CN220382064U - 运输装置及用于跨厂区运输的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种运输装置，包括耦合至相关联的第一自动物料搬运系统的第一控制系统。第一自动物料搬运系统包括：第一高架转移轨道，包括第一部分；第一运载工具，能够沿着第一高架转移轨道移动并载运容器，容器能够操作以在其中载运半导体晶圆。系统也包括耦合至相关联的第二自动物料搬运系统的第二控制系统。第二自动物料搬运系统包括：第二高架转移轨道，包括与第一部分相邻的第二部分；以及第二运载工具，能够沿着第二高架转移轨道移动。在第一运载工具位于第一高架转移轨道的第一部分内且第二运载工具位于第二高架转移轨道的第二部分内的条件下，第一运载工具及第二运载工具能够操作以将容器直接自第一运载工具转移至第二运载工具。

Description

运输装置及用于跨厂区运输的装置
技术领域
本实用新型涉及一种运输装置。
背景技术
半导体装置的制造涉及使用各种高科技生产及计量工具以一定的次序并且通常在一定的时间周期内实行一系列工艺步骤。在晶圆制作设施或厂区(fab)中，晶圆物流系统的主要功能是在正确的时间将晶圆递送至工具中的每一者，以及在整个工艺中追踪晶圆的位置及状态。将自动化物料搬运系统(automated material handling system，AMHS)应用于晶圆厂区，以与可通过人工手段进行相较更高效、一致且安全地施行自动化功能。制作工艺经常导致需要在单个厂区内进行跨阶段(cross-phase)运输及/或在厂区之间进行跨厂区(cross-fab)运输。
当将要转移晶圆载体(例如，前开式晶圆传送盒(front opening unified pod，FOUP)时，制造执行系统(manufacturing execution system，MES)判断晶圆载体应被转移至厂区中的哪个目的地。一旦作出了目的地决策，MES即向物料控制系统(materialcontrol system，MCS)发送转移请求，所述物料控制系统使用路线搜索引擎计算详细的运输路线并然后通知转移管理器逐步执行转移。然而，典型的MES及MCS系统仅限于单个厂区，且无法处理跨厂区及/或跨AMHS运输请求。一个厂区的MES及MCS系统通常不能与单独的厂区的AMHS通信。在这一点上，不同的厂区可能具有不同的AMHS供货商及通信协议。尽管现有的系统及方法通常足以满足所预期的目的，然而所述系统及方法并非在所有的应用方面均令人完全满意。
须注意的是，“先前技术”段落的内容是用来帮助了解本实用新型。在“先前技术”段落所揭露的部分内容(或全部内容)可能不是本领域技术人员所知道的现有技术。在“先前技术”段落所揭露的内容，不代表该内容在本实用新型申请前已被本领域技术人员所知悉。
实用新型内容
本实用新型提供一种运输装置。
本实用新型的一些实施例提供一种运输装置。所述装置包括耦合至相关联的第一自动物料搬运系统(automatic material handling system，AMHS)的第一控制系统。所述第一AMHS包括：第一高架转移(overhead transfer，OHT)轨道，包括第一部分；第一运载工具，能够沿着所述第一OHT轨道移动并载运容器，所述容器能够操作以在其中载运半导体晶圆。所述系统也包括耦合至相关联的第二AMHS的第二控制系统。所述第二AMHS包括：第二OHT轨道，包括与所述第一部分相邻的第二部分；以及第二运载工具，能够沿着所述第二OHT轨道移动。在所述第一运载工具位于所述第一OHT轨道的所述第一部分内且所述第二运载工具位于所述第二OHT轨道的所述第二部分内的条件下，所述第一运载工具及所述第二运载工具能够操作以将所述容器直接自所述第一运载工具转移至所述第二运载工具。
本实用新型的一些实施例提供一种用于在两个厂区之间进行晶圆运输的装置。所述装置包括：容器，设置于第一厂区中且能够操作以载运半导体晶圆；目标设备，设置于第二厂区中；桥接区域，位于所述第一厂区与所述第二厂区之间；第一高架转移(OHT)轨道，包括所述第一厂区中的第一部分及所述桥接区域中的第二部分；第一运载工具，能够操作以载运所述容器且能够沿着所述第一OHT轨道移动；第二OHT轨道，包括所述第二厂区中的第一部分及所述桥接区域中的第二部分，其中所述第二OHT轨道的所述第二部分与所述第一OHT轨道的所述第二部分平行；以及第二运载工具，被配置成沿着所述第二OHT轨道移动。当所述第一运载工具及所述第二运载工具均在所述桥接区域中时，所述第二运载工具能够操作以直接自所述第一运载工具取得所述容器。
基于上述，本实用新型的诸实施例用以解决晶圆物流系统是否能够正确运输的问题。其技术功效在于，在整个工艺中可以有效追踪晶圆的位置及状态。将自动化物料搬运系统(automated material handling system，AMHS)应用于晶圆厂区，与通过人工手段进行搬运相较更为高效、一致且安全，且可施行自动化及跨场区运输的功能。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
包含随附附图以提供对本实用新型的进一步理解，且随附附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图说明本实用新型的实施例，且与描述一起用于解释本实用新型的原理。
结合附图阅读以下详细说明，会最佳地理解本实用新型的各个态样。应注意，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，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的大小。
图1为根据本实用新型例示出的一个实施例的简化制造设施。
图2A、图2B、图2C及图2D是根据本实用新型例示出一个实施例的跨厂区晶圆运输过程的不同阶段的简化片段示意图。
图2E是例示出根据本实用新型的一个实施例的另一种简化制造设施的简化片段示意图。
图3绘示出流程图，所述流程图例示出实行图2A至图2D所示的跨厂区晶圆运输过程的示例性方法。
图4为根据本实用新型示出的实施例的示例性运载工具。
图5A、图5B及图5C根据本实用新型例示出一个实施例在跨厂区晶圆运输过程中以不同模式进行操作的两个运载工具的简化示意图。
图6绘示出根据本实用新型的一个实施例的运载工具的方框图。
图7绘示出流程图，所述流程图例示出根据本实用新型一个实施例配置运载工具来实行操作以进行跨厂区晶圆运输过程的示例性方法。
图8是根据本实用新型另一实施例的用于有利于进行跨厂区晶圆运输过程的替代系统的简化部分示意图。
附图标记说明
100、100’:制造设施
102、104:厂区
106:桥接区域
108、114:制造执行系统(MES)
110、116:物料控制系统(MCS)
112、118:自动化物料搬运系统(AMHS)
120、122:设备
126:统一控制单元
130:微处理器
132:数据储存器
202:晶圆载体/FOUP
204:晶圆
206、209:高架运输(OHT)系统
207:高架轨道
207a、207b、207c、210a、210b、210c:部分
208、212:运载工具
210:轨道
214、216:预定位置
220:接口装置
300、700:方法
302、304、306、308、310、312、314、316、318、702、704、706、708、710、712、714、716、718:步骤410:连接装置
420:壳体(或主体)
430:夹持器
440:托盘
450:腔体
460:支撑部件
610:处理单元
620:数据储存器
630:网络接口
640:位置传感器
650:对齐模块
660:接触侦测器
810:地板
H1、H2:距离
X、-X、Y、Z、-Z:方向
具体实施方式
以下揭露提供用于实施所提供目标的不同特征的许多不同的示例性实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体简化实例以阐释本实用新型。当然，该些仅为实例且不旨在进行限制。举例而言，以下说明中将第一特征形成于第二特征之上或第二特征上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，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征进而使得所述第一特征与所述第二特征可不直接接触的实施例。另外，本实用新型可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。此种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外，为易于说明，本文中可能使用例如“位于…之下(beneath)”、“位于…下方(below)”、“下部的(lower)”、“位于…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组件或特征与另一(其他)组件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的定向外也囊括组件在使用或操作中的不同定向。设备可具有其他定向(旋转90度或处于其他定向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。
半导体代工厂(foundry)可包括多个厂区。在加工期间，可针对制造工艺的不同步骤在数个厂区之间转移晶圆。跨厂区转移涉及将晶圆载体(例如，前开式晶圆传送盒(FOUP))自一个厂区转移至另一厂区。所述两个厂区可通过桥接区域连接。跨AMHS转移涉及将晶圆载体(例如，FOUP)自一个自动化物料搬运系统(AMHS)转移至另一AMHS，而不管所述AMHS是单个厂区内单独的系统还是单独的厂区中的系统。每一厂区可包括多个阶段。“跨阶段转移”涉及将晶圆载体或FOUP自一个阶段转移至另一阶段。厂区的每一阶段包括多个可能包括加工工具或设备的隔间(bay)。每一隔间内的设备可通过隔间内的高架运输(overhead transport，OHT)系统互连。隔间可经由隔间之间的OHT系统与其他隔间互连。如相关技术中技术人员将熟知，隔间内的OHT系统及隔间之间的OHT系统包括高架轨道，OHT运载工具通常通过储料器在所述高架轨道上将容纳有许多欲加工的晶圆的FOUP运输进出隔间的设备。
在一些技术中，跨厂区转移可包括将接口装置(例如，储料器)放置于桥接区域中，并选择可由第一厂区的OHT运载工具及第二厂区的OHT运载工具通达的接口装置，将第一OHT系统的运载工具配置成将晶圆载体自第一厂区的加工工具或设备取至用于临时稳固晶圆载体的所选择接口装置，并将第二OHT系统的运载工具配置成将晶圆载体自所选择接口装置取至第二厂区的加工工具或设备。此种跨厂区转移增加了运输量，且可能造成交通传输阻塞。另外，为了设置接口装置以实施“跨厂区转移”，需要较多的洁净室空间。“跨AMHS转移”及“跨阶段转移”也会遭遇相似的问题。
本实用新型提供实行跨厂区转移的系统及方法。本实用新型也可应用于跨阶段转移及跨AMHS转移。在实施例中，一种系统包括第一OHT系统及第二OHT系统。第一OHT系统的轨道的第一部分邻近并平行于第二OHT系统的轨道的第二部分。第一OHT系统的运载工具可操作以自第一厂区中的设备取得晶圆载体。当第一OHT系统的运载工具正沿着第一部分行进且第二OHT系统的运载工具正沿着第二部分行进时，第二OHT系统的运载工具被配置成直接自第一OHT系统的运载工具取得晶圆载体。如此，跨厂区转移过程被简化。另外，所述系统不需要设置于桥接区域中的接口装置。此外，可减少由于将晶圆载体放置于接口装置上及自接口装置取得晶圆载体而造成的交通传输阻塞。
图1例示出简化制造设施100的一部分。在本实用新型实施例中，制造设施100包括由桥接区域106连接的厂区102及厂区104。厂区102包括制造执行系统(MES)108、物料控制系统(MCS)110及自动化物料搬运系统(AMHS)112。厂区104包括MES114、MCS116及AMHS118。应理解，MES108及114、MCS110及116以及AMHS112及118可包括此项技术中已知的多个组件。例如，但不限于，AMHS112及118中的每一者可包括多个控制模块，例如光罩储料器控制器、储料器控制器、高架缓冲控制器、隔间之间的OHS控制器、隔间内的OHT控制器及/或升降机控制器。在一些实施例中，AMHS112及118可包括额外的、更少的及不同的控制模块。应理解，制造设施100可具有其他数目的厂区。
桥接区域106代表AMHS112与118之间及/或厂区102与104之间的连接。在一些实施例中，桥接区域106可为高架运输(OHT)轨道/导轨内所界定的位置。桥接区域106可作为AMHS之间的连接，使得晶圆载体可自一个AMHS传递至另一AMHS。因此，在一些实施例中，桥接区域106是其中二或更多个AMHS可一起进行操作的区域。如此一来，通过在桥接区域106处将对晶圆载体的控制自一个AMHS传递至另一AMHS，可跨多个AMHS转移晶圆载体。桥接区域106可有利于将晶圆载体自第一AMHS转移至第二AMHS，自第二AMHS转移至第一AMHS，或者二者兼具。在一些实施例中，桥接区域106可将多于两个AMHS彼此连接。
制造设施100也包括统一控制单元126。统一控制单元126被配置成与厂区102及104中的每一者通信，并有利于及/或组织晶圆在厂区102与104之间进行的运输。在这一点上，统一控制单元126可作为服务器，用于自厂区中的每一者接收信息及/或指令并向厂区中的每一者提供信息及/或指令。统一控制单元126也可作为厂区之间的通信链路，使得每一厂区的MES、MCS及/或其他系统可与另一厂区的系统通信。统一控制单元126可包括硬件、软件或硬件与软件的组合。在一些实施例中，统一控制单元126是与每一厂区的MES、MCS及其他系统分开的独立式单元。在其他实施例中，统一控制单元126可为厂区中的至少一者的组件或一部分。在至少一些实施例中，统一控制单元126与厂区102及104之间的通信是通过通用对象请求代理架构(Common Object Request Broker Architecture，CORBA)进行的。此外，统一控制单元126的组件之间的通信以及厂区102及104的组件之间的通信可利用CORBA。然而，在其他实施例中，可使用其他通信协议及/或中间软件(middleware)。
在本实用新型实施例中，统一控制单元126被配置成使不同厂区102及104的MES108及114、MCS110及116、及/或AMHS112及118同步，以有利于晶圆载体在不同厂区之中移动。在实施例中，统一控制单元126被配置成有利于在各个AMHS112及118各自的设备120与设备122之间运输晶圆载体。设备120及设备122可各自包括加工工具、储料器及/或其他设备。在当前实施例中，通过晶圆载体(例如，FOUP)在设备120与设备122之间转移晶圆批货。在这一点上，AMHS112及118可能来自不同的供货商。
在图1所示的实施例中，统一控制单元126包括微处理器130，微处理器130被配置成实行操作以执行不同厂区之间的晶圆转移。微处理器130可分别自厂区102及104的MCS110及116接收数据并向厂区102及104的MCS110及116传送数据。具体而言，微处理器130被配置成与MCS110及116中的每一者通信，使得可通过向MCS发送适当的信号而跨不同的AMHS112及118使跨AMHS转移同步。例如，微处理器130判断与AMHS112相关联的运载工具是否可直接将晶圆转移至与AMHS118相关联的运载工具，而无需在桥接区域中使用接口装置。
微处理器130耦合至数据储存器132。数据储存器132可包含程序指令，以为MCS110及116产生命令。例如，数据储存器132可储存当由微处理器130执行时使微处理器130实行操作以向MCS中的每一者提供子路线(sub-route)所请求的指令。将参照图2A至图2E及图3阐述可由微处理器130实行的操作的详细说明。数据储存器132可包括非挥发性存储器(non-volatile memory，NVM)、一个数据库或多个数据库，其含有关于每一厂区的MES及/或AMHS测绘图(mapping)、每一厂区的可用转移型式(transfer pattern)、厂区之间的可用转移型式的信息及/或与在每一厂区/阶段内及多个厂区/阶段之间转移晶圆相关的其他信息。
转移型式可代表用于在第一AMHS中的第一位置与第二AMHS中的第二位置之间转移FOUP的可用路线。在一些实施例中，转移型式是动态的，并且可通过例如静态及动态传输状况、批货信息、批货优先级、可用路线、路线距离、维护排程表及/或其他因素等的因素来更新。FOUP在AMHS之间的转移可被分解成由单个AMHS内的转移组成的子路线。在一些实施例中，跨厂区转移的路线可被分解成由单个AMHS内的转移及跨桥接区域的转移组成的子路线。多个子路线可链接于一起以创建完整的转移路线。在一些实施例中，转移型式可基于用于达成所期望转移的可用子路线组合。微处理器130可被配置成使多个AMHS同步，以有利于FOUP的转移。在一些实施例中，为了执行跨AMHS转移，微处理器130可被配置成提供由多个子路线形成的所选择完整转移路线，且然后将与对应子路线相关联的子路线请求传达至对应的AMHS以供执行。通过协调各AMHS，可恰当地执行跨厂区转移请求。
MES及AMHS测绘图提供关于单独的厂区及AMHS内可用路线的静态信息，所述静态信息被组合以形成跨多个MES及AMHS的全局测绘图。在这一点上，MES及AMHS测绘图可包括可在路线规划及评估中利用的各种工具及设备在厂区及AMHS中的位置。虽然在以下阐述的一些实施例中，在位置之间似乎有单个路线，但此仅仅是为了清楚及举例之用，而不应被认为是限制性的。相反地，可合理预测的是，在AMHS之间将FOUP自一个位置转移至另一位置可有多条路线。
虽然制造设施100已被阐述为具有特定的组件组合，然而应理解，制造设施100可具有更少或更多的组件，此对于本领域技术人员而言将是显而易见的。例如，统一控制单元126也可包括耦合至微处理器130的用户接口引擎。例如，用户可通过用户接口输入数据来选择/配置不同的设定或不同的参数。另外，各种组件中的一些组件的功能可组合成单个组件，及/或单个组件的功能可拆分成多个组件。在其他实施例中，制造设施100可包括与统一控制单元126通信的附加厂区。跨厂区运输可以与以上关于厂区102及104所述的方式相似的方式扩展至所述附加厂区。
图2A、图2B、图2C及图2D是例示出根据本实用新型一个实施例的跨厂区晶圆运输过程的不同阶段的简化部分示意图。“跨厂区转移作业”涉及将晶圆载体202或FOUP 202自厂区102、104中的一者转移至另一者。晶圆载体202可容纳有欲转移的晶圆204。在本实用新型实施例中，容纳有晶圆204的晶圆载体202将自厂区104转移至厂区102。厂区102与厂区104之间的晶圆转移可通过厂区104的AMHS(例如OHT系统209)将FOUP 202载运至桥接区域106来完成。然后，FOUP 202被直接自运载工具212转移至厂区102的AMHS(例如OHT系统206)，而不使用接口装置，例如储料器。
参照图2A，厂区102可包括多个隔间，且每一隔间包括设备120(例如，加工工具、储料器或其他设备)。厂区102的每一隔间内的设备120通过隔间内的高架运输(OHT)系统互连，并且厂区102的隔间可通过隔间之间的OHT系统互连。厂区104可包括多个隔间，且每一隔间包括设备122(例如，加工工具、储料器或其他设备)。相似地，厂区104的每一隔间内的设备122通过另一隔间内的高架运输(OHT)系统互连，并且厂区104的隔间可通过另一隔间之间的OHT系统互连。隔间内的OHT系统及隔间之间的OHT系统可共同或单独地称为OHT系统。
在本实用新型实施例中，OHT系统206包括高架轨道或高架导轨(例如高架轨道207)，第一类型OHT运载工具(例如运载工具208)在所述高架轨道或高架导轨上将容纳有欲处理晶圆的FOUP转移进出设备120。OHT系统209包括高架轨道或高架导轨(例如高架轨道210)，第二类型OHT运载工具(例如运载工具212)在所述高架轨道或高架导轨上将容纳有欲处理晶圆的FOUP转移进出设备122。OHT系统206及OHT系统209可由不同的供货商提供。在图2A所示的实施例中，OHT系统206的高架轨道207包括设置于厂区102内的部分207a及设置于桥接区域106内的其余部分(即，部分207b与部分207c的组合)。即，OHT系统206的服务范围包括厂区102及桥接区域106的一部分。OHT系统209的高架轨道210包括设置于厂区104内的部分210a及设置于桥接区域106内的其余部分(即，部分210b与部分210c的组合)。即，OHT系统209的服务范围包括厂区104及桥接区域106的一部分。在本实用新型实施例中，高架轨道207的部分207b邻近高架轨道210的部分210b。更具体而言，高架轨道207的部分207b与高架轨道210的部分210b相邻且平行。
如上所述，制造设施100包括统一控制单元126。因应于跨厂区转移请求，微处理器130可选择用于将载运晶圆204的FOUP 202自厂区104中的设备122转移至厂区102中的目标设备120的适当路线，并将子路线分别传达至MCS110及MCS116。在自MCS116接收到信号(例如，与子路线相关的信息)之后，运载工具212被配置成自厂区104中的设备122(例如，储料器)取得FOUP 202，并沿着高架轨道210移动，以在预定时间或预定持续时间内到达预定位置214。预定位置214在高架轨道210的部分210b内。在自MCS110接收到指令之后，运载工具208开始沿着高架轨道207行进，以在相同的预定时间或在相同的预定持续时间内到达预定位置216。预定位置216在高架轨道207的部分210b内。在一些实施例中，预定位置214具有坐标(x1,y1,z1)，且预定位置216具有坐标(x2,y2,z2)。在一个实例中，x1实质上等于x2，z1实质上等于z2，且y1不同于y2。
现在参照图2B，在沿着各自的高架轨道行进一持续时间之后，运载工具212在预定时间到达预定位置214，且运载工具208实质上同时到达预定位置216。在本实用新型实施例中，为了减少传输阻塞，在到达各自的预定位置214及216之后，运载工具208及212均继续沿着其各自的轨道行进。更具体而言，在到达各自的预定位置214及216之后，运载工具212以第一速度沿着-X方向在高架轨道210的部分210b上移动，且运载工具208以第二速度沿着-X方向在高架轨道207的部分207b上移动。在实施例中，第一速度等于第二速度，使得运载工具208及运载工具212相对静止。在一些实施例中，第一速度与第二速度之间的速度差小于预定临限值(例如，0.1公尺/秒(m/second))，使得运载工具208及运载工具212被视为相对静止。
在运载工具208及运载工具212均到达其各自的预定位置并且相对静止之后，运载工具212上的对齐模块可判断运载工具208是否与运载工具212对齐。在一些实施例中，对齐模块可包括影像传感器、激光传感器、倾斜角传感器、其他合适的装置及/或其组合。将参照图4、图5A至图5C、图6及图7更详细地阐述运载工具208/212。
在一些实施方案中，由于例如不同的路线距离，运载工具208及/或运载工具212可能在到达各自的预定位置214/216之前以不同的速度行进。例如，在到达预定位置214之前，运载工具212可以高于第一速度的第三速度行进。在一些其他实施方案中，由于传输阻塞，运载工具208及/或运载工具212可能较预定时间晚地到达其各自的预定位置。例如，运载工具212在预定时间到达预定位置214，而运载工具208仍在其去往预定位置216的路上。在此种情形下，运载工具212可与其MCS116通信以报告其位置，MCS116然后可与统一控制单元126通信以报告运载工具212的状态。在一些情形下，统一控制单元126可指示运载工具212停止移动并在预定位置214处等待运载工具208；在一些其他情形下，统一控制单元126可与MCS110通信，使得MCS110可指派另一可用的运载工具到达预定位置216，以减少传输阻塞的影响。统一控制单元126然后可与MCS116通信，使得运载工具212被配置成完成与经更新运载工具的转移。
现在参照图2C，在运载工具208与运载工具212对齐并相对静止之后，FOUP 202被直接自运载工具212转移至运载工具208。在示例性实施例中，运载工具212包括用于维持FOUP 202稳定的托盘。在运载工具208与运载工具212对齐并相对静止之后，在维持FOUP202稳定的同时，运载工具212的托盘可被配置成自运载工具212的主体滑出。运载工具208包括至少一个夹持器，所述夹持器被配置成自运载工具212的托盘取得FOUP 202。运载工具208的夹持器然后可将FOUP 202放于运载工具208的托盘上。将参照图4及图5A至图5C更详细地阐述运载工具208及212的示例性结构。在一些实施例中，当运载工具212及运载工具208均静止时，运载工具208可操作以直接自运载工具212取得FOUP 202。
现在参照图2D，在FOUP 202被直接自运载工具212转移至运载工具208之后，运载工具208继续沿着高架轨道207行进，直至将FOUP 202载运至厂区102中的目标位置。因此，跨厂区转移过程是在OHT系统206与OHT系统209之间未设置接口装置(例如，储料器)来临时维持FOUP 202稳定的情况下完成。如此，可增加可用于放置加工工具的有效面积。由于通过减少例如将FOUP 202临时定位于接口装置上以及自同一接口装置取得FOUP 202等过程而简化了跨厂区转移过程，因此可有利地减少由彼些过程引起的传输阻塞。
图2E例示出另一制造设施100’。制造设施100’在某种程度上相似于制造设施100，只不过制造设施100’的OHT系统206不邻近制造设施100’的OHT系统209，且制造设施100’还包括设置于两个OHT系统之间的接口装置220(例如，储料器、输送机或其他相似配置)。如此，“跨厂区”转移可包括将运载工具212配置成将FOUP 202放置于用于临时维持FOUP 202稳定的接口装置220上，且然后将运载工具208配置成将FOUP 202自接口装置220取至厂区102中的加工工具或设备。如此，与制造设施100相较，制造设施100’可能需要更多的洁净室空间来容纳该些接口装置220以实施“跨厂区”转移。
图3绘示出流程图，所述流程图例示出在厂区之间转移晶圆的示例性方法。在此所绘示实例中，介绍了配置制造设施100并在制造设施100中实行跨厂区转移过程的方法300。在302处，接收欲开始厂区M(例如，厂区104)与厂区N(例如，厂区102)之间的晶圆转移作业的请求。所述请求可由统一控制单元126接收及处理。例如，用户可通过统一控制单元126的用户接口输入请求。在一些实施例中，所述请求可由用于有利于制造设施100的操作的一些其他控制单元产生。
在接收到要开始跨厂区转移作业的请求之后，方法300包括在304处由微处理器130判断厂区M的OHT系统的高架轨道(例如，厂区104的OHT系统209的高架轨道210)的一部分是否与厂区N的OHT系统的高架轨道(例如，厂区102的OHT系统206的高架轨道207)的一部分相邻且平行。在一些实施例中，微处理器130被配置成实行例如撷取并分析用于将FOUP202自厂区M(例如，厂区104)转移至厂区N(例如，厂区102)的可用路线等操作。
若与厂区M相关联的高架轨道的一部分(例如，部分210b)和与厂区N相关联的高架轨道的一部分(例如，部分207b)相邻且平行，则在306处，微处理器130选择路线，使得FOUP202的转移可在不使用接口装置220(图2E中所示)的情况下实行。不使用接口装置220的转移可被称为直接转移，而使用接口装置220的转移可被称为间接转移。在有多条路线可用于直接转移的情形下，微处理器130可依据例如交通传输、路线距离及/或其他因素自彼些多条路线选择路线R来用于FOUP 202的转移。如上所述，FOUP在AMHS之间的完整转移路线R可包括子路线。在本实用新型实施例中，完整转移路线R包括在厂区102的OHT系统206内的子路线R1及在厂区104的OHT系统209内的子路线R2。微处理器130可更实行操作以基于所选择的路线R向厂区的MCS(例如，MCS110、MCS116)中的每一者提供子路线(例如，子路线R1、子路线R2)及子路线请求。
方法300也包括在308处指派运载工具自厂区N的设备载运FOUP、沿着路线R2移动并在预定时间到达预定位置。预定位置在厂区N的高架轨道的与厂区M的高架轨道平行的部分内。例如，如图2A所示，运载工具212被配置成自设备122载运FOUP、沿着高架轨道210移动并在预定时间到达预定位置214。预定位置214在部分210b内。
方法300也包括在310处指派运载工具沿着路线R1移动并在预定时间到达预定位置。预定位置在厂区M的高架轨道的与厂区N的高架轨道平行的部分内。例如，如图2A所示，运载工具208被配置成沿着高架轨道207移动并在预定时间到达预定位置216。预定位置216在部分207b内。
方法300然后继续进行至方框312，在方框312中，将FOUP自与厂区N相关联的运载工具转移至与厂区M相关联的运载工具。例如，如图2B至图2D示例性所示，将载运晶圆的FOUP自运载工具212转移至运载工具208。因此完成了晶圆在厂区M与厂区N之间的直接转移。将参照图7更详细地阐述可由运载工具208/212实行以执行转移的详细操作。
在方框304处，若与厂区M相关联的高架轨道不具有与厂区N相关联的高架轨道的一部分相邻且平行的部分，则在314处，微处理器130选择路线，使得可使用接口装置来实行FOUP 202的转移。例如，在图2E所示的实施例中，高架轨道207不邻近轨道210，因此，制造设施100’的厂区102与厂区104之间的转移将包括接口装置220的使用。在方框304处，微处理器130可选择可由厂区M的OHT系统及厂区N的OHT系统通达的接口装置。例如，在图2E所示的实施例中，OHT系统206的高架轨道207不邻近OHT系统209的轨道210，因此，制造设施100’的厂区102与厂区104之间的晶圆转移将涉及接口装置220的使用。可选择接口装置220中的一者来有利于FOUP 202的转移。微处理器130然后可将相关的子路线及所选择的接口装置传达至厂区M及厂区N的MCS。
在厂区M的及厂区N的MCS接收到子路线及所选择的接口装置的信息之后，方法300移动至方框316，在方框316中，与厂区N的OHT系统相关联的运载工具被配置成将FOUP自厂区N中的设备转移至所选择的接口装置。方法300也包括方框318，在方框318中，与厂区M的OHT系统相关联的运载工具被配置成将FOUP自所选择的接口装置取至厂区M中的目标设备。因此完成了厂区M与厂区N之间的晶圆间接转移。
现在参照图4，阐述在厂区的OHT系统中使用的运载工具的示例性结构。在一些实施例中，运载工具212与运载工具208具有实质上相同的结构，且在本实用新型实施例中阐述运载工具212的结构。如图4所示，运载工具212通过连接装置410连接至OHT系统209的轨道210，使得运载工具212可操作以沿着轨道210移动。运载工具212包括壳体(或主体)420及至少一个(例如，一个、两个或更多个)夹持器430，夹持器430被配置成自壳体420延伸以自加工工具、接口设备、另一运载工具(例如运载工具208)或其他装置抓取FOUP 202。夹持器430可以机械方式耦合至壳体420的外表面或壳体420的内表面。夹持器430可以多种模式进行操作。例如，当运载工具212被配置成自接口装置取得FOUP 202时，夹持器430可先横向(例如，沿着Y方向)且然后垂直(沿着-Z方向)延伸以抓取FOUP 202。当运载工具212被配置成自运载工具208取得FOUP 202且运载工具212及208处于相同的高度时，夹持器430可横向(例如，沿着Y方向或-Y方向)延伸以抓取FOUP 202。
运载工具212也包括托盘440，托盘440被配置成维持FOUP 202稳定或载运FOUP202。例如，在夹持器430自厂区104中的设备122取得FOUP 202之后，夹持器430可将FOUP202放于托盘440上。托盘440及壳体420形成腔体450。腔体450的体积大于FOUP 202的体积，使得FOUP 202可设置于腔体450中。在一些实施例中，在自厂区104中的设备122取得FOUP202之后，夹持器430可缩回并放置于腔体450中。在一些实施例中，运载工具212也包括定位于托盘440下方并以机械方式耦合至壳体420的支撑部件460。托盘440可放置于支撑部件460之上，并且可操作以在支撑部件460上滑动。在运载工具208将自运载工具212取得FOUP202的情形下，运载工具的托盘440可被配置成自运载工具212的主体滑出，以有利于进行转移过程。在实施例中，运载工具208与运载工具212具有实质上相同的结构，且为了简单起见，不再进行与运载工具208的结构相关的赘述。
图5A、图5B及图5C例示出在跨厂区晶圆运输过程期间以不同模式进行操作的两个运载工具的简化示意图。参照图5A，在跨厂区运输过程的开始，运载工具208被配置成沿着高架轨道207移动，且运载工具212被配置成自设备122取得FOUP 202。运载工具208的托盘及运载工具212的托盘中的每一者均可用于设置FOUP 202。然后，运载工具212的夹持器430被配置成自壳体先横向且然后垂直延伸以取得FOUP 202(或者位于FOUP 202正上方，则垂直延伸)。参照图5B，在运载工具212取得FOUP 202之后，FOUP 202被放置于托盘440上，且运载工具212的夹持器430(图5B中未示出)已缩回。参照图5C，在运载工具208与运载工具212对齐且静止或相对静止之后，运载工具212的托盘440朝向运载工具208滑出，并且运载工具208的夹持器430朝向运载工具212横向延伸，以自运载工具212的托盘440取得FOUP 202。尽管图中未示出，在取得FOUP 202之后，运载工具208的夹持器可缩回，且FOUP 202可被放置于运载工具208的托盘440上。在FOUP 202被取出之后，运载工具212的托盘440可缩回。
图6绘示出根据本实用新型一个实施例的运载工具212的方框图。在本实用新型实施例中，运载工具212包括处理单元610，处理单元610被配置成实行操作以执行跨厂区晶圆转移。例如，处理单元610可确定夹持器430的操作及托盘440的操作。处理单元610耦合至数据储存器(例如，非挥发性存储器(NVM))620。数据储存器620可储存当由处理单元610执行时使处理单元610实行操作以控制例如运载工具的移动及速度、夹持器的操作、托盘的移动的指令。参照图7阐述彼些操作的详细说明。数据储存器620也可包括查找表(look-uptable，LUT)，以储存与一或多个预定规则相关联的一或多个参数/操作。预定规则可包括与例如所监测或所侦测的状态参数对应的规则。运载工具212也包括以可操作方式连接至处理单元610的网络接口630，以提供运载工具212与MCS116之间的互连。处理单元610可通过网络接口630向MCS116传送例如运载工具的位置及托盘可用性状态等信息。处理单元610可通过网络接口630自MCS116接收例如由微处理器130产生的子路线请求等信号。
运载工具212也包括以可操作方式连接至处理单元610的位置传感器640。在操作期间，位置传感器640可向处理单元610提供运载工具212的位置信息。基于位置信息，处理单元610可实行不同的操作。运载工具212也包括耦合至处理单元610的对齐模块650，以判断运载工具212是否与预定物体(例如，运载工具208)对齐。在一些实施例中，对齐模块650可包括影像传感器、激光传感器、倾斜角传感器、其他合适的装置及/或其组合。在一些实施例中，运载工具212也可包括接触侦测器660，接触侦测器660被配置成判断运载工具的夹持器是否与FOUP完全接触。例如，在图5A所示的实施例中，运载工具212可在通过接触侦测器确定夹持器430与FOUP 202完全接触之后缩回其夹持器。应理解，运载工具212可具有更少或更多的组件，此对于本领域技术人员而言将是显而易见的。例如，运载工具212也可包括控制赋予运载工具212动力的动力引擎。例如，运载工具212也可包括显示器，所述显示器可被配置成显示条形码、影像、快速响应(Quick Response，QR)码或其他合适的信息，使得另一运载工具可使用对齐模块来侦测或扫描显示器上所示的信息(“对齐标记”)，以确定此两个运载工具之间的对齐。
图7绘示出流程图，所述流程图例示出根据本实用新型一个实施例配置运载工具212来实行操作以进行跨厂区晶圆运输过程的示例性方法700。方法700包括在702处由运载工具212接收欲自厂区104中的设备取得FOUP 202且当运载工具212正沿着部分210b移动时将FOUP 202转移至运载工具208的指令。在一些实施例中，所述指令可包括自微处理器130接收的子路线请求中的一者。
在接收到指令之后，在704处，运载工具212被配置成沿着OHT系统209的轨道210移动，以到达与正维持FOUP稳定的设备邻近的位置。方法700继续进行至方框706，在方框706中，运载工具212被配置成自设备抓取(通过夹持器430)FOUP 202并载运FOUP 202。在实施例中，在抓取FOUP 202之后，夹持器430可将FOUP 202放置于运载工具212的托盘440上。在取得FOUP 202之后，在708处，运载工具212被配置成沿着路线R2(例如，轨道210)移动，并到达部分210b内的预定位置(例如，图2A所示的预定位置214)。在一些实施例中，在710处，在到达预定位置214之后，运载工具212可将其位置信息发送至MCS116，且MCS116可将位置信息发送至统一控制单元126。在一些实施例中，运载工具212的行进速度也可通过MCS116传送至统一控制单元126。
一旦运载工具212及运载工具208均已到达其各自的预定位置(例如，运载工具208的预定位置216、运载工具212的预定位置214)，在712处，运载工具212被配置成例如使用对齐模块650来扫描运载工具208的对齐标记。除了实施对齐检查之外，在一些实施例中，运载工具212也可判断运载工具212的行进速度是否实质上等于运载工具208的行进速度。如上所述，在运载工具212与运载工具208对齐且沿着相同方向以实质上相同的速度行进的条件下，在716处，运载工具212被配置成使其托盘自壳体滑出并滑向运载工具208。在一些实施例中，方法700也可包括在718处在预定持续时间之后，缩回运载工具212的托盘。在本实用新型实施例中，阐述了由运载工具212实行的操作。应理解，运载工具212可实行更少或更多的操作，此对于本领域技术人员而言将是显而易见的。在跨厂区晶圆运输期间可由运载工具208实行的操作对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
在上述实施例中，FOUP是在两个运载工具沿着相同方向(例如，图2B中所示的-X方向)并且以实质上相同的速度沿着其各自的轨道移动时被自运载工具212转移至运载工具208。在一些其他实施例中，运载工具212及运载工具208可沿着不同方向移动，并且当运载工具212邻近运载工具208时，运载工具212的速度及/或运载工具208的速度可降低以有利于进行FOUP转移。即，在一些实施方案中，高架轨道207可能不具有与高架轨道210的一部分相邻且平行的部分。例如，高架轨道207的一部分邻近高架轨道210的一部分。当运载工具208到达其在高架轨道207的所述部分内的预定位置时，运载工具208可停在其预定位置处，且当运载工具212到达其在高架轨道210的所述部分内的预定位置时，运载工具212可停在其预定位置处，并且然后当运载工具212及运载工具208均静止时，FOUP可被自运载工具212转移至运载工具208。
图8是根据本实用新型另一实施例的用于有利于进行跨厂区晶圆运输过程的替代系统的简化部分示意图。在参照图2A至图2D所述的上述实施例中，运载工具212及运载工具208处于相同的高度。在一些实施例中，运载工具212及运载工具208可处于不同的高度。例如，在图8所示的实施例中，运载工具212与地板810之间的距离H2小于运载工具208与地板810之间的距离H1。在此种情形下，当自运载工具212取得FOUP时，运载工具208的夹持器可首先横向延伸，且然后垂直向下延伸，以自运载工具212的托盘取得FOUP 202。
尽管并非旨在进行限制，然而本实用新型的一或多个实施例为跨厂区运输提供了许多益处。例如，本实用新型提供一种用于在不将晶圆载体临时放于储料器或其他接口装置上的情况下实行跨厂区运输的方法。如此，跨厂区运输可被简化。另外，制造设施不需要设置于桥接区域中的接口装置。此外，可减少由于将晶圆载体临时放于接口装置上且然后自接口装置取得晶圆载体而引起的传输阻塞。可在跨阶段运输、跨AMHS运输中应用本实用新型的一或多个实施例。
本实用新型提供了许多不同的实施例。本文中揭露半导体结构及其制作方法。在一个示例性实施例中，本实用新型是关于一种晶圆运输系统。所述系统包括耦合至相关联的第一自动物料搬运系统(automatic material handling system，AMHS)的第一控制系统。所述第一AMHS包括：第一高架转移(overhead transfer，OHT)轨道，包括第一部分；第一运载工具，能够沿着所述第一OHT轨道移动并载运容器，所述容器能够操作以在其中载运半导体晶圆。所述系统也包括耦合至相关联的第二AMHS的第二控制系统。所述第二AMHS包括：第二OHT轨道，包括与所述第一部分相邻的第二部分；以及第二运载工具，能够沿着所述第二OHT轨道移动。在所述第一运载工具位于所述第一OHT轨道的所述第一部分内且所述第二运载工具位于所述第二OHT轨道的所述第二部分内的条件下，所述第一运载工具及所述第二运载工具能够操作以将所述容器直接自所述第一运载工具转移至所述第二运载工具。
在一些实施例中，所述第一运载工具能够操作以沿着所述第一部分以第一速度移动，且所述第二运载工具能够操作以沿着所述第二部分以第二速度移动，在转移所述容器期间，所述第一速度可实质上等于所述第二速度。在一些实施例中，所述第一OHT轨道的所述第一部分与所述第二OHT轨道的所述第二部分可实质上平行，使得所述第一运载工具及所述第二运载工具能够操作以沿着相同的方向移动。在一些实施例中，当所述第一运载工具及所述第二运载工具均静止时，所述第二运载工具能够操作以直接自所述第一运载工具取得所述容器。在一些实施例中，所述第一部分与所述第二部分可实质上处于相同的高度。在一些实施例中，所述第一部分与所述第二部分可处于不同的高度。在一些实施例中，所述第一运载工具可包括：至少一个夹持器，能够操作以自接口设备取得所述容器，以及托盘，被配置成在所述容器被转移至所述第二运载工具之前维持所述容器稳定。在一些实施例中，所述第一运载工具可包括：处理单元；数据储存器，耦合至所述处理单元并包含指令程序，当由所述处理单元执行时，所述指令程序使所述第一运载工具实行自所述接口设备取得所述容器并将所述容器转移至所述第二运载工具的操作。所述操作可包括：自所述第一控制系统接收信号；因应于所述信号，到达第一预定位置；自所述预定位置夹持所述容器；在夹持所述容器之后，沿着所述第一OHT轨道移动并在预定时间到达第二预定位置，所述第二预定位置在所述第一部分内；以及在与所述第二运载工具对齐之后，将所述容器传递至所述第二运载工具。在一些实施例中，所述容器可包括晶圆传送盒(front openinguniversal pod，FOUP)。
在另一示例性实施例中，本实用新型是关于一种用于在两个厂区之间进行晶圆运输的系统。所述系统包括：容器，设置于第一厂区中且能够操作以载运半导体晶圆；目标设备，设置于第二厂区中；桥接区域，位于所述第一厂区与所述第二厂区之间；第一高架转移(OHT)轨道，包括所述第一厂区中的第一部分及所述桥接区域中的第二部分；第一运载工具，能够操作以载运所述容器且能够沿着所述第一OHT轨道移动；第二OHT轨道，包括所述第二厂区中的第一部分及所述桥接区域中的第二部分，其中所述第二OHT轨道的所述第二部分与所述第一OHT轨道的所述第二部分平行；以及第二运载工具，被配置成沿着所述第二OHT轨道移动。当所述第一运载工具及所述第二运载工具均在所述桥接区域中时，所述第二运载工具能够操作以直接自所述第一运载工具取得所述容器。
在一些实施例中，所述第一运载工具可被配置成沿着所述第一OHT轨道的所述第二部分以第一速度行进，所述第二运载工具可被配置成沿着所述第二OHT轨道的所述第二部分以第二速度行进，在取得所述容器期间，所述第一速度与所述第二速度之间的速度差可小于0.1公尺/秒。在一些实施例中，所述第一运载工具可被配置成沿着所述第一OHT轨道的所述第一部分以第三速度行进，所述第三速度可不同于所述第一速度。在一些实施例中，所述第一运载工具可包括对齐标记，所述第二运载工具可包括对齐标记侦测器，且所述第二运载工具可被配置成在所述对齐标记侦测器侦测到所述对齐标记之后直接自所述第一运载工具取得所述容器。在一些实施例中，所述系统也可包括：第一控制系统，被配置成与所述第一运载工具直接通信；第二控制系统，被配置成与所述第二运载工具直接通信；以及主控制系统，被配置成与所述第一控制系统及所述第二控制系统通信。所述第一运载工具可被配置成将其位置报告给所述第一控制系统，且所述第一控制系统可将所述位置报告给所述主控制系统。
以上概述了若干实施例的特征，以使本领域技术人员可更佳地理解本实用新型的态样。本领域技术人员应理解，他们可容易地使用本实用新型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及/或达成与本文中所介绍的实施例相同的优点。本领域技术人员也应认识到，此种等效构造并不背离本实用新型的精神及范围，而且他们可在不背离本实用新型的精神及范围的条件下对其作出各种改变、取代及变更。

Claims (10)

1.一种运输装置，其特征在于，包括：
第一控制系统，耦合至相关联的第一自动物料搬运系统，所述第一自动物料搬运系统包括：
第一高架转移轨道，包括第一部分；
第一运载工具，能够沿着所述第一高架转移轨道移动并载运容器，所述容器能够操作以在其中载运半导体晶圆；
第二控制系统，耦合至相关联的第二自动物料搬运系统，所述第二自动物料搬运系统包括：
第二高架转移轨道，包括与所述第一部分相邻的第二部分；以及
第二运载工具，能够沿着所述第二高架转移轨道移动，
其中，在所述第一运载工具位于所述第一高架转移轨道的所述第一部分内且所述第二运载工具位于所述第二高架转移轨道的所述第二部分内的条件下，所述第一运载工具及所述第二运载工具能够操作以将所述容器直接自所述第一运载工具转移至所述第二运载工具。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述第一运载工具能够操作以沿着所述第一部分以第一速度移动，且所述第二运载工具能够操作以沿着所述第二部分以第二速度移动，在转移所述容器期间，所述第一速度实质上等于所述第二速度。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其中所述第一高架转移轨道的所述第一部分与所述第二高架转移轨道的所述第二部分实质上平行，使得所述第一运载工具及所述第二运载工具能够操作以沿着相同的方向移动。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述第一部分与所述第二部分实质上处于相同的高度。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述第一运载工具包括：
至少一个夹持器，能够操作以自接口设备取得所述容器，以及
托盘，被配置成在所述容器被转移至所述第二运载工具之前维持所述容器稳定。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述第一运载工具包括：
处理单元；
数据储存器，耦合至所述处理单元并包含指令程序，当由所述处理单元执行所述指令程序时，所述指令程序使所述第一运载工具实行自接口设备取得所述容器并将所述容器转移至所述第二运载工具的操作，所述操作包括：
自所述第一控制系统接收信号；
因应于所述信号，到达第一预定位置；
自所述预定位置夹持所述容器；
在夹持所述容器之后，沿着所述第一高架转移轨道移动并在预定时间到达第二预定位置，所述第二预定位置在所述第一部分内；以及
在与所述第二运载工具对齐之后，将所述容器传递至所述第二运载工具。
7.一种用于跨厂区运输的装置，其特征在于，包括：
容器，设置于第一厂区中且能够操作以载运半导体晶圆；
目标设备，设置于第二厂区中；
桥接区域，位于所述第一厂区与所述第二厂区之间；
第一高架转移轨道，包括所述第一厂区中的第一部分及所述桥接区域中的第二部分；
第一运载工具，能够操作以载运所述容器以及沿着所述第一高架转移轨道移动；
第二高架转移轨道，包括所述第二厂区中的第一部分及所述桥接区域中的第二部分，其中所述第二高架转移轨道的所述第二部分与所述第一高架转移轨道的所述第二部分平行；以及
第二运载工具，被配置成沿着所述第二高架转移轨道移动，
其中，当所述第一运载工具及所述第二运载工具均在所述桥接区域中时，所述第二运载工具能够操作以直接自所述第一运载工具取得所述容器。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，其中所述第一运载工具被配置成沿着所述第一高架转移轨道的所述第二部分以第一速度行进，所述第二运载工具被配置成沿着所述第二高架转移轨道的所述第二部分以第二速度行进，在取得所述容器期间，所述第一速度与所述第二速度之间的速度差小于0.1公尺/秒。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，其中所述第一运载工具包括对齐标记，所述第二运载工具包括对齐标记侦测器，且所述第二运载工具被配置成在所述对齐标记侦测器侦测到所述对齐标记之后直接自所述第一运载工具取得所述容器。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第一控制系统，被配置成与所述第一运载工具直接通信；
第二控制系统，被配置成与所述第二运载工具直接通信；以及
主控制系统，被配置成与所述第一控制系统及所述第二控制系统通信，
其中所述第一运载工具被配置成将其位置报告给所述第一控制系统，且所述第一控制系统更将所述位置报告给所述主控制系统。
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