CN208861958U - 一种半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备 - Google Patents

Abstract

一种半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，其包括天车、夹取装置、影像撷取装置及控制系统。夹取装置包括升降部和夹持部，升降部的一端与天车连接，升降部能够相对于天车升降，夹持部与升降部的另一端连接，用于夹持晶圆盒。影像撷取装置安装于天车，当晶圆盒下放至接近装卸口时，影像撷取装置撷取包括晶圆盒和装卸口的影像，作为第一影像；当晶圆盒进一步下放至与装卸口接触且对齐的位置时，影像撷取装置撷取包括晶圆盒和装卸口的影像，作为第二影像。控制系统能够通过比较第一影像与第二影像的特征，获得偏移补偿值，并将偏移补偿值反馈至天车，天车往后于此装卸口进行下货时，即可进行修正误差。

Description

一种半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，特别涉及半导体集成电路制造所使用的自动搬运系统。

背景技术

在半导体制程中，需要在不同工序之间转移晶圆，为避免晶圆被污染或损坏，通常是将晶圆放入晶圆盒中，以晶圆盒承载晶圆，实现晶圆的转移。

通常，通过高架提升传输(OHT)(overhead hoist transfer)机构实现晶圆盒在不同装卸口之间的转移。在一些实施例中，高架提升传输包括天车轨道、天车及夹取装置，天车沿着轨道移动，夹取装置与天车连接，当天车移动至某一装卸口上方时，夹取装置将其夹取的晶圆盒下方至装卸口。

然而，由于半导体厂内悬挂于天花板下的天车在长时间运作会产生震动，又或因例如地震等原因造成轨道偏移，都会造成晶圆盒无法正确放置于装卸口。晶圆盒的偏移会影响后续的制程，对半导体的良率带来不利影响。

因此，如何有效的提升晶圆盒与装卸口之间的对位精度，以提高半导体的良率，实为半导体制造领域亟待解决的问题。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供了一种半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，其能够在高架提升传输过程中，有效提升晶圆盒与装卸口之间的对位精度。

为达成上述目的，本实用新型提供一种半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，用于将承载有半导体的晶圆盒输送至装卸口，半导体的悬挂式搬运设备包括天车、夹取装置、影像撷取装置及控制系统。

天车可活动的安装于安装天车轨道，并能够悬停于装卸口上方。夹取装置包括升降部和夹持部，升降部的一端与天车连接，升降部能够相对于天车升降，夹持部与升降部的另一端连接，用于夹持晶圆盒。影像撷取装置安装于天车，当晶圆盒下放至接近装卸口时，影像撷取装置撷取包括晶圆盒和装卸口的影像，作为第一影像；当晶圆盒进一步下放至与装卸口接触且对齐的位置时，影像撷取装置撷取包括晶圆盒和装卸口的影像，作为第二影像。控制系统能够通过比较第一影像与第二影像的特征，获得偏移补偿值，并将偏移补偿值反馈至天车，且在进行下一次下放晶圆盒时，在晶圆盒与装卸口接触前，先根据所述偏移补偿值进行校准。

根据一实施例，影像撷取装置的中心线与天车、夹持部、晶圆盒的中心线共线，影像撷取装置设置于夹持部的正上方。

根据一实施例，装卸口的顶面设有第一定位部，晶圆盒的底面设有第二定位部，当第一定位部与第二定位部匹配时，晶圆盒与装卸口对齐。

根据一实施例，第一定位部为凸柱，第二定位部为凹槽。

根据一实施例，偏移补偿值包括第一方向补偿值、第二方向补偿值及角度补偿值。

根据一实施例，影像撷取装置能够将第一影像和第二影像网格化，以形成虚拟网格，通过比较第一影像的虚拟网格与第二影像的虚拟网格，获得第一方向补偿值、第二方向补偿值及角度补偿值。

本实用新型相较于现有技术的有益效果在于：本实用新型的悬挂式搬运设备将机械视觉创新应用于悬挂式搬运设备与制造设备装卸口间对于晶圆盒的精准定位，基于影像比对获得的偏移补偿值对天车的下次放货的误差进行修正，使得天车在进行下一次晶圆盒下放动作时，可预先进行偏移量校准，从而能够获得快速、精准的定位。

附图说明

图1为本公开一实施例的半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备。

图2为本公开一实施例的半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备将晶圆盒下放至第一位置，晶圆盒的底座与定位柱的位置图。

图3为本公开一实施例的半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备将晶圆盒下放至第二位置，晶圆盒与定位柱的位置图，其中，在第二位置时，晶圆盒的底座与定位柱对正。

图4a为以网格示意性的示出图2与图3的位置图的关系。

图4b为图4a中A部分的局部放大图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的主要技术创意。

相关技术中，悬挂式搬运设备与制造设备的装卸口间对于晶圆盒的定位方式如下：

夹取装置夹取晶圆盒下放至装卸口的定位柱上方悬停(不碰触)，通过手动调整天车各轴向，使得晶圆盒底座对准定位柱后，即可得出各轴向偏移量。

或者，夹取装置夹取一模拟晶圆盒的装置，该装置的底部有触控屏，将模拟晶圆盒的装置下放至装卸口时，定位柱触控屏幕后，从而计算各轴向偏移量。

接着，针对上述计算出的偏移量，发送至所有已与基准校正台进行水平与机械误差调整完毕的天车。

如长期运作后产生动作误差，则按照以上做法进行重新校正。

由前述相关技术得知，当长期运行后，天车与制造设备装卸口间对于晶圆盒的定位存在误差造成放货异常时，都需重新进行定位工作，此部份存在以下问题：

1.天车与夹取装置通过皮带连接，由于皮带非硬质，为避免摇晃，晶圆盒的下放速度需调低，如此单一装卸口的定位工作往往需时5分钟以上；

2.当定位柱碰触到模拟晶圆盒的装置底部的触控屏时，触控屏如有摇晃，则定位精准度变差；未避免此状况，往往重复多次进行晶圆盒的下放/升起的循环，以取得平均值减少误差，如此单一装卸口的定位工作需时10分钟以上

本实用新型提供一种半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，用于将承载有半导体的晶圆盒200输送至装卸口100。如图1所示，半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备包括天车10、夹取装置20、影像撷取装置30及控制系统(未示出)。

天车10可活动的安装于天车轨道，并能够悬停于装卸口上方。夹取装置20包括升降部21和夹持部22，升降部21的一端与天车10连接，升降部21能够相对于天车10升降，夹持部22与升降部21的另一端连接，用于夹持晶圆盒200。影像撷取装置30安装于天车10，当晶圆盒200下放至接近装卸口100时，影像撷取装置30撷取包括晶圆盒200和装卸口100的影像，作为第一影像F1，如图2所示；当晶圆盒200进一步下放至与装卸口100接触且对齐的位置时，影像撷取装置30撷取包括晶圆盒200和装卸口100的影像，作为第二影像F2，如图3所示。控制系统能够通过比较第一影像F1与第二影像F2的特征，获得偏移补偿值，如图4a、4b所示，并将偏移补偿值反馈至天车10，且在进行下一次下放晶圆盒时，在晶圆盒与装卸口接触前，先根据所述偏移补偿值进行校准。

本实用新型还提供一种半导体的晶圆盒200定位的方法，包括：

步骤1：以夹持部22夹取晶圆盒200，通过升降部21将晶圆盒200下方至接近装卸口100时，影像撷取装置30撷取包括晶圆盒200和装卸口100的影像，作为第一影像F1；

步骤2：通过升降部21进一步将晶圆盒200下放至与装卸口100接触且对齐的位置，影像撷取装置30撷取包括晶圆盒200和装卸口100的影像，作为第二影像F2；及

步骤3：控制系统通过比较第一影像F1与第二影像F2的特征，计算第一影像F1与第二影像F2的偏移量，获得偏移补偿值，并将偏移补偿值反馈至天车10。

还可包括：

步骤4：控制系统储存偏移补偿值，天车10对应相同装卸口100进行下一次下放晶圆盒200时，控制系统控制天车10根据储存的偏移补偿值进行偏移量校准。

其中，还可包括：

步骤5：进行偏移量校准后，晶圆盒在下放的过程中，重复进行步骤1至3，获得此次偏移补偿值，重复进行步骤4。

也就是说，本实用新型的悬挂式搬运设备将机械视觉创新应用于悬挂式搬运设备与制造设备装卸口100间对于晶圆盒200的精准定位，基于影像比对获得的偏移补偿值对天车10的下次放货的误差进行修正，使得天车10在进行下一次晶圆盒200下放动作时，可预先进行偏移量校准，从而能够获得快速、精准的定位。由于天车10会根据更新的偏移补偿值进行校准，因此，经过少数次校准，天车10即可获得非常准确的校准数据，从而可大幅缩短定位时间。

相比于相关技术，每次均需要花费大量时间重新对位装卸口与晶圆盒(每次对位时间大约为5～10分钟以上)，利用本实用新型的悬挂式搬运设备可将上述对位时间直接省去，避免工艺设备与搬运系统停机对产线的影响。

此外，由于此方案为针对个别天车系统于个别设备装卸口的定位误差补偿，与天车彼此之间硬件误差无关，故原本每台天车需于固定期间(每月/季)于基准校正台进行水平与机械误差的调整作业，可延长至半年甚至一年。

本实施例中，如图1所示，影像撷取装置30的中心线与天车10、夹持部22、晶圆盒200的中心线共线，影像撷取装置30设置于夹持部22的正上方。

其中，装卸口100的顶面设有第一定位部110，晶圆盒200的底面设有第二定位部(未示出)，当第一定位部110与第二定位部匹配时，晶圆盒200与装卸口100对齐。本实施例中，第一定位部110为凸柱，第二定位部为凹槽。各凸柱能够一一对应且匹配的设置于各凹槽，实现晶圆盒200与装卸口100的对位。

应当注意的是：第一定位部110与第二定位部的形式不限于此，任意能够实现对位的结构均可应用于本实用新型。

本实施例中，如图2-图4b所示，影像撷取装置30能够将第一影像F1和第二影像F2网格化，以形成虚拟网格，通过比较第一影像F1的虚拟网格与第二影像F2的虚拟网格，获得偏移补偿值，偏移补偿值可包括第一方向补偿值、第二方向补偿值及角度补偿值。第一方向例如为X方向，第二方向例如为Y方向，角度例如为网格中同一线条的偏移角度，本实施例中，偏移角度为第一条竖线的偏移角度，即，本实施例中，偏移补偿值包括第一方向补偿值ΔX、第二方向补偿值ΔY及角度补偿值Δ

本实施例中，网格是虚拟的，其可为晶圆盒200、装卸口100或夹取装置20上的一虚拟图像。

在其他实施例中，网格可为实体的，其可形成于装卸口100或夹取装置20上，通过影像撷取装置30撷取对位前后该网格的特征变化，确定偏移补偿值。

另外，偏移量的计算和控制可采用现有手段，故不在此赘述。

应当注意的是：影像的形式、偏移量仅为示意性说明，在其他实施例中，影像可为圆形，通过比较圆形坐标的偏移量，确定偏移补偿值。

综上所述，本实用新型的悬挂式搬运设备将机械视觉创新应用于悬挂式搬运设备与制造设备装卸口间对于晶圆盒的精准定位，基于影像比对获得的偏移补偿值对天车的下次放货的误差进行修正，使得天车在进行下一次晶圆盒下放动作时，可预先进行偏移量校准，从而能够获得快速、精准的定位。

虽然已参照几个典型实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，用于将承载有半导体的晶圆盒输送至装卸口，其特征在于，半导体的悬挂式搬运设备包括：

天车，可活动的安装于天车轨道，并能够悬停于设备装卸口上方；

夹取装置，包括升降部和夹持部，升降部的一端与天车连接，升降部能够相对于天车升降，夹持部与升降部的另一端连接，用于夹持晶圆盒；

影像撷取装置，安装于天车，当晶圆盒下放至接近装卸口时，影像撷取装置撷取包括晶圆盒和装卸口的影像，作为第一影像；当晶圆盒进一步下放至与装卸口接触且对齐的位置时，影像撷取装置撷取包括晶圆盒和装卸口的影像，作为第二影像；及

控制系统，能够通过比较第一影像与第二影像的特征，获得偏移补偿值，并将偏移补偿值反馈至天车，且在进行下一次下放晶圆盒时，先根据所述偏移补偿值进行校准。

2.如权利要求1所述的半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，其特征在于，影像撷取装置的中心线与天车、夹持部、晶圆盒的中心线共线，影像撷取装置设置于夹持部的正上方。

3.如权利要求2所述的半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，其特征在于，装卸口的顶面设有第一定位部，晶圆盒的底面设有第二定位部，当第一定位部与第二定位部匹配时，晶圆盒与装卸口对齐。

4.如权利要求3所述的半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，其特征在于，第一定位部为凸柱，第二定位部为凹槽。

5.如权利要求1所述的半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，其特征在于，影像撷取装置能够将第一影像和第二影像网格化，以形成虚拟网格，通过比较第一影像的虚拟网格与第二影像的虚拟网格，获得第一方向补偿值、第二方向补偿值及角度补偿值。

6.如权利要求5所述的半导体的晶圆盒的悬挂式搬运设备，其特征在于，天车在进行下一次下放晶圆盒时，先根据所述偏移补偿值进行校准，再继续获得第一方向补偿值、第二方向补偿值及角度补偿值并反馈给天车。