一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车及调度方法与流程

文档序号:36487280发布日期:2023-12-26 05:29阅读:174来源:国知局
技术简介:
本发明针对半导体晶圆多工位装载中机械手臂长距离调度导致效率低、台车抖动影响定位的问题,提出通过调度单元实现晶圆调度。方案包含驱动机构、减速机构及调度分析组件,通过计算装载进度和窗口值生成指令,使调度架在装载过程中移动缩短机械手臂运动距离,提升装载效率。
关键词:多工位晶圆装载,调度台车

本发明涉及晶圆装载领域,尤其涉及一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车及调度方法。


背景技术:

1、在半导体芯片工业生产中,晶圆在加工后需要装载到晶圆盒内,目前晶圆装载设备是通过机械手臂进行装载,装载端口有单个或多个;

2、例如授权公告号为cn113488427b的专利公开了一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备,包括机电箱,设置在机电箱一侧的主箱体,以及设置在机电箱另一侧的副箱体,机电箱的上端设置有拿取机构,主箱体的一侧设置有封闭机构和输送机构;

3、其公开了在单个工位的装载,但是在多工位装载时,需要机械手臂在多个端口之间进行调度,调度速度过快,台车会产生抖动,影响定位进度,降低调度速度,影响装载效率,尤其在多工位长距离调度时,机械手臂每次还需要从始发点拿取晶圆再送到终点,来回距离过长,从而影响了装载效率。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的在于提出一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车及调度方法,以实现在多工位长距离装载时,通过调度单元配合调度,缩短机械手臂的运动距离,保证装载效率。

2、为达到上述技术目的,本发明提供了一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车及调度方法:

3、其包括调度单元,调度单元安装在洁净箱内,所述洁净箱上开设有用于进出晶圆的进料窗和出料窗,出料窗内装配装载晶圆的晶圆盒,调度单元包括:

4、第一直线导轨,固定在洁净箱内;

5、调度架,与第一直线导轨滑动连接,用于装载晶圆;

6、驱动机构,固定在调度架上,用于驱动调度架平移;

7、减速机构,固定在调度架上,用于对调度架进行减速;

8、调度分析组件,固定在洁净箱上,所述调度分析组件包括:

9、计数模块,用于获取从洁净箱外部往调度架上装载晶圆的累计计数值;

10、当前装载窗口获取模块,根据累计计数值与晶圆盒的装载容量计算得出装载进度值,根据装载进度值计算得出当前装载窗口值;

11、调度分配模块,根据当前装载窗口值计算得出装载值,将装载值与预设装载阈值作比对,根据比对结果判定生成第一装载指令或第二装载指令;

12、调度控制模块,根据装载指令控制驱动机构驱动调度架调度。

13、优选地,所述调度架包括架体、托块和滑块,所述架体的底部通过滑块与第一直线导轨滑动连接,所述托块固定在架体的顶部。

14、优选地,所述驱动机构包括步进电机、移动组件和第二直线导轨,所述第二直线导轨固定在洁净箱内,所述步进电机固定在架体上,所述移动组件包括第一传动轴、从动伞齿、第一连接块、第一传动伞齿、第二传动轴、第二传动伞齿、滚轮和第二连接块,所述第一连接块与第二连接块皆固定在架体的底部,所述第一传动轴和第二传动轴分别与第一连接块和第二连接块转动连接,所述从动伞齿与第一传动伞齿皆固定在第一传动轴上,所述第二传动伞齿和滚轮皆固定在第二传动轴上,所述滚轮与第二直线导轨相抵,所述第一传动伞齿与第二传动伞齿啮合,所述步进电机的输出端固定有主动伞齿,且所述主动伞齿与从动伞齿啮合。

15、优选地,所述减速机构包括:

16、直轨,所述直轨固定在洁净箱内;

17、反磁组件,所述反磁组件固定在直轨上;

18、固定块,所述固定块固定在架体上,所述反磁组件用于对固定块进行减速。

19、优选地,所述反磁组件包括固定架、导磁块、压力传感器和电磁铁,所述固定架固定在直轨上,所述导磁块与固定架滑动连接,所述电磁铁固定在导磁块上,所述压力传感器固定在固定架上,所述固定块的外表面内嵌固定有永磁铁。

20、优选地,所述计数模块固定在进料窗内,所述计数模块用于获取通过进料窗往调度架上装载晶圆的累计计数值,累计计数值标记为i,所述i为大于等于0的整数。

21、优选地,所述晶圆盒的装载容量标记为x,所述出料窗设为n个,所述晶圆盒的总数设为s,所述s小于等于n,所述x、n与s皆为大于0的整数。

22、优选地,所述洁净箱内固定有第三直线导轨,所述第三直线导轨上滑动连接有将调度架上晶圆向晶圆盒内装载的装载机械臂。

23、优选地,所述当前装载窗口获取模块根据累计计数值与装载容量计算得出装载进度值,装载进度值标记为m,m的计算公式为:,根据装载进度值计算得出当前装载窗口值,当前装载窗口值标记为f,f的计算公式为:,m为大于等于0的整数,f为大于0的整数。

24、优选地,所述调度分配模块根据当前装载窗口值计算得出装载值,将装载值与预设装载阈值作比对,当装载值小于等于预设装载阈值,调度分配模块生成第一装载指令;

25、当装载值大于预设装载阈值,调度分配模块生成第二装载指令。

26、优选地,所述调度控制模块根据第一装载指令控制装载机械臂工作,所述调度控制模块根据第二装载指令控制装载机械臂与步进电机同时工作。

27、一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度方法,其基于上述多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车实现,所述调度方法包括:

28、s1,通过所述调度分配模块判定生成装载指令;

29、s2,生成第一装载指令时,通过所述驱动机构驱动调度架位移到初始位置保持不动,初始位置为第一直线导轨最靠近进料窗的位置,由外部机械手将晶圆放置到托块上,所述调度控制模块根据第一装载指令控制装载机械臂在第三直线导轨上移动,将托块上晶圆装载入晶圆盒内;

30、s3,生成第二装载指令时,根据当前装载窗口值与相邻出料窗之间间距计算获得总运载距离,相邻所述出料窗之间间距根据洁净箱出厂参数获得,相邻所述出料窗之间间距标记为e,总运载距离标记为r,总运载距离计算公式为:,根据总运载距离计算出调度架的调度距离和装载机械臂的运载距离,运载距离与调度距离相同,调度距离标记为sa,调度距离的计算公式为:,e、r和sa均为大于0的整数,所述调度架从初始位置开始在调度距离内往复运动,将晶圆进行调度,所述装载机械臂以调度距离终点为始发点,在运载距离内往复运动,将晶圆进行装载。

31、从以上技术方案可以看出,本技术具有以下有益效果:

32、一、通过在洁净箱内安装有调度单元与装载机械臂配合装载,当长距离装载时,在装载机械臂拿取晶圆装载过程中,调度架可将晶圆调度一段距离,降低装载机械臂的装载距离,保证装载效率。

33、二、架体在快速移动时,通过减速机构可以给架体减速,并且通过磁力吸附,保证架体在停止时的稳定性,让装载机械臂能稳定拿取晶圆。

34、附图说明

35、为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

36、图1为本发明提供的一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车的俯视局部剖视结构示意图;

37、图2为本发明提供的一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车图1中调度架和第一直线导轨的整体结构示意图;

38、图3为本发明提供的一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车图2的正视结构示意图;

39、图4为本发明提供的一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车图3中a-a结构示意图;

40、图5为本发明提供的一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车图4中驱动机构的局部结构示意图;

41、图6为本发明提供的一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车图2的局部爆炸结构示意图;

42、图7为本发明提供的一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车图6中减速机构的局部爆炸结构示意图;

43、图8为本发明提供的一种多工位高洁净半导体晶圆装载调度台车调度分析组件的工作程序框图。

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