TW202116650A - 用於自動化晶圓載具搬運的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種用於自動化晶圓載具搬運的系統及操作方法。所述系統包括：包括彼此分離的待機位置及儲存位置的儲存架、第一移動機構及第二移動機構、以及可操作地耦合到第一移動機構及第二移動機構以控制第一移動機構及第二移動機構的操作的控制器。儲存位置用於緩衝等待傳送到裝載埠的晶圓載具。第一移動機構以可移動方式耦合到儲存架，並提供至少一個移動自由度以將晶圓載具從儲存位置傳送到待機位置。第二移動機構設置在儲存架之上，將儲存架可操作地耦合到裝載埠，並提供至少一個移動自由度以將晶圓載具從待機位置傳送到裝載埠。

Description

用於自動化晶圓載具搬運的系統及方法
典型的半導體製造設施包括多個處理區，所述多個處理區包括半導體處理機台（semiconductor processing tool）及晶圓集結設備（wafer staging equipment）。每一處理區可包括儲料器（stocker），所述儲料器臨時盛放多個晶圓載具或者準備將晶圓載具運送到半導體處理機台的裝載埠。在晶圓載具（例如晶圓盒（pod））中通常儲存數個半導體晶圓，所述晶圓載具用於將半導體晶圓在整個製造設施中移動到不同的半導體處理機台。傳統上，晶圓載具由操作人員運送到半導體處理機台及/或裝載到裝載埠（load port）上。在現代製造設施中，非常強調限制操作人員出現在處理區中以及提高半導體製造的效率。因此，需要一種可自動將晶圓盒裝載到裝載埠及從裝載埠卸載晶圓盒，以最小化勞動力需求並提高製造效率的製造設施。
以下揭露內容提供用於實作本發明的不同特徵的諸多不同的實施例或實例。以下闡述組件及排列的具體實例以簡化本揭露內容。當然，該些僅為實例且不旨在進行限制。舉例而言，以下說明中將第一特徵形成於第二特徵「之上」或第二特徵「上」可包括其中第一特徵及第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且亦可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵、進而使得所述第一特徵與所述第二特徵可能不直接接觸的實施例。另外，本發明可能在各種實例中重複使用參考編號及/或字母。此種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，但自身並不表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。
另外，為了易於描述圖中所示的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係，本文中可使用例如「在...下」、「在...下方」、「下部」、「上覆」、及「上部」等空間相對用語。除了圖中所繪示的取向之外，所述空間相對用語亦旨在涵蓋裝置在使用或操作時的不同取向。設備可被另外取向（旋轉90度或在其他取向），而本文所用的空間相對描述語可同樣相應地作出解釋。
半導體製造設施（例如半導體廠（FAB））可通常利用圍繞半導體廠在不同的晶圓處理或儲存區域之間對晶圓載具（例如晶圓盒、容器等）中的半導體晶圓進行手動移動。然而，由於需要人工手動移動及控制，典型的手動移動可能是資源密集型的且易於造成效率低下。本文提供用於自動化晶圓搬運的系統及操作方法的各種實施例，其包括不同類別的機構，這些機構可在其之間自主地進行協調來移動將傳送到裝載埠的晶圓載具，從而實現勞動力需求的最小化及製造效率的提高。
圖1A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的示意性立體圖，圖1B是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的示意性前視圖，圖1C是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的示意性右側視圖，圖1D是根據一些實施例的圖1C中描繪的虛線區域的示意性放大圖。
參照圖1A至圖1D，自動化晶圓載具搬運系統100包括儲存設備110及傳送設備120。舉例來說，自動化晶圓載具搬運系統100設置在半導體處理機台附近，以緩衝將被裝載到半導體處理機台的裝載埠LP（圖1C中示出）的多個晶圓載具WC。裝載埠LP可固定到半導體處理機台或半導體製造設備（未示出）的前端。裝載埠LP可被配置成接收晶圓載具WC，晶圓載具WC可被裝載在裝載埠LP上以用於進一步處理。晶圓載具WC可為承載盛放一個或多個待處理半導體晶圓的盒狀容器。容置半導體晶圓的晶圓載具WC可在半導體製造設施中在各站之間被運送。在一些實施例中，儲存設備110包括儲存架112。舉例來說，儲存架112是多層式結構，其中界定有多個隔間112a。隔間112a可被視為儲存位置。晶圓載具WC中的每一者可儲存或容納在隔間112a中的任一者內。應注意，儘管示出了六個隔間112a，但隔間112a的數目及佈置可根據需求來加以調整且不應解釋為對本發明實施例進行限制。
儲存架112可作為緩衝區，以臨時儲存等待傳送到裝載埠LP的晶圓載具WC。儲存架112可包括設置在隔間112a上的各種引導構件、感測器及標籤讀取器，以確保晶圓載具WC被儲存在適當位置。舉例來說，引導構件裝設在隔間112a中的每一者上，以利於在放置時對晶圓載具WC進行定位。感測器（例如存在感測器（present sensor）、傾斜感測器（tilt sensor）、偵測感測器（detecting sensor）等）可裝設在隔間112a中的每一者上，以檢測晶圓載具WC是否處於傾斜位置。標籤讀取器可設置在隔間112a中的每一者上且被配置成接收晶圓載具上所存儲的晶圓資料（例如作為射頻識別（radio frequency identification，RFID）標籤等）。
在一些實施例中，儲存設備110包括移動機構114，移動機構114被配置成將隔間112a中所儲存的晶圓載具WC移動到待機位置（standby position）SP，以供進一步傳送到裝載埠LP。舉例來說，移動機構114配備有用於承載晶圓載具WC的承載構件114a。移動機構114可包括驅動單元114b，驅動單元114b被配置成驅動承載構件114a並提供至少一個移動自由度。承載構件114a可為或可包括載台、平台、叉子、夾持器等。承載構件114a可採取各種形式，只要晶圓載具WC在傳送期間被穩定地承載在其上即可。在一些實施例中，承載構件114a包括設置在承載構件114a的接收表面上的嚙合元件（未示出），以將晶圓載具WC在承載構件114a上引導及/或嚙合在適當位置。在一些實施例中，隔間112a中的每一者配備有滑軌，由驅動單元114b驅動的承載構件114a可藉由所述滑軌移入及移出隔間112a。作為另一選擇，隔間112a中的滑軌被省略。
舉例來說，借助於驅動單元114b，使承載晶圓載具WC的承載構件114a執行往復移動。在一些實施例中，驅動單元114b包括組裝到儲存架112底部的z軸移動器114bz。承載構件114a可陳設在z軸移動器114bz上，以藉由z軸移動器114bz垂直移動。舉例來說，借助於z軸移動器114bz，使承載晶圓載具WC的承載構件114a在Z軸方向上執行上下線性運動。在一些實施例中，z軸移動器114bz包括剪式升降機（scissor lift），所述剪式升降機具有在交叉點處彼此樞轉地接合的多個交叉臂對。z軸移動器114bz可配備有任何合適的驅動元件（例如液壓缸（hydraulic cylinder）等）來驅動剪式升降機。z軸移動器114bz可包括馬達齒輪、軸件（shaft）、軸承、導軌及/或用於驅動承載構件114a的任何合適的驅動組件。應注意，z軸移動器114bz可為用於舉升及降低承載構件114a的任何類型的升降裝置（例如皮帶傳動裝置、鏈條傳動裝置、螺杆傳動裝置、齒輪傳動裝置等）。
在一些實施例中，驅動單元114b包括x軸移動器114bx，x軸移動器114bx設在承載構件114a上且能夠驅動承載構件114a在X軸方向上執行來回線性運動。舉例來說，x軸移動器114bx包括線性滑軌（linear guideway），所述線性滑軌包括以可操作方式安裝在滑軌上用於引導承載構件114a的滑塊（slide block）。x軸移動器114bx可包括組裝到線性滑軌的其他元件，例如馬達齒輪、軸件、軸承及/或任何合適的驅動組件。應注意，x軸移動器114bx可作為用於平移承載構件114a的任何合適的機構。驅動單元114b可具有其他配置，只要儲存位置（即隔間112a）處的晶圓載具WC可被傳送到待機位置SP即可。組裝到儲存架112的x軸移動器114bx及z軸移動器114bz可提供兩個移動自由度，例如在儲存架112的頂部與底部之間垂直移動以及向儲存架112的任一側水平移動。
在一些實施例中，傳送設備120包括用於在儲存架112上方提供至少一個移動自由度的移動機構，所述移動機構包括軌道122及機械臂124。軌道122可為連接到儲存架112頂部的高架軌道單元，機械臂124可以可移動方式連接到軌道122。舉例來說，機械臂124可滑動藉由軌道122，以在儲存設備110與裝載埠LP（圖1C中示出）之間傳送晶圓載具WC。在一些實施例中，機械臂124可包括夾持器或其他合適的在位於待機位置SP處的承載構件114a與裝載埠LP的接收表面之間操縱晶圓載具WC的方式。在一些實施例中，機械臂124被配置成拾取、移動及放下晶圓載具WC。舉例來說，機械臂124配備有y軸移動器124a，y軸移動器124a被配置成提供一個移動自由度。機械臂124可由y軸移動器124a驅動，以沿著軌道122在Y軸方向上前後移動。機械臂124視需要配備有z軸移動器，以沿著Z軸方向上下移動。在其他實施例中，機械臂124配備有多個移動器（例如y軸移動器、x軸移動器、z軸移動器或其組合），所述多個移動器被配置成提供多自由度的移動。
在一些實施例中，自動化晶圓載具搬運系統100包括使用者介面面板130，使用者介面面板130安裝在儲存設備110的儲存架112上並面向自動化晶圓載具搬運系統100的操作者。舉例來說，使用者介面面板130及裝載埠LP設置在儲存架112的相對兩側處。在一些實施例中，使用者介面面板130裝設在兩個垂直列的隔間112a之間。使用者介面面板130可包括用於由操作者輸入及/或向操作者輸出的任何類型的介面。舉例來說，使用者介面面板130容置用於操作自動化晶圓載具搬運系統100的各種馬達及控制件。舉例來說，搬運及/或運送操作是在使用使用者介面面板130的控制器132實現的自動控制下進行，控制器132發出用於操作儲存設備110及傳送設備120的控制訊號，而無需操作者的干預。控制器132可包括但不限於用於藉由程式指令、代碼等控制儲存設備110及傳送設備120的移動的監視器、計算裝置或移動裝置等。在一些實施例中，控制器132使用硬線（hardwire）或無線技術與儲存設備110及/或傳送設備120的移動機構介面接合。控制器132也可被設計成與耦合到處理機台的控制器進行通訊。在一些實施例中，使用者介面面板130包括硬體及軟體，以容許自動化晶圓載具搬運系統100藉由網路與其他處理系統進行通訊。使用者介面面板130可容許操作者手動及/或遠端地操縱自動化晶圓載具搬運系統100。
在一些實施例中，自動化晶圓載具搬運系統100包括安裝在儲存架112的前頂部上的訊號杆（signal pole）140。訊號杆140可被程式設計為向操作者發出關於某些狀況的訊號。在一些實施例中，訊號杆140充當裝載埠LP上方的障礙物。舉例來說，儲存架112的後側BS由蓋板112b遮蔽，而儲存架112的其他側（例如前側FS、右側RS及左側LS）可不由任何遮蔽板覆蓋（所提及的“前側”、“後側”、“右側”及“左側”是從如圖1A所示儲存架112的立體圖來看的）。舉例來說，每一隔間112a的後側由蓋板112b覆蓋，而其他側未被覆蓋。在此類實施例中，儲存設備110可包括佈置在儲存架112的至少前側FS上的光幕（light curtain；未示出）或其他偵測裝置，以藉由偵測是否有某物無意進入隔間112a來對隔間112a進行防護。稍後將結合圖式闡述其細節。
繼續參照圖1C及圖1D，在一些實施例中，儲存設備110配備有快速定位機構150，以在裝設時快速且容易地將儲存架112定位到位。舉例來說，儲存設備110的快速定位機構150包括設置在儲存架112的底部上的多個支撐腳以及設置在支撐腳上的定位組件。定位元件可用於在裝設時對儲存架112進行快速定位，並且在儲存架112移位或移動且然後移回原位時對儲存架112進行重新定位。借助於快速定位機構150，儲存架112無需移動機構114的重新校準動作便可被重新定位，以實現快速裝設。在一些實施例中，儲存設備110配備有快速釋放機構160，以快速且容易地從自動化晶圓載具搬運系統100拆下儲存架112。舉例來說，快速釋放機構160設置在儲存設備110的底部上且包括手柄162、連接到手柄的扣環164以及設置在手柄162及扣環164旁邊的定位銷166。以下將闡述快速釋放機構160的操作方法。
圖2A至圖2E是示出根據一些實施例快速釋放機構在釋放過程的各個階段的示意性放大圖。從預定位置釋放儲存設備的操作方法至少包括以下步驟。參照圖2A，當儲存設備鎖定在預定位置時，快速釋放機構160的扣環164與橫向閂鎖165嚙合且定位銷166插入定位孔167中。
繼續參照圖2A及圖2B，當對儲存設備執行釋放過程時，沿著旋轉軸方向移動快速釋放機構160的手柄162，如箭頭D1所指。舉例來說，使手柄162在快速釋放機構160的側視圖中沿逆時針方向旋轉至少90度。在一些實施例中，使手柄162相對於手柄162與扣環164的連杆163從右側旋轉到左側（或者在其他實施例中從左側旋轉到右側）。當移動手柄162時，連接到手柄162的扣環164從橫向閂鎖165釋放，也沿著旋轉軸方向移動，如箭頭D2所指。舉例來說，扣環164相對於手柄162與扣環164的連杆163從底側旋轉到左側。如圖2B所示，在手柄162及扣環164移動之後，手柄162及扣環164位於連杆163的同一側（例如左側）。舉例來說，手柄162位於扣環164上方。
繼續參照圖2B，也參照圖2C，沿著箭頭D3所指的旋轉軸方向將手柄162及扣環164朝向鎖定位置移動。舉例來說，手柄162及扣環164在快速釋放機構160的側視圖中沿順時針方向旋轉到連杆163的右側。
參照圖2D，沿著箭頭D4所指的旋轉軸方向移動定位銷166的橫向突起166a。舉例來說，定位銷166的橫向突起166a在快速釋放機構160的俯視圖中沿順時針方向旋轉。在一些實施例中，當儲存設備鎖定在預定位置時，定位銷166的橫向突起166a與底部閂鎖168a嚙合。移動定位銷166的橫向突起166a是為了從底部閂鎖168a釋放橫向突起166a。
繼續參照圖2D，也參照圖2E，在從底部閂鎖168a釋放定位銷166的橫向突起166a之後，使定位銷166的橫向突起166a向上移動，如箭頭D5所指。舉例來說，當向上移動橫向突起166a時，定位銷166的插入定位孔167中的部分也移出定位孔167。定位銷166的橫向突起166a可在俯視圖中沿逆時針方向旋轉，使得橫向突起166a與頂部閂鎖168b嚙合。當扣環164從橫向閂鎖165釋放且定位銷166移出定位孔167時，儲存設備準備好從預定位置移開。可執行相反的操作順序，以藉由快速釋放機構160將儲存設備鎖定在預定位置。
圖3A至圖3C是示出根據一些實施例儲存設備在執行操作方法的各個階段的示意性前視圖，圖3D是示出根據一些實施例的圖3C所示操作的示意性右側視圖。應注意，為了易於說明及更好地理解儲存設備的移動，在圖3A至圖3D中省略了一些元件（例如使用者介面面板130及訊號杆140）。自動化晶圓載具搬運系統可用於在儲存架與裝載埠之間自動搬運及運送晶圓載具，而不必等待操作者將晶圓載具裝載在裝載埠上。自動化晶圓載具搬運系統的操作方法包括至少以下步驟。雖然操作方法在下文被示出及闡述為一系列動作或事件，但應瞭解，此類動作或事件的示出次序不應被解釋為具有限制意義。
參照圖3A及圖3B，可手動地或藉由移動機械臂（未示出）將晶圓載具WC放入儲存架112中。在將晶圓載具WC放置在儲存架112上之後，由控制器控制的驅動單元114b可驅動承載構件114a朝向預定儲存位置（即隔間112a中的任一者）移動，並將晶圓載具WC從儲存位置傳送到待機位置SP。在一些實施例中，儲存位置與待機位置分離。舉例來說，待機位置SP被設定成位於儲存架112的中間及內部，例如儲存架112的兩個垂直列的隔間112a之間的中間位置處。在其他實施例中，根據設計要求，待機位置SP被設定成位於儲存架112的其他側（例如左側、右側、頂側、底側等）處。應注意，待機位置可根據儲存架112、裝載埠LP及傳送設備120的相對位置來加以調整。
以儲存架112的右下角處的晶圓載具WC為例，由驅動單元114b的x軸移動器114bx驅動的承載構件114a可移動到儲存架112的右下角處的隔間112a中，以定位在所述儲存位置處。隔間112a中的晶圓載具WC可被嚙合及/或固定到承載構件114a。舉例來說，承載構件114a可包括用於感測晶圓載具WC的位置的感測器、用於在傳送時固定晶圓載具WC的夾具、或者用於完成操作的任何合適的組件。接下來，由承載構件114a承載的晶圓載具WC從隔間112a被取出到儲存架112的中間及底部，如圖3B所示。應瞭解，移動機構114可包括任何合適的元件來執行將晶圓載具WC從隔間112a移出的步驟，或者可以任何方式被配置成執行將晶圓載具WC從隔間112a移出的步驟。
參照圖3C及圖3D，在儲存架112的右下角處的隔間112a中的晶圓載具WC被移動到儲存設備110的中下部位置之後，承載晶圓載具WC的承載構件114a可由z軸移動器114bz驅動以向上移動，從而定位在待機位置SP處，如圖3C所示。接下來，機械臂124可被驅動以前後移動，從而傳送待機位置SP處的晶圓載具WC。舉例來說，機械臂124被驅動以藉由軌道122移動到儲存架112中，從而定位在待機位置SP處，然後機械臂124被驅動以從承載構件114a抓取晶圓載具WC。接下來，在y軸移動器124a的驅動下，承載晶圓載具WC的機械臂124可移出儲存架112，以定位在裝載埠LP的接收表面LPs上方。隨後，機械臂124被驅動以將晶圓載具WC裝載在裝載埠LP的接收表面LPs上，如圖3D所示。在一些實施例中，儲存設備110中的待機位置SP的底部與裝載埠LP的接收表面LPs實質上齊平，使得機械臂124可被驅動以固持晶圓載具WC並在儲存設備110與裝載埠LP之間平移晶圓載具WC。在儲存設備110中的待機位置SP不與裝載埠LP的接收表面LPs齊平的其他實施例中，機械臂124可被驅動以提升及/或降低，以便從承載構件114a抓取晶圓載具WC或將晶圓載具WC裝載在裝載埠LP上。
在一些實施例中，可執行相反的操作順序，以將晶圓載具WC返回到隔間112a中。應注意，儘管前述方法是以儲存架112的右下角處的隔間112a中的晶圓載具WC為例，但上述的一些動作可以不同的次序發生及/或與除本文示出及/或闡述的動作或事件之外的其他動作或事件同時發生。另外，可能並非需要所有示出的動作來實作本文說明中的一個或多個方面或實施例。此外，本文所繪示的動作中的一者或多者可在一個或多個單獨的動作及/或階段中實施。
舉例來說，為了傳送儲存架112的右上角處的隔間112a中的晶圓載具WC，承載構件114a可首先由z軸移動器114bz提升。接下來，x軸移動器114bx可驅動承載構件114a向前移動，以定位在儲存架112的右上角處的隔間112a中的晶圓載具WC下方，然後晶圓載具WC由承載構件114a承載，承載構件114a由x軸移動器114bx驅動以從隔間112a取出晶圓載具WC。承載晶圓載具WC的承載構件114a視需要被驅動以定位在待機位置處以供機械臂124進行傳送。應理解，在仍保持處於本發明實施例的範圍內的同時，可藉由上述類似的概念來實施移動儲存架112上不同位置處的晶圓載具WC的變型。
圖4A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的示意性立體圖，圖4B是示出根據一些實施例的移動機構的示意性立體圖。參照圖4A及圖4B，自動化晶圓載具搬運系統200包括儲存設備210及傳送設備220。儲存設備210可包括儲存架212，在儲存架212內界定有多個隔間212a。晶圓載具WC可臨時儲存在隔間212a中。儲存架212可類似於上述儲存架112且包括各種引導構件、感測器、標籤讀取器等，以確保晶圓載具WC被儲存在適當位置。應注意，儘管示出八個隔間212a，但隔間212a的數目及佈置可根據要求來加以調整且不應解釋為對本發明實施例進行限制。
在一些實施例中，儲存設備210包括移動機構214，移動機構214被配置成將容納在隔間212a中的晶圓載具WC移動到待機位置SP，以供傳送到裝載埠LP。移動機構214可安裝在儲存架212的中間，以利於接近儲存架212的左側及右側處的隔間212a。應注意，根據設計要求，移動機構214及隔間212a可存在其他佈置。在一些實施例中，移動機構214配備有被配置成承載晶圓載具WC的承載構件214a。移動機構214可包括驅動單元214b，驅動單元214b提供至少一個移動自由度且被配置成將承載構件214a移動到預期位置。應注意，儘管承載構件214a被示為叉子，但承載構件214a可採取各種形式，只要承載構件214a在移動時可牢固地固持晶圓載具WC即可。在一些實施例中，承載構件214a包括設置在承載構件214a的接收表面上的引導/嚙合元件（未示出），以將晶圓載具WC在承載構件214a上引導/嚙合在適當位置。
舉例來說，承載構件214a被組裝到驅動單元214b，使得承載構件214a由驅動單元214b驅動以執行往復移動。在一些實施例中，驅動單元214b包括z軸移動器214bz且承載構件214a安裝在z軸移動器214bz上，使得由z軸移動器214bz驅動的承載構件214a可在Z軸方向上線性地往復運動。在一些實施例中，z軸移動器214bz包括線性滑軌，所述線性滑軌包括軌道RZ及在軌道RZ上滑動及移動的滑塊BZ。承載構件214a可固定到滑塊BZ，使得z軸移動器214bz可驅動承載構件214a沿著軌道RZ進行線性移動。舉例來說，軌道RZ安裝在儲存架212的後側BS處的蓋板212b上且可在儲存架212的頂部與底部之間延伸。應注意，本文所示的z軸移動器214bz的類型僅為示例性的。z軸移動器214bz可為用於提升及降低承載構件214a的任何類型的升降裝置。
在一些實施例中，驅動單元214b包括x軸移動器214bx，x軸移動器214bx承載承載構件214a且能夠驅動承載構件214a在X軸方向上執行來回線性運動。在一些實施例中，組裝到儲存架212的x軸移動器214bx及z軸移動器214bz可提供兩個移動自由度，例如在儲存架212的頂部與底部之間垂直移動以及向儲存架212的任一側水平移動。x軸移動器214bx可類似於z軸移動器214bz且包括線性滑軌，所述線性滑軌包括以可操作方式安裝在軌道RX上用於可滑動地引導承載構件214a的滑塊BX。舉例來說，軌道RX安裝在儲存架212的底部上且可延伸到儲存架212的右下角/左下角處的隔間212a。x軸移動器214bx可包括組裝到線性滑軌的元件，例如馬達齒輪、軸件、軸承及/或任何合適的驅動組件。應注意，x軸移動器214bx可被實作為用於平移承載構件214a的任何合適的機構。驅動單元214b可存在其他配置，只要隔間212a中所儲存的晶圓載具WC可被傳送到待機位置SP即可。
在一些實施例中，傳送設備220包括用於在儲存架212上方提供至少一個移動自由度的移動機構，所述移動機構包括軌道222及機械臂224。傳送設備220可包括門架（gantry）226，門架226是在側邊支撐件226s上以橫跨在儲存設備210之上的框架結構。舉例來說，門架226的側邊支撐件226s分別位於儲存架212的右側RS及左側LS上。門架226的橋構件226b可在側邊支撐件226s之間延伸並跨在儲存架212上方。應注意，圖4A所示的門架226的定向及結構僅為示例性的，門架可存在其他定向及/或結構。在一些實施例中，軌道222安裝在門架226的橋構件226b上且可在儲存設備210及裝載埠LP之上延伸。
在其中裝載埠LP位於儲存架212正後方（例如在儲存架212的後側BS上）的一些實施例中，設置在門架226上的軌道222實質上垂直於橋構件226b，以在儲存架212與裝載埠LP之間提供傳送通道。應注意，軌道222的定向可根據儲存設備210及裝載埠LP的相對位置來加以調整。在一些實施例中，機械臂224可包括夾持器或其他合適的操縱晶圓載具WC的方式。機械臂224可以可移動方式連接到軌道222且可被配置成拾取、移動及裝載晶圓載具WC。在一些實施例中，機械臂224由移動器224a驅動，以沿著軌道222在Y軸方向上前後移動且視需要在Z軸方向上上下移動，以到達待機位置SP。在其他實施例中，機械臂224配備有多個移動器（例如y軸移動器、x軸移動器、z軸移動器或其組合），所述多個移動器被配置成提供多自由度的移動。
在一些實施例中，自動化晶圓載具搬運系統200包括安裝在儲存設備210的儲存架212上的使用者介面面板230。舉例來說，使用者介面面板230裝設在儲存架212的前側FS上，而不覆蓋隔間212a。使用者介面面板230包括控制器232，控制器232可為藉由程式指令、代碼等控制儲存設備210及傳送設備220的移動的計算裝置。使用者介面面板230可類似於上述使用者介面面板130，因此為了簡潔起見，本文不再予以贅述。儲存設備210可類似於儲存設備110且包括快速釋放/定位機構。為了簡潔起見，不再對快速釋放/定位機構予以贅述。
在一些實施例中，一個或多個偵測裝置LC可佈置在儲存架212的未被蓋板保護的至少前側FS上，以對隔間212a進行防護。舉例來說，偵測裝置LC包括光幕、光學感測器、接近感測器等，以偵測是否有某物無意間進入隔間212a。在一些實施例中，偵測裝置LC（例如光幕）根據操作者的動作而自動啟用及停用。舉例來說，當啟用時，光幕形成偵測是否有某物進入隔間212a的安全幕。當操作者將晶圓載具WC裝載在隔間212a中時，光幕被停用且移動機構214的移動可被暫停。
圖5A至圖5C是示出根據一些實施例儲存設備在執行操作方法的各個階段的示意性前視圖，圖5D是示出根據一些實施例藉由傳送設備從儲存設備移動的晶圓載具的示意性前視圖。應注意，為了更好地理解在使用者介面面板230後面執行的移動，在圖5A至圖5C中省略了一些元件（例如使用者介面面板230）。自動化晶圓載具搬運系統可用於在儲存架與裝載埠之間自動搬運及運送晶圓載具，而不必等待操作者將晶圓載具裝載在裝載埠上。自動化晶圓載具搬運系統的操作方法至少包括以下步驟。雖然操作方法在下文被示出及闡述為一系列動作或事件，但應瞭解，此類動作或事件的示出次序不應被解釋為具有限制意義。
參照圖5A及圖5B，可手動地或藉由移動機械臂（未示出）將晶圓載具WC中的任一者放入儲存架212的隔間212a中的每一者中。儲存設備210的由控制器控制的驅動單元214b可驅動承載構件214a朝向預定隔間212a移動，以將晶圓載具WC從預定儲存位置（即隔間212a中的任一者）傳送到待機位置SP。在一些實施例中，待機位置SP與儲存位置分離。待機位置SP可相對於地面GS高於儲存位置（例如儲存架212的頂部處的隔間212a中的任一者），以便機械臂進行抓取。舉例來說，待機位置SP被設定成位於兩個垂直列的隔間112a之間軌道RZ的上端處。應注意，待機位置SP可根據儲存架212、裝載埠LP及傳送設備220的配置來加以調整。
以儲存架212的右下角處的晶圓載具WC為例，由驅動單元214b的x軸移動器214bx驅動的承載構件214a可移動到儲存架212的右下角處的隔間212a中，以定位在所述儲存位置處。接下來，儲存架212的右下角處的隔間212a中的晶圓載具WC由承載構件214a承載，然後藉由x軸移動器214bx線性地移出隔間212a而到達儲存架212的中間，如圖5B所示。舉例來說，承載構件214a可包括用於感測晶圓載具WC的位置的感測器、用於在移動時固定晶圓載具WC的夾具、或者用於完成操作的任何合適的組件。應瞭解，移動機構214可包括合適的元件來執行將晶圓載具WC從隔間212a移出的步驟，或者可以任何方式被配置成執行將晶圓載具WC從隔間212a移出的步驟。
參照圖5C及圖5D，在將晶圓載具WC從儲存架212的右下角處的隔間212a移出之後，承載晶圓載具WC的承載構件214a可由z軸移動器214bz驅動，以沿著軌道RZ向上移動到待機位置SP。接下來，機械臂224的夾持器可由移動器224a驅動而下降以從承載構件214a抓取晶圓載具WC，然後固持晶圓載具WC的夾持器可向上移動並離開儲存設備210，如圖5C所示。隨後，由移動器224a驅動的機械臂224可沿著軌道222移動，以定位在裝載埠的接收表面上方（如圖6A所示）。
在一些實施例中，在半導體晶圓在半導體處理機台中經過處理之後，包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC可返回到同一儲存設備210。相反的操作順序將晶圓載具WC從裝載埠的接收表面裝載到待機位置，並將晶圓載具WC儲存回到隔間212a中。在其他實施例中，在半導體處理機台中處理之後，晶圓載具WC被運送到另一儲存設備或另一擱置單元，等待傳送到下一站。
圖6A及圖6B是示出根據一些實施例傳送設備在執行操作方法的各個階段的示意性右側視圖。雖然操作方法在下文被示出及闡述為一系列動作或事件，但應瞭解，此類動作或事件的示出次序不應被解釋為具有限制意義。應注意，相同的參考編號用於標示相同的元件。
參照圖6A，自動化晶圓載具搬運系統300包括儲存設備210及傳送設備320。傳送設備320包括移動機構，所述移動機構包括軌道322及以可移動方式連接到軌道322的機械臂224。傳送設備320可進一步包括門架326，門架326包括側邊支撐件326s及橋構件326b。舉例來說，側邊支撐件326s位於儲存架212的後側BS後面且橋構件326b在待機位置SP及裝載埠LP上方延伸。裝載埠LP可位於儲存架212的後側BS的後面。在一些實施例中，兩個側邊支撐件326s設置在裝載埠LP的兩個相對側處且側邊支撐件326s中的一者設置在裝載埠LP與儲存架212的後側BS之間。在一些實施例中，橋構件326b設置在儲存架212上方且朝向遠離儲存設備210的側邊支撐件326s延伸。舉例來說，橋構件326b設置成在Y軸方向上延伸。軌道322可一體成形的設置在門架326的橋構件326b上，使得軌道322沿著橋構件326b在儲存設備210與裝載埠LP之間的方向上延伸。
繼續參照圖6A並參照圖6B，晶圓載具WC被傳送到待機位置SP並由機械臂224拾取，如在圖5A至圖5D中所述。接下來，機械臂224沿著軌道322遠離儲存設備210移動，以定位在裝載埠LP的接收表面LPs上方。隨後，由移動器224a驅動的機械臂224的夾持器可下降，以將晶圓載具WC裝載在裝載埠LP的接收表面LPs上。在裝載晶圓載具WC之後，機械臂224的夾持器可釋放並向上移動，以抓取待機位置SP處的另一晶圓載具WC。將晶圓載具從隔間（即儲存位置）傳送到待機位置的操作及將晶圓載具從待機位置傳送到裝載埠的操作可同時執行以提高製造效率，或者可根據需求而依序執行。在晶圓載具WC被裝載在裝載埠LP上之後，可執行以下步驟，例如卸載半導體晶圓、將半導體晶圓傳送到半導體處理機台、對半導體晶圓執行製程等。
在一些實施例中，在半導體晶圓在半導體處理機台中經歷處理之後，包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC被裝載回到裝載埠LP，相反的操作順序從裝載埠LP的接收表面LPs取下晶圓載具WC並將晶圓載具WC返回到待機位置SP。在其他實施例中，在半導體處理機台中處理之後，包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC被運送到另一裝載埠及/或另一儲存設備，等待傳送到下一站。應注意，前述操作方法可應用於在本發明實施例的別處所述的其他實施例。
圖7A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性前視圖，圖7B是示出根據一些實施例的圖7A所示配置的示意性右側視圖。參照圖7A及圖7B，自動化晶圓載具搬運系統400A包括儲存設備210及傳送設備420A。裝載埠LP1及LP2可並排設置，儲存設備210可設置在裝載埠LP1及LP2中的任一者旁邊。舉例來說，儲存設備210、裝載埠LP1及LP2沿著X軸方向排列成一行。在一些實施例中，設置在儲存架212的左側的裝載埠LP1及LP2是以相同的方式被定向。應注意，裝載埠及儲存設備可存在其他配置/定向。
傳送設備420A包括移動機構，所述移動機構包括軌道422及以可移動方式連接到軌道422的機械臂424。傳送設備420A可進一步包括門架426，門架426包括橋構件426b及側邊支撐件426s。舉例來說，橋構件426b設置在側邊支撐件426s上且在儲存架212以及裝載埠LP1及LP2上方延伸。在一些實施例中，門架426的橋構件426b可在X軸方向上橫跨在儲存架212以及裝載埠LP1及LP2之上。在一些實施例中，門架426的側邊支撐件426s位於儲存架212的後側BS後面。舉例來說，側邊支撐件426s中的每一者包括沿著Z軸方向延伸的垂直部分426sv以及連接到垂直部分426sv並向前延伸到儲存架212上方的水平部分426sh。門架426的橋構件426b可在側邊支撐件426s的水平部分426sh之間延伸。軌道422可組裝到門架426的橋構件426b，使得軌道422沿著橋構件426b在儲存設備210以及裝載埠LP1及LP2上方延伸。
在一些實施例中，裝載埠LP1及LP2配備有偵測裝置LC，以對接收表面LPs進行防護並偵測是否有某物無意間進入裝載埠LP1及LP2。在一些實施例中，裝載埠LP1及LP2中的一者可被配置成接收包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC，而裝載埠LP1及LP2中的另一者可被配置成接收包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC可手動地或藉由移動機械臂（未示出）被運送到下一處理站。在其他實施例中，裝載埠LP1及LP2均被配置成接收包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC，而包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC可被裝載到設置在半導體處理機台或半導體製造設備的另一（其他）側上的另一（其他）裝載埠上。機械臂424可被配置成在裝載埠LP1及LP2以及儲存設備210之間傳送晶圓載具WC。應注意，多於一個機械臂可以可移動方式安裝在軌道422上，以分別將晶圓載具WC傳送到裝載埠LP1及LP2以及儲存設備210。
圖8A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖，圖8B是示出根據一些實施例的圖8A所示配置的示意性俯視圖。應注意，圖8A及圖8B中所示的儲存設備可類似於上述儲存設備210，因此為易於說明及更好地理解，簡化了儲存設備的細節。
參照圖8A及圖8B，包括儲存設備210及傳送設備420B的自動化晶圓載具搬運系統400B可類似於自動化晶圓載具搬運系統400A。在一些實施例中，裝載埠LP1及LP2設置在儲存架212的右側RS且以相同的方式被定向。在其他實施例中，裝載埠LP1及LP2相對設置在儲存架212的左側LS及右側RS處。
舉例來說，在俯視圖中，待機位置的中心以及裝載埠LP1及LP2的接收表面LPs的中心與參考線RL實質上對齊。參考線RL可在所需公差之內與軌道422的中心線實質上對齊，從而消除在藉由機械臂424拾取及放置晶圓載具WC的步驟期間誤差的出現。作為另一選擇，待機位置的中心與裝載埠LP1及LP2的接收表面LPs的中心不對齊，軌道422可被設計成滿足根據儲存設備210以及裝載埠LP1及LP2的配置而定的輸送行程（delivery stroke）。軌道422及/或橋構件426b可橫跨或可不橫跨在儲存設備210之上。應注意，軌道422可被設計為線性或非線性的，只要軌道422至少橫跨在儲存設備210的待機位置以及裝載埠LP1及LP2的接收表面LPs之上即可。應瞭解，本文所述的佈置是示例性的，可在仍保持處於本發明實施例的範圍內的同時實施其變型。
圖9A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖，圖9B是示出根據一些實施例的圖9A所示配置的示意性前視圖。應注意，圖9A中所示的儲存設備可類似於上述儲存設備210，因此為了易於說明及更好地理解，簡化了儲存設備的細節。圖9B所示的儲存設備210A及210B表示與圖9A所示者相同的儲存設備。
參照圖9A及圖9B，自動化晶圓載具搬運系統500包括多個儲存設備（210A、210B）及傳送設備520。應注意，圖9A及圖9B中所示的兩個儲存設備僅為示例性的，儲存設備的數目取決於要求且不應解釋為對本發明實施例進行限制。
舉例來說，並排設置的裝載埠LP1及LP2位於儲存設備210A與210B之間。在一些實施例中，裝載埠LP1及LP2中的一者被配置成接收包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC，裝載埠LP1及LP2中的另一者可被配置成接收包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC可手動地或藉由移動機械臂（未示出）被運送到下一處理站。在其他實施例中，裝載埠LP1及LP2均被配置成接收包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。舉例來說，裝載埠LP1被配置成接收從緊鄰裝載埠LP1設置的儲存設備210A傳送的晶圓載具WC，裝載埠LP2被配置成接收從緊鄰裝載埠LP2設置的儲存設備210B傳送的晶圓載具WC。包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC可被裝載到設置在半導體處理機台或半導體製造設備的另一（其他）側上的另一（其他）裝載埠上。
傳送設備520包括移動機構（例如軌道522、機械臂524）及門架526。傳送設備520可類似於上述傳送設備420A或420B。在一些實施例中，安裝在橋構件526b上的軌道522橫跨在儲存設備210A及210B的兩個待機位置SP之上。利用此種佈置，機械臂524可由移動器驅動，以在儲存設備210A及210B的待機位置SP以及裝載埠LP1及LP2之間運送晶圓載具WC。在一些實施例中，儲存設備210A及210B的待機位置SP處的晶圓載具WC藉由機械臂524沿著軌道522交替地運送到裝載埠（LP1及/或LP2）。操作方法（例如藉由儲存設備的移動機構將晶圓載具從儲存架的隔間移動到待機位置，藉由傳送設備的移動機構來承載及傳送待機位置處的晶圓載具，以及藉由傳送設備的移動機構將晶圓載具裝載在裝載埠上等）可類似於上述操作方法，因此為了簡潔起見，不再予以贅述。應瞭解，本文所述的佈置是示例性的，可在仍保持處於本發明實施例的範圍內的同時實施其變型。
圖10是示出根據一些實施例的裝載埠及傳送設備的配置的示意性立體圖。參照圖10，傳送設備620可包括移動機構（例如軌道622及機械臂624）及門架626。舉例來說，門架626包括側邊支撐件626s及放置在側邊支撐件626s之間的橋構件626b。側邊支撐件626s可間隔開根據裝載埠及儲存設備的數目及尺寸而定的距離。在一些實施例中，側邊支撐件626s是倒U形框架結構。應注意，側邊支撐件626s可為其他類型的結構，只要側邊支撐件626s可牢固地支撐在橋構件626b上即可。在一些實施例中，軌道622一體成形地安裝在橋構件626b上，機械臂624以可移動方式安裝在軌道622上。軌道622及機械臂624可類似於上述軌道及機械臂，因此為了簡潔起見，不再予以贅述。在一些實施例中，裝載埠LP1及LP2彼此並排且與側邊支撐件626s中的一者緊鄰地設置。儲存設備（未示出）可裝設在裝載埠LP2與側邊支撐件626s中的另一者之間的空間中。應注意，根據設計需求，可存在其他配置，例如各裝載埠分別地設置在側邊支撐件626s旁邊。
圖11是示出根據一些實施例的兩個自動化晶圓載具搬運系統及裝載埠的配置的示意性立體圖。參照圖11，提供了與裝載埠LP1對應的自動化晶圓載具搬運系統700A及與裝載埠LP2對應的自動化晶圓載具搬運系統700B。自動化晶圓載具搬運系統700A可包括儲存設備210及傳送設備720A，自動化晶圓載具搬運系統700B可包括儲存設備210及傳送設備720B。應注意，儲存設備210可類似於上述儲存設備210，因此為了更好地理解設置在儲存設備後面的裝載埠LP1及LP2的定向，儲存設備210的細節被簡化並以虛線示出。
在一些實施例中，傳送設備720A包括移動機構，所述移動機構包括軌道722A及以可移動方式連接到軌道722A的機械臂724A。傳送設備720A可包括門架726A，門架726A包括至少兩對側邊支撐件726s及橋構件726b。舉例來說，成對的側邊支撐件726s被佈置成界定矩形區域的拐角，橋構件726b是垂直於成對的側邊支撐件726s放置並橫跨成對的側邊支撐件726s之間的距離。在一些實施例中，儲存設備210設置在由成對的側邊支撐件726s所界定的矩形區域內。門架726A可包括橫跨側支撐726s及/或橋構件726b中的每一者的多個樑/桁架，以對結構進行加強。應注意，門架726A的圖示僅為示例性的，門架的結構可採取各種形式。
軌道722A的佈置可根據儲存設備210的待機位置SP及裝載埠LP1的接收表面LPs的相對位置來加以調適。在一些實施例中，軌道722A是實質上垂直於門架726A的橋構件726b放置，機械臂724A可以可操作方式連接到軌道722A並被配置成沿著由軌道722A界定的線性路徑移動。作為另一選擇，軌道722A相對於門架726A的橋構件726b成鈍角/銳角設置。應注意，圖11所示的傳送設備的圖示僅為示例性的，傳送設備可為具有任何合適的運送路徑定向的任何合適的傳送/拾取裝置。
傳送設備720B包括與傳送設備720A類似的佈置及元件（例如軌道722B、機械臂724B及門架726B），以將晶圓載具WC運送到裝載埠LP2及從裝載埠LP2運送晶圓載具WC。傳送設備720A與720B之間的距離可根據佈局要求來加以調整且不應解釋為對本發明實施例進行限制。在一些實施例中，裝載埠LP1及LP2相對於彼此而定向，例如彼此面對或彼此背對。舉例來說，接收表面所在的一側被視為裝載埠的前側，裝載埠LP1及LP2的前側是沿相反的軸向方向（例如正的X軸方向及負的X軸方向）設置。在一些實施例中，裝載埠LP1及LP2分別被配置成將晶圓載具WC裝載到半導體製造設備及從半導體製造設備卸載晶圓載具WC。作為另一選擇，裝載埠LP1及LP2均被配置成將晶圓載具WC裝載到半導體製造設備以用於進一步處理。
在其中裝載埠LP1及LP2分別被配置成裝載/卸載晶圓載具WC的某些實施例中，傳送設備720A的機械臂724A被配置成拾取傳送設備720A的軌道722A下方儲存設備210的待機位置SP處的晶圓載具WC、移動到裝載埠LP1、並放置在裝載埠LP1的接收表面LPs上以用於進一步的半導體處理。傳送設備720B的機械臂724B被配置成拾取裝載在裝載埠LP2的接收表面（未示出）上的晶圓載具WC、移動到傳送設備720B的軌道722B下方儲存設備210的待機位置SP、並放置在定位在待機位置SP處的移動機構的承載構件上。從裝載埠LP2傳送的晶圓載具WC可包含已被處理的半導體晶圓且可藉由移動機構移動到儲存架的空的隔間。在傳送設備720B的軌道722B下方放置在儲存設備210上的晶圓載具WC可手動地或藉由移動機械臂（未示出）被運送到下一處理站。應瞭解，本文所述的佈置是示例性的，可在仍保持處於本發明實施例的範圍內的同時實施其變型。
圖12是示出根據一些實施例的裝載埠及自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖，所述自動化晶圓載具搬運系統包括多個儲存設備。參照圖12，自動化晶圓載具搬運系統800A包括多個儲存設備（210A、210B及210C）及傳送設備820A。所述多個儲存設備（210A、210B及210C）可排列成一行並藉由間隙彼此間隔開。在其他實施例中，儲存設備（210A、210B及210C）可彼此緊鄰地設置或者集成到儲存設備總成中。在一些實施例中，傳送設備820A包括設置在儲存設備（210A、210B及210C）上方的軌道822、以可操作方式連接到軌道822的機械臂824以及支撐軌道822及機械臂824的門架826。
在一些實施例中，多個裝載埠（LP1、LP2、LP3及LP4）分別佈置在半導體處理機台PT的兩個相對端並位於半導體處理機台PT的前端。舉例來說，裝載埠LP1及LP2設置在半導體處理機台PT的前端的左側，以接收包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC，裝載埠LP3及LP4設置在半導體處理機台PT的前端的右側，以接收包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。應注意，所提及的“前側”、“右側”及“左側”是從自動化晶圓載具搬運系統800A在圖12中出現的那樣的觀看視角來看的。在其他實施例中，成組的裝載埠（例如成組的LP1及LP2或成組的LP3及LP4）中的一者被配置成接收包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC，而成組的裝載埠中的另一者被配置成接收包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。作為另一選擇，設置在半導體處理機台PT的前端的所有裝載埠（LP1、LP2、LP3及LP4）被配置成接收包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC，一些其他的裝載埠（未示出）可設置在半導體處理機台的其他側，以接收包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。
舉例來說，所述一行的儲存設備210設置在裝載埠LP之間且位於半導體處理機台PT的前面。半導體處理機台PT可用於化學氣相沉積（chemical vapor deposition，CVD）、物理氣相沉積（physical vapor deposition，PVD）、快速熱處理（rapid thermal processing，RTP）、離子植入、擴散、氧化、微影、蝕刻、化學機械拋光（chemical mechanical polishing，CMP）、測試等。傳送設備820A的軌道822可橫跨在儲存設備（210A、210B及210C）及裝載埠（LP1、LP2、LP3及LP4）之上，機械臂824被配置成可藉由軌道822在儲存設備（210A、210B及210C）及裝載埠（LP1、LP2、LP3及LP4）之間移動。包括橋826b及側邊支撐件826s的門架826可類似於在圖7A及圖7B中所述的門架426，只不過根據軌道822的長度，可利用一個或多個附加的側邊支撐件826s來提供進一步的支撐。側邊支撐件826s的數目及軌道822的長度取決於佈置的要求且不應解釋為對本發明實施例進行限制。還應注意，圖12所示的配置僅為示例性的，儲存設備、傳送設備及裝載埠的數目不應解釋為對本發明實施例進行限制。
圖13A是示出根據一些實施例的裝載埠及自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖，所述自動化晶圓載具搬運系統包括多個儲存設備及機械臂，圖13B是示出根據一些實施例的圖13A所示配置的示意性前視圖。參照圖13A及圖13B，自動化晶圓載具搬運系統800B類似於在圖12中所述的自動化晶圓載具搬運系統800A，但自動化晶圓載具搬運系統800B包括多於一個的機械臂824A及824B。機械臂824A及824B可被配置成沿著軌道822在彼此不干涉的情況下移動，以在裝載埠（例如LP1、LP2、LP3及LP4）及儲存設備（例如210A、210B及210C）的待機位置SP之間運送晶圓載具WC。在其他實施例中，機械臂824A及824B被配置成沿著軌道822的不同通道（lane）行進，以在儲存設備（210A、210B及210C）及裝載埠（LP1、LP2、LP3及LP4）之間搬運晶圓載具WC。
在一些實施例中，所有儲存設備（210A、210B及210C）被配置成臨時儲存包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。在其他實施例中，儲存設備（210A、210B及210C）中的至少一者被配置成臨時儲存包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC，機械臂824A及824B中的一者被配置成將包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC運送到儲存設備（210A、210B及210C）中的所述一者，使得儲存設備（210A、210B及210C）中的所述一者中所儲存的晶圓載具WC可手動地或藉由移動機械臂（未示出）被運送到下一處理站。應瞭解，本文所述的佈置是示例性的，可在仍保持處於本發明實施例的範圍內的同時實施其變型。
圖14是示出根據一些實施例的裝載埠及自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖，所述自動化晶圓載具搬運系統包括多個儲存設備。參照圖14，自動化晶圓載具搬運系統900包括至少一組儲存設備及傳送設備（例如910A及920A、910B及920B）。在一些實施例中，儲存設備910A包括儲存架912A及移動機構914A。儲存架912A是上面可臨時儲存多個晶圓載具WC的擱置單元（shelving unit）。舉例來說，儲存架912A提供大量的儲存位置，以緩衝等待傳送到裝載埠的晶圓載具。在一些實施例中，設置在儲存架912A的一側上的承載構件914c被配置成臨時承載晶圓載具WC，以供傳送設備運送到裝載埠。在一些實施例中，傳送設備920A包括軌道922A、以可操作方式連接到軌道922A的機械臂924A以及支撐軌道922A及機械臂924A的門架926A。
在一些實施例中，移動裝載機器人10被配置成在儲存架（例如912A及/或912B）與承載構件914c之間運送晶圓載具WC。移動裝載機器人10可包括夾持器或其他將晶圓載具從一個地方載運到另一地方的方式。舉例來說，移動裝載機器人10由控制器驅動以執行操作，例如定位在儲存晶圓載具WC的儲存架912A的隔間（即儲存位置）的前面，將晶圓載具WC從儲存架912A的隔間移出，將晶圓載具WC載運到承載構件914c，並將晶圓載具WC放置在承載構件914c上。
在一些實施例中，移動機構914A包括驅動單元914d。驅動單元914d可包括z軸移動器914dz，z軸移動器914dz陳設在承載構件914c上且被配置成驅動承載構件914c在Z軸方向上執行往復移動。舉例來說，在藉由移動裝載機器人10從儲存架912A取回晶圓載具WC並將晶圓載具WC放置在承載構件914c上之後，承載晶圓載具WC的承載構件914c藉由z軸移動器914dz被驅動以向上移動到待機位置。驅動單元914d視需要包括可被配置成執行多自由度運動的x軸及/或y軸移動器。在其他實施例中，承載構件914c及驅動單元914d的配置類似於上述承載構件及驅動單元的配置，承載構件914c可由驅動單元914d驅動以在儲存架912A內垂直及/或橫向移動並將晶圓載具WC運送到待機位置。作為另一選擇，儲存設備910A未配備有任何移動機構。在此類實施例中，在藉由移動裝載機器人10從儲存架912A取出晶圓載具WC並將晶圓載具WC放置在承載構件914c上之後，傳送設備920A的機械臂924A被配置成移動到承載構件914c上方的位置並降低以抓取由承載構件914c承載的晶圓載具。
在一些實施例中，門架926A包括：至少兩對側邊支撐件926s以及橋構件926g，至少兩對側邊支撐件926s被佈置成界定矩形區域的拐角，橋構件926g垂直於成對的側邊支撐件926s放置並橫跨成對的側邊支撐件926s之間的距離。承載構件914c可設置在由成對的側邊支撐件926s界定的矩形區域內。在一些實施例中，橋構件926g包括延伸結構926gs，即延伸超出由成對的側邊支撐件926s界定的矩形區域的結構。延伸結構926gs可位於裝載埠LP1的接收表面LPs的正上方。軌道922A可安裝在橋構件926g上，使得機械臂924A可被配置成沿著軌道922A在待機位置SP與裝載埠LP1的接收表面LPs之間移動。舉例來說，軌道922A包括第一區段Tx及連接到第一區段Tx的第二區段Ty，其中第一區段Tx可沿X軸方向設置在橋構件926g上，第二區段Ty可沿Y軸方向設置在橋構件926g上。利用此種配置，機械臂924A可被配置成藉由軌道922A在X軸方向及Y軸方向上移動。
在一些實施例中，裝載埠LP1及LP2配備有偵測裝置LC，以藉由偵測是否有某物無意間進入裝載埠LP1及LP2，來對接收表面LPs進行防護。用作安全裝置的偵測裝置LC可延伸以對由橋構件926g的延伸結構926gs界定的區域進行防護。在其中偵測裝置LC包括光幕的一些實施例中，當物體打破光幕的光束時，偵測裝置LC可被停用且可向控制器（未示出）發送訊號，以暫停機械臂924A的移動。可藉由使用偵測裝置LC來提高可操作性。
成組的儲存設備910B及傳送設備920B可包括與成組的儲存設備910A及傳送設備920A類似的佈置及元件，可藉由與成組的儲存設備910A及傳送設備920A類似的概念來實施，因此為了簡潔起見，不再予以贅述。在一些實施例中，裝載埠LP1及LP2被配置成接收包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。在其他實施例中，裝載埠LP1被配置成接收包含待處理的半導體晶圓的晶圓載具WC，裝載埠LP2被配置成接收包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。在此類實施例中，設置在裝載埠LP2旁邊的儲存設備910B可被配置成臨時儲存包含已被處理的半導體晶圓的晶圓載具WC。舉例來說，附加的移動裝載機器人可被配置成在裝載埠LP2與儲存設備910B之間運送晶圓載具WC。應注意，移動裝載機器人、儲存設備、傳送設備及裝載埠的數目及配置可根據要求來加以調整，以實現半導體製造設施的可操作性及效率的提高。
圖15是示出根據一些實施例用於自動化晶圓載具搬運的系統的操作方法的流程圖。雖然操作方法1000在下文被示出及闡述為一系列動作或操作，但應理解，此類動作或操作的示出次序不應被解釋為具有限制意義。
在操作1002處，藉由第一移動機構將晶圓載具從儲存架的隔間移動到儲存架的待機位置，其中晶圓載具在其中承載待處理的多個半導體晶圓。圖3A至圖3C示出與操作1002對應的系統100的前視圖，圖5A至圖5C示出與操作1002對應的系統200的前視圖，其中儲存架的待機位置位於儲存架的中間，第一移動機構（例如移動機構114/214）被組裝到儲存架。藉由第一移動機構移動晶圓載具的操作包括使第一移動機構沿著第一軸及第二軸（例如x軸、z軸）中的至少一者往復運動，以將晶圓載具移出儲存架的隔間並定位在儲存架的待機位置處，其中第一軸垂直於第二軸。在其中第一移動機構是被配置成圍繞儲存架及第二移動機構移動的移動裝載機器人（例如圖14所示的移動裝載機器人10）的某些實施例中，藉由第一移動機構移動晶圓載具的操作包括將移動裝載機器人定位在儲存架的隔間的前面並將晶圓載具從儲存架的隔間移出。
在操作1004處，藉由第二移動機構來承載及傳送儲存架的待機位置處的晶圓載具，其中第二移動機構設置在儲存架上方且可操作地耦合到儲存架。圖3D示出與操作1004對應的系統100的側視圖，圖6A示出與操作1004對應的系統200的側視圖，其中藉由第二移動機構來承載及傳送晶圓載具的操作包括使第二移動機構（例如傳送設備120/220/320）沿著第三軸（如y軸）往復運動以移入及移出儲存架，從而將待機位置處的晶圓載具運送出儲存架且第三軸垂直於第一軸及第二軸。在其中待機位置設定在儲存架的頂部處且裝載埠設置在儲存架的後面的某些實施例中，藉由第二移動機構來承載及傳送晶圓載具的操作包括使第二移動機構（例如圖6A所示的傳送設備320）在儲存架的待機位置與裝載埠之間相對於儲存架前後往復運動以運送晶圓載具。在待機位置設定在儲存架的頂部處且裝載埠設置在儲存架的後面的某些實施例中，藉由第二移動機構來承載及傳送晶圓載具的操作包括使第二移動機構（例如圖7A所示的傳送設備420A、圖8A所示的傳送設備420B、圖9A所示的傳送設備520等）跨越儲存架橫向往復運動，以在儲存架的待機位置與裝載埠之間運送晶圓載具。
在操作1006處，將由第二移動機構承載的晶圓載具裝載在用於處理所述多個半導體晶圓的半導體處理機台的裝載埠上。圖3D或圖6B示出與操作1006對應的系統的側視圖。圖8A、圖9A及其他各圖示出與操作1006對應的系統的立體圖。
根據一些實施例，一種用於自動化晶圓載具搬運的系統包括儲存架、第一移動機構、第二移動機構及控制器。所述儲存架包括待機位置及與所述待機位置分離的儲存位置，所述儲存位置適於緩衝等待傳送到裝載埠的晶圓載具。所述第一移動機構以可移動方式耦合到所述儲存架並提供至少一個移動自由度，所述第一移動機構適於將所述晶圓載具從所述儲存位置傳送到所述待機位置。所述第二移動機構設置在所述儲存架之上，將所述儲存架可操作地耦合到所述裝載埠，並提供至少一個移動自由度。所述第二移動機構適於將所述晶圓載具從所述待機位置傳送到所述裝載埠。所述控制器可操作地耦合到所述第一移動機構及所述第二移動機構，以控制所述第一移動機構及所述第二移動機構的操作。
根據一些替代實施例，一種用於自動化晶圓載具搬運的系統包括儲存設備、傳送設備及控制器。所述儲存設備包括儲存架及第一移動機構，所述儲存架具有用於容納晶圓載具的隔間，所述第一移動機構耦合到所述儲存架以將所述晶圓載具從所述儲存架的所述隔間橫向及垂直移動到所述儲存設備的待機位置。所述傳送設備設置在所述儲存設備上方並包括第二移動機構，所述第二移動機構適於將所述晶圓載具從所述儲存設備的所述待機位置傳送到裝載埠以用於半導體處理。所述控制器與所述儲存設備的所述第一移動機構及所述傳送設備的所述第二移動機構介面接合，以控制由所述儲存設備的所述第一移動機構及所述傳送設備的所述第二移動機構驅動的所述晶圓載具的移動。
根據一些替代實施例，一種用於自動化晶圓載具搬運的操作方法包括至少以下步驟。藉由第一移動機構將晶圓載具從儲存架的隔間移動到所述儲存架的待機位置，其中所述晶圓載具在其中承載待處理的多個半導體晶圓。藉由第二移動機構來承載及傳送所述儲存架的所述待機位置處的所述晶圓載具，其中所述第二移動機構設置在所述儲存架上方並可操作地耦合到所述儲存架。將由所述第二移動機構承載的所述晶圓載具裝載在用於處理所述多個半導體晶圓的半導體處理機台的裝載埠上。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以界定本發明的實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明實施例的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:移動裝載機器人 100、200:自動化晶圓載具搬運系統/系統 110、210、210A、210B、210C、910A、910B:儲存設備 112、212、912A:儲存架 112a、212a:隔間 112b、212b:蓋板 114、214、914A:移動機構 114a、214a、914c:承載構件 114b、214b、914d:驅動單元 114bx、214bx:x軸移動器 114bz、214bz、914dz:z軸移動器 120、220、320、420A、420B、520、620、720A、720B、820A、920A、920B:傳送設備 122、222、322、422、522、622、722A、722B、822、922A:軌道 124、224、424、524、624、724A、724B、824、824A、824B、924A:機械臂 124a:y軸移動器 130、230:使用者介面面板 132、232:控制器 140:訊號杆 150:快速定位機構 160:快速釋放機構 162:手柄 163:連杆 164:扣環 165:橫向閂鎖 166:定位銷 166a:橫向突起 167:定位孔 168a:底部閂鎖 168b:頂部閂鎖 224a:移動器 226、326、426、526、626、726A、726B、826、926A:門架 226b、326b、426b、526b、626b、726b、926g:橋構件 226s、326s、426s、626s、726s、826s、926s:側邊支撐件 300、400A、400B、500、700A、700B、800A、800B、900:自動化晶圓載具搬運系統 426sh:水平部分 426sv:垂直部分 826b:橋 926gs:延伸結構 1000:操作方法 1002、1004、1006:操作 BS:後側 BX、BZ:滑塊 D1、D2、D3、D4、D5:箭頭 FS:前側 GS:地面 LC:偵測裝置 LP、LP1、LP2、LP3、LP4:裝載埠 LPs:接收表面 LS:左側 PT:半導體處理機台 RL:參考線 RS:右側 RX、RZ:軌道 SP:待機位置 Tx:第一區段 Ty:第二區段 WC:晶圓載具 X、Y、Z、-X:軸方向
結合附圖閱讀以下詳細說明，會最佳地理解本發明的各個態樣。應注意，根據行業中的標準慣例，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。 圖1A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統（automated wafer carrier handling system）的示意性立體圖。 圖1B是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的示意性前視圖。 圖1C是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的示意性右側視圖。 圖1D是根據一些實施例的圖1C中描繪的虛線區域的示意性放大圖。 圖2A至圖2E是示出根據一些實施例快速釋放機構在釋放過程的各個階段的示意性放大圖。 圖3A至圖3C是示出根據一些實施例儲存設備在執行操作方法的各個階段的示意性前視圖。 圖3D是示出根據一些實施例的圖3C所示操作的示意性右側視圖。 圖4A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的示意性立體圖。 圖4B是示出根據一些實施例的移動機構的示意性立體圖。 圖5A至圖5C是示出根據一些實施例儲存設備在執行操作方法的各個階段的示意性前視圖。 圖5D是示出根據一些實施例藉由傳送設備從儲存設備移動的晶圓載具的示意性前視圖。 圖6A及圖6B是示出根據一些實施例傳送設備在執行操作方法的各個階段的示意性右側視圖。 圖7A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性前視圖。 圖7B是示出根據一些實施例的圖7A所示配置的示意性右側視圖。 圖8A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖。 圖8B是示出根據一些實施例的圖8A所示配置的示意性俯視圖。 圖9A是示出根據一些實施例的自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖。 圖9B是示出根據一些實施例的圖9A所示配置的示意性前視圖。 圖10是示出根據一些實施例的裝載埠及傳送設備的配置的示意性立體圖。 圖11是示出根據一些實施例的兩個自動化晶圓載具搬運系統及裝載埠的配置的示意性立體圖。 圖12是示出根據一些實施例的裝載埠及自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖，所述自動化晶圓載具搬運系統包括多個儲存設備。 圖13A是示出根據一些實施例的裝載埠及自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖，所述自動化晶圓載具搬運系統包括多個儲存設備及機械臂。 圖13B是示出根據一些實施例的圖13A所示配置的示意性前視圖。 圖14是示出根據一些實施例的裝載埠及自動化晶圓載具搬運系統的配置的示意性立體圖，所述自動化晶圓載具搬運系統包括多個儲存設備。 圖15是示出根據一些實施例用於自動化晶圓載具搬運的系統的操作方法的流程圖。
1000:操作方法
1002、1004、1006:操作

Claims (20)

  1. 一種用於自動化晶圓載具搬運的系統，包括： 儲存架，包括待機位置及與所述待機位置分離的儲存位置，所述儲存位置適於緩衝等待傳送到裝載埠的晶圓載具； 第一移動機構，以可移動方式耦合到所述儲存架並提供至少一個移動自由度，所述第一移動機構適於將所述晶圓載具從所述儲存位置傳送到所述待機位置； 第二移動機構，設置在所述儲存架之上，將所述儲存架可操作地耦合到所述裝載埠，並提供至少一個移動自由度，所述第二移動機構適於將所述晶圓載具從所述待機位置傳送到所述裝載埠；以及 控制器，可操作地耦合到所述第一移動機構及所述第二移動機構，以控制所述第一移動機構及所述第二移動機構的操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述待機位置位於所述儲存架的中間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述待機位置在所述儲存架的頂部處而高於所述儲存位置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述第一移動機構包括： 第一移動器，組裝到所述儲存架，以沿著第一軸載運所述晶圓載具；以及 第二移動器，組裝到所述第一移動器，以沿著垂直於所述第一軸的第二軸載運所述晶圓載具。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述第二移動機構包括： 第三移動器，設置在所述儲存架的所述待機位置上方並延伸到所述裝載埠上方，所述第三移動器適於沿著垂直於所述第一軸及所述第二軸的第三軸運送所述晶圓載具。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述第二移動機構包括： 第三移動器，設置在所述儲存架的所述待機位置上方並延伸到所述裝載埠上方，所述第三移動器適於沿著所述第二軸運送所述晶圓載具。
  7. 一種用於自動化晶圓載具搬運的系統，包括： 儲存設備，包括儲存架及第一移動機構，所述儲存架具有用於容納晶圓載具的隔間，所述第一移動機構耦合到所述儲存架以將所述晶圓載具從所述儲存架的所述隔間橫向及垂直移動到所述儲存設備的待機位置； 傳送設備，設置在所述儲存設備上方並包括第二移動機構，所述第二移動機構適於將所述晶圓載具從所述儲存設備的所述待機位置傳送到裝載埠以用於半導體處理；以及 控制器，與所述儲存設備的所述第一移動機構及所述傳送設備的所述第二移動機構介面接合，以控制由所述儲存設備的所述第一移動機構及所述傳送設備的所述第二移動機構驅動的所述晶圓載具的移動。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述儲存設備的所述第一移動機構包括： z軸移動器，可操作地耦合到所述儲存架，用於驅動所述晶圓載具沿著z軸方向移動；以及 x軸移動器，可操作地耦合到所述儲存架，用於驅動所述晶圓載具沿著x軸方向移動。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述裝載埠設置在所述儲存設備的後面，所述傳送設備的所述第二移動機構包括： y軸移動器，可操作地耦合到所述儲存架，用於沿著y軸方向將所述待機位置處的所述晶圓載具運送到所述裝載埠。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述儲存設備的所述待機位置位於所述儲存架的中間，所述第二移動機構的所述y軸移動器適於移入所述儲存架以定位在所述儲存設備的所述待機位置處。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述儲存設備的所述待機位置位於所述儲存架的頂部處，所述第二移動機構的所述y軸移動器適於在所述儲存架上方移動以定位在所述儲存設備的所述待機位置處。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述儲存設備設置在所述裝載埠旁邊，所述傳送設備的所述第二移動機構適於沿著所述x軸方向將所述晶圓載具從所述儲存設備的所述待機位置跨越所述儲存架載運到所述裝載埠。
  13. 如申請專利範圍第7項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述傳送設備的所述第二移動機構設置在所述儲存設備的所述待機位置上方並延伸到所述裝載埠上方，所述傳送設備的所述第二移動機構適於在所述待機位置與所述裝載埠之間橫向及垂直移動所述晶圓載具。
  14. 如申請專利範圍第7項所述的用於自動化晶圓載具搬運的系統，其中所述儲存設備進一步包括耦合到所述儲存架的偵測裝置，以對所述隔間進行防護。
  15. 一種用於自動化晶圓載具搬運的操作方法，包括： 藉由第一移動機構將晶圓載具從儲存架的隔間移動到所述儲存架的待機位置，其中所述晶圓載具承載待處理的多個半導體晶圓在其中； 藉由第二移動機構來承載及傳送所述儲存架的所述待機位置處的所述晶圓載具，其中所述第二移動機構設置在所述儲存架上方並可操作地耦合到所述儲存架；以及 將由所述第二移動機構承載的所述晶圓載具裝載在用於處理所述多個半導體晶圓的半導體處理機台的裝載埠上。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的用於自動化晶圓載具搬運的操作方法，其中所述儲存架的所述待機位置位於所述儲存架的中間，所述第一移動機構組裝到所述儲存架，藉由所述第一移動機構移動所述晶圓載具包括： 使所述第一移動機構沿著第一軸及第二軸中的至少一者往復運動，以將所述晶圓載具移出所述儲存架的所述隔間並定位在所述儲存架的所述待機位置處，其中所述第一軸垂直於所述第二軸。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的用於自動化晶圓載具搬運的操作方法，其中藉由所述第二移動機構來承載及傳送所述晶圓載具包括： 使所述第二移動機構沿著第三軸往復運動以移入及移出所述儲存架，從而將所述待機位置處的所述晶圓載具運送出所述儲存架，其中所述第三軸垂直於所述第一軸及所述第二軸。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的用於自動化晶圓載具搬運的操作方法，其中所述待機位置設定在所述儲存架的頂部處，所述裝載埠設置在所述儲存架的後面，藉由所述第二移動機構來承載及傳送所述晶圓載具包括： 使所述第二移動機構在所述儲存架的所述待機位置與所述裝載埠之間相對於所述儲存架前後往復運動，以運送所述晶圓載具。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的用於自動化晶圓載具搬運的操作方法，其中所述待機位置設定在所述儲存架的頂部處，所述裝載埠設置在所述儲存架旁邊，藉由所述第二移動機構來承載及傳送所述晶圓載具包括： 使所述第二移動機構跨越所述儲存架橫向往復運動，以在所述儲存架的所述待機位置與所述裝載埠之間運送所述晶圓載具。
  20. 如申請專利範圍第15項所述的用於自動化晶圓載具搬運的操作方法，其中所述第一移動機構是被配置成圍繞所述儲存架及所述第二移動機構移動的移動裝載機器人，藉由所述第一移動機構移動所述晶圓載具包括： 將所述移動裝載機器人定位在所述儲存架的所述隔間的前面，並將所述晶圓載具從所述儲存架的所述隔間移出。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115241106A (zh) * 2022-08-03 2022-10-25 魅杰光电科技(上海)有限公司 一种晶圆工位提升机
CN115995413B (zh) * 2022-12-14 2023-09-12 弥费科技(上海)股份有限公司 晶圆存储库对接人工窗口的存储调度系统及方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6506009B1 (en) 2000-03-16 2003-01-14 Applied Materials, Inc. Apparatus for storing and moving a cassette
EP1332349A4 (en) * 2000-07-07 2008-12-17 Semitool Inc AUTOMATED PROCESSING SYSTEM
US6677690B2 (en) * 2001-02-02 2004-01-13 Asyst Technologies, Inc. System for safeguarding integrated intrabay pod delivery and storage system
CN101648642B (zh) 2002-06-19 2012-06-06 村田机械株式会社 半导体制造用竖直传送带与空中升降机组合式自动物料搬运系统
US8757955B2 (en) * 2007-09-06 2014-06-24 Murata Machinery, Ltd. Storage, transporting system and storage set
JP5369419B2 (ja) * 2007-10-18 2013-12-18 村田機械株式会社 保管庫、保管庫セット及び保管庫付き搬送システム
JP4720932B2 (ja) * 2009-02-10 2011-07-13 ムラテックオートメーション株式会社 移載装置
WO2017029871A1 (ja) * 2015-08-14 2017-02-23 村田機械株式会社 搬送システム

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