TWI473195B - 應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法 - Google Patents

Description

應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法

本發明係有關於一種自動化搬運系統的操作方法，尤指一種應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法。

在半導體製作過程中，每一批晶圓都需經過多個加工程序才能製造成所需的半導體元件。而半導體製造商為了提升獲利，無不希望能減少每一批晶圓的製造時間，進而增加半導體廠的整體產能。影響晶圓的整體製造時間包括很多的因素，除了晶圓於每一個晶圓加工設備所花費的製造時間外，晶圓在不同晶圓加工設備之間的運送時間也是另一個關鍵因素。

傳統的晶圓運送多半採用人工的方式運送，其利用人力推動載有晶圓的推車往返於不同的晶圓加工設備之間。然而，隨著半導體製作技術不斷的進步下，晶圓尺寸由6吋、8吋增加為12吋，連帶著裝載晶圓的晶圓承載裝置(wafer carrier)的尺寸也隨之加大。例如，半導體廠常用的前開式晶圓承載裝置(front opened unified pod，FOUP)，當其裝滿25片晶圓時，晶圓承載裝置的重量可多達8公斤，因此傳統的人力運送方式難以繼續適用。此外，如進一步考量產能等因素，勢必需要一套更快速、更有效率的晶圓搬運系統，如此才能提升半導體製造廠的產能。

因此，一自動化搬運系統因應而生。例如，在半導體製造廠的廠房內架設多個高架搬運軌道組，每一組高架搬運軌道組的下方配置有多組晶圓加工設備，而每一組高架搬運軌道組分別定義出一加工區域，且同一加工區域的晶圓加工設備間有較大的關連性。再者，上述多個搬運軌道組上裝設有多個高架起吊搬運車(overhead hoist transport vehicle，OHT vehicle)，或是簡稱為搬運車。上述多個搬運車可在高架搬運軌道組上移動，藉此將晶圓承載裝置由一晶圓加工設備搬運至另一晶圓加工設備。另外，每一組高架搬運軌道組與另外一組高架搬運軌道組相連接，上述多個搬運車可移動至不同的高架搬運軌道組內，藉此將晶圓承載裝置搬運至另一加工區域中的晶圓加工設備內。

本發明實施例在於提供一種應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法。

本發明其中一實施例所提供的一種應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其包括下列步驟：提供至少一圍繞形搬運軌道、至少一用於承載一第一晶圓承載裝置的第一高架起吊搬運車、至少一第二高架起吊搬運車、至少一第一晶圓加工設備、至少一具有一第二晶圓承載裝置的第二晶圓加工設備、至少一用於承載一第三晶圓承載裝置的晶圓暫放設備、及一用於控制第一高架起吊搬運車與第二高架起吊搬運車於圍繞形搬運軌道上移動的搬運車控制模組：由一主系統控制模組同時下達一第一卸貨指令及一第一取貨指令，以使得第一高架起吊搬運車先移動到第一晶圓加工設備，且從第一高架起吊搬運車卸載第一晶圓承載裝置於第一晶圓加工設備上；由主系統控制模組下達一第二取貨指令及一第二卸貨指令，以使得第一高架起吊搬運車移動到晶圓暫放設備，且從晶圓暫放設備抓取第三晶圓承載裝置；第一高架起吊搬運車移動到第二晶圓加工設備，並詢問搬運車控制模組是否可以卸載第三晶圓承載裝置於第二晶圓加工設備上；搬運車控制模組告知第一高架起吊搬運車不能卸載第三晶圓承載裝置於第二晶圓加工設備上；搬運車控制模組下達一環繞指令，以使得第一高架起吊搬運車繼續沿著圍繞形搬運軌道向前移動；第二高架起吊搬運車移動到第二晶圓加工設備，以從第二晶圓加工設備抓取第二晶圓承載裝置；第一高架起吊搬運車完成環繞指令而到達第二晶圓加工設備，並詢問搬運車控制模組是否可以卸載第三晶圓承載裝置於第二晶圓加工設備上；搬運車控制模組告知第一高架起吊搬運車可以卸載第三晶圓承載裝置於第二晶圓加工設備上；以及，從第一高架起吊搬運車卸載第三晶圓承載裝置於第二晶圓加工設備上。

綜上所述，本發明實施例所提供的自動化搬運系統的操作方法，其可透過“高架起吊搬運車移動到晶圓加工設備並詢問搬運車控制模組是否可以卸載晶圓承載裝置於晶圓加工設備上”的設計，以避免自動化搬運系統或晶圓加工設備發生當機的情況，因此本發明可以有效減少搬運時間，增加搬運效能，並提升生產產能。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱圖1至圖9所示，其中圖1為流程圖，而圖2至圖9皆為上視示意圖。配合圖1至圖9可知，本發明提供一種應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其包括下列步驟：關於步驟S100：配合圖1與圖2所示，提供至少一圍繞形搬運軌道1、至少一用於承載一第一晶圓承載裝置W1的第一高架起吊搬運車2A、至少一第二高架起吊搬運車2B、至少一第一晶圓加工設備3A、至少一具有一第二晶圓承載裝置W2的第二晶圓加工設備3B、至少一用於承載一第三晶圓承載裝置W3的晶圓暫放設備4、及一用於控制第一高架起吊搬運車2A與第二高架起吊搬運車2B於圍繞形搬運軌道1上移動的搬運車控制模組5。

舉例來說，本發明可使用多個彼此相連的圍繞形搬運軌道1，且讓第一高架起吊搬運車2A與第二高架起吊搬運車2B皆可朝順時針方向(或逆時針方向亦可)移動。第一高架起吊搬運車2A與第二高架起吊搬運車2B皆可連接於圍繞形搬運軌道1且可滑動地設置於圍繞形搬運軌道1的下方。第一晶圓加工設備3A與第二晶圓加工設備3B皆可設置於圍繞形搬運軌道1的下方。晶圓暫放設備4(例如用於暫放晶圓的儲存櫃)可設置於圍繞形搬運軌道1的下方且位於第一晶圓加工設備3A與第二晶圓加工設備3B之間。搬運車控制模組5可為一台電腦、伺服器、或任何具有運算與操控能力的電子裝置…等等。

關於步驟S102：配合圖1、圖2、及圖3所示，由一主系統控制模組6(例如伺服器、電腦、或任何具有運算與操控能力的電子裝置…等等)同時下達一第一卸貨指令及一第一取貨指令(如圖2的閃電符號所示)，以使得第一高架起吊搬運車2A先移動到第一晶圓加工設備3A(如圖3所示)，且從第一高架起吊搬運車2A卸載第一晶圓承載裝置W1於第一晶圓加工設備3A上(如圖3所示)。舉例來說，第一卸貨指令與第一取貨指令為一種swap command。另外，在同一時間，可由主系統控制模組6分別下達一第一卸貨指令給第一高架起吊搬運車2A及下達一第一取貨指令給第二高架起吊搬運車2B，且當第一高架起吊搬運車2A先移動到第一晶圓加工設備3A(如圖3所示)時，第一高架起吊搬運車2A可先從第一高架起吊搬運車2A卸載第一晶圓承載裝置W1於第一晶圓加工設備3A上(如圖3所示)。

關於步驟S104：配合圖1、圖3、及圖4所示，由主系統控制模組6下達一第二取貨指令及一第二卸貨指令(如圖3的閃電符號所示)，以使得第一高架起吊搬運車2A移動到晶圓暫放設備4(如圖4所示)，且從晶圓暫放設備4抓取第三晶圓承載裝置W3(如圖4所示)。舉例來說，第二卸貨指令與第二取貨指令為一種swap command。另外，可由主系統控制模組6下達一第二取貨指令及一第二卸貨指令給第一高架起吊搬運車2A，且當第一高架起吊搬運車2A移動到晶圓暫放設備4(如圖4所示)時，第一高架起吊搬運車2A可從晶圓暫放設備4抓取第三晶圓承載裝置W3(如圖4所示)。

關於步驟S106：配合圖1、圖4、及圖5所示，第一高架起吊搬運車2A移動到第二晶圓加工設備3B，並詢問搬運車控制模組5是否可以卸載第三晶圓承載裝置W3於第二晶圓加工設備3B上(如圖5由第一高架起吊搬運車2A朝向搬運車控制模組5的箭頭所示)。

關於步驟S108：配合圖1與圖5所示，搬運車控制模組5告知第一高架起吊搬運車2A不能卸載第三晶圓承載裝置W3於第二晶圓加工設備3B上(如圖5由搬運車控制模組5朝向第一高架起吊搬運車2A的箭頭所示)。舉例來說，由於第二晶圓加工設備3B上已經放置有第二晶圓承載裝置W2，因此搬運車控制模組5才會告知第一高架起吊搬運車2A不能卸載第三晶圓承載裝置W3於第二晶圓加工設備3B上，以避免自動化搬運系統或晶圓加工設備發生當機的情況。

關於步驟S110：配合圖1、圖5、及圖6所示，搬運車控制模組5下達一環繞指令，以使得第一高架起吊搬運車2A繼續沿著圍繞形搬運軌道1向前移動。舉例來說，搬運車控制模組5可下達一環繞指令給第一高架起吊搬運車2A，以使得第一高架起吊搬運車2A繼續沿著圍繞形搬運軌道1向前移動。

關於步驟S112：配合圖1、圖6、及圖7所示，第二高架起吊搬運車2B移動到第二晶圓加工設備3B，以從第二晶圓加工設備3B抓取第二晶圓承載裝置W2。

關於步驟S114：配合圖1、圖7、及圖8所示，第一高架起吊搬運車2A完成環繞指令而到達第二晶圓加工設備3B，並詢問搬運車控制模組5是否可以卸載第三晶圓承載裝置W3於第二晶圓加工設備3B上(如圖8由第一高架起吊搬運車2A朝向搬運車控制模組5的箭頭所示)。

關於步驟S116：配合圖1與圖8所示，搬運車控制模組5告知第一高架起吊搬運車2A可以卸載第三晶圓承載裝置W3於第二晶圓加工設備3B上(如圖8由搬運車控制模組5朝向第一高架起吊搬運車2A的箭頭所示)。舉例來說，由於第二晶圓加工設備3B上沒有放置任何的晶圓承載裝置，因此搬運車控制模組5才會告知第一高架起吊搬運車2A可以卸載第三晶圓承載裝置W3於第二晶圓加工設備3B上。

關於步驟S118：配合圖1、圖8、及圖9所示，從第一高架起吊搬運車2A卸載第三晶圓承載裝置W3於第二晶圓加工設備3B上。

因此，由步驟S106至步驟S116可知，當一高架起吊搬運車移動到其中一個晶圓加工設備時，高架起吊搬運車可以詢問一搬運車控制模組是否可以從高架起吊搬運車卸載一晶圓承載裝置於晶圓加工設備上。此時會有下列兩種判斷方式：(1)如果晶圓加工設備上本來就已經有另外一個晶圓承載裝置時，則搬運車控制模組會告知高架起吊搬運車不能卸載晶圓承載裝置於晶圓加工設備上；(2)如果晶圓加工設備上本來就沒有任何其它的晶圓承載裝置時，則搬運車控制模組會告知高架起吊搬運車可以卸載晶圓承載裝置於晶圓加工設備上。藉此，本發明可以透過上述兩種判斷方式，以避免自動化搬運系統或晶圓加工設備發生當機的情況，因此本發明可以有效減少搬運時間，增加搬運效能，並提升生產產能。

[實施例的可能功效]

綜上所述，本發明實施例所提供的自動化搬運系統的操作方法，其可透過“高架起吊搬運車移動到晶圓加工設備並詢問搬運車控制模組是否可以卸載晶圓承載裝置於晶圓加工設備上”的設計，以避免自動化搬運系統或晶圓加工設備發生當機的情況，因此本發明可以有效減少搬運時間，增加搬運效能，並提升生產產能。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍內。

1．．．圍繞形搬運軌道

2A．．．第一高架起吊搬運車

2B．．．第二高架起吊搬運車

3A．．．第一晶圓加工設備

3B．．．第二晶圓加工設備

4．．．晶圓暫放設備

5．．．搬運車控制模組

6．．．主系統控制模組

W1．．．第一晶圓承載裝置

W2．．．第二晶圓承載裝置

W3．．．第三晶圓承載裝置

圖1為本發明應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法的流程圖。

圖2至圖9分別為本發明應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法的操作流程示意圖。

1．．．圍繞形搬運軌道

2A．．．第一高架起吊搬運車

2B．．．第二高架起吊搬運車

3A．．．第一晶圓加工設備

3B．．．第二晶圓加工設備

4．．．晶圓暫放設備

5．．．搬運車控制模組

6．．．主系統控制模組

W1．．．第一晶圓承載裝置

W2．．．第二晶圓承載裝置

W3．．．第三晶圓承載裝置

Claims (9)

1. 一種應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其包括下列步驟：提供至少一圍繞形搬運軌道、至少一用於承載一第一晶圓承載裝置的第一高架起吊搬運車、至少一第二高架起吊搬運車、至少一第一晶圓加工設備、至少一具有一第二晶圓承載裝置的第二晶圓加工設備、至少一用於承載一第三晶圓承載裝置的晶圓暫放設備、及一用於控制上述至少一第一高架起吊搬運車與上述至少一第二高架起吊搬運車於上述至少一圍繞形搬運軌道上移動的搬運車控制模組；在同一時間，由一主系統控制模組分別下達一第一卸貨指令給上述至少一第一高架起吊搬運車及下達一第一取貨指令給上述至少一第二高架起吊搬運車；上述至少一第一高架起吊搬運車先移動到上述至少一第一晶圓加工設備，以從上述至少一第一高架起吊搬運車卸載該第一晶圓承載裝置於上述至少一第一晶圓加工設備上；由該主系統控制模組下達一第二取貨指令及一第二卸貨指令給上述至少一第一高架起吊搬運車；上述至少一第一高架起吊搬運車移動到上述至少一晶圓暫放設備，以從上述至少一晶圓暫放設備抓取該第三晶圓承載裝置；上述至少一第一高架起吊搬運車移動到上述至少一第二晶圓加工設備，並詢問該搬運車控制模組是否可以卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上；該搬運車控制模組告知上述至少一第一高架起吊搬運車不能卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上；該搬運車控制模組下達一環繞指令給上述至少一第一高架起吊搬運車，以使得上述至少一第一高架起吊搬運車繼續沿著上述至少一圍繞形搬運軌道向前移動；上述至少一第二高架起吊搬運車移動到上述至少一第二晶圓加工設備，以從上述至少一第二晶圓加工設備抓取該第二晶圓承載裝置；上述至少一第一高架起吊搬運車完成該環繞指令而到達上述至少一第二晶圓加工設備，並詢問該搬運車控制模組是否可以卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上；該搬運車控制模組告知上述至少一第一高架起吊搬運車可以卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上；以及從上述至少一第一高架起吊搬運車卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其中上述至少一第一晶圓加工設備與上述至少一第二晶圓加工設備皆設置於上述至少一圍繞形搬運軌道的下方。
3. 如申請專利範圍第1項所述之應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其中上述至少一晶圓暫放設備設置於上述至少一圍繞形搬運軌道的下方且位於上述至少一第一晶圓加工設備與上述至少一第二晶圓加工設備之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其中上述至少一第一高架起吊搬運車與上述至少一第二高架起吊搬運車皆連接於上述至少一圍繞形搬運軌道且可滑動地設置於上述至少一圍繞形搬運軌道的下方。
5. 一種應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其包括下列步驟：提供至少一圍繞形搬運軌道、至少一用於承載一第一晶圓承載裝置的第一高架起吊搬運車、至少一第二高架起吊搬運車、至少一第一晶圓加工設備、至少一具有一第二晶圓承載裝置的第二晶圓加工設備、至少一用於承載一第三晶圓承載裝置的晶圓暫放設備、及一用於控制上述至少一第一高架起吊搬運車與上述至少一第二高架起吊搬運車於上述至少一圍繞形搬運軌道上移動的搬運車控制模組；由一主系統控制模組同時下達一第一卸貨指令及一第一取貨指令，以使得上述至少一第一高架起吊搬運車先移動到上述至少一第一晶圓加工設備，且從上述至少一第一高架起吊搬運車卸載該第一晶圓承載裝置於上述至少一第一晶圓加工設備上；由該主系統控制模組下達一第二取貨指令及一第二卸貨指令，以使得上述至少一第一高架起吊搬運車移動到上述至少一晶圓暫放設備，且從上述至少一晶圓暫放設備抓取該第三晶圓承載裝置；上述至少一第一高架起吊搬運車移動到上述至少一第二晶圓加工設備，並詢問該搬運車控制模組是否可以卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上；該搬運車控制模組告知上述至少一第一高架起吊搬運車不能卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上；該搬運車控制模組下達一環繞指令，以使得上述至少一第一高架起吊搬運車繼續沿著上述至少一圍繞形搬運軌道向前移動；上述至少一第二高架起吊搬運車移動到上述至少一第二晶圓加工設備，以從上述至少一第二晶圓加工設備抓取該第二晶圓承載裝置；上述至少一第一高架起吊搬運車完成該環繞指令而到達上述至少一第二晶圓加工設備，並詢問該搬運車控制模組是否可以卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上；該搬運車控制模組告知上述至少一第一高架起吊搬運車可以卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上；以及從上述至少一第一高架起吊搬運車卸載該第三晶圓承載裝置於上述至少一第二晶圓加工設備上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其中上述至少一第一晶圓加工設備與上述至少一第二晶圓加工設備皆設置於上述至少一圍繞形搬運軌道的下方。
7. 如申請專利範圍第5項所述之應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其中上述至少一晶圓暫放設備設置於上述至少一圍繞形搬運軌道的下方且位於上述至少一第一晶圓加工設備與上述至少一第二晶圓加工設備之間。
8. 如申請專利範圍第5項所述之應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其中上述至少一第一高架起吊搬運車與上述至少一第二高架起吊搬運車皆連接於上述至少一圍繞形搬運軌道且可滑動地設置於上述至少一圍繞形搬運軌道的下方。
9. 一種應用於多個晶圓加工設備的自動化搬運系統的操作方法，其包括下列步驟：一高架起吊搬運車移動到其中一個晶圓加工設備，並詢問一搬運車控制模組是否可以從該高架起吊搬運車卸載一晶圓承載裝置於該晶圓加工設備上；當該晶圓加工設備上已經有另外一個晶圓承載裝置時，則該搬運車控制模組告知該高架起吊搬運車不能卸載該晶圓承載裝置於該晶圓加工設備上；以及當該晶圓加工設備上沒有任何其它的晶圓承載裝置時，則該搬運車控制模組告知該高架起吊搬運車可以卸載該晶圓承載裝置於該晶圓加工設備上。