專利名稱：用于高架交叉系統運輸的系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體制造系統，更具體地說，涉及一種用于高架交叉系統運輸 的系統和方法。
背景技術：
在現代半導體制造設備中，天車(0HS，或軌道車)系統或高架提升傳輸(0ΗΤ， overhead hoist transport)系統被廣泛用于自動化地進行晶片傳輸處理。OHS是適合于遠 距離加工中心間(intertay)運輸的傳輸機構，而OHT適合于近距離加工中心內(intrabay) 運輸。基于調度需求并通過自動化物料搬運系統(AMHS)的指令，儲料器在晶片載體被進一 步傳輸之前可以儲存用于OHS和OHT的晶片載體。晶片載體可以在同一傳輸系統內移動， 或者晶片載體可以從OHS向OHT運送，反之亦然。對于OHS和OHT之間的交叉系統運輸，儲 料器內的自動機械被配置為將晶片載體從一個傳輸系統傳送到另一個傳輸系統。盡管儲料器內的自動機械在OHS和OHT之間進行交叉系統運輸，但如果晶片載體 的移動在同一傳輸系統內，則該自動機械還用于在儲料器與OHS或OHT之間傳送晶片載體。 儲料器內的自動機械滿足單系統運輸和交叉系統運輸的需求。因此，自動機械會超負荷，并 在繁忙運輸時引起交通擁擠。此外，不管空間利用如何，儲料器都將占用半導體制造設備的 車間用于儲存晶片載體。半導體制造設備的潔凈室中的車間是非常寶貴且有限的。自動機械有助于儲料器對于同一傳輸系統的儲存功能以及進行交叉系統運輸的 雙重角色使得自動機械在晶片載體的總體運輸方面存在潛在瓶頸。儲料器和自動機械不能 滿足半導體制造設備中傾斜操作的預期。此外，如果儲料器僅用于交叉系統運輸，則被儲料 器占用的車間將會具有較低的成本效益。

發明內容
針對相關技術中存在的一個或多個問題，本發明的目的在于提供一種用于高架交 叉系統運輸的系統和方法，以解決繁忙運輸時自動機械引起的交通擁擠以及空間占用問題。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供一種用于操控半導體制造的 系統，該系統包括輸送機，向高架提升傳輸(OHT)系統傳送晶片載體或從高架提升傳輸 (OHT)系統傳送晶片載體；交叉系統運輸裝置，在輸送機和天車(0把)系統之間傳輸晶片載 體；以及控制器，被配置為輸出控制信號，以控制交叉系統運輸裝置、輸送機以及晶片載體 在OHT或OHS處的裝載或卸載中的至少一個。優選地，交叉系統運輸裝置占用半導體制造設備內的零地面空間。并且，交叉系統運輸裝置包括被配置為使晶片載體上升或下降的提升設備。優選地，該交叉系統運輸裝置包括高架運輸機；升降機，連接至高架運輸機并且 可沿著高架運輸機移動，該升降機被配置為在輸送機和高架運輸機之間使晶片載體上升或 下降；以及升降機的夾子，被配置為夾住和釋放位于輸送機或OHS處的晶片載體。其中，晶 片載體具有適于被OHT的又一夾子夾住的上邊緣，升降機的夾子還被配置為通過上邊緣夾 住晶片載體。優選地，交叉系統運輸裝置包括上滑動臺；下滑動臺，連接至上滑動臺并且可相 對于上滑動臺滑動，以限定滑動叉；升降機，附接至滑動叉的下滑動臺，升降機被配置為經 由滑動叉的移動在輸送機和OHS之間使晶片載體上升或下降；以及升降機的夾子，被配置 為夾住和釋放位于輸送機或OHS處的晶片載體。晶片載體具有適于被OHT的又一夾子夾住 的上邊緣，升降機的夾子還被配置為通過上邊緣夾住晶片載體。優選地，交叉系統運輸裝置包括起重機；機械臂，可滑動地連接至起重機，其中， 機械臂被配置為在輸送機和OHS之間移動晶片載體。該用于操控半導體制造的系統還包 括位于機械臂上的夾鉗。其中，晶片載體具有底面，并且夾鉗被配置為通過底面夾住晶片 載體。優選地，該用于操控半導體制造的系統還包括晶片載體為前端開口片盒 (FOUP)。優選地，輸送機限定用于緩沖一個或多個晶片載體的區域。優選地，輸送機被配置為將晶片載體旋轉到不同的傳送方向。優選地，控制器被配置為從自動化物料搬運系統(AMHS)接收晶片載體的至少一 個運輸請求。根據本發明的另一方面，提供一種用于在半導體制造設備中在天車(OHS)系統和 高架提升傳輸(OHT)系統之間運輸至少一個晶片載體的方法，該方法包括將從OHS或OHT 的一個中接收的至少一個晶片載體傳輸到第一裝載站；將至少一個晶片載體從第一裝載站 傳送到第一操作位置；將至少一個晶片載體從第一操作位置垂直移動到第二操作位置；將 至少一個晶片載體從第二操作位置傳送到第二裝載站；以及將至少一個晶片載體從第二裝 載站運輸到OHS或OHT中的另一個，其中，使用輸送機執行晶片載體的一次傳送。優選地，至少一個晶片載體的至少一次傳送包括以水平方式傳送晶片載體。優選地，從OHS和OHT的一個傳輸晶片載體包括將晶片載體從OHS拾取到第一裝 載站，或者將晶片載體從OHT卸載到第一裝載站。優選地，將晶片載體運輸到OHS和OHT的一個包括以下步驟將晶片載體從第二裝 載站卸載到0HS，或者使OHT拾取第二裝載站處的晶片載體。根據本發明的再一方面，本發明提供一種用于操控半導體制造的系統，該系統包 括傳送裝置，用于向高架提升傳輸(OHT)系統傳送晶片載體或從高架提升傳輸(OHT)系統 傳送晶片載體；以及高架傳輸裝置，用于以至少上升的方式在傳送裝置和天車(0把)系統 之間運輸晶片載體。優選地，該高架傳輸裝置包括第一裝置，用于抓住來自傳送裝置的晶片載體；第 二裝置，用于在傳送裝置和OHS之間使第一裝置上升或下降；以及第三裝置，用于滑動第一 裝置，以向OHS傳輸晶片載體或從OHS傳輸晶片載體。
因此，根據本發明，自動機械不會在繁忙運輸時引起交通擁擠，而且，根據本發明 的交叉系統運輸機比儲料器占用更少的甚至不占用地面空間，降低了成本效益。


通過附圖中的實例示出了一個或多個實施例并且這些實施例不受限制，其中，貫 穿全文，具有相同參考標號的元件表示類似的元件，其中圖1是根據實施例的交叉系統運輸機的示意性立體圖；圖2是圖1的實施例的示意性側視圖；圖3是根據另一實施例的用于雙向運輸的交叉系統運輸機的示意性立體圖；圖4是根據另一實施例的包括滑動叉的交叉系統運輸機的示意性立體圖；圖5是根據另一實施例的包括起重機和機械臂的交叉系統運輸機的示意性立體 圖；以及圖6是根據實施例的控制系統的高級功能框圖。
具體實施例方式圖1示出了根據一個實施例的高架交叉系統運輸機100的視圖。運輸機100包括 輸送機110和交叉系統運輸裝置(通常由參考標號119表示)，并在高架傳輸(OHT)系統 104和天車(0把)系統106之間傳輸晶片載體102。晶片載體102是用于承載晶片的前端 開口片盒(F0UP，或前開式晶圓盒)。在至少一些實施例中，晶片載體102可被配置為運輸 多個晶片，例如6個晶片、12個晶片、M個晶片等。在至少一些實施例中，晶片載體102可 包括不同的FOUP尺寸，諸如300毫米(mm)或450mm。然而，不排除其他類型和/或尺寸的 晶片載體或片盒。OHT 104用于垂直地向/從物料運輸和/或處理機器(未示出)裝載/卸載晶片 載體。例如，在圖1中，OHT 104具有被垂直運輸至輸送機110的晶片載體102。OHT 104將 晶片載體102卸載或放置到輸送機110的裝載站(通常由參考標號112表示)。在另一實 例中，OHT 104從輸送機110的站112(這種情況下為卸載站)拾取晶片載體102。在至少一些實施例中，OHT 104從天花板IM上懸掛下來。OHT 104裝配有可以抓 住晶片載體102的上邊緣的夾子。為了將晶片載體102傳輸至處理工具，將夾子下降到工 具的裝載端口，然后將晶片載體102放在裝載端口上。輸送機110在大體水平方向上從左邊到右邊延伸穿過紙張。輸送機110包括處于 其一端的第一裝載/卸載站112以及處于其另一端的第一操作位置(通常由參考標號114 表示)。在至少一些實施例中，第一裝載/卸載站112或第一操作位置114中的一個或另一 個或者兩個可位于輸送機110除端部之外的部分上。輸送機110可以從天花板IM或者能 夠支持輸送機110的重量的另一對象上懸掛下來。輸送機110被配置為在第一裝載/卸載站112和第一操作位置114之間的水平方 向(通常由參考字符A表示)上運輸晶片載體102，用于與交叉系統運輸裝置119相互作 用。在至少一些實施例中，輸送機110包括基于帶的系統，例如傳送帶。在至少一些其他實 施例中，輸送機110包括用于在水平方向上運輸所接收到的晶片載體的運輸機構。在至少 一些其他實施例中，輸送機110包括用于在垂直或部分垂直的方向上運輸所接收到的晶片載體的運輸機構。在至少一些其他實施例中，輸送機110包括不同的運輸機構，諸如輥、可移動臂等。在具體示出的結構中的交叉系統運輸裝置119包括升降機116和滑動臺120。輸 送機110將晶片載體102傳送到第一操作位置114，用于升降機116抓住并提升晶片載體 102至滑動臺120的第二操作位置(通常由參考標號118表示)。升降機116包括至少一組(例如，四組)傳送帶滑輪(belt and pulley)機構、夾 子和電機驅動器，該電機驅動器可以旋轉傳送帶滑輪機構以使夾子上升和下降。在一些實 施例中，升降機116的夾子與OHT 104的夾子類似，以抓住晶片載體102的上邊緣。滑動臺 120包括一組線性滑軌、滾珠絲杠和電機。滑動臺120提供至少一個維度的線性運動(向前 和向后)。在滑動臺120上，升降機116可以滑動至第二卸載/裝載站(通常由參考標號122 表示)，并被配置為向/從OHS 106卸載/裝載晶片載體102。OHS 106包括一組軌道、一個或多個穿梭型車輛和車輛控制系統。0HS106被配置 為在車輛的載物臺上運輸晶片載體102。OHS 106在儲料器之間運輸晶片載體(從一個儲 料器到另一個儲料器)。當OHS 106到達儲料器的裝載/卸載站時，晶片載體102將被儲料 器的機械臂拾取并儲存在儲料器內。此外，滑動臺120附接至半導體制造設備的天花板124。在至少一些實施例中，滑 動臺120從天花板或附接至天花板的中間件上懸掛下來。在至少一些實施例中，交叉系統 運輸機100不占用制造設備中地面126的任何空間。在至少一些其他實施例中，交叉系統 運輸機100比儲料器占用更少的地面空間(或占地面積)。圖2示出了圖1實施例的側視圖。在根據至少一個實施例的操作中，晶片載體102 例如通過放置或降低到輸送機Iio從OHT 104上被卸載，通過輸送機110 (在由參考字符A 表示的水平方向上)從第一裝載/卸載站112移動到第一操作位置114，通過升降機116(在 由參考字符B表示的垂直方向上)提升，然后在滑動臺120上(在由參考字符C表示的水 平方向上)從第二操作位置118滑動到第二卸載/裝載站122并被放置在OHS 106的車輛 上。根據至少另一實施例(圖2中未示出)，以與將參照圖3描述的交叉系統運輸機300類 似的方式，在從OHS 106到OHT 104的相反方向上運輸晶片載體102。在至少另一實施例 中，交叉系統運輸機100被配置為選擇性地將晶片載體102從OHS 106運輸到OHT 104或 者從OHT 104運輸到OHS 106。圖3示出了通過第一交叉系統運輸機100和第二交叉系統運輸機300在OHT 104 和OHS 106之間雙向運輸晶片載體。在至少一個實施例中，運輸機100的移動方向與運輸 機300的移動方向相反。在至少一些實施例中，運輸機100的移動方向與運輸機300的移 動方向相同。為了通過運輸機300執行從OHS 106到OHT 104的交叉系統運輸，在OHS 106 的停止站304處準備晶片載體302，以使升降機306抓住晶片載體302。接下來，升降機306 和被抓住的晶片載體302 —起在滑動臺308上沿著水平方向E滑動，并將晶片載體302從裝 載位置310移動到操作位置312。升降機306在垂直方向F上將晶片載體302下降到L形 輸送機316上的操作位置314。在至少一個實施例中輸送機的目的是成為OHT 104和OHS 106之間的橋梁，并且在一些實施例中提供緩沖功能。L形輸送機316是示例性的。輸送機 的形狀和高度依賴于OHT 104的裝載/卸載位置和升降機306的位置。在至少一些實施例中，通過使用不同的傳送帶，輸送機316在水平方向Gl上移動晶片載體302并將晶片載體 302旋轉到不同方向G2。晶片載體302被運輸到裝載位置318，用于使OHT 104拾取并傳輸 晶片載體302到適當的操縱或處理機器。類似于至少一些實施例中的運輸機100，運輸機 300不占用制造設備中的地面126的任何空間。圖4示出了根據另一實施例的高架交叉系統運輸機400，其包括作為其交叉系統 運輸裝置一部分的滑動叉401。滑動叉401包括第一滑動臺402(也被稱為上滑動臺)和第 二滑動臺404(也被稱為下滑動臺)。第一滑動臺402附接至制造設備中的天花板124，而 第二滑動臺404滑動地與第一臺402連接。在至少一些實施例中，第一和第二滑動臺402、 404在至少一個方向上彼此可滑動地連接。在至少一些實施例中，第一滑動臺402附接至一 個設備或者被安裝定位在OHS 106的上方。類似于升降機116的升降機406在第二臺的下表面(如參考箭頭408所示)附接 至第二滑動臺404。在第二滑動臺404的滑動移動期間，附接的升降機406在OHS裝載/卸 載位置409和上升/下降位置410之間水平移動被抓住的晶片載體412。在裝載/卸載位 置409處，升降機406交替地將晶片載體412卸載至OHS 106或者通過與升降機116的夾子 類似的夾子(未示出)抓住晶片載體并將晶片載體412從OHS 106裝載到滑動叉401。在 上升/下降位置410處，升降機406將晶片載體412下降到輸送機110，或者從輸送機110 抓住晶片載體412。滑動叉401改變升降機406的水平移動而不影響交叉系統運輸機400 的垂直操作。在至少一些實施例中，運輸機400不占用制造設備中的任何地面空間。在至少 一些實施例中，運輸機400使得用于交叉系統運輸的制造設備中地面空間的使用最小化。圖5示出了根據另一實施例的包括起重機502和機械臂504作為其交叉系統運輸 裝置的交叉系統運輸機500。機械臂504被配置為從OHS 106或從輸送機110抓住晶片載 體506。相反，機械臂504可以將晶片載體506卸載到OHS 106或輸送機110。在一些實施 例中，在機械臂504上設置夾鉗(未示出)，以如圖5所示扣緊晶片載體的底面來扣緊晶片 載體。機械臂504附接至起重機502并沿著起重機垂直移動。響應于對交叉系統運輸的請 求(諸如將晶片載體從OHS 106運輸到OHT 104)，機械臂504從裝載/卸載位置508 (類似 于裝載/卸載位置409(圖4))抓住晶片載體506，在水平方向H上將晶片載體506移動至 上升/下降位置510 (類似于上升/下降位置410 (圖4))，在垂直方向J上將晶片載體506 下降到輸送機裝載/卸載位置512，然后在另一水平方向K上移動晶片載體506并將晶片載 體506卸載到輸送機110用于上述進一步的運輸。圖6示出了根據實施例的控制系統600(也被稱為控制器)的高級框圖。控制器 600生成輸出控制信號，用于控制根據至少一個實施例的一個或多個交叉系統運輸機(諸 如100、300、400、500)的一個或多個部件的操作(為了示出的目的，在圖6中僅示出了交叉 系統運輸機100)。控制器600從根據至少一個實施例的交叉系統運輸機100的一個或多 個部件(例如，輸送機110和/或交叉系統運輸裝置119)和/或OHS 106和/或OHT 104 和/或自動化物料搬運系統(AMHS)接收輸入信號。在至少一些實施例中，控制系統600被 定位為與交叉系統運輸機100相鄰。在至少一些其他實施例中，控制系統600被集成為交 叉系統運輸機100的部件。在至少一些其他實施例中，控制系統600遠離交叉系統運輸機 100。控制系統600包括處理器602、輸入/輸出(I/O)設備604、存儲器606和網絡接口(I/F) 608，每一個都經由總線610或其他互連通信機構來進行通信連接。處理器602可包括處理器、微處理器、控制器或其他設備(諸如被配置為執行和/ 或編譯一組或多組指令的專用集成電路(ASIC)，例如存儲在存儲器606中的運輸控制系統 612)。I/O設備604可包括能夠進行用戶交互的輸入設備、輸出設備和/或組合的輸入/ 輸出設備。輸入設備可包括用于將至少一個命令傳輸至處理器602的機構。在至少一些實 施例中，輸入/輸出設備604可包括串行和/或并行連接機構。存儲器606 (也被稱為計算機可讀介質)可包括隨機存取存儲器或其他動態存儲 設備，其與總線610通信連接用于存儲處理器602執行的數據和/或指令。存儲器606還 可用于在被處理器602執行的指令的執行期間存儲臨時變量或其他中間信息。存儲器606 還可以包括只讀存儲器或其他靜態存儲設備，其連接至總線610用于存儲用于處理器602 的靜態信息和指令。存儲器606存儲用于控制交叉系統運輸機100的一個或多個部件的運輸控制系統 612( —組可執行指令)。在一些其他實施例中，運輸控制系統612被實施為硬連線電路并 集成到處理器602中。網絡接口 608包括用于連接至網絡的機構。在至少一些實施例中，網絡接口 608可 包括有線和/或無線連接機構。在至少一些實施例中，如圖所示，控制系統600經由網絡接 口 608與交叉系統運輸機100的一個或多個部件連接。在至少一些其他實施例中，代替經 由網絡接口 608，控制系統600例如通過連接至總線610的部件直接與交叉系統運輸機100 的一個或多個部件連接。本領域的技術人員已經看到，所公開的實施例實現了上述一個或多個優點。在閱 讀前面的說明書之后，本領域的技術人員能夠進行各種變化，在本文中廣泛公開的等同替 換和各種其他實施例。因此，僅通過所附權利要求及其等價物中包含的定義來限制保護范圍。
權利要求
1.一種用于操控半導體制造的系統，所述系統包括輸送機，向高架提升傳輸(OHT)系統傳送晶片載體或從高架提升傳輸(OHT)系統傳送 晶片載體；交叉系統運輸裝置，在所述輸送機和天車(0把)系統之間傳輸所述晶片載體；以及 控制器，被配置為輸出控制信號，以控制所述交叉系統運輸裝置、所述輸送機以及所述 晶片載體在所述OHT或所述OHS處的裝載或卸載中的至少一個。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述交叉系統運輸裝置占用半導體制造設備內 的零地面空間，所述交叉系統運輸裝置包括被配置為使所述晶片載體上升或下降的提升設 備。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述交叉系統運輸裝置包括 高架運輸機；升降機，連接至所述高架運輸機并且可沿著所述高架運輸機移動； 所述升降機被配置為在所述輸送機和所述高架運輸機之間使所述晶片載體上升或下 降；以及所述升降機的夾子，被配置為夾住和釋放位于所述輸送機或所述OHS處的所述晶片載體，其中，所述晶片載體具有適于被所述OHT的又一夾子夾住的上邊緣，以及其中，所述升 降機的所述夾子還被配置為通過上邊緣夾住所述晶片載體。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，所述交叉系統運輸裝置包括 上滑動臺；下滑動臺，連接至所述上滑動臺并且可相對于所述上滑動臺滑動，以限定滑動叉； 升降機，附接至所述滑動叉的所述下滑動臺；所述升降機被配置為經由所述滑動叉的移動在所述輸送機和所述OHS之間使所述晶 片載體上升或下降；以及所述升降機的夾子，被配置為夾住和釋放位于所述輸送機或所述OHS處的所述晶片載 體，其中，所述晶片載體具有適于被所述OHT的又一夾子夾住的上邊緣，以及其中，所述升 降機的所述夾子還被配置為通過上邊緣夾住所述晶片載體。
5.根據權利要求1所述的系統，其中，所述交叉系統運輸裝置包括 起重機；機械臂，可滑動地連接至所述起重機；所述機械臂被配置為在所述輸送機和所述OHS之間移動所述晶片載體， 其中，所述用于操控半導體制造的系統還包括位于所述機械臂上的夾鉗，并且其中， 所述晶片載體具有底面，并且所述夾鉗被配置為通過所述底面夾住所述晶片載體。
6.根據權利要求1所述的系統，還包括所述晶片載體為前端開口片盒(FOUP)，其中， 所述輸送機限定用于緩沖一個或多個所述晶片載體的區域，并且其中，所述輸送機被配置 為將所述晶片載體旋轉到不同的傳送方向，所述控制器被配置為從自動化物料搬運系統 (AMHS)接收所述晶片載體的至少一個運輸請求。
7.一種用于在半導體制造設備中在天車(0把)系統和高架提升傳輸(OHT)系統之間運 輸至少一個晶片載體的方法，所述方法包括將從所述OHS或所述OHT的一個中接收的至少一個晶片載體傳輸到第一裝載站； 將至少一個晶片載體從所述第一裝載站傳送到第一操作位置； 將至少一個晶片載體從所述第一操作位置垂直移動到第二操作位置；以及 將至少一個晶片載體從所述第二操作位置傳送到第二裝載站；以及 將至少一個晶片載體從所述第二裝載站運輸到所述OHS或所述OHT中的另一個， 其中，使用輸送機執行晶片載體的一次傳送。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，至少一個晶片載體的至少一次傳送包括以水平 方式傳送晶片載體，其中，從所述OHS和所述OHT的一個傳輸晶片載體包括將晶片載體從所述OHS拾取到 所述第一裝載站，或者將晶片載體從所述OHT卸載到所述第一裝載站，其中，將晶片載體運輸到所述OHS和所述OHT的一個包括以下步驟將晶片載體從所述 第二裝載站卸載到所述0HS，或者使所述OHT拾取所述第二裝載站處的晶片載體。
9.一種用于操控半導體制造的系統，所述系統包括傳送裝置，用于向高架提升傳輸(OHT)系統傳送晶片載體或從高架提升傳輸(OHT)系 統傳送晶片載體；以及高架傳輸裝置，用于以至少上升的方式在所述傳送裝置和天車(0把)系統之間運輸所 述晶片載體。
10.根據權利要求9所述的系統，其中，所述高架傳輸裝置包括 第一裝置，用于抓住來自所述傳送裝置的所述晶片載體；第二裝置，用于在所述傳送裝置和所述OHS之間使所述第一裝置上升或下降；以及 第三裝置，用于滑動所述第一裝置，以向所述OHS傳輸所述晶片載體或從所述OHS傳輸 所述晶片載體。
全文摘要
一種用于操控半導體制造的系統，包括以向或從高架提升傳輸系統傳送晶片載體的輸送機。該系統還包括交叉系統運輸裝置，以在輸送機和天車系統之間傳輸晶片載體。并且，該系統還包括控制器，其被配置為輸出控制信號，以控制交叉系統運輸裝置、輸送機以及晶片載體在OHT或OHS處的裝載或卸載中的至少一個。根據本發明的系統，解決了繁忙運輸時自動機械引起的交通擁擠以及空間占用問題。
文檔編號H01L21/677GK102054725SQ201010272169
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月31日 優先權日2009年10月29日
發明者李鳳寧, 王惟正 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司