在的安全隐患。

Description

晶圆运输防撞系统及晶圆运输防撞方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆运输防撞系统及晶圆运输防撞方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

在半导体行业中，通常需要在各腔室之间或工位之间转移晶圆，为了避免晶圆被污染或损坏，需要将晶圆放置在晶圆盒中，通过传送晶圆盒，实现对晶圆的转移。其中，高架提升传输(OHT)(overhead hoist transfer)机构是实现晶圆盒转移的常用方式，高架提升传输机构能够带动晶圆盒在不同工位之间转移，高架提升传输通常包括轨道、天车和夹取装置，天车沿轨道移动，在移动过程中，当天车的移动范围内出现障碍物时，可能会与天车发生碰撞，例如，当新设备入厂时，在进行对接的过程中，容易对天车造成干扰发生碰撞；当工作人员对设备进行维护和保养时，工作人员以及工作人员作业使用的梯子容易与天车发生碰撞，存在较大的安全隐患。

现有技术中，天车通常在前侧安装有感应装置，用于在移动过程中感应前方的障碍物，但安装在前侧的感应装置能够感应的范围较小，当天车的运行前方靠下或靠上的位置存在障碍物时，感应装置无法感知，容易造成天车与障碍物碰撞，不仅影响运输进程，设置可能造成安全事故。

发明内容

本申请的第一方面提出了一种晶圆运输防撞系统，所述晶圆运输防撞系统包括：

运输装置，所述运输装置包括轨道和以可滑动的方式设置在所述轨道上的天车；

监测装置，所述监测装置安装在所述天车上，所述监测装置用于监测所述天车周围多个方向的障碍物；

控制装置，所述控制装置与所述监测装置和所述天车分别通信连接，所述控制装置用于根据所述监测装置传递的信号控制所述天车的运行。

本申请提出的晶圆运输防撞系统通过在天车上设置监测多个方向的障碍物的监测装置，提高了天车移动时的安全性，防止天车与障碍物碰撞，降低或消除了晶圆运输过程中存在的安全隐患。

本申请的第二方面提出了一种晶圆运输防撞方法，所述晶圆运输防撞方法利用如上所述的晶圆运输防撞系统实施，包括：

监测装置对天车周围的障碍物进行监测，并测得所述障碍物与所述天车之间的实际距离L；

所述监测装置将所述实际距离L传递给控制装置，所述控制装置将所述实际距离L与设定距离进行比较，根据所述实际距离L与所述设定距离的差值控制所述天车的运行。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施方式的晶圆运输防撞系统的结构框图；

图2为本申请实施方式的晶圆运输防撞系统的部分结构示意图；

图3为本申请实施方式的晶圆运输防撞方法的流程图。

附图标记如下：

100、晶圆运输防撞系统；

10、运输装置；11、轨道；12、天车；

20、监测装置；21、监测器；

30、控制装置；

40、障碍物。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解的是，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反的，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

针对现有的晶圆运输系统中，装载有晶圆盒的天车的感应范围过小，容易与感应范围外的障碍物碰撞，本申请提出一种晶圆运输防撞系统，通过在天车上设置监测多个方向的障碍物的监测装置，提高了天车移动时的安全性，降低或消除晶圆运输过程中存在的安全隐患。

如图1和图2所示，根据本申请的实施方式，本申请提出了一种晶圆运输防撞系统100，该晶圆运输防撞系统100包括运输装置10，监测装置20和控制装置30，运输装置10包括轨道11和以可滑动的方式设置在轨道11上的天车12；监测装置20安装在天车12上，监测装置20用于监测天车12周围多个方向的障碍物40；控制装置30与监测装置20和天车12分别通信连接，控制装置30用于根据监测装置20传递的信号控制天车12的运行。

本实施例提出的晶圆运输防撞系统100通过在天车12上设置监测多个方向的障碍物40的监测装置20，提高了天车12移动时的安全性，防止天车12与障碍物40碰撞，降低或消除了晶圆运输过程中存在的安全隐患。

具体地，本实施例中运输装置10包括轨道11和天车12，天车12用于装载晶圆盒，晶圆盒用于放置晶圆，此外，天车12上还可以设置有夹取机构，在运输晶圆时，夹取机构能够将晶圆夹取到晶圆盒中，天车12带动晶圆盒在不同工位之间移动，实现晶圆转移。

在本申请的一些实施例中，天车12的数量设置有多个，控制装置30也设置有多个，具体地，每个控制装置30可以对应安装在一个天车12上，从而用于控制该天车12的运行状态，在此基础上，相应地，轨道11也可以设置有多条；本实施例中多个天车12分别与多个控制装置30通信连接，多个天车12可以在同一条轨道11上移动运输晶圆，也可以分别在不同的轨道11上移动运输晶圆。每个天车12上均安装有监测装置20，在此基础上，监测装置20所监测的障碍物40包括墙壁、施工梯子、工作人员，还包括其他天车，由此避免天车12相互碰撞。

进一步地，晶圆运输防撞系统100还包括总控制器，总控制器分别与上述多个控制装置30通信连接，由此，总控制器与各个控制装置30之间可以通过无线通信模块传递信号，具体地，当控制装置30接收到信号并控制天车12减速或停车时，控制装置30同时可以传递信号给总控制器，总控制器传递信号给其他控制装置30，尤其是位于同一轨道11上的其他天车所对应的控制装置30，从而控制其他天车减速或停车，由此避免同一轨道11上的天车相互碰撞。

本实施例中监测装置20安装在天车12上，在天车12的移动过程中，监测装置20能够实时监测天车12周围多个方向的障碍物40，示例性地，本实施例中多个方向指的是对天车12的前方、后方、上方、下方、左侧、右侧等多个方向中的至少两个方向进行监测，相较于现有技术中天车12只能够感知到前方的障碍物40，本实施例中的监测装置20的监测范围更广，保证了天车12移动过程中的安全性。

在上述实施方式的基础上，本实施例提出的晶圆运输防撞系统100中，控制装置30与天车12和监测装置20分别通信连接，也就是说，监测装置20在对天车12周围的障碍物40进行监测的同时，将监测到的数据信号传输给控制装置30，控制装置30根据接收到的数据信号控制天车12的运行状态，本实施例中天车12的运行状态至少包括继续运行、减速和停车。

示例性地，监测装置20可以用于监测是否存在障碍物40，也可以在监测是否存在障碍物40的基础上测量天车12与障碍物40之间的间距，并可以通过无线通信模块将测得的数据信号传递给控制装置30。

在本申请的一些实施例中，监测装置20设置成监测天车12与障碍物40之间的实际距离，控制装置30相应存储有预设距离，即预设的安全距离，当监测装置20将测得的实际距离的值传递给控制装置30后，控制装置30将实际距离与预设距离进行比较，也就是说，控制装置30可以对实际距离与预设距离的差值进行计算，根据差值控制天车12是否继续运行，或是否减速、停车。可以理解地，为了防止天车12与障碍物40发生碰撞，预设距离为安全距离，示例性地，预设距离为100mm，当天车12与前方障碍物40之间的实际距离大于100mm时，控制装置30可以控制天车12继续移动，当天车12与前方障碍物40之间的实际距离小于100mm时，控制装置30可以控制天车12减速或停车。

进一步地，控制装置30可以针对实际距离与预设距离的差值设置不同的设定区间，对各个设定区间分别设置不同的控制模式，例如当差值处于第一设定区间时，控制装置30控制天车12减速；当差值处于第二设定区间时，控制装置30控制天车12停止。另外，控制装置30在控制天车12减速时，也可以进一步根据差值的大小设定减速时的不同加速度。本实施例对此不作具体限定，可以根据实际情况进行设置。

此外，晶圆运输防撞系统100还可以包括报警器，报警器可以安装在天车12上，也可以安装在便于工作人员获知的其他装置上，示例性地，当监测器21监测到障碍物40与天车12之间的距离小于设定距离时，控制器可以根据监测器21传递的信号控制报警器报警，便于工作人员对可能发生的故障进行处理。

在本申请的一些实施例中，监测装置20用于监测天车12的前方、后方、上方和下方的障碍物40，具体地，监测装置20可以包括多个监测器21，在保证能够监测到天车12的前方、后方、上方和下方的基础上，监测器21的数量可以为两个、三个、四个或四个以上，例如，监测器21设置有两个，两个监测器21分别设置在天车12的前侧靠近底部的位置和后侧靠近顶部的位置，由此保证监测装置20能够监测到天车12的前方、后方、上方和下方的障碍物40。

进一步地，在本申请的一些实施例中，监测装置20包括至少四个监测器21，四个监测器21分别安装天车12的前侧、后侧、顶部和底部，本实施例中四个监测器21分别安装在天车12的四个不同的侧面，进一步扩大了监测范围，提高了监测装置20整体的监测效果，进而提高晶圆运输过程的安全性。

进一步地，本实施例中四个监测器21分别与控制装置30通信连接，也就是说，控制装置30可以分别接收四个监测器21传送的信号，从而通过对各个监测器21的独立控制，根据每个方向的监测器21监测到的障碍物40的情况判断在该方向上天车12的下一步运行。

此外，在本申请的一些实施例中，监测装置20还可以包括安装在天车12的左侧和右侧的监测器21，在上述实施方式的基础上，本实施例在天车12的左右两侧分别设置了监测器21，用于监测天车12的左右两侧的障碍物40。可以理解地，当轨道11设置有多条，且多条轨道11之间有相互交错的部分时，在天车12的左右两侧设置监测器21能够进一步提高监测范围，进而提高晶圆运输过程的安全性。

在上述实施方式的基础上，监测器21设置为视觉相机，视觉相机能够在设定范围内进行监测，具体可以通过拍照测量障碍物40与天车12之间的实际距离；进一步地，视觉相机的视野率至少为120°，也就是说，视觉相机能够监测到的范围的角度α大于或等于120°，需要说明的是，本实施例中所说的视野率包括视觉相机在水平方向的视野率和竖直方向的视野率。

例如，如图2所示，安装在天车12的前侧的视觉相机能够监测到天车12前侧在竖直方向上角度范围为120°内的障碍物40，以及能够监测到天车12前侧在水平方向上角度范围为120°内的障碍物40，也就是说，安装在天车12的前侧的视觉相机可以监测到前侧以及前侧靠上、靠下、靠左和靠右各个方位，保证了监测器21的监测范围。可以理解地，安装在天车12的其他位置的视觉相机同样可以实现监测到的范围的角度大于或等于120°。

如图3所示，本申请第二方面的实施例提出了一种晶圆运输防撞方法，本实施例提出的晶圆运输防撞方法利用如上的晶圆运输防撞系统100实施，包括：

监测装置20对天车12周围的障碍物40进行监测，并测得障碍物40与天车12之间的实际距离L；具体地，本步骤中监测装置20可以包括多个监测器21，多个监测器21分别对天车12的多个方向上的障碍物40进行监测，并能够测得障碍物40与天车12之间的实际距离L。

监测装置20将实际距离L传递给控制装置30，控制装置30将实际距离L与设定距离进行比较，根据实际距离L与设定距离的差值控制天车12的运行。本步骤中，根据上述实施方式中监测装置20与控制装置30通信连接，监测装置20将测得的实际距离L可以通过无线通信模块传递给控制装置30，控制装置30预先储存有设定距离，在接收到实际距离L后，能够将实际距离L与设定距离进行比较，即计算实际距离L与设定距离的差值，通过差值大小判断天车12继续运行、停车或减速。

本实施例提出的晶圆运输防撞方法具有与第一方面的实施例提出的晶圆运输防撞系统100相同的优点，在此不再赘述。

根据上述实施方式，在本申请的一些实施例中，控制装置30将实际距离L与设定距离进行比较，可以通过设定差值范围，使控制装置30能够通过实际距离L与设定距离的差值的大小，控制天车12进行不同的防撞模式，示例性地，当天车12与障碍物40之间的距离较大时，控制装置30可以控制天车12进行减速，例如，障碍物40为移动中的其他天车12，在减速的过程中对其他天车12进行避让，从而避免碰撞，在其他天车12移动出监测范围后再进行运输；当天车12与障碍物40之间的距离较小时，控制装置30可以控制天车12停车，从而避免与障碍物40发生碰撞。

具体地，根据实际距离L与设定距离的差值控制天车12的运行包括：设定距离为100mm，当实际距离L小于设定距离时，控制装置30控制天车12停车；当实际距离L大于设定距离且与设定距离之间的差值小于100mm时，控制装置30控制天车12减速。

在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。

另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆运输防撞系统，其特征在于，包括：

运输装置，所述运输装置包括轨道和以可滑动的方式设置在所述轨道上的天车；

监测装置，所述监测装置安装在所述天车上，所述监测装置用于监测所述天车周围多个方向的障碍物；

控制装置，所述控制装置与所述监测装置和所述天车分别通信连接，所述控制装置用于根据所述监测装置传递的信号控制所述天车的运行。

2.根据权利要求1所述的晶圆运输防撞系统，其特征在于，所述监测装置设置成监测所述天车与所述障碍物之间的实际距离，所述控制装置设置成根据所述实际距离与预设距离的差值控制所述天车运行、减速或停车。

3.根据权利要求1所述的晶圆运输防撞系统，其特征在于，所述监测装置用于监测所述天车的前方、后方、上方和下方的障碍物。

4.根据权利要求3所述的晶圆运输防撞系统，其特征在于，所述监测装置包括至少四个监测器，四个所述监测器分别安装所述天车的前侧、后侧、顶部和底部。

5.根据权利要求4所述的晶圆运输防撞系统，其特征在于，四个所述监测器分别与所述控制装置通信连接。

6.根据权利要求4所述的晶圆运输防撞系统，其特征在于，所述监测器设置为视觉相机。

7.根据权利要求6所述的晶圆运输防撞系统，其特征在于，所述视觉相机的水平方向的视野率大于或等于120°；所述视觉相机的竖直方向的视野率大于或等于120°。

8.根据权利要求1所述的晶圆运输防撞系统，其特征在于，所述天车的数量设置有多个，所述控制装置的数量与所述天车的数量相等，所述晶圆运输防撞系统还包括总控制器，多个所述控制装置分别与所述总控制器通信连接。

9.一种晶圆运输防撞方法，利用根据权利要求1至8任一项所述的晶圆运输防撞系统实施，其特征在于，包括：

监测装置对天车周围的障碍物进行监测，并测得所述障碍物与所述天车之间的实际距离L；

所述监测装置将所述实际距离L传递给控制装置，所述控制装置将所述实际距离L与设定距离进行比较，根据所述实际距离L与所述设定距离的差值控制所述天车的运行。

10.根据权利要求9所述的晶圆运输防撞方法，其特征在于，所述根据所述实际距离L与所述设定距离的差值控制所述天车的运行包括：

所述设定距离为100mm，当所述实际距离L小于所述设定距离时，所述控制装置控制所述天车停车；当所述实际距离L大于所述设定距离且与所述设定距离之间的差值小于100mm时，所述控制装置控制所述天车减速。

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