CN111244001A - 传输晶圆的方法 - Google Patents

Abstract

一种传输晶圆的方法包含：晶圆运输装置在运输轨上移动，并且在具有顶表面的装载端口之上停止。将光束投影到装载端口的顶表面上，并且撷取顶表面及光束的影像。晶圆运输装置的升降单元的位置根据影像相对于装载端口的位置对准。升降单元朝向装载端口降低。

Description

传输晶圆的方法

技术领域

本揭示涉及一种传输晶圆的方法。

背景技术

在晶圆制造制程中，在不同处理腔室处对晶圆进行多次处理。将晶圆储存在晶圆容纳单元中，诸如前开式晶圆盒或晶圆匣。晶圆容纳单元暂时定位在某些处理腔室附近的装载端口上，并且从一个装载端口移动到另一个装载端口。自动式搬运系统用于在制程隔间之间运输晶圆容纳单元。

发明内容

根据本揭示一些实施例，一种传输晶圆的方法包含：在运输轨上移动晶圆运输装置；在具有顶表面的装载端口之上停止晶圆运输装置；将光束投影到装载端口的顶表面上；撷取装载端口的顶表面及光束的影像；根据影像相对于装载端口的位置对准晶圆运输装置的升降单元的位置；以及朝向装载端口降低升降单元。

附图说明

当结合随附附图阅读时，自以下详细描述将很好地理解本揭示的态样。应注意，根据工业中的标准实务，各个特征并非按比例绘制。事实上，出于论述清晰的目的，可任意增加或减小各个特征的尺寸。

图1图示了根据本揭示的一些实施例的在半导体制造厂(FAB)中晶圆运输系统、晶圆容纳单元、及具有装载端口的半导体工具的一部分的透视图；

图2图示了根据本揭示的一些实施例的图1中的晶圆运输装置及晶圆容纳单元的侧视图；

图3图示了根据本揭示的一些实施例的图1中的晶圆运输装置的另一示意图；

图4A图示了根据本揭示的一些实施例的方法的流程图；

图4B图示了根据本揭示的一些实施例的方法的流程图；

图5A及图5B图示了根据本揭示的一些实施例的图1的升降单元的顶表面的俯视图；

图6A及图6B图示了根据本揭示的一些实施例的缠绕在皮带卷筒上的皮带的示意图；

图7图示了根据本揭示的一些实施例的缠绕在皮带卷筒上的具有皮带标记的皮带的示意图；

图8A图示了根据本揭示的一些实施例的方法的流程图；

图8B图示了根据本揭示的一些实施例的方法的流程图；

图9图示了根据本揭示的一些实施例的图1中的晶圆运输装置及晶圆容纳单元的仰视图；

图10A至图10D图示了根据本揭示的一些实施例的装载端口的顶表面及其上的至少一个光束投影的俯视图。

【符号说明】

100…晶圆运输装置

110…主体

111…底表面

112…壁

120…升降单元

121…顶表面

122…夹持器

130…皮带

131…筒端

132…升降端

133…皮带标记

140…皮带卷筒

150…缠绕式相机

160…张力感测器

170…距离感测器

180…控制器(装载端口相机)

190…光束投影机

200…运输轨

210…轨标记

300…装载端口

301…顶表面

302…边缘

310…突起

400…晶圆容纳单元

410…凸缘

420…凹槽

500…半导体工具

910…激光点

920…激光线

1331…皮带标记

1332…皮带标记

1333…皮带标记

BD1皮带距离

BD2…皮带距离

C1…角落

C2…角落

C3…角落

C4…角落

L2…线

L3…线

L4…线

M10…方法

M10'…方法

P1…方法

P2…方法

S1…操作

S2…操作

S3…操作

S4…操作

S5…操作

S6…操作

S7…操作

S8…操作

S12…操作

S14…操作

S16…操作

S18…操作

S20…操作

S22…操作

S26…操作

S28…操作

S30…操作

S32…操作

S52…操作

S54…操作

S56…操作

S58…操作

S60…操作

S62…操作

S64…操作

S66…操作

S68…操作

具体实施方式

以下揭示内容提供许多不同实施例或实例，以便实施所提供标的的不同特征。下文描述部件及设置的具体实例以简化本揭示一些实施例。当然，此等仅为实例且并不意欲为限制性。例如，以下描述中在第二特征上方或第二特征上形成第一特征可包括以直接接触形成第一特征及第二特征的实施例，且亦可包括在第一特征与第二特征之间形成额外特征以使得第一特征及第二特征可不处于直接接触的实施例。此外，本揭示一些实施例可在各个实例中重复元件符号及/或字母。此重复是出于简便性及清晰的目的且本身并不指示所论述的各个实施例及/或配置之间的关系。

另外，为了便于描述，本文可使用空间相对性术语(诸如“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及类似者)来描述诸图中所示出的一个元件或特征与另一元件(或多个元件)或特征(或多个特征)的关系。除了诸图所描绘的定向外，空间相对性术语意欲包含使用或操作中装置的不同定向。设备可经其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)且由此可同样地解读本文所使用的空间相对性描述词。

如本文所使用，“大约(around)”、“约(about)”、“近似(approximately)”、或“实质上(substantially)”应当大体意味着在给定值或范围的20％内、或10％内、或5％内。本文给出的数量是近似的，意味着若并未明确陈述，可以推断术语“大约(around)”、“约(about)”、“近似(approximately)”、或“实质上(substantially)”。

本揭示的实施例是关于晶圆运输系统，并且更具体地关于具有升降位置对准及/或姿态检查的晶圆运输系统。本文的物件姿态是物件相对于水平面的定向，并且由多达三个分量构成，此等分量分别在垂直于彼此的三个轴中。由于对准及/或检查，可获得在晶圆容纳单元与对应装载端口(或晶圆运输系统的升降装置)之间具有良好对准的晶圆运输系统。晶圆运输系统可在自动材料搬运系统(AMHS)中使用，此自动材料搬运系统可包括架空升降转运(OHT)、架空穿梭机(OHS)、轨道导引载具(RGV)、自动导引载具(AGV)、个人导引载具(PGV)、或其组合中的至少一个。

图1图示了根据本揭示的一些实施例在半导体制造厂(FAB)中晶圆运输系统、晶圆容纳单元400、及具有装载端口300的半导体工具500的一部分的透视图。在一些实施例中，将FAB分为各个制程隔间(未图示)，诸如离子布植隔间、微影隔间、沉积隔间、蚀刻隔间、扩散隔间、测试隔间及类似者，各者包括具有相同或不同功能的多个半导体工具，用于在晶片制造中执行各种制程。晶圆运输系统在制造制程期间在相同制程隔间中(亦即，隔间内运输)的半导体工具之间或在制程隔间之间(亦即，隔间之间运输)运输晶圆或主光罩。

参见图1，在本揭示的一些实施例中，晶圆运输系统包括运输轨200及可移动地设置在运输轨200上的晶圆运输装置100的网路。运输轨200配置以导引由运输轨200支撑并且从运输轨200悬置的一或多个晶圆运输装置100的移动。在一些实施例中，运输轨200是安装到FAB的顶板并且从此顶板悬置的单轨。应当了解，运输轨200可具有任何适宜构造，只要晶圆运输装置100适当地由运输轨200支撑用于滚动。

在本揭示的一些实施例中，运输轨200配置以到达晶圆制造室的不同部分，其中晶圆待运输到此晶圆制造室。装载端口300可以选择性地设置在运输轨200的某些位置下方。轨标记210可设置在运输轨200上在装载端口300之上的位置处，并且晶圆运输装置100可以进一步包括电气连接的标记扫描器及控制器180。标记扫描器朝向运输轨200导向，并且配置以扫描运输轨200的底表面。当晶圆运输装置100到达具有轨标记210的运输轨200上的一位置时，晶圆运输装置100的标记扫描器扫描轨标记210并且将对应于轨标记210的讯号发送到晶圆运输装置100的控制器180。取决于从标记扫描器发送到控制器180的讯号，控制器180可以控制晶圆运输装置100采取对应行动。行动可以包括停止晶圆运输装置100(由此停止对应装载端口300之上的晶圆运输装置100)、旋转升降单元120(由此对准升降单元120与装载端口300的定向)、或以上的组合。

在本揭示的一些实施例中，装载端口300具有用于容纳晶圆容纳单元400的顶表面301、以及用于接合晶圆容纳单元400的顶表面301上的突起310，使得当晶圆容纳单元400设置在装载端口300上时固定晶圆容纳单元400。装载端口300的突起310是用于运动耦接的公头单元，并且配置以耦接到晶圆容纳单元400(如图9所示)的底侧上的对应凹槽420。如图1所示，三个突起310是非线性的，并且当三个突起310耦接到晶圆容纳单元400的三个对应凹槽420时，晶圆容纳单元400在三个自由度上受限(亦即，在两个水平方向上的直线运动、以及绕着垂直轴的旋转)。突起310不限制晶圆容纳单元400的垂直运动，并且升降单元120自由地从装载端口300升高晶圆容纳单元400以及将晶圆容纳单元400降低到装载端口300。

图2图示了根据本揭示的一些实施例的图1中的晶圆运输装置100及晶圆容纳单元400的侧视图。晶圆运输装置100可操作为在整个FAB中运输晶圆容纳单元或主光罩容纳单元(后文称为“容纳单元”)400，用于隔间内或隔间间移动。每个晶圆运输装置100配置以并且经结构化为固持晶圆容纳单元400，此晶圆容纳单元容纳一或多个晶圆或主光罩，并且在FAB内的水平或横向方向上从一个位置到另一个位置运输晶圆容纳单元400。此外，每个晶圆运输装置100配置以并且可操作为拾取、升高/降低、固持、铰接、及释放晶圆容纳单元400。

在一些实施例中，晶圆容纳单元400包括可以固持多个晶圆(例如，200mm或8英吋)的标准机械界面(SMIF)盒、或可以固持较大晶圆(例如，300mm(12英吋)或450mm(18英吋))的前开式晶圆盒(FOUP)。例如，每个晶圆容纳单元400可固持大约25个晶圆。替代或额外地，晶圆容纳单元400可包括其他SMIF盒，此等SMIF盒可以固持一或多个主光罩。

晶圆运输装置100包括主体110、设置在主体110上的多个皮带卷筒140、多个皮带130、多个缠绕式相机150、及升降单元120。皮带130的每一个具有连接到皮带卷筒140的一个的筒端131、以及连接到升降单元120的升降端132。皮带130分别缠绕在皮带卷筒140上。皮带130的每一个的缠绕度指多少皮带130缠绕在相应皮带卷筒140上。较高缠绕度对应于正缠绕在皮带卷筒140上的皮带130的较大部分。较小缠绕度对应于正缠绕在皮带卷筒140上的皮带130的较小部分。如图2所示，当皮带130具有高缠绕度时，皮带130的较小部分从晶圆运输装置100的皮带卷筒140悬挂，并且在升降单元120与皮带卷筒140之间的距离较小。图3图示了根据本揭示的一些实施例的图1中的晶圆运输装置的另一侧视图。如图3所示，当皮带130具有小缠绕度时，皮带130的较大部分从晶圆运输装置100的皮带卷筒140悬挂，并且在升降单元120与皮带卷筒140之间的距离较大。因此，可以通过调节皮带130在相应皮带卷筒140上的缠绕度来控制升降单元120的高度。

在本揭示的一些实施例中，升降单元120具有夹持器122，此夹持器配置以夹持或释放晶圆容纳单元400。具体而言，如图2所示，晶圆容纳单元400具有凸缘410，此凸缘410配置以由升降单元120的夹持器122夹持。晶圆容纳单元400可以由升降单元120夹持并且通过晶圆运输装置100沿着运输轨200运输，并且载入在已选位置处设置的装载端口300上或从装载端口300提起。

如图1所示，当晶圆运输装置100在运输轨200上移动时，皮带130的缠绕度可以为高的，使得在其中晶圆运输装置100可以移动而不由人类或设备阻碍的垂直空间VS内，升降单元120升高得靠近晶圆运输装置100的主体110，并且以安全方式沿着运输轨200运输。在本揭示的一些实施例中，主体110具有多个壁112，并且升降单元120可以升高到壁112之间的一位置，使得升降单元120容纳在晶圆运输装置100的主体110中。在此条件下，由升降单元120夹持的晶圆容纳单元400亦容纳在晶圆运输装置100的主体110中，使得晶圆容纳单元400安全地在主体110内侧并且在垂直空间VS内运输。

通过调节晶圆运输装置100的皮带130的缠绕度，可以调节晶圆运输装置100的升降单元120的高度。具体而言，升降单元120可以降低以从装载端口300夹持及拾取晶圆容纳单元400，并且连同晶圆容纳单元400一起升高到主体110，因此晶圆容纳单元400可以通过晶圆运输装置100沿着运输轨200运输。在目标目的地处，升降单元120可以降低以将晶圆容纳单元400释放到装载端口300上，并且升高到主体110，因此晶圆运输装置100可以等待另一运输分配。晶圆容纳单元400可以通过晶圆运输装置100从一个装载端口300运输到另一装载端口300。

在本揭示的一些实施例中，当在装载端口300上装载或卸载晶圆容纳单元400时，升降单元120的姿态保持实质上与地面的姿态相同，使得不干扰在晶圆容纳单元400内侧的晶圆。具体而言，本文的升降单元120的姿态是与升降单元120的顶表面121正交的线的方向，并且地面的姿态是与地面正交的线(亦即，垂直线)的方向。在本揭示的一些实施例中，当在装载端口300上装载或卸载晶圆容纳单元400时，升降单元120的姿态保持实质上与装载端口300的顶表面301的姿态(与顶表面301正交的线方向)相同，以便允许晶圆容纳单元400以平滑方式成功地接合或脱离装载端口300的顶表面301。换言之，当升降单元120夹持或释放晶圆容纳单元400时，升降单元120的顶表面121保持与预定表面平行。若升降单元120的顶表面121实质上不与预定表面平行，则将晶圆运输装置100发送到维护区域来用于维护。

图4A图示了根据本揭示的一些实施例的方法M10的流程图。方法M10仅是实例，并且不意欲将本揭示一些实施例限制为超出在申请专利范围中明确记载的内容。额外操作可以在方法M10之前、期间、及之后提供，并且可以替换、消除、或前后移动所描述的一些操作来获得制程的额外实施例。在一些实施例中，方法M10可在FAB中应用。具体而言，方法M10可应用到但不应限于图1的晶圆运输装置100。为了清晰及便于解释，已经简化附图的一些元件。

在方法M10的操作S12中，晶圆运输装置朝向包括装载端口的制程隔间移动。参见图1及图4A，晶圆运输装置100从运输轨200悬置。晶圆运输系统的控制器180控制晶圆运输装置100的移动，使得晶圆运输装置100在运输轨200上移动。

晶圆运输装置100朝向制程隔间移动。制程隔间可是离子布植隔间、微影隔间、沉积隔间、蚀刻隔间、扩散隔间、测试隔间及类似者，各者包括具有相同或不同功能的多个半导体工具500，用于在晶片制造中执行各种制程。半导体工具500可包括任何类型的晶圆处理、度量、检查、测试或其他工具，以及用于半导体晶片制造中的晶圆或主光罩储存设备，诸如储藏器。

在一些实施例中，每个半导体工具500包括一或多个装载端口300，配置以支撑及衔接晶圆容纳单元400，来用于促进将晶圆或主光罩插入半导体工具500中及从半导体工具500移除晶圆或光罩。如图1所示，装载端口300是板结构，该板结构从半导体工具500延伸并且在晶圆运输系统的运输轨200下方定位以便接收/支撑晶圆容纳单元400。

在一些实施例中，在运输轨200的底表面上存在许多轨标记210。当晶圆运输装置100在运输轨200上移动时，晶圆运输装置100的标记扫描器感测运输轨200的底表面。当标记扫描器感测预定的轨标记210时，晶圆运输装置100从控制器180接收停止需求。因此，晶圆运输装置100在预定的装载端口300上方停止。另一方面，当标记扫描器感测另一轨标记时，晶圆运输系统不向晶圆运输装置100发送停止需求。在此情况下，晶圆运输装置100仍在运输轨200上移动。

在方法M10的操作S14中，降低在装载端口上方的晶圆运输装置的升降单元。参见图3及图4A，在晶圆运输装置100在预定的装载端口300上方停止时，皮带卷筒140旋转以退绕皮带130。因此，升降单元120可以降低到预定水平。

在方法M10的操作S16中，决定升降单元的姿态。参见图3及图4A，升降单元120的姿态取决于在相应的皮带卷筒140与升降单元120之间悬挂的皮带130的长度。可以通过调节皮带130的长度来调节升降单元120的姿态。皮带130的长度保持实质上相等以维持升降单元120的固定姿态。

在本揭示的一些实施例中，如图3所示，升降单元120的姿态通过以下操作来决定：量测在升降单元120的顶表面121的第一位置P1与晶圆运输装置100的底表面111之间的第一距离、量测在升降单元120的顶表面121的第二位置P2与晶圆运输装置100的底表面111之间的第二距离、以及将第一距离与第二距离进行比较。在一些实施例中，当第一距离及第二距离实质上相同时，升降单元120及预定表面具有实质上相同的姿态。预定表面可以是地面、或装载端口300的顶表面301、或二者。如图3所示，晶圆运输装置100进一步包括在晶圆运输装置100的底表面111上设置的两个距离感测器170。距离感测器170朝向升降单元120的顶表面121的第一位置P1及第二位置P2导向。在一些实施例中，距离感测器170是激光距离感测器或其他适宜感测器。

图5A及图5B图示了根据本揭示的一些实施例的图1的升降单元120的顶表面121的俯视图。在本揭示的一些实施例中，皮带130的升降端132连接到升降单元120的顶表面121的四个角落附近的升降单元120。线L1穿过升降单元120的顶表面121的中心C，并且与升降单元120的顶表面121的两个边缘平行。线L2穿过升降单元120的顶表面121的中心C，并且与升降单元120的顶表面121的其他两个边缘平行。线L3穿过中心C以及彼此相对的角落C1、C3。线L4穿过中心C以及彼此相对的角落C2、C4。连接到皮带130及该皮带130的升降端132的一个的卷筒140其间具有一距离。当该皮带130在角落C1处连接到升降单元120的顶表面121，并且在卷筒140与对应于该皮带130的升降端132之间的该距离与在卷筒140与对应于在角落C1、C2、及C4处连接的其他皮带130的升降端132之间的距离相比较长或较短时，角落C1分别相对于升降单元120的顶表面121的剩余部分向上或向下倾斜。类似地，当皮带130的一个在角落C2、C3、或C4处连接到升降单元120的顶表面121，并且在卷筒140与对应于该皮带130的升降端132之间的距离与在卷筒140与对应于在其他角落处连接的其他皮带130的升降端132之间的距离相比较短或较长时，角落C2、C3、或C4分别相对于升降单元120的顶表面121的剩余部分向上或向下倾斜。参见图5A，当角落C1向上或向下倾斜时，若升降单元的顶表面的第一位置及第二位置是在线L4的不同侧面上，则第一距离及第二距离不同。类似地，当角落C3向上或向下倾斜时，若升降单元的顶表面上的第一位置及第二位置是在线L4的不同侧面上，则第一距离及第二距离不同。类似地，当角落C2或角落C4向上或向下倾斜时，若在升降单元的顶表面上的第一位置及第二位置是在线L3的不同侧面上，则第一距离及第二距离不同。

当相邻角落C1及C4相对于其他两个角落C2及C3均向上倾斜或均向下倾斜时，若在升降单元的顶表面上的第一位置及第二位置是在线L2的不同侧面上，则第一距离及第二距离不同。类似地，当相邻角落C1及C2相对于其他两个角落C3及C4均向上倾斜或均向下倾斜时，若在升降单元的顶表面上的第一位置及第二位置是在线L1的不同侧面上，则第一距离及第二距离不同。

因此，若第一位置及第二位置是在四条线L1、L2、L3、及L4的不同侧面上，则当升降单元的顶表面朝向角落C1、C2、C3、C4的任何一个或任何两个相邻角落倾斜时，第一距离及第二距离不同。在本揭示的一些实施例中，第一位置及第二位置是在四条线L1、L2、L3、及L4的各者的不同侧面上。换言之，四条线L1、L2、L3、L4将升降单元120的顶表面121划分为八个区段S1-S8，并且第一位置P1及第二位置P2是在相对部分上，诸如如图5A所示的部分S1及S5、或如图5B所示的部分S3及S7。

在本揭示的一些实施例中，升降单元120的姿态通过量测皮带130的各者的张力来决定。参见图2，晶圆运输装置100进一步包括张力感测器160，并且皮带130的各者的张力可以通过使用张力感测器160来量测。在一些实施例中，张力感测器160可用以侦测及分析来自皮带130的声波的声音感测器。具体而言，当降低升降单元120时，皮带130将振动。皮带130的振动频率取决于其长度。因此，张力感测器160可感测对应皮带130的声波，并且例如，可经由机器学习分析振动频率以决定皮带130的张力。张力感测器160可在应力下邻近皮带130的一部分(亦即在皮带卷筒140与升降单元120之间延伸的皮带130的部分)设置。当升降单元120朝向一侧或一个角落倾斜时，张力可是不均匀的。注意到，上文提及的声音感测器是实例，并且不应当限制本揭示的范畴。其他适宜感测器可应用于此操作，只要可以侦测到皮带130的长度即可。

在本揭示的一些实施例中，将数据馈送到机器学习系统以分析在皮带130的振动频率与皮带130的张力之间的关系。具体而言，皮带130的振动频率通过声音张力感测器160来量测，并且皮带130的张力通过另一感测器(例如，张力计)或通过检查在对应卷筒140上的皮带130的缠绕来决定，并且将皮带130的振动频率及张力作为有关数据对馈送到机器学习系统。机器学习系统分析有关振动频率及张力的多个数据对，并且导出规则，用于分别将皮带130的具体振动频率与皮带130的具体张力进行关联。在方法M10的操作S18、S20、及S22中，根据决定的姿态提供回应。在本揭示的一些实施例中，当所决定的升降单元的姿态不与预定表面(例如，装载端口的顶表面、及/或地面)的姿态相同时，回应包括升高升降单元(操作S18)，并且将晶圆运输装置发送到维护区域(操作S20)。具体而言，若决定的姿态与预定表面的姿态不相同，晶圆运输装置100的升降单元120可倾斜。将此倾斜的升降单元120发送到维护区域，并且对倾斜的升降单元120执行姿态校准。

当决定的升降单元的姿态与预定表面的姿态相同时，回应包括操作升降单元的夹持器122以夹持或释放晶圆容纳单元(操作22)。在一些实施例中，晶圆容纳单元400最初设置在装载端口300上，并且在决定姿态与预定表面的姿态相同之后，升降单元120可夹持晶圆容纳单元400。在一些其他实施例中，晶圆容纳单元400最初由升降单元120夹持并且使用晶圆运输装置100运输。在决定姿态与预定表面的姿态相同之后，升降单元120可释放装载端口300上的晶圆容纳单元400。

图4B图示了根据本揭示的一些实施例的方法M10’的流程图。方法M10’仅是实例，并且不意欲将本揭示限制为超出在申请专利范围中明确记载的内容。额外操作可以在方法M10之前、期间、及之后提供，并且可以替换、消除、或前后移动所描述的一些操作来获得制程的额外实施例。方法M10’的操作S12、S14、S16、S18、S20、及S22与方法M10的操作S12、S14、S16、S18、S20、及S22相同，并且本文省略了详细描述。

在方法M10’的操作S26中，升高升降单元。参见图1及图2，在升降单元120夹持或释放晶圆容纳单元400之后，升降单元120通过控制器180升高来用于下一运输任务。在一些实施例中，皮带卷筒140旋转，使得皮带130分别再次缠绕皮带卷筒140，并且将升降单元120升高到预定位准。

在方法M10’的操作S28中，决定至少一个皮带在皮带卷筒上的缠绕度。图6A及图6B图示了根据本揭示的一些实施例的缠绕在皮带卷筒140上的皮带130的示意图。在本揭示的一些实施例中，至少一个皮带130在其侧面上具有多个皮带标记133。在升高升降单元120之后，皮带130的皮带标记133的影像通过缠绕式相机150撷取，如图2所示，此缠绕式相机邻近缠绕在相应皮带卷筒140上的皮带130的一部分定位。在一些实施例中，如图6A及图6B所示，定位缠绕式相机150以直接面向与皮带标记133一起形成的皮带130的侧面。在所撷取影像中的皮带标记133的位置与皮带标记133的预定位置进行比较，以便决定皮带130的缠绕度。在一些实施例中，当对应晶圆运输装置100是新的时，可通过撷取皮带标记133的影像来决定所决定的皮带标记133的位置。或者，在适当地校准升降单元120的姿态之后，皮带标记133的预定位置可通过撷取皮带标记133的影像来决定。

在方法M10’的操作S30中，当影像中的皮带标记的位置与皮带标记的预定位置一致时，晶圆运输装置移动到另一装载端口。亦即，晶圆运输装置100处于良好条件以运输晶圆容纳单元。在方法M10’的操作S32中，当影像中的皮带标记的位置与皮带标记的预定位置不一致时，将晶圆运输装置发送到维护区域。当如图6B所示的皮带标记133的位置与如图6A所示的皮带标记133的预定位置不相同时，将晶圆运输装置100发送到维护区域以重新校准升降单元120的状态。

在本揭示的一些实施例中，如图6A所示，在皮带130的侧面上的皮带标记133当其等处于其相应的预定位置时形成线图案。皮带标记133在皮带卷筒140上缠绕的皮带的每180度处对准。在皮带上的连续皮带标记之间的皮带距离从皮带130的筒端131到皮带130的升降端132增加。图7图示了根据本揭示的一些实施例的缠绕在皮带卷筒140上的具有皮带标记1331、1332、及1333的皮带的示意图。具体而言，直径D1是在第一皮带标记1331与第二皮带标记1332之间的直线距离，并且直径D2是在第二皮带标记1332与第三皮带标记1333之间的直线距离。在第一皮带标记1331与第二皮带标记1332之间的皮带距离BD1实质上沿着圆形路径放置，因此实质上等于直径D1乘以π除以2。类似地，在第二皮带标记1332与第三皮带标记1333之间的皮带距离BD2实质上沿着圆形路径，因此实质上等于直径D2乘以π除以2。在直径D1与直径D2之间的差值是约皮带的厚度T。由此，在第一皮带标记1331及第二皮带标记1332之间的皮带距离与在第二皮带标记1332及第三皮带标记1333之间的皮带距离之间的差值是约厚度T乘以π除以2。类似地，针对每个连续皮带标记朝向升降端的皮带距离增加达约厚度T乘以π除以2。

注意到，图6A、图6B、及图7所示的皮带的比例不一定是精确的，并且可出于说明目的而夸示。具体而言，出于描述目的而夸示皮带厚度。

当在装载端口300上装载或卸载晶圆容纳单元400时，升降单元120的水平位置及定向可对准到装载端口300的水平位置，以便允许晶圆容纳单元400以平滑方式成功地接合或脱离装载端口300。

在一些其他实施例中，方法M10(或M10’)进一步包括收集晶圆运输装置的马达的操作脉冲。例如，当晶圆运输装置100在运输轨200上移动时，控制器180可收集马达的操作脉冲。控制器180可通过使用所收集的操作脉冲作为数据库来自动学习马达的适当脉冲范围。控制器180可通过将所收集的操作脉冲与适当脉冲范围进行比较来决定马达是否异常(例如，运输速度过慢还是过快)。若所收集的操作脉冲超出适当脉冲范围，则控制器180将向维护区域运输对应的晶圆运输装置来用于维护。

在一些其他实施例中，方法M10(或M10’)进一步包括收集晶圆运输装置的马达的操作温度。例如，当晶圆运输装置100在运输轨200上移动时，控制器180可收集马达的操作温度。控制器180可通过使用所收集的操作温度作为数据库来自动学习马达的适当温度范围。控制器180可通过将所收集的操作温度与适当温度范围进行比较来决定马达是否异常(例如，马达的温度过高)。若所收集的操作温度超出适当温度范围，则控制器180将向维护区域运输对应的晶圆运输装置来用于维护。

图8A图示了根据本揭示的一些实施例的方法M20的流程图。方法M20仅是实例，并且不意欲将本揭示一些实施例限制为超出在申请专利范围中明确记载的内容。可以在方法M20之前、期间、及之后提供额外操作，并且可以替换、消除、或前后移动所描述的一些操作来获得制程的额外实施例。在一些实施例中，方法M20可在FAB中应用。具体而言，方法M20可应用到但不应当限于图1的晶圆运输装置100。为了清晰及便于解释，已经简化附图的一些元件。

在方法M20的操作S52中，晶圆运输装置100在运输轨200上移动。参见图1及图8A，晶圆运输装置100从运输轨200悬置。晶圆运输系统的控制器180控制晶圆运输装置100的移动，使得晶圆运输装置100在运输轨200上移动。

在方法M20的操作S54中，晶圆运输装置100在具有顶表面301的装载端口300之上停止。在一些实施例中，在运输轨200的底表面上存在许多轨标记210。当晶圆运输装置100在运输轨200上移动时，晶圆运输装置100的标记扫描器感测运输轨200的底表面。当标记感测器感测预定的轨标记210时，晶圆运输装置100从晶圆运输系统接收停止需求。因此，晶圆运输装置100在预定的装载端口300上方停止。另一方面，当标记感测器感测另一轨标记时，晶圆运输系统不向晶圆运输装置100发送停止需求。在此情况下，晶圆运输装置100仍在运输轨200上移动。

在一些实施例中，由于惯性，晶圆运输装置100可在错的位置处停止。例如，若晶圆运输装置100正以高速移动，则晶圆运输装置100可经过预定位置才停止。在此情况下，晶圆运输装置100及对应装载端口300不垂直对准。在一些其他实施例中，当晶圆运输装置100在对应装载端口300上方停止时，晶圆运输装置100的定向不与对应装载端口300的定向对准。控制器180可因此向晶圆运输装置100发送旋转需求(根据在轨标记210中储存的数据)以旋转晶圆运输装置100(如图8B中的操作S58所描述)。因此，晶圆运输装置100及装载端口300的定向可对准。然而，归因于惯性定律，晶圆运输装置100可过度旋转，并且晶圆运输装置100及装载端口300的定向再次对准不良。

归因于上文提及的对准不良问题，在晶圆运输装置100停止之后，可执行对准制程。在方法M20的操作S56中，将光束投影到装载端口的顶表面上。

图9图示了根据本揭示的一些实施例的图1中的晶圆运输装置100及晶圆容纳单元400的仰视图。在本揭示的一些实施例中，至少一个光束投影机190在晶圆运输装置100的主体110上设置。光束投影机190配置以将光束投影到装载端口300的顶表面301上。投影到装载端口300的顶表面301上的光束可以包括如图10A所示的激光点910、如图10B及图10D所示的激光线920、或如图10C所示的两个激光线920、930。在一些实施例中，激光线920及930不平行。在一些实施例中，激光线920及930实质上垂直。

在方法M20的操作S62中，撷取装载端口的顶表面及光束的影像。在装载端口300与晶圆运输装置100之间的相对位置可以由撷取的影像决定。参见图9，装载端口相机180在晶圆运输装置100的主体110上设置，并且配置以撷取装载端口300的顶表面301的影像。如上文提及并且如图1所示，装载端口300具有在其顶表面301上设置的突起310。此外，装载端口300的顶表面301具有多个边缘，例如，四个边缘。

图10A至图10D图示了根据本揭示的一些实施例的装载端口的顶表面及其上的至少一个光束投影的俯视图。所撷取的影像可包括下列的至少一个：突起310、装载端口300的顶表面301的至少一个边缘302、及投影到装载端口300的顶表面301上的光束。在如图10A所示的一些实施例中，可以由撷取的影像决定激光点910及装载端口300的突起310的相对位置。在如图10B所示的一些实施例中，可以由撷取的影像决定激光线920及装载端口300的突起310的相对位置。在如图10C所示的一些实施例中，可以由撷取的影像决定激光线920、930及装载端口的突起310的相对位置。在如图10D所示的一些实施例中，可以由撷取的影像决定激光线920及装载端口300的顶表面301的边缘302的相对定向。换言之，由撷取的影像决定在激光线920与装载端口300的顶表面301的边缘302之间的角度。

在方法M20的操作S64中，晶圆运输装置100的升降单元120的位置根据影像相对于装载端口300的位置对准。例如，在图10A中，在预设设定中，当激光点910重叠装载端口300的突起310时，装载端口300及晶圆运输装置100彼此对准。图10A的撷取的影像图示了装载端口300及晶圆运输装置100对准不良。因此，晶圆运输装置100通过控制器180水平地移动，直至激光点910在装载端口300的突起310上。类似地，在图10B中，预设设定是激光线920交叉装载端口300的突起310。因此，晶圆运输装置100通过控制180水平地移动，直至激光线920穿过装载端口300的突起310。在图10C中，预设设定是激光线920及930均交叉装载端口300的突起310。因此，晶圆运输装置100通过控制器180水平地移动，直至激光线920、930的每一个穿过装载端口300的突起310。在图10D中，预设设定是激光线920与装载端口300的顶表面301的一个边缘302平行。因此，升降单元120旋转，直至激光线920与装载端口300的顶表面301的对应边缘302平行。

注意到，上文提及的预设设定是实例，并且不应限制本揭示一些实施例。在一些其他实施例中，预设设定包括激光点910与其他元件(诸如顶表面301的另一突起或一个边缘)重叠、激光线920(930)交叉其他元件(诸如另一突起)、激光线920(930)及顶表面的边缘形成大于0度的角度等等。

在方法M20的操作S66中，升降单元120朝向装载端口300降低。在晶圆运输装置100通过执行上文提及的对准与装载端口300对准之后，皮带卷筒140旋转以退绕皮带130。因此，升降单元120可以降低到预定水平。

图8B图示了根据本揭示的一些实施例的方法M20’的流程图。方法M10’仅是实例，并且不意欲将本揭示一些实施例限制为超出在申请专利范围中明确记载的内容。额外操作可以在方法M10之前、期间、及之后提供，并且可以替换、消除、或前后移动所描述的一些操作来获得制程的额外实施例。方法M20’的操作S52、S54、S56、S62、S64、及S66与方法M20的操作S52、S54、S56、S62、S64、及S66相同，并且本文省略了详细描述。

在方法M20’的操作S58中，从轨标记210获取装载端口300的定向资讯。在一些实施例中，轨标记210是条形码，此条形码具有位于其下的装载端口300的定向资讯。

在方法M20’的操作S60中，基于定位资讯来旋转升降单元120。在一些实施例中，在操作S62之前，其中装载端口300的顶表面301的影像由装载端口相机180撷取，基于定向资讯来旋转升降单元120。

在方法M20’的操作S68中，在操作S66中升降单元120与装载端口300适当对准之后，升降单元120朝向装载端口300降低，并且晶圆容纳单元400由升降单元120夹持或从升降单元120释放。具体而言，操作升降单元120的夹持器122以夹持或释放晶圆容纳单元400，并且将晶圆容纳单元400装载到装载端口300上或从装载端口300拾取。

本揭示一些实施例提供了用于决定升降单元的姿态的装置及方法，使得晶圆容纳单元可以平滑方式通过升降单元装载到装载端口并且从装载端口拾取。此外，本揭示一些实施例提供了用于决定升降单元相对于装载端口的定向及水平位置的装置及方法，使得晶圆容纳单元可以平滑方式通过升降单元装载到装载端口及从装载端口拾取。

根据本揭示的一些实施例，一种传输晶圆的方法包含：在运输轨上移动晶圆运输装置；在具有顶表面的装载端口之上停止晶圆运输装置；将光束投影到装载端口的顶表面上；撷取装载端口的顶表面及光束的影像；根据影像相对于装载端口的位置对准晶圆运输装置的升降单元的位置；以及朝向装载端口降低升降单元。在一些实施例中，装载端口进一步具有设置在其顶表面上的突起，且相对于装载端口的位置对准升降单元的位置包含：由影像决定光束及装载端口的突起的相对位置；以及基于相对位置移动晶圆运输装置。在一些实施例中，撷取装载端口的顶表面及激光的影像包含使用在晶圆运输装置的主体处设置的装载端口相机。在一些实施例中，光束是激光线，且相对于装载端口的位置对准晶圆运输装置的升降单元的位置包含：由影像决定在激光线与装载端口的顶表面的边缘之间的角度；以及基于角度旋转升降单元。在一些实施例中，在装载端口之上停止晶圆运输装置包含：在移动晶圆运输装置期间通过晶圆运输装置感测运输轨；以及当晶圆运输装置感测运输轨上的轨标记时停止晶圆运输装置。在一些实施例中，传输晶圆的方法进一步包含：从轨标记获取装载端口的定向资讯；以及基于该定向资讯旋转升降单元。在一些实施例中，在基于定向资讯旋转升降单元之后撷取影像。在一些实施例中，方法进一步包含在降低升降单元之后从升降单元释放晶圆容纳单元。在一些实施例中，方法进一步包含在降低升降单元之后通过升降单元夹持装载端口上的晶圆容纳单元。

根据本揭示的一些实施例，一种传输晶圆的方法包含：晶圆运输装置朝向包含装载端口的制程隔间移动；降低晶圆运输装置在装载端口之上的升降单元；决定升降单元的姿态；以及由控制器根据所决定的姿态提供回应。在一些实施例中，升降单元及预定表面具有不同姿态，且提供回应包含：升高升降单元；以及向维护区域发送晶圆运输装置。在一些实施例中，升降单元及预定表面实质上具有相同姿态，且提供回应包含操作升降单元的夹持器以夹持或释放晶圆容纳单元。在一些实施例中，决定升降单元的姿态包含：量测在升降单元的顶表面的第一位置与晶圆运输装置的底表面之间的第一距离；量测在升降单元的顶表面的第二位置与晶圆运输装置的底表面之间的第二距离；以及将第一距离与第二距离进行比较。在一些实施例中，通过连接升降单元的顶表面的相对角落的对角线以及连接升降单元的顶表面的相对边缘的中点的正交线，将升降单元的该顶表面划分为八个部分，且第一位置及第二位置分别在升降单元的顶表面的两个相对部分中。在一些实施例中，晶圆运输装置具有多个皮带，皮带的各者连接到升降单元并且缠绕在相应皮带卷筒上，且方法进一步包含：升高该升降单元；以及决定在相应皮带卷筒上的皮带的至少一个的缠绕度。在一些实施例中，至少一个皮带在其侧面上具有多个皮带标记，且决定在相应皮带卷筒上的皮带的至少一个的缠绕度包含：撷取皮带标记的影像；以及将影像中的皮带标记的位置与皮带标记的预定位置进行比较。在一些实施例中，方法进一步包含当影像中的皮带标记的位置与皮带标记的预定位置不一致时，向维护区域发送晶圆运输装置。在一些实施例中，晶圆运输装置具有多个皮带，皮带的各者连接到升降单元并且缠绕在相应皮带卷筒上，且决定升降单元的姿态包含量测皮带的各者的张力。在一些实施例中，量测皮带的各者的张力包含通过使用至少一个声音感测器侦测从皮带的各者的声波。

根据本揭示的一些实施例，一种晶圆运输系统包括运输轨、及晶圆运输装置。晶圆运输装置可移动地设置在运输轨上，并且包括主体、设置在主体上的多个皮带卷筒、连接到相应皮带卷筒且缠绕在相应皮带卷筒上的多个皮带、配置以撷取缠绕在皮带卷筒上的皮带部分的侧面的影像的多个缠绕式相机、以及连接到多个皮带的升降单元。皮带的各者具有在皮带侧面上形成的皮带标记。

上文概述若干实施例的特征，使得熟悉此项技术者可更好地理解本揭示的态样。熟悉此项技术者应了解，可轻易使用本揭示一些实施例作为设计或修改其他制程及结构的基础，以便实施本文所介绍的实施例的相同目的及/或实现相同优点。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效构造并未脱离本揭示一些实施例的精神及范畴，且可在不脱离本揭示一些实施例的精神及范畴的情况下产生本文的各种变化、取代及更改。

Claims (1)

1.一种传输晶圆的方法，其特征在于，包含：

在一运输轨上移动一晶圆运输装置；

在具有一顶表面的一装载端口之上停止该晶圆运输装置；

将一光束投影到该装载端口的该顶表面上；

撷取该装载端口的该顶表面及该光束的一影像；

根据该影像相对于该装载端口的一位置对准该晶圆运输装置的一升降单元的一位置；以及

朝向该装载端口降低该升降单元。

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