TW202327843A - 晶棒分離裝置、系統及方法 - Google Patents

Abstract

本申請提供了一種晶棒分離裝置、系統及方法，涉及矽片管理技術領域。該晶棒分離裝置包括：中轉檯、緩存區以及可移動夾爪；所述中轉檯用於承載載具或者承載裝載有晶棒的載具；所述緩存區臨近設置於所述中轉檯的一側；所述可移動夾爪設置於所述中轉檯沿豎直方向的上方，並可移動至所述緩存區，用於將所述晶棒與所述載具分離。

Description

晶棒分離裝置、系統及方法

本申請主張在2022年12月12日在中國提交的中國專利申請號No. 202211598671.3的優先權，其全部內容通過引用包含於此。

本申請涉及矽片管理技術領域，特別涉及一種晶棒分離裝置、系統及方法。

晶棒在經過切段的工序後，被放置於特定的托盤中，在進入下一道工序之前，需要將晶棒從托盤中脫離，在經過手推車將晶棒投入安裝設備。相關技術中的方法是通過人為手動夾取將晶棒從托盤轉移到手推車上，晶棒與托盤的分離效率低且存在安全風險。

為了解決上述技術問題，本申請提供一種晶棒分離裝置、系統及方法，能夠自動將晶棒與承載所述晶棒的載具進行分離，提高了晶棒分離效率，保證了晶棒分離的安全性。

為了解決上述技術問題，本申請採用如下技術方案：

本申請實施例提供了一種晶棒分離裝置，包括：

中轉檯、緩存區以及可移動夾爪；

所述中轉檯用於承載載具或者承載裝載有晶棒的載具；

所述緩存區臨近設置於所述中轉檯的一側；

所述可移動夾爪設置於所述中轉檯沿豎直方向的上方，並可移動至所述緩存區，用於將所述晶棒與所述載具分離。

進一步地，所述緩存區包括多個暫存台，用於承載與所述載具分離後的晶棒。

進一步地，所述晶棒分離裝置，還包括：

進料台以及出料台；

所述進料台設置於所述中轉檯遠離所述緩存區的一側；

所述出料台用於承載經過與所述晶棒分離的載具。

進一步地，所述中轉檯為可旋轉中轉檯，所述可旋轉中轉檯還用於轉運所述載具。

進一步地，所述晶棒分離裝置，還包括：

自動導引運輸車以及堆料機；

所述自動導引運輸車包括設置於所述進料台的第一自動導引運輸車以及設置於所述出料台的第二自動導引運輸車，所述第一自動導引運輸車用於將裝載有晶棒的載具從所述堆料機轉運至所述進料台，所述第二自動導引運輸車用於將所述出料臺上的載具轉運至所述堆料機。

本申請實施例還提供了一種晶棒分離系統，包括：製造執行單元、設備自動化管理單元、物料管理單元以及如上所述的晶棒分離裝置；

所述製造執行單元與所述設備自動化管理單元以及所述物料管理單元連接，用於採集所述晶棒分離系統的運行數據；

所述設備自動化管理單元與所述晶棒分離裝置連接，用於轉運裝載有所述晶棒的載具；

所述物料管理單元與所述晶棒分離裝置連接，用於轉運裝載有所述晶棒的載具，和/或，轉運與所述晶棒分離後的所述載具。

本申請實施例還提供了一種晶棒分離方法，應用於如上所述的晶棒分離系統，包括：

在檢測到所述中轉臺上存在裝載有晶棒的載具後，向所述晶棒分離裝置的可移動夾爪發送分離指令；

所述可移動夾爪根據所述分離指令將所述晶棒與所述載具分離，並將所述晶棒夾取至所述晶棒分離裝置的緩存區。

進一步地，在所述可移動夾爪將所述晶棒與所述載具分離之前，還包括：

在所述緩存區檢測到沒有承載晶棒的情況下，向所述設備自動化管理單元或者所述物料管理單元發送進料指令；

所述設備自動化管理單元或者所述物料管理單元向所述晶棒分離裝置發送第一轉運指令；

所述晶棒分離裝置根據所述第一轉運指令，對裝載有晶棒的載具進行轉運。

進一步地，在所述可移動夾爪將所述晶棒與所述載具分離之後，還包括：

在檢測到所述晶棒從所述載具上分離的情況下，向所述中轉檯發送第二轉運指令；

所述中轉檯根據所述第二轉運指令進行旋轉，將所述載具轉運至所述晶棒分離裝置的出料台；

在所述載具放置於所述出料台後，向所述物料管理單元發送出料指令；

所述物料管理單元根據所述出料指令，向所述晶棒分離裝置的第二自動導引運輸車發送出料指令；

所述第二自動導引運輸車根據所述出料指令，將所述載具轉運至所述晶棒分離裝置的堆料機。

本申請的有益效果是：

本申請實施例的晶棒分離裝置，通過所述中轉檯對晶棒和載具分離之前提供中轉的承載空間；通過所述可移動夾爪將所述晶棒從所述載具上分離出來，並夾取到所述緩存區對分離後的晶棒進行存放。本申請實施例的晶棒分離裝置，降低了人工參與度，能夠自動將晶棒與承載所述晶棒的載具進行分離，提高了晶棒分離效率，保證了晶棒分離的安全性。

為使本申請要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。在下面的描述中，提供諸如具體的配置和組件的特定細節僅僅是為了幫助全面理解本申請的實施例。因此，本領域技術人員應該清楚，可以對這裡描述的實施例進行各種改變和修改而不脫離本申請的範圍和精神。另外，為了清楚和簡潔，省略了對已知功能和構造的描述。

應理解，說明書通篇中提到的“一個實施例”或“一實施例”意味著與實施例有關的特定特徵、結構或特性包括在本申請的至少一個實施例中。因此，在整個說明書各處出現的“在一個實施例中”或“在一實施例中”未必一定指相同的實施例。此外，這些特定的特徵、結構或特性可以任意適合的方式結合在一個或多個實施例中。

本申請針對相關技術中晶棒與托盤的分離通過人為的方式進行，分離效率低且存在安全風險的問題，提供一種晶棒分離裝置、系統及方法。

如圖1所示，本申請實施例提供了一種晶棒分離裝置，包括：

中轉檯TUCV、緩存區以及可移動夾爪；

所述中轉檯TUCV用於承載載具或者承載裝載有晶棒的載具；

所述緩存區臨近設置於所述中轉檯TUCV的一側；

所述可移動夾爪設置於所述中轉檯TUCV沿豎直方向的上方，並可移動至所述緩存區，用於將所述晶棒與所述載具分離。

可選地，所述中轉檯TUCV為可旋轉暫存台；所述可移動夾爪為機械臂。

本申請實施例的晶棒分離裝置，通過所述中轉檯TUCV對晶棒和載具分離之前提供中轉的承載空間；通過所述可移動夾爪將所述晶棒從所述載具上分離出來，並夾取到所述緩存區對分離後的晶棒進行存放。本申請實施例的晶棒分離裝置，降低了人工參與度，能夠自動將晶棒與承載所述晶棒的載具進行分離，提高了晶棒分離效率，保證了晶棒分離的安全性。

可選地，所述緩存區包括多個暫存台，用於承載與所述載具分離後的晶棒。

本申請實施例的晶棒分離裝置，通過設置多個暫存台，如圖1所示，所述緩存區包括多個暫存台（CV03~CV06），對分離後的晶棒進行保存，提高暫存台處晶棒的數量，從而能夠提高晶棒的轉運效率。

可選地，所述晶棒分離裝置，還包括：

進料台CV01以及出料台CV02；

所述進料台CV01設置於所述中轉檯TUCV遠離所述緩存區的一側；

所述出料台CV02用於承載經過與所述晶棒分離的載具。

可選地，所述進料台CV01和所述出料台CV02均為暫存台。

通過設置所述進料台CV01，為裝載有晶棒的載具提供傳輸空間，並通過滾筒將所述裝載有晶棒的載具連同所述晶棒轉運至所述中轉檯TUCV。

可選地，所述中轉檯TUCV為可旋轉中轉檯，所述可旋轉中轉檯還用於轉運所述載具。

本申請一實施例中，所述進料台CV01將裝載有晶棒的載具連通所述晶棒轉運至中轉檯TUCV後；所述可移動夾爪夾取所述晶棒，將所述晶棒夾取至所述緩存區；在所述晶棒與所述載具分離後，通過所述中轉檯TUCV將所述載具轉運至所述出料台CV02。

可選地，在所述晶棒與所述載具分離後，所述可旋轉中轉檯旋轉至所述出料台CV02的方向，並通過滾筒的傳動方式將所述載具轉運至所述出料台CV02。

一可選實施例中，所述中轉檯TUCV的滾筒結構的出口靠近所述緩存區，相對於所述中轉檯TUCV，所述出料台CV02的設置方向與所述緩存區呈預設角度（例如60度、90度或者120度）；在所述晶棒被分離至所述緩存區的情況下，所述中轉檯TUCV收到指示信息，並旋轉預設角度至所述滾筒結構的出口對應於所述出料台CV02，並通過滾筒的傳動方式將所述載具轉運至所述出料台CV02。

一可選實施例中，相對於所述中轉檯TUCV，所述出料台CV02的設置方向與所述緩存區呈預設角度90度；所述中轉檯TUCV在接收到所述第二運轉指令後，旋轉90度，以使所述滾筒結構的出口對應於所述出料台CV02，並通過滾筒的傳動方式將所述載具轉運至所述出料台CV02。

在本申請一實施例中，通過將所述中轉檯TUCV設置為所述可旋轉中轉檯，能夠在所述晶棒與所述載具分離後提高所述載具的轉移速度，提高晶棒分離的出料效率。

可選地，所述晶棒分離裝置，還包括：

自動導引運輸車AGV（Automated Guided Vehicle）以及堆料機（Stocker）STK；

所述自動導引運輸車AGV包括設置於所述進料台CV01的第一自動導引運輸車以及設置於所述出料台CV02的第二自動導引運輸車，所述第一自動導引運輸車用於將裝載有晶棒的載具從所述堆料機STK轉運至所述進料台CV01，所述第二自動導引運輸車用於將所述出料台CV02上的載具轉運至所述堆料機STK。

在本申請一實施例中，所述自動導引運輸車AGV有多個，包括至少一個所述第一自動導引運輸車以及至少一個第二自動導引運輸車。所述第一自動導引運輸車靠近設置於所述進料台CV01，所述第二自動導引運輸車靠近設置於所述出料台CV02。

在本申請一實施例中，通過所述第一自動導引運輸車將裝載有晶棒的載具從堆料機STK轉運至所述進料台CV01，通過所述第二自動導引運輸車，將經過分離的載具從所述出料台CV02轉運至所述堆料機STK。能夠實現晶棒與載具進料與出料的自動化和智能化。

如圖2所示，本申請實施例還提供了一種晶棒分離系統，包括：製造執行單元MES、設備自動化管理單元EAP、物料管理單元MCS以及如上所述的晶棒分離裝置；

所述製造執行單元MES與所述設備自動化管理單元EAP以及所述物料管理單元MCS連接，用於採集所述晶棒分離系統的運行數據；

所述設備自動化管理單元EAP與所述晶棒分離裝置連接，用於轉運裝載有所述晶棒的載具；

所述物料管理單元MCS與所述晶棒分離裝置連接，用於轉運裝載有所述晶棒的載具，和/或，轉運與所述晶棒分離後的所述載具。

可選地，所述製造執行單元MES可以為製造執行系統(Manufacturing Execution System)；所述設備自動化管理單元EAP可以為設備自動化管理系統（Equipment Automation Platform）；所述物料管理單元MCS可以為物料管理系統（Material Control System）。

可選地，所述製造執行單元MES與所述設備自動化管理單元EAP以及所述物料管理單元MCS連接，可以理解為，所述製造執行單元MES與所述設備自動化管理單元EAP之間以及所述製造執行單元MES與所述物料管理單元MCS之間可以進行信號傳遞。

可選地，所述物料管理單元MCS與所述晶棒分離裝置的自動導引運輸車AGV和堆料機STK連接。

本申請實施例的晶棒分離系統，通過所述製造執行單元MES、所述設備自動化管理單元EAP以及所述物料管理單元MCS，能夠控制所述晶棒分離裝置，從而使得所述晶棒自動與所述載具分離，提高晶棒分離效率以及安全性的同時，實現工廠自動化、智能化。

本申請實施例還提供了一種晶棒分離方法，應用於如上所述的晶棒分離系統，包括：

在檢測到所述中轉檯TUCV上存在裝載有晶棒的載具後，向所述晶棒分離裝置的可移動夾爪發送分離指令；

所述可移動夾爪根據所述分離指令將所述晶棒與所述載具分離，並將所述晶棒夾取至所述晶棒分離裝置的緩存區。

可選地，針對所述中轉檯TUCV上是否存在裝載有晶棒的載具的檢測，可以通過所述晶棒分離裝置的中轉檯TUCV或者可移動夾爪判斷。例如，在所述中轉檯TUCV上設置重量檢測裝置，根據所述重量檢測裝置採集到的所述中轉檯TUCV上承載的重量，判斷所述中轉檯TUCV上是否存存在裝載有晶棒的載具；或者，在所述中轉檯TUCV上設置光電傳感器，根據所述光電傳感器的檢測結果，判斷所述中轉檯TUCV上是否存存在裝載有晶棒的載具；或者，在所述可移動夾爪上設置距離探測器，根據所述距離探測器採集到的距離，確定在所述中轉檯TUCV上是否存在裝載有晶棒的載具。

本申請的方案，能夠檢測到所述中轉檯TUCV的狀態，從而通過可移動夾爪自動將所述晶棒從所述載具上分離，進而提高了晶棒分離效率，保證了晶棒分離的安全性。

可選地，在所述可移動夾爪將所述晶棒與所述載具分離之前，還包括：

在所述緩存區檢測到沒有承載晶棒的情況下，向所述設備自動化管理單元EAP或者所述物料管理單元MCS發送進料指令；

所述設備自動化管理單元EAP或者所述物料管理單元MCS向所述晶棒分離裝置發送第一轉運指令；

所述晶棒分離裝置根據所述第一轉運指令，對裝載有晶棒的載具進行轉運。

可選地，所述緩存區檢測到沒有承載晶棒，包括：

所述緩存區的至少一個暫存台檢測到沒有承載晶棒。

可選地，向所述晶棒分離裝置發送第一轉運指令，包括：

向所述晶棒分離裝置的第一自動導引運輸車發送第一轉運指令。

可選地，所述晶棒分離裝置根據所述第一轉運指令，對裝載有晶棒的載具進行轉運，包括：

所述晶棒分離裝置的第一自動導引運輸車在接收到所述第一轉運指令後，根據所述第一轉運指令將裝載有晶棒的載具從所述晶棒分離裝置的堆料機STK中轉運至中轉檯TUCV。

本申請一實施例中，每個所述暫存台上均設置有光電傳感器，根據所述光電傳感器的檢測結果，判斷所述暫存台上是否承載有晶棒；或者，每個所述暫存台上均設置有重量檢測裝置，通過所述重量檢測裝置採集到的所述暫存臺上承載的重量，判斷所述暫存台上是否承載有晶棒，並在確定至少一個所述暫存台上沒有晶棒的情況下，向所述設備自動化管理單元EAP或者所述物料管理單元MCS發送進料指令。

本申請的方案，能夠實時監測所述緩存區中每個暫存台的承載狀態，並在至少一個所述暫存台沒有晶棒的情況下，向所述設備自動化管理單元EAP或者所述物料管理單元MCS發送進料指令，從而通過所述設備自動化管理單元MES或者所述物料管理單元MCS，向所述第一自動導引運輸車發送將裝載有晶棒的載具從所述晶棒分離裝置的堆料機STK中轉運至中轉檯TUCV的第一轉運指令。從而實現了晶棒和載具的進料自動化，提高晶棒分離工藝整體的效率。

可選地，在所述可移動夾爪將所述晶棒與所述載具分離之後，還包括：

在檢測到所述晶棒從所述載具上分離的情況下，向所述中轉檯TUCV發送第二轉運指令；

所述中轉檯TUCV根據所述第二轉運指令進行旋轉，並將所述載具轉運至所述晶棒分離裝置的出料台CV02；

在所述載具放置於所述出料台CV02後，向所述物料管理單元MCS發送出料指令；

所述物料管理單元MCS根據所述出料指令，向所述晶棒分離裝置的第二自動導引運輸車發送出料指令；

所述第二自動導引運輸車根據所述出料指令，將所述載具轉運至所述晶棒分離裝置的堆料機STK。可選地，針對所述晶棒是否從所述載具上分離的檢測，可以通過所述晶棒分離裝置的中轉檯TUCV或者可移動夾爪。例如，在所述中轉檯TUCV上設置重量檢測裝置，根據所述重量檢測裝置採集到的所述中轉檯TUCV上承載的重量，判斷所述晶棒是否從所述載具上分離；或者，在所述中轉檯TUCV上設置光電傳感器，根據所述光電傳感器的檢測結果，判斷所述晶棒是否從所述載具上分離；或者，通過所述可移動夾爪的運行數據判斷所述晶棒是否從所述載具上分離。

可選地，在檢測到所述晶棒從所述載具上分離的情況下，向所述中轉檯TUCV發送第二轉運指令，所述中轉檯TUCV根據所述第二轉運指令旋轉至所述出料台CV02的方向，並通過滾筒的傳動方式將所述載具轉運至所述出料台CV02。

一可選實施例中，所述中轉檯TUCV的滾筒結構的出口靠近所述緩存區，相對於所述中轉檯TUCV，所述出料台CV02的設置方向與所述緩存區呈預設角度（例如60度、90度或者120度）；在所述晶棒被分離至所述緩存區的情況下，所述中轉檯TUCV收到指示信息，並旋轉預設角度至所述滾筒結構的出口對應於所述出料台CV02，並通過滾筒的傳動方式將所述載具轉運至所述出料台CV02。

一可選實施例中，相對於所述中轉檯TUCV，所述出料台CV02的設置方向與所述緩存區呈預設角度90度；所述中轉檯TUCV在接收到所述第二運轉指令後，旋轉90度，以使所述滾筒結構的出口對應於所述出料台CV02，並通過滾筒的傳動方式將所述載具轉運至所述出料台CV02。

本申請的方案，能夠在檢測到晶棒與載具分離後，向所述可移動夾爪發送將所述載具從所述中轉檯TUCV夾取至所述出料台CV02的第二轉運指令，並能夠在所述載具轉運至所述出料台CV02後，向所述第二自動導引運輸車發送將所述載具轉運至所述晶棒分離裝置的堆料機STK的出料指令。從而實現了載具的出料自動化，提高晶棒分離工藝整體的效率。

需要說明，本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於實施例而言，由於其基本相似於產品實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見產品實施例的部分說明即可。

除非另外定義，本公開使用的技術術語或者科學術語應當為本公開所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語並不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現該詞前面的元件或者物件涵蓋出現在該詞後面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語並非限定於物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。“上”、“下”、“左”、“右”等僅用於表示相對位置關係，當被描述對象的絕對位置改變後，則該相對位置關係也可能相應地改變。

可以理解，當諸如層、膜、區域或基板之類的元件被稱作位於另一元件“上”或“下”時，該元件可以“直接”位於另一元件 “上”或“下”，或者可以存在中間元件。

在上述實施方式的描述中，具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上所述，僅為本公開的具體實施方式，但本公開的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本公開揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本公開的保護範圍之內。因此，本公開的保護範圍應以所述申請專利範圍的保護範圍為准。

TUCV：中轉檯 CV01：進料台 CV02：出料台 CV03~CV06：暫存台 AGV：自動導引運輸車 STK：堆料機 MES：製造執行單元 EAP：設備自動化管理單元 MCS：物料管理單元

圖1表示本申請實施例的晶棒分離裝置的結構示意圖；

圖2表示本申請實施例的晶棒分離系統的結構示意圖。

TUCV:中轉檯

CV01:進料台

CV02:出料台

CV03~CV06:暫存台

AGV:自動導引運輸車

Claims (9)

1. 一種晶棒分離裝置，包括： 中轉檯、緩存區以及可移動夾爪； 所述中轉檯用於承載載具或者承載裝載有晶棒的載具； 所述緩存區臨近設置於所述中轉檯的一側； 所述可移動夾爪設置於所述中轉檯沿豎直方向的上方，並可移動至所述緩存區，用於將所述晶棒與所述載具分離。
2. 如請求項1所述的晶棒分離裝置，其中所述緩存區包括多個暫存台，用於承載與所述載具分離後的晶棒。
3. 如請求項1所述的晶棒分離裝置，還包括： 進料台以及出料台； 所述進料台設置於所述中轉檯遠離所述緩存區的一側； 所述出料台用於承載經過與所述晶棒分離的載具。
4. 如請求項3所述的晶棒分離裝置，其中所述中轉檯為可旋轉中轉檯，所述可旋轉中轉檯還用於轉運所述載具。
5. 如請求項3所述的晶棒分離裝置，還包括： 自動導引運輸車以及堆料機； 所述自動導引運輸車包括設置於所述進料台的第一自動導引運輸車以及設置於所述出料台的第二自動導引運輸車，所述第一自動導引運輸車用於將裝載有所述晶棒的所述載具從所述堆料機轉運至所述進料台，所述第二自動導引運輸車用於將所述出料台上的所述載具轉運至所述堆料機。
6. 一種晶棒分離系統，包括：製造執行單元、設備自動化管理單元、物料管理單元以及如請求項1至5任一項所述的晶棒分離裝置； 所述製造執行單元與所述設備自動化管理單元以及所述物料管理單元連接，用於採集所述晶棒分離系統的運行數據； 所述設備自動化管理單元與所述晶棒分離裝置連接，用於轉運裝載有所述晶棒的所述載具； 所述物料管理單元與所述晶棒分離裝置連接，用於轉運裝載有所述晶棒的所述載具，和/或，轉運與所述晶棒分離後的所述載具。
7. 一種晶棒分離方法，應用於如請求項6所述的晶棒分離系統，所述晶棒分離方法包括： 在檢測到所述中轉檯上存在裝載有所述晶棒的所述載具後，向所述晶棒分離裝置的所述可移動夾爪發送分離指令； 所述可移動夾爪根據所述分離指令將所述晶棒與所述載具分離，並將所述晶棒夾取至所述晶棒分離裝置的所述緩存區。
8. 如請求項7所述的晶棒分離方法，其中在所述可移動夾爪將所述晶棒與所述載具分離之前，還包括： 在所述緩存區檢測到沒有承載所述晶棒的情況下，向所述設備自動化管理單元或者所述物料管理單元發送進料指令； 所述設備自動化管理單元或者所述物料管理單元向所述晶棒分離裝置發送第一轉運指令； 所述晶棒分離裝置根據所述第一轉運指令，對裝載有所述晶棒的所述載具進行轉運。
9. 如請求項7所述的晶棒分離方法，其中在所述可移動夾爪將所述晶棒與所述載具分離之後，還包括： 在檢測到所述晶棒從所述載具上分離的情況下，向所述中轉檯發送第二轉運指令； 所述中轉檯根據所述第二轉運指令進行旋轉，並將所述載具轉運至所述晶棒分離裝置的出料台； 在所述載具放置於所述出料台後，向所述物料管理單元發送出料指令； 所述物料管理單元根據所述出料指令，向所述晶棒分離裝置的第二自動導引運輸車發送所述出料指令； 所述第二自動導引運輸車根據所述出料指令，將所述載具轉運至所述晶棒分離裝置的堆料機。