TW201912297A - 自動化製程機台組與應用其之晶圓化學藥品自動傳輸系統 - Google Patents

Abstract

本案係揭露一種自動化製程機台組，包含：複數製程機台；一執行部件，包括一支架及一取用器，該支架相鄰該等製程機台，且該取用器可移動地設置於該支架上；一視覺定位感測器，用以感測並定位至少一化學藥品原料桶之開口的位置；至少一連接蓋，藉由該取用器可拆卸地連接於該至少一化學藥品原料桶之開口；以及至少一連接管體，連接該至少一連接蓋與各該製程機台中的供應槽。藉此，本發明之自動化製程機台組與應用其之晶圓化學藥品自動傳輸系統不需要藉由人力，便可將已經使用完畢的化學藥品原料桶與裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶進行替換，因而能有效節省人力。

Description

自動化製程機台組與應用其之晶圓化學藥品自動傳輸系統

本發明係關於一種自動化製程機台組與應用其之自動傳輸系統，更特別的是關於一種自動化製程機台組與應用其之晶圓化學藥品自動傳輸系統。

一般晶圓加工廠在進行晶圓加工製程中，從原料供給、原料運輸、原料替換等過程中，皆須透過人力進行。

舉例而言，當化學藥品供應商將裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶提供至晶圓加工廠後，需藉由人力駕駛運輸車運輸化學藥品原料桶至一製程機台組；當化學藥品原料桶被運送至該製程機台組後，需藉由人力將已經使用完畢的化學藥品原料桶與裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶進行替換；最後，已經使用完畢的化學藥品原料桶需再次藉由人力駕駛運輸車運輸至置放區。

此外，在將已經使用完畢的化學藥品原料桶與裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶進行替換的過程中，清潔用以連通化學藥品原料桶並取用化學藥品原料的管體，以及將裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶定位並重新接上該管體等步驟，也需藉由人力完成。

再者，若晶圓加工廠中的製程機台較多並同時進行製程時，可能需要同時動用眾多人力運輸並替換化學藥品原料桶。這些複雜的人力要求除了產生人員訓練不易的缺點，也可能由於人員換錯化學藥品造成化學藥品原料供應錯誤等問題。

本發明之一目的在於提出一種自動化製程機台組與應用其之晶圓化學藥品自動傳輸系統，其可執行一自動化的運輸流程，能有效節省人力，同時解決先前技術中人員訓練不易及人員換錯化學藥品造成化學藥品原料供應錯誤等問題。

為達上述目的及其他目的，本發明提出一種自動化製程機台組，包含：複數製程機台；一執行部件，包括一支架及一取用器，該支架相鄰該等製程機台，且該取用器可移動地設置於該支架上；一視覺定位感測器，用以感測並定位至少一化學藥品原料桶之開口的位置；至少一連接蓋，該至少一連接蓋藉由該取用器可拆卸地連接於該至少一化學藥品原料桶之開口；以及至少一連接管體，連接該至少一連接蓋與各該製程機台中的供應槽。

於本發明之一實施例中，該執行部件更包括一旋轉扭力感知控制構件，該旋轉扭力感知控制構件設置於該取用器之端部，而該至少一連接蓋具有一磁性環，該磁性環位於該至少一連接蓋的內部周緣。

於本發明之一實施例中，該自動化製程機台組更包括：一清洗部件，用以清潔該至少一連接蓋與該至少一連接管體。

於本發明之一實施例中，該清洗部件包含：一第一流體供應件，用以提供超純水沖洗該至少一連接蓋與該至少一連接管體連接管體；及一第二流體供應件，用以提供氮氣吹乾該至少一連接蓋與該至少一連接管體。

為達上述目的及其他目的，本發明復提出一種晶圓化學藥品自動傳輸系統，包含：如上所述之一自動化製程機台組；一自動導引運輸車，用以運輸該至少一化學藥品原料桶；一導引部件，具有複數二維條碼，該等二維條碼被鋪設以形成該自動導引運輸車的複數運輸路徑；一自動調度部件，用以控制該導引部件，使該自動導引運輸車透過感應該等二維條碼決定其運輸路徑為該等運輸路徑的其中之一；以及一自動搬運部件，用以將該至少一化學藥品原料桶於該自動導引運輸車與一自動化製程機台組間移動。

於本發明之一實施例中，該自動導引運輸車被區分為一空桶存放區與一滿桶存放區。

於本發明之一實施例中，該自動導引運輸車包括一第一傳送部件，而該自動化製程機台組包括一第二傳送部件，該第一傳送部件與該第二傳送部件可彼此對接以形成該自動搬運部件。

於本發明之一實施例中，該第一傳送部件與該第二傳送部件具有滾軸。

於本發明之一實施例中，該自動搬運部件設置於該自動導引運輸車上，或該自動搬運部件設置於該自動化製程機台組上。

於本發明之一實施例中，該晶圓化學藥品自動傳輸系統更包含：一自動充電裝置，用以提供該自動導引運輸車電力；其中當該自動導引運輸車的電量低於一預設電量時，該自動調度部件係控制該導引部件使該自動導引運輸車移動至該自動充電裝置進行充電。

藉此，本發明之自動化製程機台組與應用其之晶圓化學藥品自動傳輸系統不需要藉由人力，便可將已經使用完畢的化學藥品原料桶與裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶進行替換，因而能有效節省人力。此外，可透過該自動調度部件控制該導引部件，使該自動導引運輸車透過感應該等二維條碼決定其運輸路徑為該等運輸路徑的其中之一，不需要藉由人力便可運輸該至少一化學藥品原料桶。同時，亦可透過該自動調度部件之自動化調度，有效解決先前技術中人員訓練不易及人員換錯化學藥品造成化學藥品原料供應錯誤等問題。

為充分瞭解本發明，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明。本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的目的、特徵及功效。須注意的是，本發明可透過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。另外，本發明所附之圖式僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的申請專利範圍。說明如後：

圖1係為本發明一實施例之製程機台400內部的部分示意圖。圖2係為本發明一實施例之自動化製程機台組40的示意圖。同時參照圖1與圖2，在發明實施例中，該自動化製程機台組40包括複數製程機台400、一執行部件41、一視覺定位感測器43、至少一連接蓋412以及至少一連接管體413。該等製程機台400例如為蝕刻機台。該執行部件41包括一支架410及一取用器411，該取用器411例如為一六軸機械手臂。

如圖1所示，該支架410相鄰該等製程機台400，且該取用器411可移動地設置於該支架410上。如圖2所示，該視覺定位感測器43用以感測並定位至少一化學藥品原料桶90之開口91的位置。該至少一連接蓋412藉由該取用器411可拆卸地連接於該至少一化學藥品原料桶90之開口91。該至少一連接管體413連接該至少一連接蓋412與各該製程機台400中的供應槽（未繪示）。該自動化製程機台組40中的各部件可自動化地取用該至少一化學藥品原料桶90內的原料，詳細步驟將於後方描述。

舉例來說，當該至少一化學藥品原料桶90被送入該自動化製程機台組40之一製程機台400後，該視覺定位感測器43會偵測該化學藥品原料桶90之開口91（或蓋子93）的位置，並依據偵測結果控制該執行部件41。該執行部件41之取用器411可依據該視覺定位感測器43的偵測（定位）結果，將該化學藥品原料桶90的蓋子93自該開口91卸下，以露出該開口91。接著，該取用器411將該至少一連接蓋412連接於該開口91，使該至少一連接蓋412與該至少一連接管體413連通該至少一化學藥品原料桶90，以取用桶內的原料供應至該製程機台400中的供應槽。

在一實施例中，該執行部件41更包括一旋轉扭力感知控制構件415，該旋轉扭力感知控制構件415設置於該取用器411之端部，而該至少一連接蓋412具有一磁性環416，該磁性環416位於該至少一連接蓋412的內部周緣。該旋轉扭力感知控制構件415可藉由該取用器411（例如六軸機械手臂）提供電力產生磁場，與該至少一連接蓋412之磁性環416產生作用，進而控制該取用器411旋轉該至少一連接蓋412的扭力。當電力供應消失，該取用器411（該旋轉扭力感知控制構件415）便不會與至少一連接蓋412之磁性環416產生磁力作用。此外，亦可透過該旋轉扭力感知控制構件415確認該至少一連接蓋412（磁性環416）是否損壞，以便進行更換。

要注意的是，雖然圖1繪示該自動化製程機台組40（之製程機台400）具有兩個連接蓋412分別連接兩條連接管體413，但本發明並未限定於此。該該自動化製程機台組40（之製程機台400）的連接蓋412與連接管體413的數量應視設計需求（例如該至少一化學藥品原料桶90的開口91數量）而定。

在一實施例中，該自動化製程機台組40更包括一清洗部件（未繪示）。該清洗部件用以清潔該至少一連接蓋412與該至少一連接管體413。舉例而言，參照圖1，當位於該自動化製程機台組40上之化學藥品原料桶90中的化學藥品原料被用完（即為空的化學藥品原料桶90）時，該取用部件41之取用器411將該至少一連接蓋412（與該等連接管體413）脫離該空的化學藥品原料桶90，並將該至少一連接蓋412送入該清洗部件進行清潔。此時，該執行部件41之取用器411亦會將該空的化學藥品原料桶90之蓋子93重新蓋上該開口91，並旋轉該蓋子93以關閉該開口91。

待該空的化學藥品原料桶90與裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90完成替換後，該執行部件41之取用器411再次將該裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90的蓋子93自開口91卸下，並將已被清潔的該等連接蓋412與該等連接管體413連通該裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90，以取用桶內的原料，詳細步驟已於上述內容說明，在此不多加贅述。以上步驟皆不需要透過人力，便可於該自動化製程機台組40上自動完成。

在一實施例中，該清洗部件包含一第一流體供應件及一第二流體供應件。該第一流體供應件可例如提供超純水沖洗該等連接蓋412與該等連接管體413，而該第二流體供應件可例如提供氮氣吹乾該等連接蓋412與該等連接管體413。

圖3係為本發明一實施例之晶圓化學藥品自動傳輸系統100的示意圖。本發明之晶圓化學藥品自動傳輸系統100包含如上所述之一自動化製程機台組40、一自動導引運輸車（Automated Guided Vehicle, AGV）10、一導引部件20、一自動調度部件30以及一自動搬運部件。該自動導引運輸車10係用以運輸至少一化學藥品原料桶90。該導引部件20具有複數二維條碼21，該等二維條碼21被鋪設以形成該自動導引運輸車10的複數運輸路徑（如圖3中所示之運輸路徑191、192、193）。該自動調度部件30可例如包括影像判別系統（未繪示），用以（從外觀包裝）區分並判斷該至少一化學藥品原料桶90所裝之化學藥品的種類；該自動調度部件30亦控制該導引部件20，使該自動導引運輸車10透過感應該等二維條碼21決定其運輸路徑為該等運輸路徑的其中之一。該自動搬運部件係用以將該至少一化學藥品原料桶90於該自動導引運輸車10與該自動化製程機台組40（例如包括複數供酸機台）間移動，後方將有更詳細的描述。

舉例來說，圖3所示之自動導引運輸車10乘載一化學藥品原料桶90，而該自動調度部件30可控制該導引部件20，使該自動導引運輸車10透過感應該等二維條碼21決定其經由如圖3中所示之運輸路徑191、192、193的其中之一，將該化學藥品原料桶90運輸至該自動化製程機台組40。要注意的是，該等二維條碼21可決定的運輸路徑並非限定於圖3中所示之運輸路徑191、192、193，運輸路徑的數量可依據所布署之該等二維條碼21的數量以及能使該自動導引運輸車10通過的地面面積大小來決定，在此不多加贅述。

使用該等二維條碼21的該導引部件20，可輕易地被布署於晶圓加工場的地面，並具有高度識別準確率（例如高達99.92%）的優點。同時，該自動調度部件30可進一步包括例如路徑計算/規劃程式，可提供合理的路徑安排規劃，而該自動導引運輸車10可例如透過裝設紅外線感應器、超音波感應器、碰撞條等裝置，有效防止複數個自動導引運輸車10同時行進時發生碰撞，達成優異的動線管理。

因此，即便晶圓加工廠中具有多個製程機台並同時進行（例如蝕刻）製程，仍可在不使用或少量使用人力的條件下，提供複數台自動導引運輸車10合理的路徑規劃而不會造成場內的運輸動線混亂，同時也能有效防止化學藥品原料供應錯誤的問題。

參照圖3，該自動導引運輸車10可區分為一空桶存放區11與一滿桶存放區13，且該自動導引運輸車10可包括一第一傳送部件15。參照圖1、圖2，該自動化製程機台組40可包括一第二傳送部件45，該第一傳送部件15與該第二傳送部件45可彼此對接以形成晶圓化學藥品自動傳輸系統100的自動搬運部件。在本實施例中，該第一傳送部件15與該第二傳送部件45具有滾軸。

舉例來說，同時參照圖1與圖3，該自動導引運輸車10可於該滿桶存放區13承載一裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90；接著，該自動調度部件30可控制該導引部件20，使該自動導引運輸車10透過感應該等二維條碼21決定其經由如圖3中所示之運輸路徑191、192、193的其中之一，將該裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90運輸至該自動化製程機台組40（之一製程機台400）；接著，先以位於該空桶存放區11的第一傳送部件15與該自動化製程機台組40（製程機台400）之第二傳送部件45（滾軸）對接，將該自動化製程機台組40上一空的化學藥品原料桶90運輸至該空桶存放區11，再改以位於該滿桶存放區13的第一傳送部件15與該自動化製程機台組40之第二傳送部件45（滾軸）對接，將該裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90運輸至該自動化製程機台組40（製程機台400）上；最後，該自動導引運輸車10將該空的化學藥品原料桶90載離，即完成將空的（已經使用完畢的）化學藥品原料桶90與裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90之替換。

在另一實施例中，該自動導引運輸車10可例如同時乘載四桶可容納200 L之化學藥品原料桶90，或者，該自動導引運輸車10可例如乘載一桶可容納一噸重之化學藥品原料桶90，但本發明並未對此設限。該自動導引運輸車10的承載量、載重量或承載方式等可視實際需求決定。

雖然上述實施例係以該第一傳送部件15與該第二傳送部件45具有滾軸可彼此對接以形成該晶圓化學藥品自動傳輸系統100的自動搬運部件進行說明，但本發明並未限定於此。在某些實施例中，該晶圓化學藥品自動傳輸系統100的自動搬運部件可例如直接設置於該自動導引運輸車10上（，或者，直接設置於該自動化製程機台組40上）。舉例而言，該自動搬運部件例如為一機械手臂，當該自動導引運輸車10將裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90運送至該自動化製程機台組40後，亦可透過該自動搬運部件完成上述將已經使用完畢的化學藥品原料桶90與裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90替換的動作。

在一實施例中，該晶圓化學藥品自動傳輸系統100更包含一自動充電裝置（未繪示），用以提供該自動導引運輸車10電力。當該自動導引運輸車10的電量低於一預設電量（例如：完整電量的10 %或20 %）時，該自動調度部件30可控制該導引部件20使該自動導引運輸車10移動至該自動充電裝置進行充電。因此，不需要藉由人力監控，仍可確保該自動導引運輸車10不會因為沒電而於運輸過程中停止。

承上述說明，本發明之自動化製程機台組40與應用其之晶圓化學藥品自動傳輸系統100可透過該自動化製程機台組40中各部件的自動化運作，不需要藉由人力便可將已經使用完畢的化學藥品原料桶90與裝滿化學藥品原料的化學藥品原料桶90進行替換，因而能有效節省人力。此外，可透過該自動調度部件30控制該導引部件20，使該自動導引運輸車10透過感應該等二維條碼21決定其運輸路徑為該等運輸路徑的其中之一，不需要藉由人力便可運輸該化學藥品原料桶90。同時，由於該自動調度部件30之自動化調度，可有效解決先前技術中人員訓練不易及人員換錯化學藥品造成化學藥品原料供應錯誤等問題。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧晶圓化學藥品自動傳輸系統

10‧‧‧自動導引運輸車

11‧‧‧空桶存放區

13‧‧‧滿桶存放區

15‧‧‧第一傳送部件

191、192、193‧‧‧運輸路徑

20‧‧‧導引部件

21‧‧‧二維條碼

30‧‧‧自動調度部件

40‧‧‧自動化製程機台組

400‧‧‧製程機台

41‧‧‧執行部件

411‧‧‧取用器

412‧‧‧連接蓋

413‧‧‧連接管體

415‧‧‧旋轉扭力感知控制構件

416‧‧‧磁性環

43‧‧‧視覺定位感測器

45‧‧‧第二傳送部件

90‧‧‧化學藥品原料桶

91‧‧‧開口

93‧‧‧蓋子

［圖1］係為本發明一實施例之製程機台內部的部分示意圖。 ［圖2］係為本發明一實施例之自動化製程機台組的示意圖。 ［圖3］係為本發明一實施例之晶圓化學藥品自動傳輸系統的示意圖。

Claims (10)

1. 一自動化製程機台組，包含： 複數製程機台； 一執行部件，包括一支架及一取用器，該支架相鄰該等製程機台，且該取用器可移動地設置於該支架上； 一視覺定位感測器，用以感測並定位至少一化學藥品原料桶之開口的位置； 至少一連接蓋，該至少一連接蓋藉由該取用器可拆卸地連接於該至少一化學藥品原料桶之開口；以及 至少一連接管體，連接該至少一連接蓋與各該製程機台中的供應槽。
2. 如請求項1所述之自動化製程機台組，其中該執行部件更包括一旋轉扭力感知控制構件，該旋轉扭力感知控制構件設置於該取用器之端部，而該至少一連接蓋具有一磁性環，該磁性環位於該至少一連接蓋的內部周緣。
3. 如請求項1所述之自動化製程機台組，其中該自動化製程機台組更包括： 一清洗部件，用以清潔該至少一連接蓋與該至少一連接管體。
4. 如請求項3所述之自動化製程機台組，其中該清洗部件包含： 一第一流體供應件，用以提供超純水沖洗該至少一連接蓋與該至少一連接管體；及 一第二流體供應件，用以提供氮氣吹乾該至少一連接蓋與該至少一連接管體。
5. 一種晶圓化學藥品自動傳輸系統，包含： 如請求項1~4中任一項所述之一自動化製程機台組； 一自動導引運輸車，用以運輸該至少一化學藥品原料桶； 一導引部件，具有複數二維條碼，該等二維條碼被鋪設以形成該自動導引運輸車的複數運輸路徑； 一自動調度部件，用以控制該導引部件，使該自動導引運輸車透過感應該等二維條碼決定其運輸路徑為該等運輸路徑的其中之一；以及 一自動搬運部件，用以將該至少一化學藥品原料桶於該自動導引運輸車與該自動化製程機台組間移動。
6. 如請求項5所述之晶圓化學藥品自動傳輸系統，其中該自動導引運輸車被區分為一空桶存放區與一滿桶存放區。
7. 如請求項5所述之晶圓化學藥品自動傳輸系統，其中該自動導引運輸車包括一第一傳送部件，而該自動化製程機台組包括一第二傳送部件，該第一傳送部件與該第二傳送部件可彼此對接以形成該自動搬運部件。
8. 如請求項7所述之晶圓化學藥品自動傳輸系統，其中該第一傳送部件與該第二傳送部件具有滾軸。
9. 如請求項5所述之晶圓化學藥品自動傳輸系統，其中該自動搬運部件設置於該自動導引運輸車上，或該自動搬運部件設置於該自動化製程機台組上。
10. 如請求項5所述之晶圓化學藥品自動傳輸系統，更包含： 一自動充電裝置，用以提供該自動導引運輸車電力； 其中當該自動導引運輸車的電量低於一預設電量時，該自動調度部件係控制該導引部件使該自動導引運輸車移動至該自動充電裝置進行充電。