TWI484585B - Substrate transfer equipment - Google Patents

Description

基板轉運設備

本發明係關於一種基板轉運設備，尤其是一種能夠於進料位置取出之待處理基板、以及將基板製程裝置已處理基板送進一出料位置的基板轉運設備。

目前半導體廠為了提高生產力或保持競爭優勢，有很多都已經採用自動化方式進行晶圓的製造與搬運，同時可以節省人事成本以及提高生產效率，因此工廠自動化已經是半導體必然的走向了，而為了因應工廠自動化，有許多工廠的輸送系統以及輸送路線的設計是非常重要的。

一般在工廠中的晶圓搬送處理，係為載入裝置將晶圓載入輸送帶上，將晶圓藉由輸送帶(運行軌道)運送至承載裝置或作業平台，因此輸送帶的穩定與否非常重要，當輸送帶發生蛇行或不平滑移動時，將很容易導致晶圓掉落、疊置、或不均勻沈積。

然而目前之輸送系統大多為單一方向運送之運行軌道，因此當處理後之晶圓因後續其他製程設備，需將晶圓轉換方向時，由於輸送系統僅能單一軌道對單一軌道運送之結構，故必須多添加額外幾段的軌道，才可能將處理後之晶圓轉換方向，如此將會相當浪費廠房規劃之空間，而目前之輸送系統也都是採用無人自動化進行搬運，因此在設計之初整個廠房內部的尺寸、高度及晶圓輸送路徑等等都必須事先規劃好，這些規劃一旦確定之後就不能夠輕易做變更，因此若是有某一個地方在運送路徑上做了變更，將使得整個晶圓盒的輸送流程產生衝突。

因此，若能提供一種基板轉運設備，除了能夠於進料位置取出之待處理基板、以及將基板製程裝置已處理基板送進一出料位置外，更能夠於搬運基板的過程中，旋轉該基板的方向，以方便承接後續其他製程設備之使用，如此應為一最佳解決方案。

本發明之基板轉運設備在於能夠於進料位置取出之待處理基板、以及將基板製程裝置已處理基板送進一出料位置，而基板搬運之過程，更能夠旋轉基板的方向，以便承接後續其他製程設備之使用。

可達成上述發明之基板轉運設備，係用於接收自一進料位置取出之待處理基板以及將已處理基板送進一出料位置，於該進料位置以及出料位置間用於銜接一基板製程裝置，該基板轉運設備係包括有一設置於該進料位置、用於輸出基板至該基板製程裝置之導入機台、一設置於該出料位置、用於接收來自該基板製程裝置所輸出基板之導出機台及複數個於該些導入機台、導出機台及該基板製程裝置之間搬運該複數基板的汲取裝置，而該導入機台能夠輸出基板，並由汲取裝置將基板搬運至該基板製程裝置，而基板製程裝置所處理後之基板，能夠再由汲取裝置搬運及由導出機台接收來自該基板製程裝置所輸出基板。

更具體的說，所述導入機台係包含至少一組的升降模組、至少一組用以將基板自該基板承載裝置依序取出之牙叉式軌道及至少一組用以承接運送來自該牙叉式軌道之複數基板的運行軌道，其中該升降模組係用以置放至少一個基板承載裝置，而該基板承載裝置則用以裝載複數片基板。

更具體的說，所述導出機台係包含至少一組的升降模組、至少一組用 以將該基板依序送入該基板承載裝置之牙叉式軌道及至少一組用以承接運送來自該基板製程裝置所輸出基板，輸出至該組牙叉式軌道的運行軌道，其中該升降模組係用以置放至少一個基板承載裝置，該基板承載裝置用以裝載複數片基板。

更具體的說，所述該些運行軌道分別銜接設置於該導入機台、該基板製程裝置以及該導出機台、該基板製程裝置之間，用以將該些基板運送到該基板製程裝置前，及/或提供將該些基板自該基板製程裝置取出放置；另外該運行軌道係能夠設置一組風扇或是一組破片檢測感測器，其中該風扇用以對自該基板製程裝置取出的該些基板吹拂，而該破片檢測感測器係用以檢知該些基板是否在運行、處理、製程的過程發生破片情況，以便將破片者排除。

更具體的說，所述升降模組內可供容置兩個基板承載裝置，其中一個基板承載裝置用以進行該基板的運送，而另一個則用以進行該基板承載裝置的更換。

更具體的說，所述該些牙叉式軌道係具有至少一組導正機構，用以抵靠該些基板進行偏移導正，使基板進入後續軌道後能維持方向性一致而不偏斜。

更具體的說，所述該些牙叉式軌道係設置有至少一個感測器，用以感應控制該些基板於該牙叉式軌道上所停滯的位置。

更具體的說，所述該些汲取裝置之任一者可對該些基板實施旋轉調整或是對該些基板實施高度調整。

有關於本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱圖一、圖三及圖四A，為本發明一種基板轉運設備之整體架構圖、導入機台示意圖及導出機台示意圖，該基板轉運設備係用於接收自一進料位置取出之待處理基板以及將已處理基板送進一出料位置，於該進料位置以及出料位置間用於銜接一基板製程裝置，如圖一所示，該基板轉運設備係包括有一設置於該進料位置之導入機台1、一設置於該出料位置之導出機台2及至少兩組於該些運行軌道及該基板製程裝置3之間搬運該複數基板的汲取裝置41,42，該汲取裝置41,42將視所搬運基板的數量搭配設置。

其中該用於輸出基板至該基板製程裝置3之導入機台1及該用於接收來自該基板製程裝置3所輸出基板之導出機台2係皆包含至少一組的升降模組11,21、至少一組牙叉式軌道12,22及至少一組運行軌道13,23，而在實際的應用上，本發明基板轉運的過程請參閱圖二A至圖二K，其中當導入機台1之升降模組11的兩個基板承載裝置111,112已裝載複數片待處理基板51後(圖中的箭頭及三角形僅為了表示基板之方向，並非表示該基板之結構特徵)，如圖二A及圖二B所示，該導入機台1之牙叉式軌道12能夠導入該基板承載裝置111中，以將待處理基板51自該基板承載裝置111中依序取出。

而該牙叉式軌道12可具有至少一組導正機構121，或包括至少一個感測器122，因此當待處理基板51自該基板承載裝置111中依序取出後，如圖二B及圖二C所示，能夠由該導正機構121先行導引該些待處理基板51 之正確位置，而該感測器122能夠使該些待處理基板51偵測於該牙叉式軌道12被停滯的位置，因此當該待處理基板51移動至感測器122之感測位置時，如圖二C所示，則會停於該感測器122所設置之相對位置上。或者如另一種實施方式，將待處理基板51透過步進控制輸送方式，譬如：馬達帶動軌道，將牙叉式軌道12的前進速度與待處理基板51置放在牙叉式軌道12上的時間搭配，以趨近同速的方式，讓待處理基板51依序放在牙叉式軌道12上前進，此種方式即無需感測器設置，待牙叉式軌道12滿載待處理基板51，即由汲取裝置41後續運行。

接著，如圖二D所示，當牙叉式軌道12之任一者滿載待處理基板51，該汲取裝置41則會移動到該牙叉式軌道12上方位置，並向下同時吸附複數個待處理基板51，將複數個待處理基板51同時搬運至導入機台1之運行軌道13上。如圖二E所示，在汲取裝置41搬運待處理基板51至運行軌道13的時間內，必須完成同時旋轉該待處理基板51之方向，故該汲取裝置41之任一者可對待處理基板51實施旋轉調整以符合客製化基板製程裝置3所要求的某些製程條件要求。此外，由於機台設計上必須有效利用有限空間，在此條件限制下為了避免鄰近基板51與基板51於旋轉調整時發生碰撞，在本實施說明裡進一步提到該汲取裝置41至少之一者具有高度調整功能，能夠使鄰近兩基板進行方向調整時高度錯位，可降低因旋轉所發生之碰撞機率。在此特別提到，於本段說明以及全文說明書中所提到的旋轉，均為以基板平面的X軸方向一維旋轉。

而當汲取裝置41將複數待處理基板51搬運至導入機台1之運行軌道13上後，如圖二F及圖二G所示，該運行軌道13能夠承接運送來自該牙 叉式軌道12上的複數待處理基板51，並將複數待處理基板51往基板製程裝置3方向進行運送；而當複數待處理基板51進入該基板製程裝置3進行處理後，如圖二H所示，再由該基板製程裝置3將複數已處理基板52輸出至該導出機台2之運行軌道23上，之後另一汲取裝置42則會移動到複數已處理基板52之位置上，並向下吸附起複數個已處理基板52。

當基板製程裝置3將複數已處理基板52輸出時，將其放置於該導出機台2之運行軌道23上；而該些運行軌道23上更能夠設置一組風扇(圖中未示)或是一組破片檢測感測器(圖中未示)相對應於複數已處理基板52之運行路徑，其中該風扇用以對自該基板製程裝置3取出的該些基板52吹拂，而該破片檢測感測器係用以檢知該些基板是否在運行、處理、製程的過程發生破片情況，以便將破片者排除。

因此，如圖二I及如圖二J所示，於汲取裝置42搬運複數已處理基板52的過程中時，能夠再一次同時旋轉該已處理基板52之方向，此時將與圖二E旋轉的方向相反，將已處理基板52回復原始的方向性，汲取裝置42之任一者亦如圖二E所述同樣具有旋轉調整及高度調整，並由汲取裝置42將複數已處理基板52搬運至導出機台2之牙叉式軌道22後，如圖二K所示，該導出機台2之牙叉式軌道22能夠將已處理基板52逐一導引進入該基板承載裝置21中，以將複數已處理基板52依序由牙叉式軌道22送入該導出機台2之升降模組21的基板承載裝置211(或是基板承載裝置212)中，而由圖二K中亦明顯可知，該已處理基板52上的三角形標示跟圖二A之待處理基板51上的三角形方向相同，因此本發明確實能夠於檢測或處理 基板的過程中，進行旋轉基板的方向，而旋轉的角度則依汲取裝置41,42設計，故不僅只能旋轉90度或180度。

另外，導入機台1之一實施機構如圖三所示，該導入機台1之升降模組11內容置兩個基板承載裝置111,112，其中一個基板承載裝置111用以進行該基板的運送，而另一個基板承載裝置112則用以進行該基板承載裝置111的更換，以增加機台效率並不影響輸送動作；而導出機台2之實際樣式如圖四A及圖四B所示，該升降模組21內容置三個基板承載裝置211,212,213，其中兩個基板承載裝置211,212，一個基板承載裝置211用以進行該基板的運送，另一個基板承載裝置212則用以進行該基板承載裝置211的更換，而第三個該基板承載裝置213係為一暫存區，用以預防當操作人員來不及進行更換基板承載裝置時，並可避免基板流入破片收集區24。

另外，牙叉式軌道12之實際樣式如圖五所示，該牙叉式軌道12上係安裝有導正機構121，該導正機構121能夠抵靠基板進行偏移導正，使基板進入後續軌道後能維持方向性一致而不偏斜。(本圖僅以導入機台1之牙叉式軌道12進行解釋，但導出機台2之牙叉式軌道22亦與導入機台1之牙叉式軌道12機械結構相同，故不再贅述)。

本發明所提供之一種基板轉運設備，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1. 本發明之基板轉運設備能夠於進料位置取出之待處理基板、以及將基板製程裝置已處理基板送進一出料位置，而基板搬運之過程，更能夠旋轉基板的方向，以方便承接後續其他製程設備之使用。

2. 本發明之基板轉運設備能使晶圓輸送路徑更有規劃之彈性。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

1‧‧‧導入機台

11‧‧‧升降模組

111‧‧‧基板承載裝置

112‧‧‧基板承載裝置

12‧‧‧牙叉式軌道

121‧‧‧導正機構

122‧‧‧感測器

13‧‧‧運行軌道

2‧‧‧導出機台

21‧‧‧升降模組

211‧‧‧基板承載裝置

212‧‧‧基板承載裝置

213‧‧‧基板承載裝置

22‧‧‧牙叉式軌道

221‧‧‧導正機構

222‧‧‧感測器

23‧‧‧運行軌道

24‧‧‧破片收集區

3‧‧‧基板製程裝置

41‧‧‧汲取裝置

42‧‧‧汲取裝置

51‧‧‧待處理基板

52‧‧‧已處理基板

圖一為本發明一種基板轉運設備之整體架構圖；圖二A至圖二K為本發明一種基板轉運設備之實施例圖；圖三為本發明一種基板轉運設備之導入機台示意圖；圖四A為本發明一種基板轉運設備之導出機台示意圖；圖四B為本發明一種基板轉運設備之導出機台側意圖；以及圖五為本發明一種基板轉運設備之牙叉式軌道示意圖。

11‧‧‧升降模組

111‧‧‧基板承載裝置

112‧‧‧基板承載裝置

12‧‧‧牙叉式軌道

121‧‧‧導正機構

122‧‧‧感測器

13‧‧‧運行軌道

21‧‧‧升降模組

22‧‧‧牙叉式軌道

221‧‧‧導正機構

222‧‧‧感測器

23‧‧‧運行軌道

3‧‧‧基板製程裝置

41‧‧‧汲取裝置

42‧‧‧汲取裝置

Claims (9)

1. 一種基板轉運設備，係用於接收自一進料位置取出之待處理基板以及將已處理基板送進一出料位置，於該進料位置以及出料位置間用於銜接一基板製程裝置，該基板轉運設備係包括有：一設置於該進料位置、用於輸出該些基板至該基板製程裝置之導入機台，包含：至少一組的升降模組，該升降模組用以置放至少一個基板承載裝置，該基板承載裝置用以裝載該待處理基板；至少一組牙叉式軌道，用以將該待處理基板自該基板承載裝置依序取出；至少一組運行軌道，用以承接運送來自該牙叉式軌道之該待處理基板；一設置於該出料位置、用於接收來自該基板製程裝置所輸出該已處理基板之導出機台，包含：至少一組的升降模組，該升降模組用以置放至少一個基板承載裝置，該基板承載裝置用以裝載該已處理基板；以及至少一組牙叉式軌道，用以將該已處理基板依序送入該基板承載裝置；至少一組運行軌道，用以承接來自該基板製程裝置所輸出該已處理基板；以及至少兩組於該運行軌道及該牙叉式軌道之間作動的汲取裝置，用於搬運該待處理基板及已處理基板，且該些汲取裝置之任一者可對該基板 實施高度調整，使鄰近兩基板高度錯位。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板轉運設備，其中該些運行軌道分別銜接設置於該導入機台、該基板製程裝置以及該導出機台、該基板製程裝置之間，用以將該些基板運送到該基板製程裝置前，及/或提供將該些基板自該基板製程裝置取出放置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之基板轉運設備，其中設置於該導出機台、該基板製程裝置間的運行軌道係設置一組風扇，用以對自該基板製程裝置取出的該些基板吹拂。
4. 如申請專利範圍第2項所述之基板轉運設備，其中設置於該導出機台、該基板製程裝置間的運行軌道係設置一組破片檢測感測器，以檢知該些基板之完整狀態。
5. 如申請專利範圍第1項所述之基板轉運設備，其中各該升降模組內可供容置兩個基板承載裝置，其中一個基板承載裝置用以進行該基板的運送，而另一個則用以進行該基板承載裝置的更換。
6. 如申請專利範圍第1項所述之基板轉運設備，其中該些牙叉式軌道係具有至少一組導正機構，用以抵靠該些基板以進行偏移導正。
7. 如申請專利範圍第1項所述之基板轉運設備，其中該些牙叉式軌道係設置有至少一個感測器，用以感應控制該些基板於該牙叉式軌道上所停滯的位置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之基板轉運設備，其中該些汲取裝置可對該些基板實施旋轉調整。
9. 一種基板轉運設備，係用於接收自一進料位置取出之待處理基板以及將 已處理基板送進一出料位置，於該進料位置以及出料位置間用於銜接一基板製程裝置，其特徵在於：該基板轉運設備係包括有一設置於該進料位置、用於輸出待處理基板至該基板製程裝置之導入機台；一設置於該出料位置、用於接收來自該基板製程裝置所輸出已處理基板之導出機台；以及複數個於該些導入機台、導出機台及基板製程裝置之間搬運該些基板的汲取裝置，所述該些複數個汲取裝置可對該些基板實施旋轉調整，且該些汲取裝置之任一者可對該基板實施高度調整，使鄰近兩基板高度錯位。