專利名稱：帶緩沖的傳輸系統(tǒng)的制作方法
帶緩沖的傳輸系統(tǒng)
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造設(shè)備中將諸如前開式晶片盒(front opening unifiedpods,FOUPs) 和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械界面(standard mechanical interface, SMIF)盒的容器傳送到加工工具和裝 載端口上是很費(fèi)錢的。在加工工具之間傳送FOUPs和SMIF盒的一種方法是自動(dòng)化物料搬 運(yùn)系統(tǒng)(automatedmaterial handling system, AMHS)。AMHS或傳輸系統(tǒng)在制造設(shè)備中移 動(dòng)半導(dǎo)體晶片或平面板的容器或箱。制造設(shè)備中的容器移動(dòng)可以在各個(gè)工具區(qū)內(nèi)和/或在 工具區(qū)之間進(jìn)行。制造設(shè)備通常包括用于儲(chǔ)存容器的堆料裝置。希望通過盡量將容器直接 從加工工具傳送到加工工具而減少AMHS運(yùn)輸中的延遲。AMHS中任意部分的吞吐容量不足 都可能導(dǎo)致AMHS中其他部分的吞吐量低于額定值，因?yàn)椴蛔阌玫牟考c其他部分是串聯(lián) 的。容器在加工步驟完成之后通常被傳送到堆料裝置，然后當(dāng)其他工具準(zhǔn)備好時(shí)再移走并 傳送到該工具。常規(guī)堆料裝置有限的吞吐量限制了系統(tǒng)傳送到堆料裝置和從堆料裝置移走 容器的整體吞吐容量。因此，AMHS的總吞吐容量受堆料裝置吞吐量的限制。本受讓人生產(chǎn) 了各種高吞吐量的系統(tǒng)，包括公開在美國專利申請(qǐng)No. n/064, 880中的、名稱為“直接裝載 工具”的直接工具裝載系統(tǒng)。該直接工具裝載系統(tǒng)還可能與常規(guī)堆料裝置發(fā)生吞吐量不匹 配。如在所引用的美國專利申請(qǐng)中描述的，該直接工具裝載系統(tǒng)為基于地面的容器傳輸系 統(tǒng)(例如，在等于或低于加工工具裝載高度的高度處傳輸容器的容器傳輸系統(tǒng))。需要將吞 吐量非常高的堆料裝置與豎直容器傳輸系統(tǒng)相結(jié)合以充分利用直接裝載系統(tǒng)的吞吐潛力。 常規(guī)堆料裝置的限制在有些AMHS中可能不易顯現(xiàn)，因?yàn)锳MHS本身的吞吐量也有限。一種類型的AMHS或傳輸系統(tǒng)為高架傳輸(0HT)系統(tǒng)。在常規(guī)0HT系統(tǒng)中，除了 其他功能外，0HT車還將F0UP降至離制造設(shè)備地面大約高900mm的裝載端口的運(yùn)動(dòng)板上。 0HT系統(tǒng)使用復(fù)雜的頂裝軌道和電纜吊車來將FOUPs傳送到這些裝載端口。水平移動(dòng)、電 纜吊車伸長以及單向操作的組合必須協(xié)調(diào)，以便在加工工具之間快速傳輸FOUPs。為了在 0HT系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)最佳效率，必須在需要裝載或卸載加工工具時(shí)馬上有0HT車可用。本受讓 人的直接工具裝載系統(tǒng)提供了一種針對(duì)高吞吐量的制程區(qū)內(nèi)(intra-bay)工具傳送能力 的AMHS方案。該直接工具裝載系統(tǒng)對(duì)于吞吐量來說具有若干優(yōu)勢(shì)，例如，高吞吐量輸送器 的AMHS直接延伸到工具，以及由于獨(dú)立裝載端口輸送器裝載/卸載機(jī)構(gòu)而高度平行的輸送 器界面。在任意給定時(shí)間，許多容器可以在無交互干涉的情況下處于正掉落到輸送器上或 從輸送器上拾起的過程中。為了充分利用其吞吐潛力，AMHS需要高吞吐量的堆料裝置與豎 直傳輸系統(tǒng)的結(jié)合，其能夠有效地連接到滿足各種設(shè)備構(gòu)造要求的柔性構(gòu)造中的制程區(qū)間 (interbay)AMHS 上。因此，需要改進(jìn)的高吞吐量容器傳輸系統(tǒng)和在制造設(shè)備中提高儲(chǔ)存能力。

發(fā)明內(nèi)容
廣義來說，本發(fā)明通過提供一種用于制造設(shè)備內(nèi)的傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)而滿足了這些 需求。應(yīng)該理解的是，可以以包括方法、系統(tǒng)或設(shè)備的多種方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。下面對(duì)本發(fā)明 的若干創(chuàng)造性實(shí)施方式進(jìn)行描述。
在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種用于制造設(shè)備的工作流程單元。該工作流程單元 包括半導(dǎo)體加工工具和在半導(dǎo)體加工工具附近保持前開式晶片盒(FOUPs)的緩沖站。緩沖 站從制造設(shè)備的主堆料裝置接收FOUPs。緩沖站構(gòu)造為儲(chǔ)存主堆料裝置中的一部分FOUPs。 工作流程單元還包括連接半導(dǎo)體加工工具和緩沖站的輸送機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方式中，輸送 機(jī)構(gòu)為直接工具裝載機(jī)構(gòu)。還提供了一種具有該工作流程單元的制造設(shè)備。在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種在半導(dǎo)體加工設(shè)備中移動(dòng)傳輸容器的方法。該 方法包括在第一控制系統(tǒng)的指示下將傳輸容器傳送到位于加工工具附近的緩沖站。該緩沖 站為相應(yīng)的工作流程單元的一部分。該方法包括根據(jù)對(duì)應(yīng)的第二控制系統(tǒng)移動(dòng)傳輸容器通 過該緩沖站和其相應(yīng)的工作流程單元，第二控制系統(tǒng)獨(dú)立于第一控制系統(tǒng)。所述移動(dòng)包括 在所述緩沖站中針對(duì)相應(yīng)工作流程單元的加工工具對(duì)準(zhǔn)傳輸容器。通過基于地面的輸送機(jī) 構(gòu)將傳輸容器傳送到加工工具，其中，將所述傳輸容器傳送到所述緩沖站中的傳送端口和 將所述傳輸容器傳送到所述輸送機(jī)構(gòu)的傳送端口沿在所述加工工具前方延伸的平面對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將從下面結(jié)合附圖并通過示例說明本發(fā)明原則的詳細(xì) 描述而變得很明顯。


從下面結(jié)合附圖并通過示例說明本發(fā)明原則的詳細(xì)描述，本發(fā)明的各方面將變得 很明顯。圖1至3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的直接工具裝載設(shè)備的示例性實(shí)施方 式。圖4為簡化示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)合到設(shè)備結(jié)構(gòu)中的小型 堆料裝置。圖5為簡化示意圖，顯示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中的與分揀器結(jié)合使用的小型堆 料裝置。圖6為簡化示意圖，顯示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中的小型堆料裝置在工具之間的布置。圖7為簡化示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的、彼此相鄰以便用于儲(chǔ)存 的多個(gè)小型堆料裝置。圖8為簡化示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的小型堆料裝置的進(jìn)一步細(xì) 節(jié)。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的圖8中的小型堆料裝置的俯視圖。圖10為簡化示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的小型堆料裝置在工具之 間的布置。圖11為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中的可移動(dòng)的模塊化小型堆料裝置的簡化示意圖。圖12為簡化示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的采用本文描述的小型堆 料裝置的設(shè)計(jì)布局。
具體實(shí)施例方式描述了一種包含在半導(dǎo)體加工操作中的用于搬運(yùn)半導(dǎo)體基板的工作流程單元的發(fā)明。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，本發(fā)明可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些 或全部的情況下實(shí)施。換而言之，為了不使本發(fā)明變得不必要地晦澀，并未詳細(xì)描述眾所周 知的加工操作。此處描述的實(shí)施方式提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了一種用于半導(dǎo)體制造設(shè)備的 工作流程單元，在該工作流程單元上提供了小型堆料裝置或緩沖站以便更加有效地使諸如 半導(dǎo)體基板的工件移動(dòng)通過生產(chǎn)設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施方式中，具有緩沖容量的小型堆料裝置 緊靠在工件上進(jìn)行加工操作的工具放置。關(guān)于半導(dǎo)體制造，工件可以是儲(chǔ)存在前開式晶片 盒(FOUPs)中的半導(dǎo)體基板。FOUPs通過諸如直接工具裝載機(jī)構(gòu)的輸送機(jī)構(gòu)在小型堆料裝 置和加工工具之間傳輸。直接工具裝載機(jī)構(gòu)在美國專利7，410，340中有進(jìn)一步描述，在此 將該專利的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合進(jìn)來以用于所有用途。正如下面解釋的，小型堆料裝置 可以將FOUPs定向在用于向加工工具傳送的正確方向上。此外，小型堆料裝置能在適當(dāng)?shù)?位置中使用并且與加工工具對(duì)齊，從而能在諸如直接工具裝載機(jī)構(gòu)的輸送器上傳輸FOUPs。 在一個(gè)實(shí)施方式中，工作流程單元包括物料傳輸功能，其與用于制造設(shè)備的物料搬運(yùn)系統(tǒng) 結(jié)合操作以便高效地移動(dòng)物料。圖1到3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的直接工具裝載設(shè)備的示例性實(shí)施方 式。圖1-3顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其包括地面安裝輸送器160和具有可豎直移動(dòng) 的F0UP進(jìn)給板組件122的裝載端口 100。輸送器160和裝載端口 100從工具101向外延伸 得并不比自身從工具向外延伸的常規(guī)裝載端口 10(例如，X2)更遠(yuǎn)。輸送器160從工具101 向外延伸遠(yuǎn)于F0UP進(jìn)給板組件122也是在本發(fā)明范圍內(nèi)的。術(shù)語“輸送器”是指傳輸裝置， 例如將物料、包裹或物品從一個(gè)位置傳輸?shù)搅硪粋€(gè)位置的機(jī)械裝置。僅僅作為示例，可以通 過滾子、氣軌、鐵軌、皮帶或現(xiàn)有技術(shù)已知的任意其他裝置來沿輸送器160移動(dòng)物件。裝載端口 100尤其包括運(yùn)動(dòng)板112、端口門114、安裝板116和F0UP進(jìn)給板組 件122。安裝板116優(yōu)選通過螺栓連接或所提出的半螺栓松連接(semi bolts-light interface)(稍后在申請(qǐng)文件中論述)固定到工具101上，并且安裝板116具有開口。運(yùn) 動(dòng)板112優(yōu)選包括三個(gè)運(yùn)動(dòng)銷118以及有效容器壓緊機(jī)構(gòu)(符合SEMI標(biāo)準(zhǔn)E15. 1)。端口 門114在打開和閉合位置之間運(yùn)動(dòng)。僅僅作為示例，端口門114包括前開式機(jī)械界面標(biāo)準(zhǔn) (Front Opening Interface Mechanical Standard, FIMS) |、二會(huì)且#。中， FIMS門114包括一對(duì)真空杯115和一對(duì)彈鍵鎖117。彈鍵鎖117打開和關(guān)閉F0UP門。當(dāng) 兩個(gè)門聯(lián)接在一起時(shí)，真空杯115排空F0UP門和端口門之間的區(qū)域。FIMS門114并未限制 于圖1所示的示例，并且可以包括其他特征。此外，裝載端口 100不具有端口門114也是在 本發(fā)明范圍內(nèi)的。F0UP進(jìn)給板組件122包括水平移動(dòng)運(yùn)動(dòng)板112的驅(qū)動(dòng)器126。運(yùn)動(dòng)板112支承 F0UP的底面并相對(duì)于安裝板116中的開口對(duì)準(zhǔn)F0UP。驅(qū)動(dòng)器126使運(yùn)動(dòng)板112在第一位 置(參見圖2A-2D)和第二位置(參見圖2E-2F)之間移動(dòng)。在第一位置中，0HT系統(tǒng)可以 往運(yùn)動(dòng)板112裝載或從運(yùn)動(dòng)板112卸載F0UP 2。該第一位置還將運(yùn)動(dòng)板112放置在用于往 輸送器或其他傳輸裝置放置和從輸送器或其他傳輸裝置移除F0UP2的裝載/卸載位置中。 在z-驅(qū)動(dòng)器120將F0UP進(jìn)給板122降至輸送器160之前，F(xiàn)0UP進(jìn)給板組件122可以將運(yùn) 動(dòng)板112移動(dòng)到第一位置中，或者當(dāng)F0UP進(jìn)給板組件122豎直移動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)板112可以水 平移動(dòng)。
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運(yùn)動(dòng)板112根本不水平移動(dòng)也是在本發(fā)明范圍內(nèi)的。例如，在F0UP進(jìn)給板組件 122豎直上升之后，端口門114可以朝F0UP門水平移動(dòng)從而脫開并且移走F0UP門。或者， 如果容器并不具有可機(jī)械打開的門，則根本不需要端口門。這時(shí)，可以將容器從輸送器提升 到工具可以獲取物件的高度。圖2A顯示了在一個(gè)實(shí)施方式中，一對(duì)支承裝置124將F0UP進(jìn)給板組件122連接 到z-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120。本發(fā)明并不限于圖2A所示的支承裝置124。實(shí)際上，將F0UP進(jìn)給板 組件122連接到z-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120上的任意支承機(jī)構(gòu)都能滿足要求。僅僅作為示例，單個(gè)支 承裝置可以將F0UP進(jìn)給板組件122連接到z-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120。支承裝置124可以通過現(xiàn)有 技術(shù)已知的任意結(jié)構(gòu)連接到F0UP進(jìn)給板組件122和z-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120。z-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120可 以包括現(xiàn)有技術(shù)中已知的任意驅(qū)動(dòng)組件。裝載端口 100并不像常規(guī)裝載端口 一樣包括位于F0UP進(jìn)給板組件122下面的殼 體(例如，裝載端口 10的殼體11)。因此清除了 F0UP進(jìn)給板組件122和設(shè)備地面4之間的 區(qū)域中的障礙部件。換言之，F(xiàn)0UP進(jìn)給板組件122能夠大體豎直地并且平行于安裝板116 而移動(dòng)。為了描述本發(fā)明，F(xiàn)0UP進(jìn)給板組件122在上限高度(參見圖2A)和下限高度(參 見圖2B)之間豎直地移動(dòng)。F0UP進(jìn)給板組件122能夠移動(dòng)到這兩個(gè)高度之間的任意位置 上。F0UP進(jìn)給板組件122在其他高度(例如，高于安裝板116中的開口)之間移動(dòng)也是在 本發(fā)明范圍內(nèi)的。為了從輸送器160上拾起F0UP 2，將F0UP進(jìn)給板組件122放置在下限位置中。為 此，z-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120將F0UP進(jìn)給板組件122下降到圖2B所示的位置中。當(dāng)位于下限位置 時(shí)，F(xiàn)0UP進(jìn)給板組件122優(yōu)選定位在輸送器160的第一軌道164和第二軌道166之間。F0UP 進(jìn)給板組件122必須下降得足夠低，使得沿輸送器160行進(jìn)的F0UP 2可以在運(yùn)動(dòng)板112上 方無障礙地通行。在這個(gè)實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)板112朝前方位置移動(dòng)(遠(yuǎn)離端口門)以裝配 在軌道162、164之間。圖2C顯示了處于運(yùn)動(dòng)板112上方的已經(jīng)在輸送器160上完全停止的FOUP 2。F0UP 2優(yōu)選當(dāng)運(yùn)動(dòng)銷118與F0UP 2底面上的銷插口對(duì)準(zhǔn)時(shí)安置在運(yùn)動(dòng)板112上方。當(dāng)F0UP 2 和運(yùn)動(dòng)板112對(duì)準(zhǔn)時(shí)，z-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120提升F0UP進(jìn)給板組件122。運(yùn)動(dòng)板112最終與F0UP 2的底面接觸，并且隨著z-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120繼續(xù)朝上限位置(參見圖2D)提升F0UP時(shí)將F0UP 2抬離輸送器160。不需要在F0UP 2和運(yùn)動(dòng)板112之間進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)節(jié)以便獲取F0UP 中的晶片。圖2A-2C中所示的輸送器160傳輸F0UP 2，使得當(dāng)F0UP到達(dá)裝載端口時(shí)F0UP門 朝向裝載端口。在其他取向沿輸送器傳輸F0UP也是在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的。僅僅作 為示例，F(xiàn)0UP可以沿輸送器行進(jìn)，并且朝向F0UP方向的F0UP門是移動(dòng)的。在這種情況下， F0UP進(jìn)給板組件122在從輸送器160上拾起F0UP 2之后，將F0UP 2旋轉(zhuǎn)90度，使得F0UP 門朝向裝載端口。此時(shí)，F(xiàn)0UP進(jìn)給板組件122將運(yùn)動(dòng)板112朝端口門114移動(dòng)。F0UP向前移動(dòng)，直 到端口門已經(jīng)足夠接近F0UP門，以脫開并且移走F0UP門。僅僅作為示例，在名稱為“無對(duì) 準(zhǔn)銷的FIMS界面”的美國專利No. 6，419，438中描述了一種端口門，該端口門能夠解鎖和移 走F0UP門并且能夠在工具內(nèi)傳輸F0UP及端口門，該專利已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給Asyst技術(shù)有限公司 (Asyst Technologies, Inc.)并且在此通過引用結(jié)合進(jìn)來。圖2F顯示了制造設(shè)備中的另外的FOUPs沿輸送器160無障礙地行進(jìn)到另一個(gè)加工工具，同時(shí)位于運(yùn)動(dòng)板112上的F0UP 2內(nèi)的晶片正在進(jìn)行加工。F0UP 2沿輸送器160的第一和第二軌道164、166行進(jìn)。圖3顯示了這些軌道優(yōu)選 間隔開，以便當(dāng)F0UP進(jìn)給板組件122位于下限位置中時(shí)將其容納在軌道之間。在圖1-3的 實(shí)施方式中，輸送器160的位于裝載端口 100前方的各個(gè)節(jié)段均包括位于第一軌道164中 的兩個(gè)槽口 162。當(dāng)F0UP進(jìn)給板組件122降低到下限位置(參見圖2B)時(shí)，每個(gè)槽口 162 都允許支承裝置124穿過第一軌道164。槽口 162允許z-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120將運(yùn)動(dòng)板112降低 到沿輸送器160行進(jìn)的F0UP 2能夠無障礙地從運(yùn)動(dòng)板上方通過的位置。對(duì)適應(yīng)支承裝置 124的第一軌道164的任何改型都在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。類似地，如果裝載端口 100只 包括一個(gè)支承裝置124，則軌道164只需要一個(gè)槽口 162。圖1-2顯示了地面安裝輸送器160的若干特征。將輸送器安放在制造設(shè)備內(nèi)的任 意高度處也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。僅僅作為示例，輸送器160可以位于設(shè)備地面4的下方(例 如，圖11)、與設(shè)備地面4齊平(例如，圖10)或者位于裝載端口上方(未顯示)。不管輸送系統(tǒng)相對(duì)于裝載端口的高度如何，每個(gè)F0UP 2均優(yōu)選沿輸送器160行 進(jìn)，使得當(dāng)F0UP 2到達(dá)裝載端口 100時(shí)，F(xiàn)0UP門6朝向端口門。然而，F(xiàn)0UP也能夠以在其 他取向沿輸送器行進(jìn)，并且可以最終被旋轉(zhuǎn)成朝向端口門。不管哪種方式，各個(gè)F0UP 2在 輸送器和裝載端口之間被搬運(yùn)的次數(shù)都大大減少。例如，在通過F0UP進(jìn)給板組件將F0UP 抬離輸送器之后，無須在獲取晶片之前再次對(duì)準(zhǔn)FOUP。F0UP被抬離輸送器，并且無須通過 機(jī)器人手臂搬運(yùn)(例如，在RGV系統(tǒng)中所需要的)。裝載端口 100消除了該附加搬運(yùn)步驟， 這就能夠更快地將FOUPs從輸送器或其他傳輸裝置轉(zhuǎn)移到裝載端口，并且使對(duì)F0UP 2的搬 運(yùn)最少化。圖4為簡化示意圖，顯示發(fā)了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)合到設(shè)備結(jié)構(gòu)中的小 型堆料裝置。0HT傳輸系統(tǒng)300將FOUPs提供給小型堆料裝置302，小型堆料裝置302又將 FOUPs提供給輸入端口 304，小型堆料裝置302能夠通過DTL輸送器分配到工具306a、306b 和306c。小型堆料裝置302具有專用物料搬運(yùn)器320，專用物料搬運(yùn)器320在小型堆料裝置 內(nèi)移動(dòng)FOUPs以便提高吞吐量，正如后面圖中所示。此外，在一個(gè)實(shí)施方式中，小型堆料裝 置302可以在其位置上使用。在另一個(gè)實(shí)施方式中，小型堆料裝置302可以是能夠移動(dòng)的 以提供如后面圖中所示的通路?？梢岳斫獾氖牵诒景l(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可以將許多小 型堆料裝置302分配在工具之間?？梢岳斫獾氖?，與其他工具結(jié)合的小型堆料裝置以及在 小型堆料裝置與工具之間傳輸容器的輸送機(jī)構(gòu)可以被稱為工作流程單元。圖4的實(shí)施方式 顯示了將FOUPs傳送到小型堆料裝置的AMHS，并且工作流程單元的次級(jí)傳輸系統(tǒng)控制F0UP 在工作流程單元內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，從而減輕了 AMHS的壓力。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以使用一個(gè)小 型堆料裝置來接收來自0HT傳輸系統(tǒng)的FOUPs，以便依次傳送到加工工具，同時(shí)可以使用第 二小型堆料裝置從加工工具將FOUPs傳送到0HT傳輸系統(tǒng)。因此，工作流程單元的輸入和 輸出是分開的。這樣，輸送機(jī)構(gòu)可以是單向的?？梢岳斫獾氖?，這并不意味著進(jìn)行限制，因 為小型堆料裝置和輸送機(jī)構(gòu)可以是雙向的，正如參見圖5所討論的。仍然參見圖4，一個(gè)實(shí)施方式包括分開的輸入和輸出端口，如上所述。在這個(gè)實(shí)施 方式中，輸入和輸出端口都可以是小型堆料裝置，或者輸入和輸出端口中可以只有一個(gè)是 小型堆料裝置。此外，在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，小型堆料裝置302服務(wù)于各個(gè)加工工具306a-c，而位于加工工具附近的工作站、即輸入端口 304、I/O端口和輸出端口將僅服務(wù)于 相鄰的加工工具。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠理解，能夠具有多種構(gòu)造，并且輸入端口 304、1/ 0端口和輸出端口都是可選的，正如在一個(gè)實(shí)施方式中輸出端口可以由小型堆料裝置來代 替。值得注意的是，對(duì)于容器通常列隊(duì)用于輸入，然而，對(duì)于輸出側(cè)而言卻不一定。因此，在 一個(gè)實(shí)施方式中，用于輸入側(cè)的小型堆料裝置的容量可以大于用于輸出側(cè)的堆料裝置。圖5為簡化示意圖，顯示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中與分揀器結(jié)合使用的小型堆料 裝置。如圖5所示，小型堆料裝置302鄰近分揀器，其中FOUPs可以由地面安裝輸送器312 在小型堆料裝置302和分揀器310之間轉(zhuǎn)移。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，分揀器可以 是構(gòu)造為搬運(yùn)晶片、讀取晶片等的任意工具。在有些應(yīng)用中，可以將分揀機(jī)構(gòu)造為在高吞吐 量系統(tǒng)中作用，其中只有相對(duì)小部分的晶片通過分揀器檢驗(yàn)。地面安裝輸送器312可以是 本受讓人擁有的直接裝載工具(DLT)結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，由于FOUPs進(jìn) 入小型堆料裝置302并且被分配至分揀器310，因此小型堆料裝置有助于提高吞吐量。應(yīng)該 理解的是，小型堆料裝置302比制造設(shè)備中通常采用的大型儲(chǔ)存單元更及時(shí)地將FOUPs提 供給分揀器310。在一個(gè)實(shí)施方式中，由小型堆料裝置和分揀器限定的工作流程單元可以 包括鄰近分揀器310的加工工具。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，F(xiàn)OUPs被對(duì)準(zhǔn)而不需要 旋轉(zhuǎn)以便在加工工具中使用，這是制造設(shè)備中通常采用的大型儲(chǔ)存單元所需要的。也就是 說，F(xiàn)OUPs被定向在用于工具裝載的正確方向上。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，目前庫 存FOUPs用于最終供給到加工工具的大型儲(chǔ)存單元不能正確地定向FOUPs用于工具裝載， 因此，必須在某些點(diǎn)上將FOUPs旋轉(zhuǎn)至正確的方向。此外，0HT 300被對(duì)準(zhǔn)成使得能夠通往 小型堆料裝置302、分揀器310和任何其他鄰近的工具。這種對(duì)準(zhǔn)使得能夠有多種可能性 來從小型堆料裝置拾起FOUPs和將其落至小型堆料裝置，進(jìn)而使得與轉(zhuǎn)向和獲取來自大型 儲(chǔ)存單元的FOUPs相比能夠更快地獲取FOUPs。多種選擇包括到小型堆料裝置的落下點(diǎn)或 任意一個(gè)分揀器落下點(diǎn)，和/或到地板底部上的DLT輸送器的落下點(diǎn)，用于輸入/輸出到分 揀器或堆料裝置或從分揀器或堆料裝置輸入/輸出。在這里描述的全部實(shí)施方式中，用于 制造設(shè)備的控制系統(tǒng)可以提供命令以將F0UP移動(dòng)到小型堆料裝置，并且用于工作流程單 元的控制器可以控制其在工作流程單元內(nèi)的移動(dòng)。工作流程單元內(nèi)的這種局部控制提高了 F0UP的吞吐量。應(yīng)該理解，工作流程單元內(nèi)的這種局部控制消除了制造設(shè)備的AMHS/0HT系 統(tǒng)所需的移動(dòng)。由于這里所述的構(gòu)造，相對(duì)于AMHS從制造設(shè)備通常采用的大型儲(chǔ)存設(shè)備供 給F0UP可能花費(fèi)的4分鐘以上的時(shí)間，在堆料裝置和分揀器之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移的F0UP的吞吐 時(shí)間為大約20秒。因此，由于4分鐘以上的進(jìn)入時(shí)間，所以堆料裝置或分揀器沒有FOUPs 的時(shí)間量極大地減少了。此外，DLT與0HT的對(duì)準(zhǔn)使DLT能夠以未與分揀器、堆料裝置和 DLT輸送器對(duì)準(zhǔn)的0HT所需時(shí)間的大約10%到20%的時(shí)間提供FOUPs。應(yīng)該進(jìn)一步理解的 是，小型堆料裝置302包括頂置端口，其可以用于從0HT 300接收FOUPs和將FOUPs傳送到 0HT 300。此外，地面安裝的輸送器可以是雙向的，即，將FOUPs從小型堆料裝置的底部端口 傳送到加工工具和將FOUPs從加工工具返還到小型堆料裝置的底部端口。工作流程單元中 的FOUPs的移動(dòng)可以由與AMHS或設(shè)備全范圍控制器獨(dú)立的工作流程控制器控制。圖6為簡化示意圖，顯示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中的小型堆料裝置302在工具之 間的布置。在這個(gè)實(shí)施方式中，小型堆料裝置302a到302c分別鄰近加工工具306a到306c 分配。此外，在用于小型堆料裝置302的搬運(yùn)器和用于加工工具的裝載/卸載機(jī)構(gòu)之間存在線性關(guān)系。因此，0HT 300能夠同時(shí)服務(wù)于小型堆料裝置和加工工具。圖7為簡化示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的彼此相鄰以便用于儲(chǔ)存的 多個(gè)小型堆料裝置302。在這個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)小型堆料裝置302均與專用物料搬運(yùn)系 統(tǒng)320相關(guān)聯(lián)，以便得到每單位時(shí)間能比傳統(tǒng)堆料裝置輸出更多FOUPs的高效系統(tǒng)。本領(lǐng) 域技術(shù)人員能夠理解的是，圖6和7的物料搬運(yùn)系統(tǒng)彼此對(duì)準(zhǔn)，并且與圖6中的0HT 300以 及用于加工工具的物料搬運(yùn)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)。因此，這種線性結(jié)構(gòu)更加高效，并且一個(gè)0HT系統(tǒng)能 夠同時(shí)處理對(duì)小型堆料裝置302以及各個(gè)加工工具306的供給。圖8為簡化示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的小型堆料裝置302的進(jìn)一 步細(xì)節(jié)。如圖8所示，通過0HT系統(tǒng)300將F0UP供給到小型堆料裝置302中。小型堆料裝 置302具有多個(gè)用于進(jìn)入的門。上/下導(dǎo)軌控制F0UP在小型堆料裝置內(nèi)的移動(dòng)。堆料裝置 的頂部是打開的，如圖8所示。在一個(gè)實(shí)施方式中，小型堆料裝置302具有豎直和水平軸， 以便如參見圖9進(jìn)一步描述的那樣拾起和放下容器。因此，物料搬運(yùn)系統(tǒng)320與0HT 300 以及適合的控制器接口以轉(zhuǎn)移FOUPs。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的圖8中的小型堆料裝置的俯視圖。正如所 示，F(xiàn)OUPs安置在二軸堆料裝置上，從而可以將多個(gè)FOUPs儲(chǔ)存在小型堆料裝置中。這兩個(gè) 軸包括使FOUPs能夠豎直移動(dòng)的豎直軸和在圖9中由箭頭示出的水平軸。圖10為簡化示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的小型堆料裝置302在工具 之間的布置。在圖10中，在工具之間的通路過窄的情況下能夠?qū)⑿⌒投蚜涎b置302拉出到 可能需要服務(wù)的通道(aisle way)中。用于小型堆料裝置302的物料搬運(yùn)系統(tǒng)、用于加工 工具306的物料搬運(yùn)系統(tǒng)以及0HT 300的線性排列特性使單個(gè)0HT能夠適應(yīng)小型堆料裝置 和加工工具。圖11為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中的可移動(dòng)的模塊化小型堆料裝置的簡化示意圖。 小型堆料裝置302可以包括使小型堆料裝置能夠移動(dòng)的車輪。在一個(gè)實(shí)施方式中，小型堆 料裝置302可以根據(jù)杯342和中央錐體340的配合進(jìn)行定位。當(dāng)然，也可以將其他已知的 對(duì)準(zhǔn)技術(shù)結(jié)合于此。圖12為簡化示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的采用這里所述的小型堆 料裝置的設(shè)計(jì)布局?？梢宰罱K通過共同的U型軌道部分接合的0HT 300a和300b具有在 小型堆料裝置302和加工工具306之間移動(dòng)FOUPs的通路?？刂破?50包括處理器和存 儲(chǔ)器，用于執(zhí)行可用于控制FOUPs的轉(zhuǎn)移的代碼?？偟膩碚f，由于工作流程單元的模塊化特 性，F(xiàn)OUPs的轉(zhuǎn)移變得更加有效。此外，這里所述的小型堆料裝置可以作為整體單元運(yùn)送到 制造設(shè)備，而不是如目前大型堆料裝置所需要的必須在設(shè)備進(jìn)行安裝。此外，由于每個(gè)小型 堆料裝置均包括物料搬運(yùn)系統(tǒng)，因此，單位時(shí)間移動(dòng)的FOUPs的數(shù)目也相應(yīng)地增加了。應(yīng)該理解的是，上面所描述的容器和隔離系統(tǒng)只是處于說明的目的，本發(fā)明并不 限于此。已經(jīng)這樣描述了用于儲(chǔ)存、傳輸和裝載大面積基板或晶片的容器及系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí) 施方式，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，系統(tǒng)內(nèi)的某些優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)得到實(shí)現(xiàn)。同樣應(yīng)該理 解的是，可以在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)對(duì)本發(fā)明做出各種改型、適應(yīng)性修改以及替代性實(shí) 施方式。例如，容器和系統(tǒng)也可以用于儲(chǔ)存其他類型的基板，或者與半導(dǎo)體制造設(shè)備內(nèi)的其 他裝備一起使用。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的上述許多理念同樣適用于非半導(dǎo)體制造應(yīng)用以 及與半導(dǎo)體相關(guān)的制造應(yīng)用的使用。本發(fā)明理念的示例性使用可以結(jié)合到太陽能電池制造中以及例如單晶硅、多晶硅、薄膜和有機(jī)加工等的相關(guān)制造技術(shù)中。本文描述的形成本發(fā)明一部分的任意操作都是有用的機(jī)器操作。本發(fā)明還涉及用 于進(jìn)行這些操作的裝置或設(shè)備。可以根據(jù)所需的目的對(duì)該設(shè)備進(jìn)行專門構(gòu)造，或者該設(shè)備 可以是由儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中的計(jì)算機(jī)程序選擇性啟動(dòng)、執(zhí)行或構(gòu)造的通用計(jì)算機(jī)。特別地，各 種通用機(jī)器可以與根據(jù)這里的教導(dǎo)編寫的計(jì)算機(jī)程序一起使用，或者更加便利的是，構(gòu)造 更加專用的設(shè)備來執(zhí)行所需的操作。雖然為了更加清楚的理解，已經(jīng)就某些細(xì)節(jié)描述了前述發(fā)明，但是顯然可以在所 附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行某些變動(dòng)和改型。因此，應(yīng)該將所給實(shí)施方式看作是示例性 的和非限制性的，本發(fā)明并不限于這里給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求書的范圍和 等同物內(nèi)進(jìn)行改型。在權(quán)利要求書中，元件和/或步驟并不表示操作的任何具體順序，除非 在權(quán)利要求書中明確聲明。
權(quán)利要求
一種用于制造設(shè)備的配置，包括半導(dǎo)體加工工具；緩沖站，其在所述半導(dǎo)體加工工具附近保持前開式晶片盒(FOUPs)，所述緩沖站的頂置端口從高架傳輸(OHT)機(jī)構(gòu)接收所述FOUPs；以及輸送機(jī)構(gòu)，其將所述緩沖站的底部端口連接到所述半導(dǎo)體加工工具的裝載端口。
2.如權(quán)利要求1所述的配置，其中，所述輸送機(jī)構(gòu)為直接裝載機(jī)構(gòu)，并且所述裝載端口 為直接裝載式裝載端口。
3.如權(quán)利要求1所述的配置，其中，所述FOUPs以針對(duì)所述加工工具預(yù)對(duì)準(zhǔn)的取向儲(chǔ) 存，從而消除在所述緩沖站外部對(duì)所述FOUPs的任何定向移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的配置，其中，所述緩沖站構(gòu)造為沿兩個(gè)軸移動(dòng)所述FOUPs。
5.如權(quán)利要求1所述的配置，其中，所述緩沖站的所述頂置端口暴露于所述OHT機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的配置，其中，所述緩沖站的所述頂置端口與所述緩沖站的所述 底部端口沿從所述輸送機(jī)構(gòu)延伸的平面對(duì)準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求1所述的配置，進(jìn)一步包括用于所述制造設(shè)備的控制系統(tǒng)，用于將所述FOUPs移動(dòng)至所述緩沖站和從所述緩沖站 移走所述FOUPs;以及工作流程控制器，其操控所述FOUPs在由所述緩沖站、所述加工工具和所述輸送機(jī)構(gòu) 限定的工作流程單元內(nèi)的移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的配置，其中，所述輸送機(jī)構(gòu)是雙向的，從而沿第一方向?qū)⑺?FOUPs從所述加工工具傳送到所述底部端口和沿第二方向從所述底部端口拾起所述FOUPs 用于所述加工工具。
9.如權(quán)利要求1所述的配置，其中，所述緩沖站最多儲(chǔ)存十五個(gè)所述FOUPs。
10.如權(quán)利要求1所述的配置，其中，所述OHT機(jī)構(gòu)在所述頂置端口處放下所述FOUPs 和拾起所述FOUPs。
11.如權(quán)利要求1所述的配置，其中，所述輸送機(jī)構(gòu)是單向的，并且所述緩沖站作為用 于所述OHT機(jī)構(gòu)到所述加工工具的輸入端口，而另一個(gè)緩沖站作為用于所述OHT機(jī)構(gòu)到所 述加工工具的輸出端口。
12.—種半導(dǎo)體加工設(shè)備結(jié)構(gòu)，包括第一控制系統(tǒng)，其控制傳輸容器在整個(gè)所述設(shè)備范圍內(nèi)的移動(dòng)； 多個(gè)工作流程單元，每個(gè)所述工作流程單元均包括 半導(dǎo)體加工工具；緩沖站，其在所述半導(dǎo)體加工工具附近儲(chǔ)存所述傳輸容器，所述緩沖站的頂置端口從 高架傳輸(OHT)機(jī)構(gòu)接收FOUPs ；以及輸送機(jī)構(gòu)，其將所述緩沖站的底部端口連接到所述半導(dǎo)體加工工具的裝載端口 ；以及 第二控制系統(tǒng)，其以獨(dú)立于所述第一控制系統(tǒng)的方式控制所述傳輸容器在所述工作流 程單元內(nèi)的移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備結(jié)構(gòu)，其中，所述輸送機(jī)構(gòu)為直接裝載工具機(jī)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備結(jié)構(gòu)，其中，所述傳輸容器以針對(duì)所述加工工具預(yù)對(duì)準(zhǔn) 的取向儲(chǔ)存，從而消除在所述緩沖站外部對(duì)所述傳輸容器的任何定向移動(dòng)。
15.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備結(jié)構(gòu)，其中，所述緩沖站構(gòu)造為沿兩個(gè)軸移動(dòng)所述傳輸容器。
16.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備結(jié)構(gòu)，其中，所述頂置端口暴露于所述OHT機(jī)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備結(jié)構(gòu)，其中，所述緩沖站的所述頂置端口與所述緩沖站 的所述底部端口沿從所述輸送機(jī)構(gòu)延伸的平面對(duì)準(zhǔn)。
18.一種在半導(dǎo)體加工設(shè)備中移動(dòng)傳輸容器的方法，包括經(jīng)由高架傳輸機(jī)構(gòu)將傳輸容器傳輸?shù)轿挥诩庸すぞ吒浇木彌_站，所述傳輸在第一控 制系統(tǒng)的指示下進(jìn)行，所述緩沖站為相應(yīng)的工作流程單元的一部分，所述工作流程單元由 一個(gè)所述緩沖站、一個(gè)所述加工工具和輸送機(jī)構(gòu)限定，所述輸送機(jī)構(gòu)提供所述一個(gè)緩沖站 和所述一個(gè)加工工具之間的傳輸路徑；以及根據(jù)對(duì)應(yīng)的第二控制系統(tǒng)移動(dòng)所述傳輸容器通過所述緩沖站和所述相應(yīng)的工作流程 單元，所述第二控制系統(tǒng)獨(dú)立于所述第一控制系統(tǒng)，所述移動(dòng)包括在所述緩沖站中針對(duì)所述相應(yīng)的工作流程單元的加工工具保持所述傳輸容器的取向；以及通過基于地面的輸送機(jī)構(gòu)將所述傳輸容器傳送到所述加工工具，其中，將所述傳輸容 器傳送到所述緩沖站中的傳送端口和將所述傳輸容器傳送到所述輸送機(jī)構(gòu)的傳送端口沿 在所述加工工具前方延伸的平面對(duì)準(zhǔn)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述傳輸容器傳送到所述緩沖站的頂部；以及將所述傳輸容器從所述緩沖站經(jīng)由所述緩沖站的底部傳送到所述輸送機(jī)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述緩沖站最多儲(chǔ)存十五個(gè)FOUPs。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，將所述傳輸容器傳送到所述緩沖站中的所述傳 送端口和將所述傳輸容器傳送到所述輸送機(jī)構(gòu)的所述傳送端口是雙向的，即，在所述輸送 機(jī)構(gòu)上沿相反方向在各個(gè)所述傳送端口處放下和拾起所述傳輸容器。
全文摘要
提供了一種用于制造設(shè)備的工作流程單元。該工作流程單元包括半導(dǎo)體加工工具和在半導(dǎo)體加工工具附近保持前開式晶片盒(FOUPs)的緩沖站。緩沖站從制造設(shè)備的主堆料裝置接收FOUPs。緩沖站構(gòu)造為儲(chǔ)存主堆料裝置中的一部分FOUPs。工作流程單元還包括連接半導(dǎo)體加工工具和緩沖站的輸送機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方式中，輸送機(jī)構(gòu)為直接工具裝載機(jī)構(gòu)。還提供了具有該工作流程單元的制造設(shè)備和用于移動(dòng)傳輸容器的方法。
文檔編號(hào)B65G1/00GK101855718SQ200880107766
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2008年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者安藤光裕 申請(qǐng)人:村田自動(dòng)化機(jī)械有限公司