TWI380146B - A automatic wafer storage system and a method of controlling the said system - Google Patents

Description

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九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於搬運系統及 種自動化晶圓暫存系統及其控制方法二制方法，尤指一 【先前技術】 按，早期半料聽晶K (Wa 二推著製程技術的進步」 系統搬運:二力將:法5以::半導體薇的手推式 生產良率與潔淨度等因素’那麼勢必需 ：： 的晶圓搬運系統’如此才能有效提升生產良率與產^ 因此近年來發展出所言胃的自動化物料配送系里統 ^Automated Material Handling System，AMHS)，目 f，自動化物料配送系統已被普遍應用於半導體廠内， 藉此半導體廠可進行晶圓自動化的傳送，以取代人力搬 運，並增加產量。 具體而吕，該自動化物料配送系統係用以搬運晶圓 至製程機台内進行加工，可是由於製程機台數量有限， 因此晶圓於一個製程機台加工完後，該自動化物料配送 系統會先搬運晶圓至一缓衝站（Buf f er Stat ion)内暫 時儲放’待該下一道製程機台空閒時，該自動化物料配 送系統再從該緩衝站内搬運晶圓至空閒的製程機台 内，以進行下一道製程。 然，目前的半導體廠之自動化搬運系統及搬運方法 5 1380146 卻有以下缺點： 晶圓存放於下-道製程機台鄰 工’當此晶圓要上製程機台加工的加 谨糸妨从也《 子候，自動化搬 2的载具必須從存放晶圓的 運到製程機台’但是該緩衝站亡U 正要上貨的製程機台旁邊。置不-疋是在真 2 目前的自動化搬運系統的載具係以單一方向 需：r移動超過製程機一^ 晶圓的緩衝站位置與製= 機的; 夕、、堯一奴距離才能將其放到製程機台。 3、圓緩存晶圓之用，而無任何功能，因此晶 衝站於等待载具來搬運’待載具接收緩 t占的曰曰圓後，晶圓才可進一步搬運至製程機台内 緣是，本發明人有感上述缺失之可改善，且依 合學:面之相關經驗，悉心觀察且研究之，並配 失之本=而提出—紐計合理且有效改善上述缺 【發明内容】 本，明之主要目的係提出一種自主智慧型的緩衝儲存 的加工，晶圓暫存於該系統中，以作為晶圓加工前 、、’衝區’而該系統透過判斷機制來分析載具與機台的相 类取，1、且先行將本身移動到最佳的位置等待载具進4-圓位晋盘：縮短晶圓等待載具夾取的時間、同時亦減少曰丁 機台的相對位置有偏差時所浪費的搬運時ί。日日 續的批ϋ之另目的係在於提出一種自動化晶圓暫存车 置’使其互相溝通配合運作’藉此S 率，提升生產量。内進订加工’以降低機台的閒置 統種自動化晶圓暫存系 有至少-肿運糸統中，而該搬運系統包含 移動以傳輸晶圓至間置機台= 連接搬運系“置=分:二判斷模組’娜 機台之間的相對位置，並發出搬之運輸載具與閒置 單元，其係用以暫存晶圓且移動“二至^ 一儲存缓衝 性連接該分析判斷模組，其中所帶上並電 運命令而移動至最佳位置，所==兀接收搬 運暫存於所述之儲存緩衝單=== 輸帶圓暫存系統’其設置於傳 用以搬運晶圓的運輸載；，而所有至少-個 於該傳輸帶上移動並攜帶晶圓至間置機::進：方： 丄划146 w亥自動化晶圓暫存系統包括有：一 判斷模組設於該傳輸帶上且電性連接於分析 且祕存緩衝單元雙向移動的設置於 :放 雨載/、 $置機台與該儲存緩衝單元之門 並控制該儲存緩衝單元至閒置機台的^之對位置 機台的運輸載具將暫存於該儲存 ：私動至閒置 置機台内進行加工衝早凡的晶圓搬運至閒 本發明提出—種自動化晶圓暫 中該自動化晶圓暫存李庫二、’、工制方法，其 搬運晶圓至閒置檣體廠之搬運系統令以 傳輸帶與至少4;::工=搬運系統包含有至少--分析判斷模叙與】匕;=晶圓暫存系統包含有 存系統之控制方法步二人’而自動化晶圓暫 速輸載具、閒置機台ι = ^ 口: β:透過分析判斷模組分析 訊以控制該錯存二斷產生出-第-位置資 輸载具亦移動至該最估私動至一琅佳位置，同時，該運 彡該運輪載具，嗜:置，而垓儲存緩衝單元傳輸晶圓 内進行加工；或是依二，具進一步將晶圓搬運至間置機台 產生出—第二位置次/X目對位置，該分析判斷模組判斷 轉’該運輪裁具移動儲存缓衝單元移動，同 绫衝單元_存減=財簡單元的位置，而該儲存 。、内的晶圓傳輸至該運輸载具，該運輸 1380146

載具接續搬運晶圓至閒置機台内進行加工 是以，本發明之自動化晶圓暫 有以下有益效果： 矛'、、先及其控制方法具 1、自動判斷分析閒置機台'運輪 之間的即時相對位置’並控制儲：緩二！存緩衝單元 移動，以配合運輸載呈，將日衝早7°行雙向的 … 。戟，、肘日日圓以最快速與最短距離 运至閒置機台上，藉此增加椒運系統的效能、減少晶 圓搬運時間，並降低機台閒置的機會和時間，以有效

增加產量。 本發明可應用於區域性的搬運系統，用以減少晶圓 在儲存緩衝單元（緩衝區）等待的時間，降低機台 閒置率。

〜為了旎更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之 技術、方法及功效’請參閱以下有關本發明之詳細說明與 附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深 入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並 非用來對本發明加以限制者。 【實施方式】

請參閱第一圖所示，本發明之自動化晶圓暫存系統1 包含有一分析判斷模組1 1與一儲存缓衡單元1.2，其中 該自動化晶圓暫存系統1係應用於半導體廠的搬運系統2 中，而5玄搬運系統2包含有一運輸載具21與一傳輸帶2 2 ’該運輸載具2 1單方向的移動設置於該傳輸帶2 2 上’而該傳輪帶2 2沿設於機台3旁，藉此該運輸載具2 9 1380146 示）。此外，須說明的是，該分析判斷模組1 1電性連接該 ' 運輸載具21、該機台3與該儲存缓衝單元1 2的方式可 選用有線電性連接方式或無線電性連接方式。 當機台3正在進行製程時，待加工之晶圓4會暫時存 放於一旁，而該儲存緩衝單元1 2正是該晶圓4暫時儲存 之處，藉此暫時容納該晶圓4，以該儲存緩衝單元1 2作 為緩衝區，特別的是，該儲存緩衝單元1 2係移動的設置 於該傳輸帶2 2上並且能以雙向方向移動，而該儲存缓衝 單元1 2電性連接該分析判斷模組1 1，除傳送相關位置 ® 狀態給該分析判斷模組1 1外，亦接受該分析判斷模組1 1的控制而於該傳輸帶2 2上進行雙向方向的移動。 請參閱第三A圖至第三C圖所示，當該機台3完成製 程而閒置時，該分析判斷模組1 1依據該機台3、該運輸 載具21與該儲存緩衝單元12之間的相對關係而進一步 控制該儲存缓衝單元1 2移動至最佳位置，同時，該運輸 載具2 1亦移動至該最佳位置，於該最佳位置，該儲存緩 衝單元1 2將晶圓4交換至該運輸載具21中，並以該運 • 輸載具2 1接續搬運晶圓4的工作，最後該運輸載具2 1 將晶圓4搬運至閒置的機台3内，以進行晶圓4加工，其 中該最佳位置係指機台3的位置，俾藉該儲存緩衝單元1 2與該運輸載具2 1的配合運作，使閒置之機台3可以快 速獲得晶圓4進行加工，以降低機台3的閒置率。 請參閱第五圖所示，本發明提出一種自動化晶圓暫存 系統之控制方法，其步驟包含如下（請搭配參考第三A圖 11 至第四C圖所示）： (A)藉由該分析判斷模組 間置的機台3與該儲存緩衝上”：析峨載具21、 進-步依據該相對:的相對位置，並 ⑻依細曝置，===鄉⑻。 產生出一笛一命罢二穴“ χ刀析判斷杈組1 1進一步判斷 今最⑹貝矾以控制該儲存緩衝單元12移動至 接該，具21亦移動至該最佳： 按收辦存綾衝早兀i 2内的晶 一 3位於該運輸载具“： 第三A圖朝該閒置嶋移動(如 接收晶圓4後，緊接著接續晶圓4 ，運作，而將该晶圓4搬運至閒置之機台3内進行加工。 (D )依據該相關位置，古亥 產生出-第1罢 · 11進—步判斷 =第歧以限制該儲存緩衝單元1 2移動’ ^" 7置貝讯係指該儲存緩衝單元12位於該運輸 221與該閒置的機台3之間，而該運輸載具21 = 閒置的機台3移動（如第四_至_圖所示）/1朝”亥 (E)忒運輸载具2丄移動至該儲存緩衝單元1 2之位 !二5且接收該儲存緩衝單元1 2内的晶圓4，而該儲在 緩衝單tl 1 2則返回初始位置’以接收下一次的控制 後’該運輸載具2 1搬運該晶圓4至閒置之機台 加工。 咬1 丁 藉由上述控制方法’本發明之自動化晶圓暫存系統可 12 元1置機台3、運輸載具2 1及儲存緩衝單 動至B, p%相對位置，並控制儲存緩衝單元 動至取佳位置，以輔助運蛉 干兀丄2牙夕 時間’達顺率搬運的目，減少晶圓等待搬運 其控發明之自動化晶圓暫存系統及 本!:::=運系統的效能、減少晶圓搬運 量。降低機。閒置的機會和時間，以有效增加產 搬運系統，用以減少晶圓在儲 (緩衝區）等待的時間。 輕易達到降低機台閒置率的目的，故有 至閒置機台上。、：θθ81以取快迷時間與最短距離送 准，上述所揭露之圖 =凡精於此項技藝者當可依據上述;=:= 改變仍屬於本發明之發明精 【圖式簡單說明】 第一圖係為本發明之ή 示意圖。 之自動化晶圓暫存系統之系統架構 第二圖係為本發明#白 月之自動化晶圓暫存系統之另一系統 1380146 架構不意圖。 笫

八圓诉馬搬運過程 第三B圖係為搬運 、·月動作示意圖（一）。 第三C：圖係為搬運 κ勖作不意圖（二）。 ^ 逆過程之連續動作；立门， 第四Α圖係為另一把 勖作不思圖（三）。 第四β圖係為另一抽t、笛、貝助作不思圖（一）。 第四C圖係為另—撖：轾之連績動作示意圖（二)。

第五圖係為本發明之= 呈之連續動作示意圖（三)。 之步驟。自動化晶圓暫存系統之控制方法 【主要元件符號說明】 1自動化晶圓暫存系統 11 为析判斷模組 12 儲存緩衝單元 2 搬運系統

21 運輸載具 2 2 傳輸帶 3 機台 4晶圓 14

Claims (1)

1. 、申請專利範圍： 換頁 搬運種而自其應用於半導體薇之 運輪載具，所述之運輸載且工傳輸帶與至少-以傳輸晶圓至閒置機台載内加乂工早於該傳輸帶中移動 括有： '^自動化晶圓暫存系統包 以 S析判斷模組，係雷性車4 二運輸载具與嶋台之間的==發 置於該傳輪70，其係用以暫存晶圓且移動的設 儲存緩置其π述之 佳位置並搬運暫存於所述之儲Ui =運命令後而自動回歸初始位置==;: 铋，i tbt申明專利辜巳圍第1項所述之自動化晶圓暫存系 動/中該麟緩衝單元能以雙向方向於該傳輸帶上移 从f 士口申清專利範圍第1項所述之自動化晶圓暫存系 、，先，/、中該最佳位置係指閒置機台的位置。 4、如申請專利範圍第丄項所述之自動化晶圓暫存系 統^其中該自動化晶圓暫存系統可進一步增設複數個，且 4複數個自動化晶圓暫存系統分別應用於半導體廠之搬 15 1380146 • . 101年4月30日修正替換頁 運系統中，以進行區域型的晶圓搬運。 ♦. 5、 如申請專利範圍第1項所述之自動化晶圓暫存系 統，其中所述之運輸載具為屋頂懸吊式載具（Overhead Hoist Shuttle，OHS )、屋頂懸吊式運輸器具（Overhead Hoist Transport, 0HT)或執道式運輸器具（Rail Guided Vehicle,RGV)。 6、 一種自動化晶圓暫存系統，其設置於傳輸帶上並 用來暫時存放晶圓，而該傳輸帶上設有至少一個用以搬運 晶圓的運輸載具，而所述之運輸載具以單一方向於該傳輸 ® 帶上移動並攜帶晶圓至閒置機台内進行加工，而該自動化 晶圓暫存系統包括有： 一分析判斷模組，該分析判斷模組設於該傳輸帶上且 電性連接於所述之運輸載具與閒置機台之間； 至少一儲存緩衝單元，其係用以暫時存放晶圓，且該 儲存緩衝單元雙向移動的設置於該傳輸帶上並電性連接 該分析判斷模組，其中該分析判斷模組判斷所述之運輸載 具、閒置機台與該儲存緩衝單元之間的相對位置並控制該 • 儲存緩衝單元至閒置機台的位置，讓移動至閒置機台的運 輸載具將暫存於該儲存緩衝單元的晶圓搬運至閒置機台 内進行加工，且所述之儲存緩衝單元傳輸晶圓至所述之運 輸載具後而自動回歸初始位置。 7、 如申請專利範圍第6項所述之自動化晶圓暫存系 統，其中該自動化晶圓暫存系統可進一步增設複數個，且 該複數個自動化晶圓暫存系統分別設置於該傳輸帶上，以 16 1380146 _ • . 101年4月30日修正替換頁 進4亍區域型的晶圓搬運。 8、 如申請專利範圍第6項所述之自動化晶圓暫存系 • 統，其中所述之運輸載具為屋頂懸吊式載具（Overhead Hoist Shuttle, OHS )、屋頂懸吊式運輸器具（Overhead Hoist Transport，OHT)、軌道式運輸器具（Rail Guided Vehicle,RGV) ° 9、 一種自動化晶圓暫存系統之控制方法，其中該自動 化晶圓暫存系統應用於半導體廠之搬運系統中以搬運晶 圓至閒置機台内加工，而該搬運系統包含有至少一傳輸帶 ® 與至少一運輸載具，該自動化晶圓暫存系統包含有一分析 判斷模組與至少一儲存緩衝單元，而自動化晶圓暫存系統 之控制方法步驟包含如下： 透過分析判斷模組分析運輸載具、閒置機台與儲存緩 衝單元之間的相對位置； 依據該相對位置，該分析判斷模組判斷產生出一第一 位置資訊以控制該儲存緩衝單元移動至一最佳位置，同 時，該運輸載具亦移動至該最佳位置，而該儲存緩衝單元 • 傳輸晶圓至該運輸載具，該運輸載具進一步將晶圓搬運至 閒置機台内進行加工；或是 依據該相對位置，該分析判斷模組判斷產生出一第二 位置資訊而限制該儲存緩衝單元移動，同時，該運輸載具 移動至該儲存緩衝單元的位置，而該儲存緩衝單元將儲存 於其内的晶圓傳輸至該運輸載具，該運輸載具接續搬運晶 ' 圓至閒置機台内進行加工。 17 1380146 替換頁 1 0、如申請專利範圍第9項所述之自動化晶圓暫 統之控制方法，其中所述之運輸載具為屋頂懸吊式且 (Overhead Hoist Shuttle，〇HS)、屋頂懸吊式運輸器 ^ (Overhead Hoist Transport，0HT)或執道式運輸器^ (Rai1 Guided Vehicle, RGV)。 、 11、如中請專利範圍第9項所述之自動化晶圓暫 統之控制方法，其中該運輸載具與存緩衝單 設置於一傳輸帶上。 ㈣ / 1 2、如巾請專利範圍第2丄項所述之自動化晶圓暫存 糸統之控制方法，其中該運輸載具於該傳輸帶上以單一方 向移動。 ^ 1 3如申明專利範圍第丄丄項所述之自動化晶圓暫存 糸統之控制方法，其中該儲存緩衝單元於該傳輸帶上以雙 向方向移動。 1 4如申响專利範圍第9項所述之自動化晶圓暫存系 从之控制方法’其中該儲存緩衝單元係暫存晶圓’用以 作緩衝區。 1 5如申δ月專利範圍第g項所述之自動化晶圓暫存系 1 方法’其中該第一位置資訊係指該閒置機台位於 緩衝單元之間，而該運輸載具朝該閒 置機台移動。 申請專利範圍第9項所述之自動化晶圓暫存系 、、：制方法’其中該最佳位置係指閒置機台的位置。 如申δ月專利範圍第9項所述之自動化晶圓暫存系 18 1380146 _ • . 101年4月30曰修正替換頁 統之控制方法，其中該第二位置資訊係指該儲存緩衝單元 位於該運輸載具與該閒置機台之間，而該運輸載具朝該閒 • 置機台移動。

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