TWM499960U - 自動化清洗站 - Google Patents

Description

自動化清洗站

本創作為一種用於晶圓廠之自動化清洗站的技術領域，尤其一種針對分佈於無塵室高空中之自動化物料搬運系統(AMHS)，所設計能有效率地去除粉塵的設備。

半導體12吋(300mm)晶圓廠，因為生產高科技晶片，對於晶片生產環境之要求非常嚴格，目前業界已知因素中粉塵與震動對晶片良率的影響不容忽視。此類晶圓廠中是採用自動化物料搬運系統(Automated Material Handling System，簡稱AMHS)，利用高電壓產生磁浮力驅動各式搬運車的運行，其磁場所產生大量靜電讓環境中飛揚的微小粉塵容易沾附於搬運車上，且搬運車系統行駛速度高，因軌道環繞無塵室運行而有許多接縫與轉彎處，也容易使搬運車產生較大的震動，搬運車經年累月運轉，其本身零組件與運行軌道摩擦，產生大量的粉塵(partical)，這些粉塵將隨著搬運車運行和震動而散布於無塵室中，這對於晶片生產之良率會造成嚴重的影響。其中因為高架起重搬運器(Over Hoist Transports，簡稱OHT)直接將裝載晶片(Wafer)的前開式晶圓運載盒(Front Opening Unified Pod，簡稱FOUP)，運送至晶片生產機台的前開式介面機械標準(Front-Opening Interface Mechanical Standard，簡稱FIMS) 系統，所以最容易將搬運車上的粉塵震落FOUP上，當生產機台開起FOUP門的時候，因機台內為真空狀態(負壓)，會將FOUP上與環境中的粉塵吸入生產機台內，造成粉塵散落於晶片上因而造成晶片的缺陷。

理想的解決辦法是定期去除附著於高架起重搬運器(OHT)及分佈於軌道上的粉塵，尤其是囤積於高架起重搬運器(OHT)上的粉屑顆粒(Partical)。但是高架起重搬運器(OHT)是運行在分佈於晶圓廠內的高空軌道，以人工洗清並不方便及實際，且去除過程中若造成粉塵飄散，又會造成環境遭受污染，有鑑於此，本創作人設計了此一自動化清洗站。

本創作主要目的係提供一種自動化清洗站，運用於晶圓廠的無塵室內，針對自動化物料搬運系統(AMHS)中之易囤積粉屑顆粒(Particle)的高架起重搬運器(OHT)頂面或軌道，使用消除靜電、吹風除塵等程序加以清洗，爾後吸氣同時將粉屑顆粒(Particle)吸入管內而被收集，有效率地去除粉屑顆粒(Particle)，減少晶圓生產中有可能影響良率的潛在因素。

為達上述之目的，本創作的結構是於一機體形成具有供軌道通過的一清洗空間，該清洗空間的內壁區域安裝著至少一吸風盤、至少一風刀與至少一離子釋放棒；至少一吸氣接頭，安裝於該機體，由該機體內的吸氣管路與該吸風盤相接；至少一供氣接頭，安裝於該機體，由該機體內的供氣管路與該風刀相接；以及至少一離子雲產生器，安裝於該機體內，由該機體內線路與該離子釋放棒相接；藉此當一高架起重搬運器(OHT)經該軌道進入自動化清洗站，該自動化清洗站經消除靜電、吹風除塵、吸氣集塵等程 序，能有效率地去除該軌道及該高架起重搬運器上的粉屑顆粒(Particle)。

本創作自動化清洗站的運作模式是由該離子雲產生器產生大量的正負離子，以消除靜電，並由該風刀產生的高壓氣體吹離附著於物體表面的粉屑顆粒(Particle)，再由大面積的數該吸風盤吸取飄浮於清洗空間內的粉屑顆粒(Particle)，最後收集排出。

再者，為了有效率去除粉屑顆粒(Particle)，本創作進一步包括有至少一噴氣裝置，該噴氣裝置安裝於該機體頂部內四角隅位置，包括一旋轉機構及一噴氣管，該噴氣管並與該供氣管路相接是由該旋轉機構帶動旋轉，該噴氣管的噴氣口會經由該旋轉機構作動而移動至該軌道內。另外該噴氣裝置能安裝於一往復移載裝置上，該往復移動裝置為一氣壓缸。在該噴氣裝置噴氣過程中由該移載裝置產生往復移動，使氣體產生擾流現象。如此有助於進一步除除軌道內的囤積粉屑顆粒(Particle)。

以下配合圖式及元件符號對本創作的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

A‧‧‧自動化清洗站

1‧‧‧機體

11‧‧‧清洗空間

111‧‧‧第一空間

112‧‧‧第二空間

13‧‧‧側壁

131‧‧‧送風口

132‧‧‧通道口

14‧‧‧內壁

15‧‧‧供氣接頭

151‧‧‧供氣管路

16‧‧‧吸氣接頭

161‧‧‧吸氣管路

2‧‧‧吸風盤

3‧‧‧風刀

4‧‧‧離子釋放棒

41‧‧‧離子雲產生器

5‧‧‧噴氣裝置

51‧‧‧旋轉機構

52‧‧‧噴氣管

6‧‧‧往復移載裝置

8‧‧‧軌道

81‧‧‧內導軌

9‧‧‧高架起重搬運器

91‧‧‧導輪

第一圖為本創作自動化清洗站安裝自動化物料搬運系統(AMHS)的軌道處之示意圖；第二圖為本創作之立體圖；第三圖為本創作去除機體外殼後之內部結構示意圖；第四圖為本創作之側視圖；第五圖為本創作運作時，該高架起重搬運器尚未進入該機體中間位 置的示意圖；第六圖為本創作運作時，該高架起重搬運器已進入機體中間位置，欲開始進行清洗作業的示意圖。

如第一圖所示，本創作自動化清洗站A是安裝於晶圓廠的無塵室中，於自動化物料搬運系統(AMHS)的軌道8經過位置，能清洗於該軌道8運行的高架起重搬運器9(OHT)。詳細運作方式於後面段落再作描述。

首先就本創作的結構作一詳細的說明，如第二及三圖所示，為本創作之立體圖及內容結構的示意圖。本創作自動化清洗站A之機體1具有開口朝上、供軌道8通過的一清洗空間11，該清洗空間11由上而下分為第一空間111及第二空間112，尺寸是由第一空間111漸漸向第二空間112擴大，該第一空間111寛度是對應該軌道8尺寸，該第二空間112則對應該高架起重搬運器9(OHT)尺寸，該清洗空間11的橫向長度是大於該高架起重搬運器9，主要的除塵作業區於中間區段。

該機體1於該清洗空間11的內壁區域安裝著至少一吸風盤2、至少一風刀3與至少一離子釋放棒4，其中該風刀3與該離子釋放棒4安裝於該機體1內，位置鄰近於該第一空間111與該第二空間112相接區域的側壁13。該側壁13具有一狹長的送風口131，該風刀3所產生的噴射風流以及該離子釋放棒4所產生的正、負離子皆經該送風口131進入該清洗空間11內。該風刀3的出風口是面對該高架起重搬運器9的頂面位置。該吸風盤2是安裝於該第二空間112所在區域的內壁14，該內壁14縱向剖面形狀呈U字型，在本實施例中該吸風 盤2具有三組，分佈於兩垂直面及底面位置。

該機體1內具有至少一離子雲產生器41，經線路與該離子釋放棒4相接，由該離子釋放棒4產生大量正、負離子，藉由離子雲達到消除靜電的效果，使粉屑顆粒(Particle)不會黏附在物體上。該風刀3是能將空氣壓縮，達到噴氣壓力加大，在前述靜電消除狀態下，將粉屑顆粒(Particle)從物體表面吹落。在本實施例中，該離子雲產生器41、風刀3設有兩組，分處該清洗空間11兩側。該機體1外殼安裝著至少一供氣接頭15，該吸氣接頭15是由該機體1內的供氣管路151與該風刀3相接，由外部供給高壓氣體。另外該機體1外殼也安裝有至少一吸氣接頭16，該吸氣接頭16是由該機體1內的吸氣管路161與數該吸風盤2相接。其中各供氣管路151與吸氣管路161皆具有開關閥門(圖中未畫)，以適時控制管路的開閉時機。由於本創作自動化清洗站A是安裝於該晶圓廠的無塵室內，該無塵室內分佈著各式專用管線，其中包括供氣管線及吸氣管線，本創作利用該機體1的供氣接頭15、吸氣接頭16與相關管線相接，就能在設備運作時，由無塵室廠區適時供給高壓氣體，吸氣後將粉屑顆粒(Particle)收集輸送至廠房端的過濾系統而排出。

在上實施例中，該風刀3主要係用以去除高架起重搬運器9(OHT)頂面附著的粉屑顆粒(Particle)，但供高架起重搬運器9(OHT)運行的軌道8內也容易囤積粉屑顆粒(Particle)。因此本創作進一步包括有至少一噴氣裝置5，該噴氣裝置5用以吹氣至該軌道8內，以去除軌道8內附著的粉屑顆粒(Particle)。在本實施例中該噴氣裝置5具有四組，分別安裝於該機體1頂部內四角隅，位置鄰近該側壁13，包括一旋轉機構51及一噴氣管52。該噴氣管52呈一立體彎曲的L型，與該供氣管路151相接，由該旋轉機構51帶動旋轉。該側壁13 具有至少一通道口132。當該旋轉機構51作動時，能帶動該噴氣管52經該通道口132於該機體1內部或該清洗空間11兩處作切換。在第三圖中，圖面右側的兩噴氣管52所在位置是相對在該機體1內部，而左側的兩噴氣管52所在位置則是在對準軌道的狀態，此狀態下該噴氣管52的噴氣口是位於該軌道8的所在處。

另外為了使上述噴氣產生擾動的氣流，以利粉屑顆粒(Particle)被吹落，每一該噴氣裝置5係安裝於一往復移載裝置6上，在本實施例中該往復移動裝置6為一氣壓缸，並與該供氣管路151相連接。在該噴氣裝置5噴氣過程中，由該移載裝置6產生往復移動，於該清洗空間11內部氣體產生擾流現象，有助粉屑顆粒(Particle)被吹落。

接著就本創作的運作方式作一清楚的描述：如第一圖及第四圖所示，分別為本創作結構運作的示意圖及側視圖。本創作自動化清洗站A是安裝於該自動化物料搬運系統(AMHS)的軌道8經過的路徑上，亦固定於無塵室的廠房內，廠方內另具有供氣管線、吸氣管線(此部份省略未劃出)與機體1外殼之供氣接頭15及吸氣接頭16相接，提供本創作設備運作時所需的高壓氣體及吸力。該軌道8剖面呈似ㄇ字型，該高架起重搬運器9雖利用高電壓產生磁浮力於軌道8運行，但頂部另具有導輪91與軌道8內之內導軌81輕微接觸。本創作自動化清洗站A主要係用以去除高架起重搬運器9頂面及經導輪91移動而囤積於內導軌81的粉屑顆粒(Particle)。

如第五圖所示，當高架起重搬運器9尚未移動至該機體1內的中間區域時，該噴氣裝置5之噴氣管52是位於該機體1內部。如第六圖所示，待高架起重搬運器9移動正確位置後，前後的該噴氣管52經旋轉機構51作動而移動至 該清洗空間11的第一空間111內，該噴氣管52出口面對該內導軌81。清洗作業流程為：首先該離子釋放棒4經離子產生器41作動而產生大量的正、負離子，經預定時間後，大量正、負離子會分佈於該清洗空間11，藉由離子雲達到消除靜電的效果，使粉屑顆粒(Particle)不會黏附高架起重搬運器9及軌道8表面。接著該風刀3及噴氣裝置5同時作動，將粉屑顆粒(Particle)吹離該高架起重搬運器9及軌道8表面。該往復裝置6亦同步作動，使該噴氣裝置5產生前後來回小幅移動，讓氣體達到擾流效果，進一步將導輪91與內導軌81接觸間的粉屑顆粒(Particle)吹下。此過程中，分佈於該第二空間112內大面積的該吸風盤2持續吸氣，吸收由該第一空間11被吹落的粉屑顆粒，再經無塵室內的吸氣管線排出，送至廠房端的過濾系統。清洗過程中該風刀3會優先停止，接著再由該噴氣裝置5停止。而該離子產生器41則是在高架起重搬運器9離開機體1才會停止，避免粉屑顆粒(Particle)在吸氣管線中因靜電再度產生而吸附於管壁。當清洗過程結束後，該噴氣管52會經旋轉機構51作動旋轉而再次進入該機體1內部，以利該高架起重搬運器9移出該自動化清洗站A。另外該機體1可於該軌道8通過的前後位置另安裝一自動門及相關感應機構(圖中未畫出)，以利清洗作業過程中，讓該高架起重搬運器9完全被該機體1所包圍，避免少部份的粉屑顆粒(Particle)飄落。

綜合以上所述，本創作自動化清洗站是利用消除靜電、吹風除塵、吸氣集塵等程序，達到清除該高架起重搬運器9及軌道8上之粉屑顆粒(Particle)的目的。由該離子產生器41於清洗空間11內佈滿正負離子，達到消除靜電的效果，使粉屑顆粒(Particle)無法附著於物體表面；接著使用風刀3及噴氣裝置5吹掉落於該起重搬運器9及軌道8上的粉屑顆粒(Particle)，再由大面積的 吹風盤2吸氣集塵。因此運用本創作之設計，就能達到吸塵、清理、集塵的效果，有效保持自動化物料搬運系統(AMHS)的清潔，符合專利之申請要件。

A‧‧‧自動化清洗站

1‧‧‧機體

11‧‧‧清洗空間

111‧‧‧第一空間

112‧‧‧第二空間

13‧‧‧側壁

131‧‧‧送風口

132‧‧‧通道口

14‧‧‧內壁

15‧‧‧供氣接頭

16‧‧‧吸氣接頭

2‧‧‧吸風盤

4‧‧‧離子釋放棒

Claims (10)

1. 一種自動化清洗站，包括：一機體，具有供軌道通過的一清洗空間，該機體於該清洗空間的內壁區域安裝著至少一吸風盤、至少一風刀與至少一離子釋放棒；至少一吸氣接頭，安裝於該機體，由該機體內的吸氣管路與該吸風盤相接；至少一供氣接頭，安裝於該機體，由該機體內的供氣管路與該風刀相接；至少一離子雲產生器，安裝於該機體，由該機體內線路與該離子釋放棒相接：藉此，一高架起重搬運器(OHT)經該軌道進入該自動化清洗站，由該自動化清洗站經消除靜電、吹風除塵、吸氣集塵等程序，有效率地去除該軌道及該高架起重搬運器表面附著的粉屑顆粒(Particle)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動化清洗站，其中該清洗空間由上而下分為第一空間及第二空間，尺寸是由第一空間漸漸向第二空間擴大，該第一空間是能供該軌道通過，該第二空間能供該高架起重搬運器通過。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自動化清洗站，其中該風刀與該離子釋放棒安裝於該機體內的位置鄰近於該第一空間與該第二空間相接區域的側壁，該側壁具有一狹長的送風口，該風刀所產生的噴射風流以及該離子釋放棒所產生的正、負離子皆經該送風口進入該清洗空間內。
4. 如申請專利範圍第3項所述之自動化清洗站，其中該風刀與該離子釋放棒具有兩組分別安裝兩個位置相對的於該第一空間與該第二空間相接區域，即於該軌道及高架起重搬運器經過路徑的兩側位置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之自動化清洗站，其中該風刀的出風口是面對該高架起重搬運器的頂面位置。
6. 如申請專利範圍第2項所述之自動化清洗站，其中該吸風盤安裝於該機體的位置是於該第二空間所在區域的內壁。
7. 如申請專利範圍第6項所述之自動化清洗站，其中該第二空間所在區域的內壁呈剖面呈U字型，其中該吸風盤具有三組，並分佈於兩垂直面及底面位置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之自動化清洗站’進一步包括有至少一噴氣裝置，該噴氣裝置安裝於該機體內，每一噴氣裝置包括一旋轉機構及一噴氣管，該噴氣管與該供氣管路相接並由該旋轉機構帶動旋轉，該噴氣管的噴氣口經由該旋轉機構作動能位於該軌道內。
9. 如申請專利範圍第8項所述之自動化清洗站，其中該噴氣裝置數目為四個，位置是於該機體內四角隅且鄰近於該第一空間與該第二空間相接區域的側壁，該側壁具有至少一通道口，當該旋轉機構作動時，能帶動該噴氣管經該通道口於該機體內部或該清洗空間之間移動。
10. 如申請專利範圍第8項所述之自動化清洗站，其中該噴氣裝置係安裝於一往復移載裝置上，在該噴氣裝置噴氣過程中由該移載裝置產生往復移動，使氣體產生擾流現象。