TW574121B - Arrangement for transporting a semiconductor wafer carrier - Google Patents

Description

574121 A7 B7 發明説明（ 本發明係關於-種運送半導體晶圓載體的裝置。 在半導體裝置製造I统中，特別是晶圓製造中，介 續製造處理步驟之間’自動化運送系統逐漸實現裝置載體 的運：U如晶圓g ’又稱為載體），其包含一些裝置，例 如’阳圓。-使用結構為將製造系統在潔淨室組織為機架 型式區域。相同類型之處理機器聚集為機架，為的是沾人 :::化：與電氣供應機器’並且給予操作員與機器相： 距離，特別是對於簡化運送系統，因為於各種同類機器處| 理（工作在空間上依舊是在一起。 产 ，常’運送系統包含機架之間系統，其連接佈滿整個製 的機架區域，以及在機架區域中，機架之内系統包 ^土軌道’具有透過儲存設備自機架之間運送車接收晶 圓載體功=:並且使用載體移轉車將晶圓運送至任何心 用處理機為《芝閒載入埠，反之亦然。此儲存設備用以運 送不同系統之間的晶圓齑驊，姑、π、i 之Η勤、… 空中運送車通常在機架 之間軌道使用。此載體移轉車移至處理機 :支：器載入處理機器的載入捧，或由操作員手動二 工負工作。 機器循與因運送時間增加潔淨室 本，以及潔淨室區域中運送設備腳架接地面積 【曰,U成本中變得重要。在製造系統 體負荷之運送=:::長:載入等待時間。運送載 瓶頸，亦即是，二：備="車，其將通過稍後所述之 儲存8又備或載入埠。更進—步地說，儲存 本紙張尺歧财S ϋ家標準 裝 訂 -4- 574121 A7 B7 五、發明説明（2 ) ； 設備在潔淨室區域中需要昂貴的腳架接地面積，並且提供 高便利性，同時造就成本上升。 在W0 98/58402中，揭示一種自動化卡匣支撐器設備， 其中此設備提供自運輸設備接收卡匣或載體。此運輸設備 延伸至設備腔體提昇器内部，從那兒可由提昇器舉到一位 置，其晶圓支撐器可載入附加處理機器的處理腔體。此設 備具有一通道給後續第二個晶圓載體，而不為處理中之第 ii 一個晶圓載體所阻礙，因此避免了在設備前面建立排隊。革 然而，運送系統限於運送線，因此缺乏如普通機架之内系 統載體移轉車中，使用任意運送機制，動態地載入不同機 器。 在WO 00/37338中，建議一機架之内系統具有一運送組 合，用以自一機架之内運送設備提昇與放置晶圓載體至連 結運送設備的儲存緩衝。一更深入單元，一運送機器人可 -於稍後當工具容量可用時，將晶圓載體自儲存緩衝重新分 佈至處理工具的載入埠。此運送機器人提供垂直與水平動 作，與天花板上的機架之内系統獨立安裝，並且每一者試 圖當作連接儲存緩衝的載入埠。 US 5, 9 80, 1 83中，提供機架之内緩衝與運送系統，根據 自機架之間系統入口接收晶圓載體短程運送到當作儲存器 之機架之内點，並且將他們儲存在機架中緩衝棚架。當有 需要時，晶圓載體藉由該以具有夾具之短程運送方式運送 到載入埠位置。此短程運送沿著機架中導引軌道，安裝在 可任意處置的導引軌道。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐） ^74121 五、發明説明（ ::::態也缺乏彈性，因為_些載入/載出動作，往 k儲存&備或儲存緩衝仍是需要。 :發=要的目標為提供一種裝置，用以在一 =π圓載體，其減少後續處理步驟中行進與載 至處理機器。 設備以運送半導體晶圓 3: 此目標藉由-運料導體晶圓載體之裝置解決，其包含 -機架之間運送裝置，包含具有運送車在軌道上移動之二 叙間軌道，連結許多機架，該運送車根據處理順序，在 不同機架之間移轉晶圓載體，機架之内運送裝置包含具有 載體移轉車可在機架區域中沿著軌道自由任意處置之軌道 ，在m機架之間運送裝置與處理機器之間移轉晶圓載體， 該機架之間抵達機架區域，因此通過每—個處理機器，以 及孩機架之内軌道，沿著機架區域中機架之間軌道安裝， 該載體移轉車擁有-舉臂，其具有一機制升降載體，並且 將晶圓載體放置在處理機器的載入琿，然而舉臂設計為在 運运車與舉臂之間留有自由載體載入空間，使得運送車承 載晶圓載體，並且在各自軌道上’載體移轉車彼此不會相 互阻隔。 根據本發明所提，提供一裝置，明顯地減少在機架之内 中，自第一處理機器運送半導體晶圓載體到第二處理機器 所需的時間。由於將要執行晶圓製造順序的下一步驟，此 機架之間軌道引入且完全通過機架區域，以為了使機架之 間運送裝置的運送車直接在處理機器前，將載體載入。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 574121 A7

在此位置上，運送車會遇到機架之内運送裝置的載體移 轉車，其執行接收晶圓載體與指？丨負載到處理機器載入淳 =。因此’儲存器步驟’亦即是，機架之間與機架之 内裝置之間晶圓載體的運送，以及在—次移動中實現處理 機器的載人步驟，因此節省了時間與降低瓶頸位置的數量 更進一步產量的改善源自於功能的改善，其兩個以上運备 送車可在相當小時間差中進入機架區域，使得视所使用運！! 运車數目’讓許多處理機器平行載入。除了移轉速度的改： 善’可額外獲得成本節省’因為大部分機架區域内的運送 里可使用較便宜之機架之間運送車。而由於動態彈性考量 下’需要少數且昂貴的載體移轉車β 運送車與載體移轉車可在機架區域任意處相遇，因為彼 此軌道安裝，以及載體移轉車可沿著機架之内軌道移動到 任何地方。即使目前的機架所有載入埠佔滿了，運送車仍 可在非載入位置運送其載體負載到載體移轉車，然後自由 地接收其他移轉工作，而載體移轉車只等待一自由載入埠 。因此，機架之間裝置的自由運送容量得以維持。 安裝在載體移轉車之舉臂供應執行載入與移轉等多樣 化工作，而不在機架之間軌道或運送車阻擋，其可通過載 體移轉車位置。為此，具有負載運送車與載體移轉車二者 彼此互不阻礙，視多少運送車，載體移轉車以及機架區域 有用之自由載入埠而定，其還有計劃與最佳化手續的延伸 空間，因此在佔滿運送車與載體移轉車之間保持一想要的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公爱·)

裝 訂

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平衡。例如，假使在其他區域緊急需要運送車時，他們快’ 速地卸放載體負載至至機架入口區内非載入位置的載體移 轉車，重新到的操作區域。 機架之内軌道與機架之間軌道附加形式的選擇，使得機 架之内軌道自潔淨室走道較佳為天花板結構之機架之間軌 道’各自安裝。此種建構提供部分獨立之機架之内軌道導 引的可能性。例如，可提供載體移轉車服務區域或停泊位参 置。 I- 一 機架之内軌道也直接安裝在機架之間軌道，其減少了昂、 貴且阻礙之建構數量。然後沿著所安裝軌道，兩軌道系統 之間的相對空間保證為定值。 更進一步方面考慮載體移轉車之可延伸舉臂，其可達成 快速自運送車上晶圓載體負載空間移動晶圓載體。此舉臂 可延伸至一位置，該處晶圓載體不會阻礙其他通過載體移— 轉車目前位置之運送車上放置的晶圓載體。此特色更進一 步改善機架之内埠裝置的彈性。 在更進一步方面，建構舉臂延伸機制，使得可到達處理 機器載入埠之上的一個位置，從該處晶圓載體可以直接舉 至載入埠，因此給予多餘之特殊載入埠設備。 類比地，舉臂可設計為一種可延伸之夾臂。他以夾具攜 帶晶圓載體’自載入空間移動載體，然後改善地延伸至載 入埠，其可達成水平運動。例如，可以繞行特殊障礙，或 可以抵達處理機器的載入埠，其相對於執道平移。 更進一步方面引用一絞盤與粗繩為機制，來自運送車提 __ ______ -8- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CMS) A4規格(210 X 297公爱) 574121 五 發明説明 昇與放置晶圓恭蝴 _載姐，進出載入埠。此建構提供一簡單且省 成本方法執行移轉工作。 更進一步、 '万面提供運送車與移轉車二者彼此獨立之雙 向驅動功能，佶各此、忠、、，七 , 、 使急件運迗車在機架區域發現最短路徑以重 新其他工作’因此增加機架之間運送—般的有效性。 〜 万面提供交又點給每一引用切換處之機架，使

侍以結合任一組合的方向進入或離開機架區域。提供機架_ <間軌通，使得運送車跳開目前機架區域，並且在一機架誓 之間路線上繼續。另一方面，運送車可透過切換處進入機、 裝 架區域’而到達機架之間運送裝置的第二部分，其為機架 之間軌道的機架區域。

較佳地’在機架中之環式機架之間與機架之内設計，於 此環型中提供兩個交又點，該二者連接機架區域軌道與外 側足機架之間運送裝置。此二交叉點位置對應到先前技術— t儲存埠位置。因此，包含進入與離開之交叉點，但是兩 個X叉點機制可以互換，因為運送車可以在它們軌道上雙 向移動與切換。此允許運送車進出機架區域彈性的發送。 假如透過機架區域環形内部的兩交叉點，運送車可以進 入外部架區域時，運送車上晶圓載體的定位問題，可藉由 兩個進一步方面解決。第一部分為提供交叉點切換並具有 控制方法，以轉動運送車頂端的晶圓載體。假使運送車通 過切換處而進入機架區域時，晶圓載體門的定位可以自動 偵測，並且與沿著機架區域中切換處後方軌道的處理機器 相關位置資訊比較。假使晶圓載體門的定位與處理機器之 -9 -本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公發) 574121 A7 B7 五、發明説明（ -載入埠相反，則所有空中運送車上的晶圓載體轉動HO 度。當處理機器載入載入埠時，此特點致使手動操作員不 必要 < 看護。機械性執行與電子化實現為彈性的。 第二方面處理轉動整個平台，晶圓載體放置在空中運送 車上方，取代個別晶圓載體，因此減少轉動設備的複雜性 。晶圓載體固定在平台上，全部晶圓載體門具有相同定位 。假使運送車透過切換處進入機架區域時，整體而言，該_ 自動偵測與轉動處理在平台上進行。此表示根據安裝在運 送車上或從外側二方面轉動晶圓載體或平台。 、 更進一步方面，載體移轉車可越過機架之間軌道系統的 切換處。此特性造成載體移轉車可抵達遙遠區域。例如， 機架之内執道可以安裝在機架區域外侧切換處下方之機架 之間軌道上，使得載體移轉車接待任何機架區域外側或其 他機架中之處理機器。如此具有優點，其載體移轉車集中 一 在整個製造系統，因此有必要減少製造系統所需載體移轉 車總數。 更進一步方面，機架之内軌道直接安裝在機架之間軌道 下方，且載體移轉車在機架之内軌道上以懸浮軌道方式在 運送車下方移動，其稱為空中運送車。載體移轉車提供舉 臂，在空中運送車上方，圍繞著導引軌道至一位置整個裝 置有效節省因較少使用的支撐臂所佔的空間，導引軌道與 舉臂緊密的建構配合機架之間軌道結構。更進一步地說， 建構距地面上的高度減少了運送裝置角架接地面積。 現在參考附圖說明本發明之一實施例。附圖中： ___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公藿) 574121 A7 B7 五、發明説明（8 ) 圖1 (a)與（b)列出根據本發明具有一舉臂栓鎖到晶圓載 體頂端連接器之載體轉移車側視圖（a)以及具有一延伸舉 臂將晶圓載體放置於處理機器載入埠（b)。 圖2列出具有運送車在機架之間軌道移動，以及載體轉 移車在機架之内軌道移動的上視圖^ 、 圖3 (a)與（b)列出根據本發明，具有可支配插入在執行 位置（a)以及左轉位置（b) 〇 | 圖1(a)中一遙控運送車11在代表機架之間軌道1〇之了字^ 型導引軌道移動，因此載送晶圓載體1。此T字型導引軌道' 安裝在支撐臂12上，而支撐臂本身安裝在天花板13。整個 系統代表空中運送系統。T字型導引軌道1 〇之下，水平安裝 另一個導引軌道代表機架之内軌道2〇。載體移轉車21沿著 機架之間軌道10，於導引軌道2〇下方之懸浮軌道中移動。 一起重機型式舉臂22安裝在支撐臂12相反側之載體移轉車一 21上，其支撐軌道1〇與20。舉臂22上方提供绞盤與繩索結 構24，栓鎖在晶圓載體1上面的連接器3。在圖特殊情 形中顯示，載體移轉車21與空中運送車11已經相遇，而開 始晶圓載體移轉。起重機型式舉臂22安裝在偏離軌道1〇與 20之軸線’並且圍繞著軌道引導至天花板13下方，與運送 車平台足夠高度之位置，依序讓載有晶圓載體1之運送車通 行。 理想上，移轉發生於前方具有載入埠31之處理機器3〇前 面，如圖1 (b)所列。舉臂22頂部具有一可延伸臂23，其可 使用绞盤與繩索24延伸至載入埠31上方的一個位置。晶圓 _______ 11 _ 本紙張尺度適财S @家標準(CNS) A4規格(21GX 297公澄) " 574121 A7 _____ B7 五、發明説明（9 ) 載體可被舉至，晶圓載體門2定位到處理機器3〇之處理腔體 的載入位置的載入埠31。之後，圖中顯示運送車丨丨重新尋 找其他工作的路徑。此外，其他運送車可通過仍忙於放置 晶圓載體1之載體移轉車21現在位置。 圖1之兩種情形，列出圖2上視圖之相同較佳實施例。幾 個運送車11 a-11 c沿著機架區域之機架之間軌道1 〇移動到 i們的目標載入埠31。運送車lib與lie位於載入位置，並. 且表示圖1(a)中運送車lid與圖1(b)中運送車llc狀況，其g 中載體移轉車21b與21c進行移轉。運送車lla已經在處理機 器30前方的載入埠31，找到其目標位置，並且載體移轉車 21 a將抵達此位置。運送車丨^與載體移轉車2Η似乎將遇見 一空閒之載入埠31。 因為根據本發明實施例給予計劃與最佳化架構空間，能 省時且強化資源，假使載體移轉車21d跳過且通過運送車_ lid，而與運送車lle相遇，其即進入運送車Ue目標位置另 個載入埠之機架區域。這引起一可能性，即載體移轉車 21c完成運送車Uc與其載入埠μ之間的移轉。然後，載體 移轉車21c將移至運送車lld附近位置進行移轉，而運送車 lie開始以逆時針通過機架，而離開機架區域。當抵達運送 車lib位置時，稍後之運送車將自具有提昇晶圓載體丨之載 體轉移車2 lb釋放，並且兩運送車通過機架出口交叉點4〇 。同時’運送車1丨3與載體移轉車2ia進行移轉，以及所有 二個運送車lla，lib與lie可通過交叉點40。 根據本發明之實施例一個優點為，存在兩交又點4〇與41 -12 - 本紙張尺度適财a國家標準(CNS) μ規格(2iQX 297公楚) 574121 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) ’其連接包含機架之間軌道1〇與機架之内軌道2〇之機架之 内系統’並且此機架之間系統包含機架之間軌道1 〇。藉由 使用進出機架區域最佳路徑，可以避免所有移轉車與運送 車雙向排隊。 根據此實施例之晶圓載體轉移，可藉由附加電子式或機 械式方法到交叉點40與41與運送車11的切換處42而加速， 其自動旋轉運送車lie上方之晶圓載體1，來使得晶圓載體 門2與載入埠3 1對準。每一切換處與運送車的機制包含一種 工具，其減低目前運送車lie晶圓載體丨的定位。此機制比 較了所偵測得之定位與關於是否載入埠31沿著切換處42下 方軌道10與20向左或右連結到執道之局部資訊。然後此工 具擁有決定是否轉動晶圓載體1的彈性。根據此實施例，此 將由以電腦網路為基礎之製造執行系統完成。 此實施例處理切換處42，包含插入，可垂直於如圖3所 示機架之間軌道而排列。如圖3(a)所示切換處42的位置上 ，圖2之運送車Ilf直行移動，並且跳過機架區域。因此， 當切換處42的位置為如圖3(b)所示時，運送車將轉向左 邊0 -13- 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS) A4規格(210X 297公釐)

Claims (1)

1. 574121 第〇9〇124416號申請案 Ag B8 中文申請專利範圍替換本(92年10月）g 六、申請專利範圍 " 1· 一種運送一半導體晶圓載體之裝置，包含： _ 一機架（間運运裝置，其包含一機架之間軌道（1〇) 與運运車（11)在軌道上移動，來連接許多包含處理機器 (30) 之機架， _該運送車（11)根據處理順序，將晶圓載體（1)在不同 機架間移轉， _ 一機架之内運送裝置，其包含一機架之内軌道（2〇) 與載體移轉車（21)在機架區域的軌道上移動，用以移轉 該機架之間運送裝置與處理機器（3〇)之間的晶圓載體 ⑴， -該載體移轉車（21)可沿著機架之内軌道（20)自由處 置， -該機架之間軌道（10)抵達機架區域，因此通過每一個 處理機器（30)， -該機架之内軌道（20)在機架區域中，沿著機架之間軌 道（19)安裝， -該載體移轉車具有一具有裝置（24)之舉臂（22)，用以 升降晶圓載體（1)，以及放置該處理機器（30)之一載入埠 (31) 上的晶圓載體（1)，而舉臂（22)設計為運送車（11)與 舉臂（22)之間留有一自由載入空間，以讓運送車（π)能 夠移轉晶圓載體（1)，以及載體移轉車（21)可彼此經過而 在軌道上互不阻礙。 2·如申請專利範圍第1項之運送一半導體晶圓載體之裝置 ，其描述舉臂（22)為可延伸的，將晶圓載體（1)自運送車 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）

   裝

   574121 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 體（1)固定在平台上， 時，交又點（40)具有一 平台。 以及當運送車（Π)越過切換器（42) 控制機制轉動具有晶圓載體（1)的 9·如申巧專利範圍第6項之運送一半導體晶圓載體之裝置 ，其描述機架之内軌道(2〇)沿著機架區域下方之機架之 間軌迢（1〇)安裝，以允許載體移轉車（21)自單一機器（30) 裝卸，其位於其他機架或任何機架外側，以及用於與其 他機架區域交換載體移轉車（21)，並且該切換器（42)具 有調整舉臂（22)進出機架區域的機制。 10.如申請專利範圍第i或2項之運送一半導體晶圓載體之 裝置’其描述機架之内軌道（20)在機架之間軌道（10)下 方安裝，並且運送車（11)在機架之間軌道（10)上移動， 以及載體移轉車（21)在運送車（11)下方移動，該載體移 轉車（21)方具有一舉臂在運送車（π)上方延伸。 -3 -