TWM647561U

TWM647561U - 前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統

Info

Publication number: TWM647561U
Application number: TW112206924U
Authority: TW
Inventors: 張木慶; 葉信宏; 吳華偉
Original assignee: 均華精密工業股份有限公司
Priority date: 2023-07-04
Filing date: 2023-07-04
Publication date: 2023-10-21
Also published as: CN220456371U

Abstract

一種前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統，包括儲存單元、進出料單元。儲存單元包括殼體，殼體之第一表面包含進出料端口，殼體之第二表面包含複數個裝載端口；多層儲存機構，設置於殼體內部，用以承載複數個前開式晶圓傳送盒；升降機構，用以軸向移動多層儲存機構到多個位置；複數個開蓋機構，附接於該第二表面之該複數個裝載端口。進出料單元設置於殼體之第一表面，包括進出料平台，用以承載前開式晶圓傳送盒；編碼讀取機構，設置於進出料平台之一側，用以辨識前開式傳送盒上之編碼；驅動機構，用以驅動進出料平台。其中，進出料平台的設置位置對應於進出料端口，驅動機構驅動進出料平台，使前開式晶圓傳送盒透過進出料平台從進出料端口傳送進出儲存單元。

Description

前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統

本創作係有關於一種前開式晶圓傳送盒之儲存及裝載系統，特別是一種前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統。

積體電路製程涉及數十甚至數百道不同製程在半導體晶圓上加工，包括蝕刻、顯影、擴散、離子植入、熱處理、氣相沈積等多種製程，而每當完成一道製程，半導體晶圓便會被運送到下一道製程進行加工。為了將半導體晶圓在這許多不同的製程站點之間運送，半導體製造業者通常會將一片或多片半導體晶圓放置於前開式晶圓傳送盒(FOUP)內，以保護這些半導體晶圓在儲存及運送的過程中，不受落塵顆粒、有機氣體、蒸氣等污染物的影響。

當半導體晶圓放置於前開式晶圓傳送盒內後，一般可透過機器手臂、天車等設備，將前開式晶圓傳送盒在各製程站點之間的運送。抵達製程站點後，再將前開式晶圓傳送盒置放於裝載系統上，以預備將前開式晶圓傳送盒裝載至該站點之製程設備上進行加工。

裝載系統設置有編碼讀取機構及承載平台，前開式晶圓傳送盒放置於承載平台上。在製程開始之前，編碼讀取機構會開始讀取前開式晶圓傳送盒上的編碼，以確認加工批號或料號正確無誤。接著，裝載系統便會運送前開式晶圓傳送盒至製程設備的連接端口，並透過開蓋機構將前開式晶圓傳送盒的前蓋打開，使製程設備的機器手臂得以拾取或遞送半導體晶圓進入製程設備中進行加工。

當半導體晶圓於製程設備站點加工完成後，機器手臂便會再將加工完成後的半導體晶圓遞送回到前開式晶圓傳送盒內。待所有半導體晶圓全部放回前開式晶圓傳送盒內後，再蓋上蓋子，由再由機器手臂或天車將前開式晶圓傳送盒從裝載系統上運送至下一個製程站點。在此一過程中，由於裝載系統一次只能放置一個前開式晶圓傳送盒並進行半導體晶圓在製程設備加工，因此，當加工完成，需要進行更換下一個前開式晶圓傳送盒時，必須等待已加工完成的前開式晶圓傳送盒由天車運送至下一製程站點時，才能再將下一個前開式晶圓傳送盒運送到裝載系統上。如此一來，製程設備便必須閒置等候，無法連續運轉，影響產能。換句話說，當前開式晶圓傳送盒要進料或退料進出製程設備時，都是透過同一裝載系統，而此一裝載系統一次僅能裝載一個前開式晶傳送盒，嚴重影響製程流暢度及產能。目前解決此前開式晶圓傳送盒於裝載系統進出料相衝突的辦法，大多是安裝至少兩個以上的裝載系統。

有鑑於此，本創作提出一種前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統，不同於原本的裝載系統的是，本創作所提出之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統具有儲存單元，其包含多層儲存機構，可透過進出料單元將複數個前開式晶圓傳送盒預先送入並儲存於多層儲存機構中。此多層儲存機構可儲存至少兩個以上的前開式晶圓傳送盒，因此，當其中一個前開式晶圓傳送盒已完成製程加工時，製程設備可緊接著繼續裝載另一個前開式晶圓傳送盒並開始加工製程，而已完成加工的前開式晶圓傳送盒可以同時進行退料，將前開式晶圓傳送盒從儲存單元移出至進出料單元，接著再由天車將前開式晶圓傳送盒運送至下一站點，然後再放置另一待加工的前開式晶圓傳送盒。

因此，本創作所提出的前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統可以將前開式晶圓傳送盒的裝載過程及進出料過程從製程中獨立出來而避免相互衝突。換句話說，透過儲存單元內的多層儲存機構，可預先將複數個前開式晶圓傳送盒運送並儲存於儲存單元內，讓製程設備可以連續裝載半導體晶圓而不致供料中斷，於此同時亦可將已完成加工的前開式晶圓傳送盒暫時放置於多層儲存機構中或是進行退料，而不會影響裝載供料。本創作所提出的前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統可有效改善製程流暢度，也因此可大大提升產能。

根據本創作之一實施例，提出一種前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統，包括儲存單元、進出料單元。儲存單元包括殼體、多層儲存機構、升降機構及複數個開蓋機構。殼體的第一表面具有進出料端口，殼體的第二表面包含複數個裝載端口；多層儲存機構設置於殼體內部，用以承載複數個前開式晶圓傳送盒；升降機構用以軸向移動該多層儲存機構到多個位置；複數個開蓋機構附接於殼體第二表面的複數個裝載端口。進出料單元設置於殼體之第一表面，包括進出料平台、編碼讀取機構以及驅動機構。進出料平台用以承載前開式晶圓傳送盒；編碼讀取機構設置於進出料平台之一側，用以辨識前開式晶圓傳送盒上之編碼；驅動機構用以驅動進出料平台。其中，進出料平台的設置位置對應於進出料端口，驅動機構驅動進出料平台，使前開式晶圓傳送盒透過進出料平台從進出料端口傳送進出儲存單元。

在本創作之一實施例中，上述多層儲存機構包括一儲存框架，且儲存框架至少為2層，可用以承載至少2個前開式晶圓傳送盒。

在本創作之一實施例中，上述多層儲存機構包括複數個單層且可獨立活動之平台。

在本創作之一實施例中，上述升降機構包括設置於殼體內底部的升降平台。

在本創作之一實施例中，上述升降機構進一步包括複數個滑軌垂直設置於殼體內部，且多層儲存機構附設於複數個滑軌，使多層儲存機構得以沿著滑軌進行軸向移動至多個位置。

在本創作之一實施例中，上述複數個開蓋機構包括至少2個開蓋機構附接於複數個裝載端口中之至少2個裝載端口。

在本創作之一實施例中，上述複數個開蓋機構之數量與複數個裝載端口之數量可以為相等或不相等。

在本創作之一實施例中，上述儲存單元及進出料單元底部進一步包括複數個支撐件及複數個多向輪。

10:一般常見之裝載系統

20:前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統

100:前開式晶圓傳送盒

200:儲存單元

210:殼體

211:第一表面

212:第二表面

213:進出料端口

220:多層儲存機構

221:儲存框架

230:開蓋機構

300:進出料單元

310:進出料平台

320:編碼讀取機構

330:驅動機構

500:支撐件

600:多向輪

第1圖為一般常見之裝載系統示意圖。

第2圖為本創作之一實施例之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統示意圖。

第3圖為本創作之一實施例之進出料單元示意圖。

第4圖為本創作之一實施例之儲存框架示意圖。

以下將參照相關圖式，說明本創作之一種前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統之實施例，為了清楚與方便圖式說明之故，圖式中的各部件在尺寸與比例上可能會被誇大或縮小地呈現。在以下描述及/或申請專利範圍中，所使用之技術詞彙應以本技術領域之通常知識者所習知慣用之意思予以解釋，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。本創作中所提到「包括」、「包含」、「具有」等的用語均為開放性的用語，也就是指「包含但不限於」。

請參閱第1圖，其係為一般常見之裝載系統10示意圖。如圖所示，一般裝載系統10僅能放置一個前開式晶圓傳送盒100，當尚未加工的半導體晶圓放置於前開式晶圓傳送盒100內，並透過天車或機器手臂運送，將前開式晶圓傳送盒100放置於裝載系統10上之後，由裝載系統10將前開式晶圓傳送盒100運送至製程設備，然後由開蓋機構將前開式晶圓傳送盒100的前蓋打開，由機器手臂拾取、遞送半導體晶圓進入製程設備進行加工。此時，前開式晶圓傳送盒100會繼續放置在裝載系統10上。待前開式晶圓傳送盒100內的半導體晶圓加工完成後，開蓋機構便將前開式晶圓傳送盒100的前蓋關閉，接著由裝載系統10將前開式晶圓傳送盒100運送至天車接送處，再由天車將前開式晶圓傳送盒100運送至下一製程站點。應注意，此時的製程設備是處於待料的狀態，必須等到另一待加工的前開式晶圓傳送盒100運送至裝載系統10，才能再次進料，開始半導體晶圓加工。如此一來，便會導致製程設備的產能利用率無法提升。

請參閱第2圖至第4圖，其係為本創作所提出之一種前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統示意圖。本創作的一種前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20，包括儲存單元200、進出料單元300。儲存單元包括殼體210、多層儲存機構220、升降機構(圖中未示出)及複數個開蓋機構230。殼體210的第一表面211具有進出料端口213，殼體210的第二表面212包含複數個裝載端口(圖中與開蓋機構230重疊處)；多層儲存機構220設置於殼體210內部，用以承載複數個前開式晶圓傳送盒100；升降機構用以軸向移動多層儲存機構220到多個位置；複數個開蓋機構230附接於殼體210第二表面212的複數個裝載端口。進出料單元300設置於殼體210之第一表面211，包括進出料平台310、編碼讀取機構320以及驅動機構330。進出料平台310用以承載前開式晶圓傳送盒100；編碼讀取機構320設置於進出料平台310之一側，用以辨識前開式晶圓傳送盒100上之編碼；驅動機構330用以驅動進出料平台310。其中，進出料平台310的設置位置對應於進出料端口213，驅動機構330驅動進出料平台310，使前開式晶圓傳送盒100透過進出料平台310從進出料端口213傳送進出儲存單元200。

進一步說明，本創作之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20，當一前開式晶圓傳送盒100由天車運送並放置於進出料單元300的進出料平台310上之後，編碼讀取機構320便會針對前開式晶圓傳送盒100上的編碼進行讀碼，待確認來料批號無誤後，進出料單元300的驅動機構330便會驅動進料平台310，將前開式晶圓傳送盒100從儲存單元200的進出料端口213傳送進入儲存單元200的殼體210內，並將前開式晶圓傳送盒100放置在多層儲存機構220中的一層內。接著，驅動機構330再將進出料平台310從殼體210內移動回到進出料單元300的待料位置。

請參閱第2圖及第4圖。在前開式晶圓傳送盒100傳送進入儲存單元200之前，可透過升降機構，預先將多層儲存機構220所欲存放前開式晶圓傳送盒100的該層移動到對應於進出料端口213的位置，讓前開式晶圓傳送盒100放置在預先設定之位置。舉例來說，第一個前開式晶圓傳送盒100可首先放置在多層儲存機構220的最上一層，接著，升降機構再將多層儲存機構220往上移動，讓多層儲存機構220的第二層的位置對準進出料端口213，然後進出料平台310再將第二個前開式晶圓傳送盒100傳送並放置於多層儲存機構220的第二層中。以此類推，多層儲存機構220的層數可視實際生產需求來進行調整，以配合自動化裝載運作。

在一實施例中，多層儲存機構220的層數至少為2層，較佳為3層，最佳為4層。

應了解，為了使多層儲存機構220得以在殼體210內進行軸向移動，殼體210內部空間足以容納多層儲存機構220的層數約為2倍的空間，使多層儲存機構220可以軸向移動，讓其最上層及最下層皆可以對應到進出料端口213。

除此之外，多層儲存機構220可以是各層獨立移動，也可以是各層同時移動。舉例來說，如第4圖所示，在一實施例中，多層儲存機構220可以是包括如第4圖所示之儲存框架221，且該儲存框架221至少為2層，可用以承載至少2個前開式晶圓傳送盒100。在另一實施例中，所述多層儲存機構220包括複數個單層且可獨立移動的平台。

在一實施例中，所述的升降機構可以例如是一設置於殼體210內底部的一升降平台，用以支撐並軸向移動多層儲存機構至多個位置。

在另一實施例中，本創作所述用以軸向移動多層儲存機構220至多個位置的升降機構進一步包括複數個滑軌(未示出於圖式中)垂直設置於殼體210內部，且多層儲存機構220附設於複數個滑軌，使多層儲存機構得以沿著滑軌進行軸向移動至多個位置。應了解，在本實施例中使用滑軌之目的主要是為了讓多層儲存機構220可以利用滑軌穩定滑行移動至所設定的位置，不致於在移動過程中產生震動、抖動或碰撞，確保存放於多層儲存機構220各層的前開式晶圓傳送盒100不會受到損傷。當然，本創作所屬技術領域之通常知識者可以透過此概念進行均等技術之轉換來達成穩定移動多層儲存機構220且避免震動、抖動的目的，均應包括在本創作所請求保護之範圍內。例如，在另一實施例中，可以透過將儲存框架221直立的邊以滑輪附設於垂直設置於殼體210內部的滑軌上，使儲存框架221可以透過升降機構沿著滑軌穩定地軸向移動。

請再參閱第2圖，本創作之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20的儲存單元200的第二表面212具有複數個裝載端口(圖中與開蓋機構230重疊處)，且在這些複數個裝載端口附接有複數個開蓋機構230。裝載端口主要是用以與製程設備對接，使前開式晶圓傳送盒100可以裝載到製程設備進行製程。應了解，開蓋機構230係用於在裝載前開式晶圓傳送盒100到製程設備之前將前開式晶圓傳送盒100的前蓋開啟。而每個裝載端口之設置均依據前開式介面機械標準(FIMS)進行配置，以使各式製程設備得以接收前開式晶圓傳送盒100並拾取其中的半導體晶圓來進行加工，並保護半導體晶圓避免在儲存、運送過程遭受污染。

由於在本創作之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20中可儲存複數個前開式晶圓傳送盒100，可因應製程需求同時提供複數個前開式晶圓傳送盒100給製程設備裝載並進行加工，因此，前述的開蓋機構230的數量亦可依據裝載端口的數量及製程需求來設置。換句話說，例如，若需要同時對2個前開式晶圓傳送盒100進行開蓋，則可設置2個開蓋機構230。又例如第2圖中所示，在本圖中具有4個裝載端口，因此，若需要同時對4個前開式晶圓傳送盒100進行開蓋，亦可如本圖中所示設置4個開蓋機構230。

再者，由於在本創作之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20具有複數個裝載端口，因此，開蓋機構230的位置及數量可依照實際運作之需求來設定。例如：當有4個裝載端口時，可以在設置4個開蓋機構230在每個裝載端口(如第2圖所示)，或是可以搭配製程設備，僅設置2個開蓋機構230於殼體210的中間位置，運作時先將2個前開式晶圓傳送盒100開蓋後，再將另外2個未開蓋的前開式晶圓傳送盒100移動到開蓋機構230進行開蓋。除此之外，複數個開蓋機構230的設置方式亦可以採用非連續式，例如：可以將2個開蓋機構230分開設置，1個開蓋機構230設置在對應裝載端口的最上層，而另1個設置於最下層的位置。因此，開蓋機構230的數量可以等於或不等於裝載端口的數量。

請再參閱第2圖，如圖所示，為了能讓本創作之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20應用於工廠區內的移動及操作，本創作之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20中，在儲存單元200及進出料單元300的底部設置有複數個支撐件500及複數個多向輪600。應了解，支撐件500是一般習知的可調式支撐件，其長度可進行調整，因此在移動過程中，先調短支撐件500的長度，使其不會接觸到地面，以便本創作之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20可進行移動。當移動至預定位置後，再將支撐件500的長度調長，使其可穩定支撐並固定本創作之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20，避免操作時不小心移動設備。

綜上所述，本創作之前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20相較於常見之裝載系統10有以下優點：

一、儲存單元200具有多層儲存機構220，可多層儲存複數個前開式晶圓傳送盒100。當一前開式晶圓傳送盒100完成加工作業後，退料過程為獨立作業，不會影響供料，且可接續進行供料，不會造成設備閒置。

二、可於特定位置同時對單個或多個前開式晶圓傳送盒100進行開蓋之前置作業。

三、進出料單元300可搭配工廠自動化傳送系統來運送前開式晶圓傳送盒100，提高製程流暢度及產能。

四、可搭配廠區製程設備位置進行獨立移動，待移動至預定位置後再加以固定、操作，調整性高。

五、前開式晶圓傳送盒100進入儲存單元200內後才進行前置作業(開蓋)，避免半導體晶圓材料在裝載過程中產生抖動或偏移。

當然，上述各實施例僅用於舉例說明而非限制本創作的範圍，任何根據上述實施例的前開式晶圓傳送盒之多層儲存及裝載系統20而進行的等效修改或變更仍應包含在本創作的專利範圍內。

綜上所述，可見本創作在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請貴局核准本件新型專利申請案，以勵創作，實感德便。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。其它任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應該包含於後附之申請專利範圍中。