一种自动物料搬送设备及方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及半导体集成电路制造所使用的自动搬运系统。

背景技术：

在半导体制程中，需要在不同工序之间转移晶圆，为避免晶圆被污染或损坏，通常是将晶圆放入晶圆盒中，以晶圆盒承载晶圆，实现晶圆的转移。

通常，通过自动物料搬送系统(amhs，automatedmaterialhandlingsystem)实现晶圆的转移。

自动物料搬送系统包括自动化天车(oht，overheadhoisttransfer)及承载板。天车能够沿着轨道移动，承载板位于晶圆盒存储位。

自动化天车将晶圆盒放置到承载板上前，需要首先对承载板上是否存在有晶圆盒进行确认，以避免出现在承载板上已存在晶圆盒的情况下，再次放置晶圆盒的情形，即，二重搬入。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明提供了一种自动物料搬送设备及方法，其能够准确感测晶圆盒是否存在，即便晶圆盒内无晶片，也不会产生误判情况。

为达成上述目的，本发明提供一种自动物料搬送设备，包括天车、承载板、光电感测机构及反射机构。

天车可活动地安装于天车轨道。承载板位于天车下方，具有相对的第一表面和第二表面，第一表面用于承载物料。光电感测机构安装于天车上。反射机构包括触发部、反射板及传动部，反射板和传动部位于承载板的下方，触发部与反射板通过传动部连接，触发部能够相对于承载板上下活动，第一表面无物料时，触发部的一端突出于承载板的第一表面，反射板处于第一位置；承载板第一表面存在物料时，触发部的一端被物料下压并向下运动，通过传动部带动反射板活动至第二位置；反射板处于第一位置时，反射板能够接收来自光电感测机构的光线，并将光线反射回光电感测机构，光电感测机构产生第一信号；反射板处于第二位置时，反射板不能接收来自光电感测机构的光线，光电感测机构产生第二信号。

根据一实施例，传动部包括第一啮合部和第二啮合部，第一啮合部与触发部固定连接，第二啮合部与反射板连接，第一啮合部和第二啮合部啮合，触发部运动过程中能够经由第一啮合部和第二啮合部的传动使得反射板在第一位置与第二位置之间活动。

根据一实施例，第一啮合部为齿条，第二啮合部为齿轮。

根据一实施例，反射机构还包括安装座、连动杆及轴承，轴承装配于连动杆，反射板通过连动杆与安装座可旋转的连接，安装座44设置于承载板的第二表面，第二啮合部与连动杆固定连接，第二啮合部旋转过程中能够带动反射板在第一位置与第二位置之间旋转。

根据一实施例，第一啮合部的一端与触发部的另一端固定连接，并与触发部同轴，反射机构还包括止挡部，止挡部固定于第一啮合部的一端，反射板处于第一位置时，止挡部抵顶于第二表面。

根据一实施例，反射机构还包括弹性部，其与触发部连接，触发部未受外力被下压时，反射板处于第一位置，弹性部处于自由状态；触发部受外力被下压时，反射板处于第二位置，弹性部发生形变；外力撤销后，触发部通过弹性部的弹性恢复力上升，使得反射板恢复处于第一位置。根据一实施例，安装座的数量为一对，其对称的设置于反射板的相对两侧，传动部邻近其中一安装座。

根据一实施例，反射板处于第一位置时，反射板与承载板相互平行；反射板处于第二位置时，反射板与承载板的夹角为80°至100°。

根据一实施例，反射板处于第一位置时，反射板处于水平位置；反射板处于第二位置时，反射板与水平位置相互垂直。

根据一实施例，反射板处于第二位置时，反射板处于竖直位置。

根据一实施例，反射机构的数量为一个或多个。

根据一实施例，反射机构的数量为一个，其位于承载板的中部的下方。

根据一实施例，反射机构的数量为多个，其在承载板的中部的下方均匀分布。

根据一实施例，反射板的表面具有反光材料。

根据一实施例，还包括控制机构，所述控制机构能够响应于所述第一信号控制所述天车的抓取机构下放物料，以及能够响应于所述第二信号控制所述天车移至下一个下放工位。

本发明另一方面，提供一种自动物料搬送方法，其利用上述的自动物料搬送设备执行，包括：

天车移至一工位的承载板上方，根据光电感测机构发出的信号，控制所述天车动作；

其中，当所述光电感测机构产生第一信号时，控制所述天车的抓取机构在所述工位下放物料；

当光电感测机构产生第二信号时，控制天车移至下一工位。

本发明相较于现有技术的有益效果在于：本发明的反射板能够基于是否有晶圆盒的情况而改变自身位置，使得光电感测机构产生对应的感测信号。相比于相关技术中反射板固定不动的自动物料搬送系统，本发明的自动物料搬送设备能够准确感测晶圆盒是否存在，即便晶圆盒内无晶片，也不会产生误判情况。并且，本发明的结构简单，容易实施。

附图说明

图1为相关技术中的自动物料搬送系统的示意图。

图2为相关技术中的自动物料搬送系统的承载板的及反射板的俯视图。

图3为相关技术中的自动物料搬送系统的承载板的及反射板的侧视图。

图4为相关技术中的自动物料搬送系统的二重搬入感测器检测到晶圆盒的示意图。

图5为相关技术中的自动物料搬送系统的二重搬入感测器发生误检的示意图。

图6为本公开一实施例的自动物料搬送设备的示意图。

图7为本公开一实施例的自动物料搬送设备的示意图，其中，反射板处于第一位置。

图8为本公开一实施例的自动物料搬送设备的示意图，其中，反射板处于第二位置。

图9为本公开一实施例的自动物料搬送设备的承载板及反射板的俯视图，其中，反射板处于第一位置。

图10为本公开一实施例的自动物料搬送设备的承载板及反射板的侧视图，其中，反射板处于第一位置。

图11为本公开一实施例的自动物料搬送设备的承载板及反射板的侧视图，其中，反射板处于第二位置。

图12为图10中a部分的局部放大图。

图13为图11中b部分的局部放大图。

图14为自动物料搬送方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。

相关技术中，为了避免出现二重搬入，提出了以下自动物料搬送系统：

参照图1至图4，自动物料搬送系统包括自动化天车1、承载板2、二重搬入感测器3及反射板4。二重搬入感测器3安装于自动化天车1的顶部，反射板4位于承载板2的底部。二重搬入感测器3为光电传感器。

当承载板2上未放置有晶圆盒100时，二重搬入感测器3发出的光线能够被反射板4接收，并被其反射回二重搬入感测器3，由此确认承载板2上无晶圆盒。

当承载板2上放置有晶圆盒100时，二重搬入感测器3发出的光线被阻挡，无法被反射板4接收及反射，由此确认承载板2上有晶圆盒。

晶圆盒通常为透明的，其内部的晶片为黑色或彩色的，故黑色或彩色的晶片会阻挡来自二重搬入感测器发出的光线照射至反射板。

然而，如图5所示，当晶圆盒100中无晶片200时，放置在承载板2上的晶圆盒100为透明的，二重搬入感测器3发出的光线会穿过晶圆盒100照射至反射板4，并被其反射回二重搬入感测器3，由此确认承载板2上无晶圆盒，从而造成误判，导致后续出现二重搬入的问题。

本发明提供一种自动物料搬送设备，如图6所示，包括天车10、承载板20、光电感测机构30及反射机构40。

天车10可活动地安装于天车轨道。承载板20位于天车10下方，具有相对的第一表面s1和第二表面s2，第一表面s1用于承载物料。光电感测机构30安装于天车10上。如图9和图12所示，反射机构40包括触发部41、反射板42及传动部43，反射板42和传动部43位于承载板20的下方，触发部41与反射板42通过传动部43连接，触发部41能够相对于承载板20上下活动，第一表面s1无物料时，触发部41的一端突出于承载板的第一表面s1，反射板42处于第一位置，如图7和图12所示；承载板20第一表面s1存在物料时，触发部41的一端被物料下压并向下运动，通过传动部43带动反射板42活动至第二位置，如图8和图13所示；反射板42处于第一位置时，反射板42能够接收来自光电感测机构30的光线，并将光线反射回光电感测机构30，光电感测机构30产生第一信号；反射板42处于第二位置时，反射板42不能接收来自光电感测机构30的光线，光电感测机构30产生第二信号。

本实施例中，自动物料搬送设备应用于半导体制造领域，用于转移晶圆盒100，物料为晶圆盒100，承载板20的第一表面s1凸设有用于定位晶圆盒100的定位柱110，触发部41未被晶圆盒100下压时，即，处于初始状态时，触发部41突出于承载板20的高度大于定位柱110的高度。

本实施例中，反射板42的表面具有反光材料。

应用过程中，由于承载板20上无晶圆盒100下压触发部41，使得反射板42处于第一位置时，光电感测机构30产生第一信号，确认承载板20上无晶圆盒100。

承载板20上存在晶圆盒100时，由于晶圆盒100下压触发部41，使得反射板42活动至第二位置，此位置不能接收来自光电感测机构30的光线，光电感测机构30产生第二信号，确认承载板20上存在晶圆盒100。

因此，本发明的反射板42能够基于是否有晶圆盒100的情况而改变自身位置，使得光电感测机构30产生对应的感测信号。相比于相关技术中反射板42固定不动的自动物料搬送系统，本发明的自动物料搬送设备能够准确感测晶圆盒100是否存在，即便晶圆盒100内无晶片，也不会产生误判情况。并且，本发明的结构简单，容易实施。

本实施例中，如图10至图13所示，传动部43包括第一啮合部431和第二啮合部432，第一啮合部431与触发部41固定连接，第二啮合部432与反射板42连接，第一啮合部431和第二啮合部432啮合，其中，第一啮合部431为齿条，第二啮合部432为齿轮，触发部41运动过程中能够经由第一啮合部431和第二啮合部432的传动使得反射板42在第一位置与第二位置之间活动。

应当理解，第一啮合部431和第二啮合部432的形式不限于此，例如，第一啮合部431为齿轮，第二啮合部432为齿条。

本实施例中，如图10至图13所示，第一啮合部431的一端与触发部41的另一端固定连接，并与触发部41同轴，反射机构40还包括止挡部46，止挡部46固定于第一啮合部431的一端，反射板42处于第一位置时，止挡部46抵顶于第二表面s2，如图12所示。因此，通过设置止挡部46，使得触发部41在未被外力下压时，其位置能够由止挡部46限定。

本实施例中，反射机构40还包括弹性部(未示出)，其与触发部41连接，如图12所示，触发部41未受外力被下压时，反射板42处于第一位置，弹性部处于自由状态；触发部41受外力被下压时，反射板42处于第二位置，弹性部发生形变，如图13所示；外力撤销后，触发部41通过弹性部的弹性恢复力上升，使得反射板42恢复处于第一位置。

弹性部例如为弹簧，可根据其设置位置选择适当的类型。

例如，弹性部为压缩弹簧，即，自由状态为伸长的，能够承受向内的压力。触发部41受外力被下压时，弹性部被压缩，反射板42处于第二位置，外力撤销后，触发部41通过弹性部的弹性恢复力上升，使得反射板42处于第一位置。

或者，弹性部为拉伸弹簧，即，自由状态为压缩的，能够承受向外的拉力。触发部41受外力被下压时，弹性部被拉伸，反射板42处于第二位置，外力撤销后，触发部41通过弹性部的弹性恢复力上升，使得反射板42处于第一位置。

因此，通过设置弹性部，使得外力撤销后，即，无晶圆盒100时，触发部41能够快速上升，恢复至初始位置，相应的，反射板42恢复至第一位置，以避免影响光电感测机构30的感测。

反射板42处于第一位置时，其中，在第一位置时，反射板42与承载板20相互平行，本实施例中，在第一位置时，反射板42处于水平位置；反射板42处于第二位置时，其中，在第二位置时，反射板42与承载板20大致相互垂直，本实施例中，在第二位置时，反射板42与水平位置的夹角为80°至100°。本实施例中，反射板42处于第二位置时，反射板42处于竖直位置，即，反射板42与水平位置的夹角为90°。本实施例中，反射板42是在水平位置与竖直位置之间变化。

应当理解，反射板42的位置不限于此，可根据光电感测机构30的位置、光电信号感应路径等，相应改变。

本实施例中，如图9、10所示，反射机构40还包括安装座44、连动杆45及轴承(未示出)，轴承装配于连动杆45，反射板42通过连动杆45与安装座44可旋转的连接，安装座44设置于承载板20的第二表面s2，第二啮合部432与连动杆45固定连接，第二啮合部432旋转过程中能够带动反射板42在第一位置与第二位置之间旋转。其中，安装座44的数量可为一对，其对称的设置于反射板42的相对两侧，传动部43可邻近其中一安装座44。

应当理解，反射板42的安装方式不限于此，任何能够实现反射板42与承载板、传动部43连接的机械连接方式均可适用。

另外，反射机构40的数量为一个或多个。

本实施例中，反射机构40的数量为一个，其可位于承载板20的中部的下方。

在其他实施例中，反射机构40的数量可为多个，其在承载板20的中部的下方均匀分布。多个反射机构40可通过相应的传动部43独立传动，也可共用一个传动部43。

本实施例中，自动物料搬送设备还可包括控制机构(未示出)，其能够接收来自光电感测机构30的信号。

具体的，如图14所示，当反射板能够接收到来自光电感测机构的光线时，光电感测机构产生第一信号，第一信号表示承载板上无物料，控制机构能够响应于第一信号控制天车的抓取机构在此工位下放物料。

当反射板未接收到来自光电感测机构的光线时，光电感测机构产生第二信号，第二信号表示承载板上有物料，控制机构能够响应于第二信号控制天车移至下一个下放工位。到下一个下放工位时，重复上述方法，判断该工位上是否存在物料。本发明提供一种自动物料搬送方法，其利用上述的自动物料搬送设备执行，包括：

天车移至一工位的承载板上方，根据光电感测机构发出的信号，控制天车动作；

其中，当光电感测机构产生第一信号时，控制天车的抓取机构在此工位下放物料；

当光电感测机构产生第二信号时，控制天车移至下一个下放工位。到下一个下放工位时，重复上述方法，判断该工位上是否存在物料。

因此，通过本发明的自动物料搬送装置及方法，能够准确判断出各个工位是否已存在物料，例如晶圆盒，从而确保在每一工位准确下放晶圆盒。即便晶圆盒内无晶片，也不会产生误判情况。并且，本发明的结构简单，容易实施，不影响下放效率。

综上所述，本发明的反射板能够基于是否有晶圆盒的情况而改变自身位置，使得光电感测机构产生对应的感测信号。相比于相关技术中反射板固定不动的自动物料搬送系统，本发明的自动物料搬送设备能够准确感测晶圆盒是否存在，即便晶圆盒内无晶片，也不会产生误判情况。并且，本发明的结构简单，容易实施。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。