TWI854761B - Semiconductor automatic loading system - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種裝載系統,且特別是有關於一種半導體自動裝載系統。 The present invention relates to a loading system, and in particular to a semiconductor automatic loading system.
在使用半導體設備對半導體物料(例如晶圓或面板)進行加工時,將物料從裝載埠移動至製程機台的裝/卸載裝置,常因機構老化或者灰塵沉積而未察覺。使得機構異常或流場改變時,無法第一時間得知。另一方面由於需增加裝載埠的空間利用率,裝載埠內物料的間距通常愈小愈好。但裝/卸載裝置異常造成些微偏移時,就容易使得物料間發生接觸或碰撞。等到上述問題造成產品檢出異常時才會發現,但已導致產品需要重工,造成浪費產能和提高成本,嚴重者甚至會產生大量的產品報廢。 When using semiconductor equipment to process semiconductor materials (such as wafers or panels), the loading/unloading device that moves the materials from the loading port to the process machine is often not noticed due to aging of the mechanism or dust deposition. As a result, when the mechanism is abnormal or the flow field changes, it is impossible to know it in the first time. On the other hand, due to the need to increase the space utilization rate of the loading port, the distance between the materials in the loading port is usually as small as possible. However, when the loading/unloading device is abnormal and causes a slight deviation, it is easy for the materials to contact or collide. It will not be discovered until the above problems cause the product to be detected abnormally, but it has already caused the product to need to be reworked, resulting in waste of production capacity and increased costs. In severe cases, it may even cause a large number of product scraps.
本發明提供一種半導體自動裝載系統,適於監控裝載系統內機械手臂狀態並預防裝載系統中的物料受影響,進一步提升 產品的製造良率。 The present invention provides a semiconductor automatic loading system, which is suitable for monitoring the status of the robot arm in the loading system and preventing the materials in the loading system from being affected, thereby further improving the manufacturing yield of the product.
本發明的半導體自動裝載系統包括多個裝載埠、製程機台、機械手臂、載具、第一感測器、第二感測器以及監控系統。機械手臂適於將半導體物料在裝載埠以及製程機台之間轉移。機械手臂連接至載具上,使機械手臂在裝載埠以及製程機台之間移動。第一感測器以及第二感測器分別設置在裝載埠的開口外的相鄰兩側,感測機械手臂與開口之間的距離。監控系統電性連接第一感測器和第二感測器。 The semiconductor automatic loading system of the present invention includes multiple loading ports, a process machine, a robot arm, a carrier, a first sensor, a second sensor and a monitoring system. The robot arm is suitable for transferring semiconductor materials between the loading port and the process machine. The robot arm is connected to the carrier so that the robot arm moves between the loading port and the process machine. The first sensor and the second sensor are respectively arranged on the adjacent sides outside the opening of the loading port to sense the distance between the robot arm and the opening. The monitoring system is electrically connected to the first sensor and the second sensor.
基於上述,由於本發明的半導體自動裝載系統,其包括在裝載埠的開口處安裝的測距感測器。得以針對機械手臂(例如機械手臂的牙叉)進行誤差範圍內的水平距離及垂直距離的時刻監控,當機械手臂老化、發生距離偏移時可以提前預測並發出警報,防止可能的物料間撞擊或是物料與機構間的碰撞。避免物料可能發生的連續缺角或刮傷,進一步提升了產品良率。 Based on the above, the semiconductor automatic loading system of the present invention includes a distance measuring sensor installed at the opening of the loading port. It is possible to monitor the horizontal distance and vertical distance within the error range of the robot arm (such as the fork of the robot arm). When the robot arm ages and the distance offset occurs, it can be predicted in advance and an alarm can be issued to prevent possible collisions between materials or collisions between materials and mechanisms. It avoids continuous chipping or scratching of materials, further improving the product yield.
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。 In order to make the above features and advantages of the present invention more clearly understood, the following is a detailed description of the embodiments with the accompanying drawings.
10:半導體自動裝載系統 10: Semiconductor automatic loading system
11:地板 11: Floor
12:天花板 12: Ceiling
100:裝載埠 100: Loading port
101、121:開口 101, 121: Opening
101A:第一側 101A: First side
101B:第二側 101B: Second side
110:半導體物料 110: Semiconductor materials
120:製程機台 120: Processing equipment
130:機械手臂 130:Robotic arm
131:牙叉 131: Tooth fork
132:基座 132: Base
133:Z軸皮帶槽 133: Z-axis belt groove
134:支柱 134: Pillar
135:搬運臂 135:Transporting arm
136:支撐臂 136: Support arm
140:載具 140: Vehicles
141:導軌 141:Guide rails
142:X軸皮帶槽 142: X-axis belt groove
150:測距感測器 150: Distance sensor
150A:第一感測器 150A: First sensor
150B:第二感測器 150B: Second sensor
160:監控系統 160: Monitoring system
161:傳輸轉換器 161:Transmission converter
162:伺服器 162: Server
170:真空感測器 170: Vacuum sensor
180:震動感測器 180: Vibration sensor
190:微粒監控器 190: Particle monitor
200:風速計 200:Anemometer
210:電表 210: Electricity meter
Fin:進氣系統 Fin: Intake system
Fout:排氣系統 Fout: Exhaust system
AF:氣流 AF: airflow
D1:第一距離 D1: First distance
D2:第二距離 D2: Second distance
LV1、LV2、LV3、LV4、LV5:等級 LV1, LV2, LV3, LV4, LV5: Level
S:儲料器 S: Storage device
T1:日期 T1: Date
X1、X2、X3、X4:位置 X1, X2, X3, X4: Position
X、Y、Z:方向 X, Y, Z: direction
圖1A是本發明實施例的半導體自動裝載系統中各裝置分布示意圖。 Figure 1A is a schematic diagram of the distribution of various devices in the semiconductor automatic loading system of an embodiment of the present invention.
圖1B是本發明實施例的測距感測器對第一距離及第二距離 的數據監控示意圖。 FIG1B is a schematic diagram of data monitoring of the first distance and the second distance by the distance measuring sensor of an embodiment of the present invention.
圖2是本發明實施例的半導體自動裝載系統的各檢測器與監控系統的電性連接示意圖。 Figure 2 is a schematic diagram of the electrical connection between each detector and the monitoring system of the semiconductor automatic loading system of the embodiment of the present invention.
圖3是本發明的各檢測器於機械手臂及載具的設置位置示意圖。 Figure 3 is a schematic diagram of the installation positions of the detectors of the present invention on the robot arm and the carrier.
圖4是本發明的微粒監控器與各裝置的相對位置示意圖。 Figure 4 is a schematic diagram of the relative positions of the particle monitor and various devices of the present invention.
圖5A及圖5B是本發明的風速計與各裝置的相對位置和工作原理示意圖。 Figures 5A and 5B are schematic diagrams of the relative positions and working principles of the anemometer and various devices of the present invention.
圖6是本發明的監控系統對各檢測器的數據整合分析,並對應發出的警報示意圖。 Figure 6 is a schematic diagram of the monitoring system of the present invention integrating and analyzing the data of each detector and issuing corresponding alarms.
本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值,考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即,測量系統的限制)。例如,「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內,或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者,本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質,來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差,而可不用一個標準偏差適用全部性質。 As used herein, "about", "approximately", "essentially", or "substantially" include the stated value and the average value within an acceptable range of deviation of a particular value determined by a person of ordinary skill in the art, taking into account the measurement in question and the specific amount of error associated with the measurement (i.e., the limitations of the measurement system). For example, "about" can mean within one or more standard deviations of the stated value, or, for example, within ±30%, ±20%, ±15%, ±10%, ±5%. Furthermore, as used herein, "about", "approximately", "essentially", or "substantially" can select a more acceptable range of deviation or standard deviation based on the measured property, cutting property, or other property, and can apply to all properties without one standard deviation.
在附圖中,為了清楚起見,放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解,當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另 一元件「上」或「連接到」另一元件時,其可以直接在另一元件上或與另一元件連接,或者中間元件可以也存在。相反,當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時,不存在中間元件。如本文所使用的,「連接」可以指物理及/或電性連接。再者,「電性連接」可為二元件間存在其它元件。 In the accompanying drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., is exaggerated for clarity. It should be understood that when an element such as a layer, film, region, or substrate is referred to as being "on" or "connected to" another element, it can be directly on or connected to another element, or intermediate elements may also exist. Conversely, when an element is referred to as being "directly on" or "directly connected to" another element, there are no intermediate elements. As used herein, "connected" may refer to physical and/or electrical connections. Furthermore, "electrical connection" may be the presence of other elements between two elements.
此外,諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係,如圖所示。應當理解,相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如,如果一個附圖中的裝置翻轉,則被描述為在其它元件的「下」側的元件將被定向在其它元件的「上」側。因此,示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向,取決於附圖的特定取向。類似地,如果一個附圖中的裝置翻轉,則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此,示例性術語「上面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。 Additionally, relative terms such as "lower" or "bottom" and "upper" or "top" may be used herein to describe the relationship of one element to another element, as shown in the figures. It should be understood that relative terms are intended to include different orientations of the device in addition to the orientation shown in the figures. For example, if the device in one figure is flipped, the elements described as being on the "lower" side of the other elements will be oriented on the "upper" side of the other elements. Thus, the exemplary term "lower" can include both "lower" and "upper" orientations, depending on the particular orientation of the figure. Similarly, if the device in one figure is flipped, the elements described as being "below" or "beneath" the other elements will be oriented as being "above" the other elements. Thus, the exemplary term "above" or "below" can include both above and below orientations.
現將詳細地參考本發明的示範性實施方式,示範性實施方式的實例說明於所附圖示中。只要有可能,相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。 Reference will now be made in detail to exemplary embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Whenever possible, the same element symbols are used in the drawings and description to represent the same or similar parts.
圖1A是本發明實施例的半導體自動裝載系統中各裝置分布示意圖。且圖1A中也包括開口101及機械手臂130的牙叉131的剖面放大圖。請參照圖1A,本發明實施例的半導體自動裝載系統10包括多個裝載埠100、製程機台120、機械手臂130、載具140、測距感測器150(其中包括第一感測器150A和第二感測器
150B)以及監控系統160。其中為了簡潔呈現圖中各裝置的設置關係,而僅示意性的繪製出了半導體自動裝載系統10中的一個裝載埠100及一個製程機台120,然而本發明不限制裝載埠100及製程機台120的數量。
FIG1A is a schematic diagram of the distribution of each device in the semiconductor automatic loading system of the embodiment of the present invention. FIG1A also includes an enlarged cross-sectional view of the
另一方面,半導體自動裝載系統10可以包括儲料器S,用於存放半導體物料110(例如晶圓、面板基板或者玻璃等)。並於製程段時將儲料器S的半導體物料110存放至多個裝載埠100以準備進行搬運,本發明並不限於此。半導體自動裝載系統10還包括地板11以及天花板12,其中天花板12處可以設置多個進氣系統Fin,適於將氣流AF從半導體自動裝載系統10外導向半導體自動裝載系統10內;而地板11處可以包括多個華浮孔及排氣系統Fout,適於將氣流AF從半導體自動裝載系統10內導向半導體自動裝載系統10外。進氣系統Fin及排氣系統Fout例如可以包括風扇及過濾器,使得提供至半導體自動裝載系統10空間中的氣流AF的懸浮顆粒濃度得以降低,並且形成由天花板12流向下方的地板11的下沉氣流,有利於將半導體自動裝載系統10的髒污或灰塵顆粒排除,而降低半導體自動裝載系統10中的髒污沉積。
On the other hand, the semiconductor
裝載埠100可以包括多個卡匣(Cassette)用於裝載半導體物料110。並且裝載埠100具有開口101,適於從開口101處存放半導體物料110。開口101的形狀例如為矩形,而具有相鄰的第一側101A以及第二側101B,而第一側101A例如為開口101的長邊,第二側101B例如為開口101的短邊,亦即其中第一側101A
及第二側101B的夾角可以實質上為90度。然而本發明並不限於此。
The
製程機台120可以包括多個製程腔室(未繪示),並且具有對應的製程機台120的開口121,半導體物料110適於從開口121處放置進製程機台120並對其進行製程加工。每個製程腔室可以包括多個製程位(未繪示),可以同時對多個製程位的半導體物料110進行製程加工,然而本發明並不限於此。
The
機械手臂130可以將半導體物料110在裝載埠100以及製程機台120之進行間轉移。舉例來說,機械手臂130可以包括牙叉131用於承載半導體物料110,並經由與機械手臂130連接的載具140使機械手臂130在裝載埠100以及製程機台120之間移動。機械手臂130例如可以雙機械手並包括雙牙叉(Twin Fork),藉此可以同時拾取或放置裝載埠100中的兩個卡匣,亦即同時拾取或放置兩個半導體物料110以利節省半導體物料110搬運的時間,然而本發明並不限於此。
The
另一方面,測距感測器150可以為雷射測距感測器,然而本發明不限於此。詳細而言,測距感測器150的第一感測器150A以及第二感測器150B可以分別設置在裝載埠100的開口101外,並進一步設置在開口101的第一側101A以及第二側101B。藉此可以分別感測機械手臂130的牙叉131與開口101之間的距離。
On the other hand, the
舉例來說,當感測械手臂130於裝載埠100拾取或存放半導體物料110時,設置在第一側101A的第一感測器150A,適
於感測機械手臂130中最鄰近的牙叉131與第一側101A之間的第一距離D1。其中第一距離D1的方向例如為高度方向。而設置在第二側101B的第二感測器150B,適於感測機械手臂130中最鄰近的牙叉131與第二側101B之間的第二距離D2。其中第二距離D2的方向例如為水平方向。換句話說,第一距離D1和第二距離D2實質上互相垂直,但本發明並不限於此。
For example, when the
另一方面,監控系統160電性連接至第一感測器150A和第二感測器150B。並接收第一距離D1的數值以及第二距離D2的數值,對應監控上述資料以判斷是否發出警報以警示工作人員。詳細而言,由於可以經由對第一距離D1的數值和第二距離D2的數值進行誤差範圍監控,當機械手臂130老化發生位置偏移時可以提前示警,藉此防止物料間或是物料與機構間的碰撞、避免可能發生的連續缺角或刮傷。
On the other hand, the
圖1B是本發明實施例的測距感測器對第一距離及第二距離的數據監控示意圖。請同時參照圖1A及圖1B,舉例來說,當機械手臂130發生異常或老化時,監控系統160可以經由監控以發現第一距離D1和第二距離D2的劇烈變化。例如在日期T1前,第二距離D2在大於55.0mm至60.5mm之間發生改變,而第一距離D1在大於2.0mm至-3.0mm之間發生改變。據此,監控系統160可以發出警報以警示工作人員檢查機械手臂130,以即時檢查並改善機械手臂130之機台狀況。例如工作人員得以在日期T1立即檢修機械手臂130,使得日期T1之後的第一距離D1以及第
二距離D2回歸正常值或趨於穩定。換句話說,可以藉由監控系統160監控第一距離D1的變化值是否在正常範圍(例如在0.5mm範圍內),以及第二距離D2的變化值是否在正常範圍(例如在1mm範圍內),判斷機械手臂130是否異常以對應發出警報。
FIG. 1B is a schematic diagram of the data monitoring of the first distance and the second distance by the distance measuring sensor of the embodiment of the present invention. Please refer to FIG. 1A and FIG. 1B at the same time. For example, when the
在一些實施例中,為了避免半導體物料110發生碰撞,可以經由監控半導體物料110與開口101在水平方向上的安全距離,例如為10mm。或者可以控制機械手臂130與相鄰未承載的半導體物料110在垂直方向上的安全距離,例如為5mm。舉例來說,也可以為當第一距離D1的數值大於距離閥值時,或者當第二距離D2的數值大於距離閥值時,表示機械手臂130與半導體物料110知間處於安全距離,監控系統160可以不反應、不需通知工作人員。而當第一距離D1的數值或第二距離D2的數值小於等於距離閥值時,監控系統160則發出警報以通知工作人員進行監控。
In some embodiments, in order to avoid collision of the
據此,半導體自動裝載系統10可以利用測距感測器150監控並記錄機械手臂130之工作過程,以預防機械手臂130之異常造成半導體物料110在搬運過程中發生碰撞而損壞的可能,藉此進一步改善半導體物料110的製造良率。
Accordingly, the semiconductor
以下將列舉另一些實施例以詳細說明本發明,其中相同的構件將標示相同的符號,並且省略相同技術內容的說明,省略部分請參考前述實施例,以下不再贅述。 The following will list some other embodiments to illustrate the present invention in detail, wherein the same components will be marked with the same symbols, and the description of the same technical content will be omitted. For the omitted parts, please refer to the aforementioned embodiments, and no further description will be given below.
圖2是本發明實施例的半導體自動裝載系統的各檢測器與監控系統的電性連接示意圖。請參照圖2,舉例來說,本發明的
半導體自動裝載系統10還可以包括多種感測器連接監控系統160,進一步監控半導體自動裝載系統10內各項參數之變化,以即時判斷是否需發出警報通知工作人員處理。舉例來說,半導體自動裝載系統10可以進一步包括真空感測器170、震動感測器180、微粒監控器190、風速計200以及電表210,並將上述元件皆進一步電性連接至監控系統160。而監控系統160例如可以包括傳輸轉換器161,得以將上述元件接收之檢測數據進一步轉換,並將檢測數據傳輸至與傳輸轉換器161電連接的伺服器162。伺服器162可以儲存上述多個檢測數據以進行整合分析,並對應判定是否需發出警報,以通知工作人員檢視、監控或判斷是否需停止半導體自動裝載系統10之運作。
FIG2 is a schematic diagram of the electrical connection between each detector and the monitoring system of the semiconductor automatic loading system of the embodiment of the present invention. Referring to FIG2, for example, the semiconductor
圖3是本發明的各檢測器於機械手臂及載具的設置位置示意圖。請參照圖3,進一步而言,真空感測器170可以設置在機械手臂130或載具140的其中一者上,並電性連接至監控系統160。舉例來說,機械手臂130可以包括與牙叉131相連接的搬運臂135,真空感測器170可以為數位錶頭,並設置在搬運臂135上。然而本發明並不以此為限。相較於一般的真空錶頭僅能針對特定真空值作出反應,例如真空錶頭僅有在氣壓低於正常氣壓-50千帕(kpa)時才能偵測出壓力值異常,然而此時代表機械手臂130的氣管元件已經出現問題或汙染。而採用數位錶頭能夠時刻監控機械手臂130內的真空度數值,並將真空度資訊傳遞至監控系統160。使得機械手臂130內部的真空度開始出現異常時(例如氣管磨耗)即能
提早監測以發現問題。
FIG3 is a schematic diagram of the installation positions of the detectors of the present invention on the robot arm and the carrier. Referring to FIG3, further, the
在一些實施例中,當真空感測器170感測到真空度大於真空閥值時,該監控系統160不反應,當真空度小於等於真空閥值時,監控系統160可以發出警報以通知工作人員。藉此避免機械手臂130影響半導體物料110的製程。
In some embodiments, when the
請繼續參照圖3,此外,震動感測器180可以設置在機械手臂130或載具140的其中一者上。舉例來說,機械手臂130可以包括支柱134,機械手臂130在搬運半導體物料110而在載具140上移動時,支柱134可以不與機械手臂130發生相對運動。而震動感測器180可以設置在支柱134上,以減少判斷錯誤之情況。震動感測器180可以為加速度感測器,例如可以為量測單一方向(例如機械手臂130的高度方向)的單軸加速規,或是量測三個互相垂直方向(例如機械手臂130的高度方向、機械手臂130拾取半導體物料110的方向以及機械手臂130於載具140上的移動方向)的三軸加速規,本發明並不限於此。
Please continue to refer to FIG. 3 . In addition, the
震動感測器180可以監控機械手臂130或載具140之震動資訊(例如加速度值),並將震動資訊傳遞至監控系統160以建立需要的預警模型數據,來預測馬達或滾珠導螺桿的壽命來增加機台利用率。在一些實施例中,當震動資訊小於震動閥值時,監控系統160可以不反應。當震動資訊大於等於震動閥值時,監控系統160則可以發出警報以通知工作人員。藉此可以提前得知機械手臂130或載具140之機構是否老化、異常或灰塵過多,以避免機械手
臂130或載具140灰塵顆粒影響製程端之良率。
The
請繼續參照圖3。半導體自動裝載系統10還可以包括電表210以監控機械手臂130或是載具140兩者之電壓、電流以及功率值。並將上述資訊傳遞至監控系統160以建立需要的預警模型數據。舉例來說,電表210可以設置在載具140上,或是半導體自動裝載系統10的其他構件處,本發明並不限於此。
Please continue to refer to Figure 3. The semiconductor
舉例來說,電表210可以監控並記錄機械手臂130或是載具140之每日平均功率,並建立機械手臂130或是載具140之平均功率值作為功率閥值。其中當機械手臂130或載具140之日平均功率小於上述功率閥值時,監控系統160可以不反應。當日平均功率大於等於上述功率閥值時,監控系統160則發出警報並通知工作人員監控或檢查,以確保機械手臂130或載具140有無異常。當然本發明並不限於此。在其他實施例中,也可以紀錄機械手臂130或載具140之每日耗電度數(千瓦小時)並建立對應之平均耗電度數作為對應的度數閥值,以監控並找出機械手臂130或載具140之耗能異常。在其他實施例中,也可以紀錄機械手臂130或載具140之平均功率,並建立對應之功率閥值,以監控機械手臂130或載具140之瞬時功率。當瞬時功率小於上述功率閥值時,監控系統160可以不反應。當瞬時功率大於等於上述功率閥值時,監控系統160則發出警報。
For example, the
圖4是本發明的微粒監控器與各裝置的相對位置示意圖。請參照圖4,微粒監控器190可以設置在機械手臂130或載具140
的其中一者上,並電性連接至監控系統160以將感測到之懸浮微粒值傳遞至監控系統160。舉例來說,微粒監控器190可以為多個(例如6個)以增加感測精度避免誤差。而機械手臂130可以包括基座132,經由基座132與載具140相連接,使得機械手臂130整體可以隨載具140的導軌141的方向(例如圖4中的方向X)移動。詳細來說,載具140還可以包括設置在導軌141之間的X軸皮帶槽142,藉由X軸皮帶槽142拉動基座132,使機械手臂130得以在方向X上移動。而由於X軸皮帶槽142長期摩擦容易因靜電積累灰塵,多個微粒監控器190可以設置在機械手臂130的基座132上,隨著基座132在導軌141上移動以監控整個半導體自動裝載系統10內或者X軸皮帶槽142附近的懸浮微粒值,可以避免懸浮微粒過多影響產品生產。然而本發明並不限於此。
FIG4 is a schematic diagram of the relative positions of the particle monitor and each device of the present invention. Referring to FIG4, the
在一些實施例中,機械手臂130可以包括與支柱134相連接的支撐臂136,支撐臂136可以經由Z軸皮帶槽133在高度方向上(例如圖4中的方向Z)運動,以利用牙叉131搬運裝載埠100中不同高度位置的半導體物料110。而微粒監控器190可以設置在支柱134上或者支撐臂136上。微粒監控器190設置在支撐臂136上的優點為,可以利用支撐臂136在方向Z上的移動以檢測裝載埠100中不同高度之懸浮微粒值,據此檢測裝載埠100內各處或者Z軸皮帶槽133的灰塵累積情況,並經由監控系統160監控。
In some embodiments, the
舉例來說,微粒監控器190可以將裝載埠100內、機械
手臂130、載具140或者半導體自動裝載系統10靠近地板11處之懸浮微粒值傳遞至監控系統160,據此累積懸浮微粒值知數據以建立一濃度閥值。當上述元件鄰近環境的懸浮微粒值小於一濃度閥值時,可以依數據判斷空氣品質不致汙染半導體物料110,監控系統160可以不反應。而當懸浮微粒值大於等於濃度閥值時,監控系統160可以發出警報通知工作人員監測是否需停機以確保半導體物料110不受汙染。
For example, the
圖5A及圖5B是本發明的風速計與各裝置的相對位置和工作原理示意圖。請同時參照圖5A及圖5B,半導體自動裝載系統10還可以包括多個風速計200,設置在進氣系統Fin上、排氣系統Fout上、裝載埠100的開口101之外或製程機台120的開口121之外,並電性連接至監控系統160。以同時監控進氣系統Fin、排氣系統Fout、裝載埠100的開口101處或製程機台120的開口121處之風速資訊以及風向資訊。
FIG. 5A and FIG. 5B are schematic diagrams of the relative positions and working principles of the anemometer and various devices of the present invention. Please refer to FIG. 5A and FIG. 5B at the same time. The semiconductor
舉例來說,為了監控流入半導體自動裝載系統10內的氣流AF的流場是否正常以維持正壓環境,可以在鄰近天花板12設置的進氣系統Fin的位置X1處放置風速計200以記錄並監控流入半導體自動裝載系統10的氣流AF的風速資訊以及風向資訊,並將上述資訊傳遞至監控系統160。而當風速資訊大於一風速閥值時、或者風向由半導體自動裝載系統10外部流向半導體自動裝載系統10內部時(如圖5A所示),即代表進氣系統Fin工作正常,監控系統160可以不反應。當風速資訊小於等於風速閥值時、或者風向
由半導體自動裝載系統10內部流向半導體自動裝載系統10外部時(如圖5B所示),即代表進氣系統Fin的風扇可能老化或機構異常,監控系統160則可以發出警報通知工作人員進行檢測與問題排除。
For example, in order to monitor whether the flow field of the airflow AF flowing into the semiconductor
另一方面,為了避免裝載埠100的灰塵累積造成存放的半導體物料110汙染,可以在裝載埠100的開口101外的位置X2處放置風速計200。以記錄並監控開口101處的氣流AF的風速資訊以及風向資訊,並將裝載埠100處的開口101的風向資訊及風速資訊傳遞至監控系統160以記錄。舉例來說,當風向流出裝載埠100的開口101、代表氣流AF的流場正常(如圖5A所示),監控系統160可以不反應。當氣流AF的風向流入裝載埠100的開口101時(如圖5B所示),則排氣系統Fout則可能出現異常,監控系統160可以發出警報通知工作人員檢測或問題排除,得以防止髒污微粒倒灌入裝載埠100、避免對半導體物料110的良率造成不良影響。
On the other hand, in order to prevent dust accumulation in the
此外,為了監控半導體自動裝載系統10的排氣正常以維持所需的正壓環境,可以在鄰近地板11設置的排氣系統Fout的位置X3處(例如華浮孔)放置風速計200,以記錄並監控流出半導體自動裝載系統10的氣流AF的風速資訊以及風向資訊,並將上述資訊傳遞至監控系統160以紀錄。而當風速資訊大於一風速閥值時、或者風向由半導體自動裝載系統10內部流向半導體自動裝載系統10外部時(如圖5A所示),即代表排氣系統Fout的氣流AF
流場穩定,監控系統160可以不反應。當風速資訊小於等於風速閥值時、或者風向由半導體自動裝載系統10外部流向半導體自動裝載系統10內部時(如圖5B所示),即代表排氣系統Fout的風扇可能老化或機構異常,監控系統160則可以發出警報通知工作人員進行檢測與問題排除,以避免外部髒區的微粒倒灌至半導體自動裝載系統10內。
In addition, in order to monitor the exhaust of the semiconductor
而進一步來說,為了確保製程機台120內的製程氣體(例如蝕刻氣體或其它製程反應物)不會倒灌汙染尚未加工或已完工之半導體物料110,可以在製程機台120的開口121外的位置X4處放置風速計200,以監控並記錄製程機台120的開口121的風速資訊以及風向資訊,並將上述資訊傳遞至監控系統160、可以確保氣流AF是從製程機台120外部流入製程機台120內部。舉例來說,當氣流AF的風向流入製程機台120的開口121(如圖5A所示),代表氣流AF的流場正常,監控系統160可以不反應。當氣流AF的風向流出製程機台120的開口121時(如圖5B所示),則監控系統160可以發出警報通知工作人員檢測或問題排除,得以避免蝕刻氣體或反應物微粒對半導體物料110、機械手臂130或載具140的汙染或損壞。
Furthermore, in order to ensure that the process gas (such as etching gas or other process reactants) in the
圖6是本發明的監控系統對各檢測器的數據整合分析,並對應發出的警報示意圖。請參照圖6,經由上述各檢測器收集之各項數據,工作人員可以藉經驗及危害程度監控當前的各項資訊進行整合分析,來達到良率的即時監控目的。舉例來說,監控系統
160收到各種檢測器的數據後可以整合比對,判定單一狀況發生或複數種狀況發生時是屬於第一等級LV1、第二等級LV2、第三等級LV3、第四等級LV4或第五等級LV5。並對應不同等級採取不同的處置方式,可以建立標準化的作業流程。
FIG6 is a schematic diagram of the monitoring system of the present invention integrating and analyzing the data of each detector and issuing corresponding alarms. Please refer to FIG6. Through the data collected by the above detectors, the staff can monitor the current information by experience and hazard level for integrated analysis to achieve the purpose of real-time monitoring of yield. For example, after receiving the data from various detectors, the
舉例來說,當電表210偵測出異常發出警報時,監控系統160可以判定為第一等級LV1不會立即影響良率,可以不須停機,工作人員可以在半導體自動裝載系統10外觀察即可。然而本發明並不限於此。
For example, when the
而例如當真空感測器170單獨發出警報或真空感測器170及電表210同時發出警報,監控系統160可以判定為第二等級LV2可能會導致產品受損破片,可以通知工作人員將完成之產品清空後停機以檢查問題並排除。然而本發明並不限於此。
For example, when the
又比如當製程機台120的開口121如同前述發生氣流AF異常使風速計200發出警報、或真空感測器170及製程機台120的開口121的風速計200同時發出警報,監控系統160可以判定為第三等級LV3,認為可能是製程機台120端發生汙染,藉此通知工作人員將半導體自動裝載系統10內的機台清空後停機以檢查問題並排除。然而本發明並不限於此。
For example, when the
進一步來說,當裝載埠100的開口101處的風速計200和微粒監控器190偵測出異常而發出警報時,監控系統160可以判定為第四等級LV4,可能表示機械手臂130受到汙染。此時可以通知工作人員將已完成之產品清空後,將半導體自動裝載系統
10內的機台停機以作進一步確認。然而本發明並不限於此。
Furthermore, when the
類似地,當地板11處的風速計200和裝載埠100的開口101處的風速計200偵測出異常而發出警報時,監控系統160可以判定為第五等級LV5,可能代表半導體自動裝載系統10內的正壓環境出現異常,造成髒污微粒汙染半導體物料110。此時可以通知工作人員直接停機並保護產品。然而本發明並不限於此。
Similarly, when the
綜合上述,經由各類檢測器收集數據以及監控系統160時刻監控半導體自動裝載系統10並整合數據,可以確保半導體自動裝載系統10內的環境出現異常時,監控系統160在第一時間察覺並告知工作人員。除此之外,監控系統160也可以交叉比對判定各類異常之危害等級,藉此對應採取不同之處理手段,可以有利於工作人員排除問題,或者避免不必要的停機以影響產品製造時程,藉此增進產品的製造良率以及改善各機台的使用率。
In summary, by collecting data through various detectors and the
綜上所述,本發明的半導體自動裝載系統,其包括在裝載埠的開口處安裝的測距感測器。得以針對機械手臂(例如機械手臂的牙叉)進行誤差範圍內的水平距離及垂直距離的時刻監控,當機械手臂老化發生距離偏移時可以提前預測並發出警報,防止可能的物料間撞擊或是物料與機構間的碰撞,避免物料可能發生的連續缺角或刮傷,進一步提升了產品良率。 In summary, the semiconductor automatic loading system of the present invention includes a distance measuring sensor installed at the opening of the loading port. It can monitor the horizontal distance and vertical distance of the robot arm (such as the fork of the robot arm) within the error range. When the robot arm ages and the distance shifts, it can be predicted in advance and an alarm can be issued to prevent possible collisions between materials or collisions between materials and mechanisms, and avoid continuous chipping or scratching of materials, further improving product yield.
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍 當視後附的申請專利範圍所界定者為準。 Although the present invention has been disclosed as above by way of embodiments, it is not intended to limit the present invention. Any person with ordinary knowledge in the relevant technical field may make some changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention shall be subject to the scope of the patent application attached hereto.
10:半導體自動裝載系統 10: Semiconductor automatic loading system
11:地板 11: Floor
12:天花板 12: Ceiling
100:裝載埠 100: Loading port
101、121:開口 101, 121: Opening
101A:第一側 101A: First side
101B:第二側 101B: Second side
110:半導體物料 110: Semiconductor materials
120:製程機台 120: Processing equipment
130:機械手臂 130:Robotic arm
131:牙叉 131: Tooth fork
140:載具 140: Vehicles
150:測距感測器 150: Distance sensor
150A:第一感測器 150A: First sensor
150B:第二感測器 150B: Second sensor
160:監控系統 160: Monitoring system
Fin:進氣系統 Fin: Intake system
Fout:排氣系統 Fout: Exhaust system
AF:氣流 AF: airflow
D1:第一距離 D1: First distance
D2:第二距離 D2: Second distance
S:儲料器 S: Storage device
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