專利名稱：半導(dǎo)體制造用堅(jiān)直傳送帶與空中升降機(jī)組合式自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)(AMHS)，尤其涉及一種允許空中升降機(jī)直接從在制品(WIP)存儲(chǔ)單元拾取WIP部件，從而增加整個(gè)物料搬運(yùn)系統(tǒng)的效率。
背景技術(shù)：
自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)是已知的，其在產(chǎn)品制造環(huán)境中應(yīng)用WIP存儲(chǔ)單元和空中升降機(jī)存放WIP部件，并在各工位和/或加工機(jī)器之間傳輸。例如，這樣的自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)(AMHS)通常在制造集成電路(IC)芯片中應(yīng)用。IC芯片的典型制造工藝包括多個(gè)步驟，其中包括沉積、清洗、離子注入、蝕刻以及鈍化。此外，IC芯片制造工藝的這些步驟中的每一個(gè)通常由不同的加工機(jī)器執(zhí)行，例如化學(xué)氣相沉積室、離子注入室或蝕刻器。因此，WIP部件例如半導(dǎo)體晶片通常在不同的工位和/或加工機(jī)器之間被傳輸多次，以執(zhí)行制造IC芯片所需的各工藝步驟。
制造IC芯片的一種傳統(tǒng)的AMHS包括多個(gè)用于存放半導(dǎo)體晶片的WIP存儲(chǔ)單元(也稱為儲(chǔ)料器)，和一個(gè)或多個(gè)空中升降機(jī)輸送車，用于在IC芯片制造場(chǎng)地上在各工位和加工機(jī)器之間輸送晶片。存放在在制品儲(chǔ)料器中的半導(dǎo)體晶片通常被裝入盒式容器例如前開(kāi)口統(tǒng)一容器(FOUP)，隨后它們被傳遞到在懸垂軌上行進(jìn)的空中升降機(jī)輸送車。在傳統(tǒng)的AMHS中，每個(gè)儲(chǔ)料器通常具有多個(gè)活動(dòng)輸入/輸出口，它們與一個(gè)內(nèi)部機(jī)械手(其可以具有三個(gè)或更多的運(yùn)動(dòng)軸線)結(jié)合以將FOUP裝入儲(chǔ)料器或?qū)OUP從儲(chǔ)料器上卸載。FOUP被空中升降機(jī)從輸入口/輸出口拾取以及放置到輸入口/輸出口。
傳統(tǒng)的AMHS的一個(gè)缺點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的效率受到機(jī)械手在WIP儲(chǔ)料器的活動(dòng)輸入口/輸出口處拾取FOUP所需的時(shí)間限制。由于半導(dǎo)體晶片本身通常很精密，所以通常對(duì)機(jī)械手的加速度有嚴(yán)格限制。為此，使FOUP移動(dòng)到儲(chǔ)料器的輸入口/輸出口和從儲(chǔ)料器的輸入口/輸出口運(yùn)動(dòng)通常需要最小的時(shí)間量。該最小運(yùn)動(dòng)時(shí)間通常決定儲(chǔ)料器的產(chǎn)量，其表示支持所需IC芯片產(chǎn)品水平所需要的儲(chǔ)料器數(shù)量，以及AMHS的總體成本。盡管通過(guò)增加每個(gè)儲(chǔ)料器上的活動(dòng)輸入口/輸出口的數(shù)量，以及通過(guò)使空中升降機(jī)輸送車同時(shí)到達(dá)多個(gè)輸入口/輸出口可以提高AMHS的材料搬運(yùn)效率，但設(shè)置附加的輸入口/輸出口會(huì)明顯增加儲(chǔ)料器的成本。
另外，儲(chǔ)料器中三軸或更多軸的內(nèi)部機(jī)器人與分別具有1-3個(gè)運(yùn)動(dòng)軸線的若干輸入口/輸出口相結(jié)合，這意味著通常的儲(chǔ)料器可以具有5-16個(gè)軸線的運(yùn)動(dòng)。這是非常復(fù)雜的，且可靠性低，存放材料的成本高。
因此，希望具有一種AMHS，其能夠提供材料搬運(yùn)的效率，并能克服傳統(tǒng)AMHS的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高效的AMHS，其允許空中升降機(jī)直接從一個(gè)或多個(gè)包括在該系統(tǒng)中的WIP存儲(chǔ)單元裝載/卸載WIP部件。
在一個(gè)實(shí)施例中，改進(jìn)的AMHS包括一個(gè)空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)以及至少一個(gè)包括多個(gè)儲(chǔ)料箱的豎直傳送帶WIP存儲(chǔ)單元(儲(chǔ)料器)。所述空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)包括至少一個(gè)設(shè)計(jì)成沿著形成至少一個(gè)預(yù)定路徑的懸空軌行駛的空中升降機(jī)輸送車。預(yù)定路徑通過(guò)豎直傳送帶儲(chǔ)料器，其設(shè)計(jì)成允許空中升降機(jī)從多個(gè)儲(chǔ)料箱中所選擇的一個(gè)上直接拾取一個(gè)或多個(gè)WIP部件。在第一個(gè)實(shí)施例中，包含所需要的WIP部件組的所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱被安置在豎直傳送帶儲(chǔ)料器的頂部，大致位于懸空軌的正下方。于是，所述空中升降機(jī)輸送車沿懸空軌運(yùn)動(dòng)到大致位于所選擇的儲(chǔ)料箱正上方的位置。然后，空中升降機(jī)朝所選擇的儲(chǔ)料箱下降。最后，操作空中升降機(jī)以直接從儲(chǔ)料箱拾取所需要的在制品組，或?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)在制品組放入傳送帶儲(chǔ)料箱中。
在第二實(shí)施例中，由懸空軌形成的預(yù)定路徑平行通過(guò)豎直傳送帶WIP儲(chǔ)料器，其被設(shè)計(jì)成允許空中升降機(jī)直接從其中一個(gè)傳送帶儲(chǔ)料箱拾取一個(gè)或多個(gè)WIP部件。該AMHS還包括抽取機(jī)構(gòu)，其與所述豎直傳送帶儲(chǔ)料器結(jié)合工作，以相對(duì)于所述軌道恰當(dāng)?shù)匕仓冒兴枰脑谥破方M的所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱。例如，所述抽取機(jī)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)成使所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱(例如活動(dòng)托架)沿著單伺服控制軸線從靠近軌道的第一位置運(yùn)動(dòng)到大致位于軌道正下方的第二位置。在第二實(shí)施例中，空中升降機(jī)輸送車沿著運(yùn)動(dòng)到第二位置的大致正上方的位置。然后，空中升降機(jī)朝第二位置下降。在一替代性實(shí)施例中，所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱包括位于軌道側(cè)面的托架，并且空中升降機(jī)被安裝到平移臺(tái)上以將一個(gè)或多個(gè)在制品組拾取和放置到位于空中升降機(jī)輸送車側(cè)面的托架上。最后，操作空中升降機(jī)直接從所選擇的儲(chǔ)料箱拾取所需要的在制品組，或?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)在制品組放在所選擇的儲(chǔ)料箱中。
通過(guò)設(shè)計(jì)AMHS使其允許空中升降機(jī)從各儲(chǔ)料箱上方的位置直接裝載WIP部件到傳送帶儲(chǔ)料箱或從傳送帶儲(chǔ)料箱卸載，可以使AMHS操作的效率更高。
通過(guò)下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、功能和情況將更加清楚。
通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更加清楚。
圖1是傳統(tǒng)的AMHS的透視圖。
圖2是本發(fā)明的AMHS的第一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。
圖3是圖2所示AMHS的第二實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。
圖4是圖2所示AMHS的第三實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。
圖5a-5b是本發(fā)明平移升降機(jī)輸送車到達(dá)固定存放位置簡(jiǎn)圖。
圖6是圖5a-5b所示的輸送升降機(jī)輸送車到達(dá)運(yùn)輸器上的物料的簡(jiǎn)圖。
圖7是圖2所示AMHS的操作方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
2002年6月19日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0/389,993的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)“半導(dǎo)體制造用豎直傳送帶與空中升降機(jī)組合式自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)”以及2002年10月11日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0/417,993的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)“使用運(yùn)動(dòng)托架或平移升降臺(tái)的移動(dòng)型零占地存儲(chǔ)(ZFS)”，結(jié)合在此引作參考。
本發(fā)明公開(kāi)了一種AMHS，其能提高將WIP部件裝入WIP存儲(chǔ)單元或?qū)IP部件從WIP存儲(chǔ)單元上卸載的效率。本發(fā)明公開(kāi)的AMHS通過(guò)利用位于各儲(chǔ)料箱上方的空中升降機(jī)允許在豎直傳送帶WIP存儲(chǔ)單元中實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)料箱的頂裝載/卸載，從而提高物料搬運(yùn)效率。
圖1描述了傳統(tǒng)的AMHS 100，其可以應(yīng)用在產(chǎn)品制造環(huán)境例如用于制造IC芯片的清潔環(huán)境中自動(dòng)存放以及在各工位和/或加工機(jī)器之間輸送WIP部件。如圖1所示，傳統(tǒng)的AMHS 100包括WIP存儲(chǔ)單元(儲(chǔ)料器)102和空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)104。WIP儲(chǔ)料器102包括輸入口和輸出口111-112，空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)104包括懸空軌108和多個(gè)在懸空軌108上行駛的空中升降機(jī)輸送車105-106。在典型操作模式中，WIP部件被放在盒式容器110例如FOUP中輸送。第一空中升降機(jī)輸送車105沿懸空軌108行駛，并停在適于將FOUP 110卸載到輸入口111的位置或從儲(chǔ)料器102的輸出口112裝入另一FOUP的位置。而且，第二空中升降機(jī)輸送車106在懸空軌108上待命，直到第一空中升降機(jī)輸送車105完成卸載或裝載FOUP并移出軌道。
在傳統(tǒng)的AMHS 100中，F(xiàn)OUP被從空中升降機(jī)卸載到輸入口111，或被從輸出口112裝入升降機(jī)，或者由機(jī)械手107在儲(chǔ)料器102中拾取，機(jī)械手107可以設(shè)置多達(dá)3個(gè)或更多的運(yùn)動(dòng)軸線。另外，從儲(chǔ)料器102中拾取FOUP所需的最小時(shí)間量通常決定儲(chǔ)料器的搬運(yùn)量，它是指支持所希望的生產(chǎn)量水平所需的儲(chǔ)料器的數(shù)量。因此，用于拾取FOUP的多軸機(jī)械手107的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)會(huì)使最小運(yùn)動(dòng)時(shí)間增加，從而增加AMHS 100中所需的儲(chǔ)料器的數(shù)量和物料搬運(yùn)系統(tǒng)的總體成本。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)(AMHS)200的實(shí)施例。在所示實(shí)施例中，AMHS 200包括空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)204，以及至少一個(gè)豎直傳送帶WIP存儲(chǔ)單元(儲(chǔ)料器)202，儲(chǔ)料器202包括多個(gè)儲(chǔ)料箱例如傳送帶儲(chǔ)料箱203。豎直傳送帶WIP存儲(chǔ)單元202設(shè)計(jì)成允許空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)204中的空中升降機(jī)可以直接從選中的一個(gè)傳送帶儲(chǔ)料箱中拾取WIP部件。
需要注意，與傳統(tǒng)的AMHS 100相同，圖2中的AMHS 200可以應(yīng)用于制造IC芯片的清潔環(huán)境中，例如200mm或300mm的晶片廠，或者其它任何適合的產(chǎn)品制造環(huán)境。如圖2所示，IC芯片制造環(huán)境包括第一和第二地板220和226以及天花板214。第一地板220通常包括由加強(qiáng)混凝土形成的格子板，第二地板226包括位于格子板220上方的墊層地板。豎直傳送帶儲(chǔ)料器202安置在格子板220上。另外，用于執(zhí)行制造IC芯片的各加工步驟的工位和/或加工機(jī)器(未示出)被安置在墊層地板226上，地板226通常覆蓋有不導(dǎo)電材料并被設(shè)計(jì)成滿足特殊載荷和地震要求。例如，墊層地板226可以位于格子板220上方一定距離228(大約0.6米)處，以及位于天花板214下方一定距離224(大于或等于約4.15米)處。
在該公開(kāi)的實(shí)施例中，豎直傳送帶儲(chǔ)料器202包括機(jī)架252和位于機(jī)架內(nèi)的第一和第二滑輪250-251和傳送帶254。如圖2所示，傳送帶儲(chǔ)料箱(例如儲(chǔ)料箱203)沿著傳送帶254在各間隔開(kāi)的位置連接到該傳送帶上，傳送帶254在第一和第二滑輪250-251之間形成回路，從而通過(guò)驅(qū)動(dòng)其中一個(gè)滑輪250-251允許儲(chǔ)料箱沿著傳送帶路徑可旋轉(zhuǎn)安置。例如，豎直傳送帶儲(chǔ)料器202的高度可以是由附圖標(biāo)記218表示的高度(大約3.85米)。因此，豎直傳送帶儲(chǔ)料器202的頂部可以在墊層地板226上方一定距離216(大約3.25米)處。
如上所述，豎直傳送帶儲(chǔ)料器202被設(shè)計(jì)成允許空中升降機(jī)直接從其中一個(gè)傳送帶儲(chǔ)料箱中拾取WIP部件，例如半導(dǎo)體晶片。在示出的實(shí)施例中，儲(chǔ)料器機(jī)架252靠近天花板214的部分至少部分打開(kāi)以便允許頂裝載/卸載所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱。另外，每個(gè)傳送帶儲(chǔ)料箱包括一固定托架，半導(dǎo)體晶片被裝入安置在托架203上的盒式容器例如FOUP 210中。例如，每個(gè)FOUP 210可以放置一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶片組，因此允許空中升降機(jī)同時(shí)在單個(gè)傳送帶儲(chǔ)料箱中拾取多個(gè)晶片組。
空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)204包括懸空軌208和至少一個(gè)在懸空軌208上行駛的空中升降機(jī)輸送車205。懸空軌208形成至少一個(gè)通過(guò)豎直傳送帶儲(chǔ)料器202的預(yù)定路徑，從而允許空中升降機(jī)輸送車205直接從一個(gè)近似位于儲(chǔ)料器202頂部的傳送帶儲(chǔ)料箱中拾取FOUP。例如，空中升降機(jī)輸送車205可以從天花板214延伸出一定距離222(大約9米)。
在一個(gè)示例性操作模式中，所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱，例如裝有FOUP 210的儲(chǔ)料箱203，被大致安置在豎直傳送帶儲(chǔ)料箱202的頂部、軌道208的下方。然后，空中升降機(jī)輸送車205沿軌208運(yùn)動(dòng)到基本位于儲(chǔ)料箱203正上方的位置。然后，空中升降機(jī)從空中升降機(jī)輸送車205朝向儲(chǔ)料箱203下降通過(guò)儲(chǔ)料器機(jī)架252上的開(kāi)口。例如，空中升降機(jī)可以沿平行于儲(chǔ)料器縱向軸線L1的方向下降。接著，操作空中升降機(jī)使其直接從儲(chǔ)料箱203中拾取FOUP 210并隨后將其輸送到IC芯片制造場(chǎng)地上的一個(gè)工位或加工機(jī)器處?？梢岳斫?，也可以操作空中升降機(jī)將FOUP放到傳送帶儲(chǔ)料箱203中。
圖3描述了AMHS 200(見(jiàn)圖2)的一個(gè)替代性實(shí)施例300。如圖3所示，AMHS 300包括空中升降機(jī)輸送系統(tǒng)304和至少一個(gè)豎直傳送帶WIP儲(chǔ)料器302，儲(chǔ)料器302包括多個(gè)儲(chǔ)料箱例如滑動(dòng)安裝的儲(chǔ)料箱332。與豎直傳送帶儲(chǔ)料器202類似，豎直傳送帶儲(chǔ)料器302設(shè)計(jì)成允許空中升降機(jī)輸送系統(tǒng)304中的空中升降機(jī)直接從所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱中拾取WIP部件，例如半導(dǎo)體晶片。
特別地，AMHS 300可以被應(yīng)用在包括有天花板314、格子板320和位于格子板320上方的墊層地板326的IC芯片制造環(huán)境中。如圖3所示，豎直傳送帶儲(chǔ)料器302被安置在格子板320上。例如，墊層地板326可以位于格子板320上方一定距離328(大約0.6米)，也可以位于天花板314下方一定距離324(大于大約5.4米)。另外，豎直傳送帶儲(chǔ)料器302包括機(jī)架352，第一和第二滑輪350-351以及安置在機(jī)架352內(nèi)的傳送帶354。傳送帶儲(chǔ)料箱(例如滑動(dòng)安裝儲(chǔ)料箱332)沿著傳送帶354在不同的間隔開(kāi)的位置可以連接到傳送帶上，傳送帶354在第一和第二滑輪350-351之間形成回路，從而通過(guò)驅(qū)動(dòng)其中一個(gè)滑輪350-351使儲(chǔ)料箱能夠沿著傳送帶路徑可旋轉(zhuǎn)安置。例如，豎直傳送帶儲(chǔ)料器302的高度可以是由附圖標(biāo)記318表示的高度(大約6米)。
如上所述，豎直傳送帶儲(chǔ)料器302被設(shè)計(jì)成允許空中升降機(jī)直接從其中一個(gè)傳送帶儲(chǔ)料箱拾取半導(dǎo)體晶片。在所示實(shí)施例中，機(jī)架352的至少一側(cè)被至少部分打開(kāi)以允許將所選擇的儲(chǔ)料箱從機(jī)架352中抽出，并允許通過(guò)空中升降機(jī)進(jìn)行所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱的頂裝載/卸載。特別地，AMHS 300還包括至少一個(gè)抽取機(jī)構(gòu)330，其用于從儲(chǔ)料器302中抽出半導(dǎo)體晶片，并相對(duì)于包括在空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)304中的懸空軌308適當(dāng)?shù)匕仓梦锪?。?qǐng)注意，每個(gè)儲(chǔ)料箱可以包括活動(dòng)托架或固定托架。另外，半導(dǎo)體晶片被裝入安置在托架332上的盒式容器例如FOUP 310中。
空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)304包括懸空軌308和至少一個(gè)設(shè)計(jì)成在懸空軌308上行駛的空中升降機(jī)輸送車305。懸空軌308形成至少一個(gè)平行通過(guò)豎直傳送帶儲(chǔ)料器302的預(yù)定路徑，從而允許空中升降機(jī)輸送車305直接從所選擇的一個(gè)滑動(dòng)安裝的儲(chǔ)料箱中拾取FOUP。
在一個(gè)示例性的操作方式中，所選擇的容納有FOUP 310的儲(chǔ)料箱例如儲(chǔ)料箱332被安置成允許抽取機(jī)構(gòu)330從儲(chǔ)料器302中抽出儲(chǔ)料箱332，以及將儲(chǔ)料箱332安置在懸空軌308的正下方。請(qǐng)注意，抽取機(jī)構(gòu)330可以與儲(chǔ)料器302組合在一起，并設(shè)計(jì)成使儲(chǔ)料箱332沿單伺服控制軸線398移動(dòng)。然后，空中升降機(jī)輸送車305沿懸空軌308運(yùn)動(dòng)到位于抽出的儲(chǔ)料箱332正上方的位置。接著，空中升降機(jī)從空中升降機(jī)輸送車305朝儲(chǔ)料箱332下降，例如沿平行于儲(chǔ)料器縱向軸線L2方向。然后，操作空中升降機(jī)直接從儲(chǔ)料箱332中拾取FOUP 310并隨后輸送到IC芯片制造場(chǎng)地上的工位或加工機(jī)器?？梢岳斫?，也可以操作空中升降機(jī)以將FOUP放入傳送帶儲(chǔ)料箱332中。
圖4描述了AMHS 300(見(jiàn)圖3)的一個(gè)詳細(xì)的實(shí)施例400。在所示實(shí)施例中，AMHS 400包括空中升降機(jī)輸送系統(tǒng)404和一個(gè)豎直傳送帶儲(chǔ)料器402?？罩猩禉C(jī)輸送子系統(tǒng)404包括懸空軌408和設(shè)計(jì)成在懸空軌408上行駛的空中升降機(jī)輸送車405。例如，空中升降機(jī)輸送車405可以從懸空軌408延伸出一定距離436(大約0.9米)。豎直傳送帶儲(chǔ)料器402包括多個(gè)安置在儲(chǔ)料器機(jī)架中的傳送帶儲(chǔ)料箱例如儲(chǔ)料箱432。例如，儲(chǔ)料箱432可以在凸起的IC芯片制造場(chǎng)地上方一定距離438(大約2.6米)處。
如上所述，從儲(chǔ)料器機(jī)架中抽出FOUP 410，以允許隨后進(jìn)行所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱的頂裝載/卸載。空中升降機(jī)輸送車405還包括具有抓取器430的空中升降機(jī)，該抓取器被設(shè)計(jì)成將FOUP410從儲(chǔ)料箱432頂裝載或卸載到儲(chǔ)料箱432中。在優(yōu)選實(shí)施例中，升降機(jī)抓取器430被安裝在平移臺(tái)上，以便空中升降機(jī)拾取/放置盒式容器到空中升降機(jī)輸送車405的任一側(cè)。
圖5a-5b示出了到達(dá)固定存放位置的平移升降機(jī)子系統(tǒng)704，在所示實(shí)施例中，平移升降機(jī)子系統(tǒng)704包括懸空軌708和設(shè)計(jì)成在該懸空軌上行駛的空中升降機(jī)輸送車705?？罩猩禉C(jī)輸送車705被設(shè)計(jì)成拾取/放置FOUP 710到固定位置732。例如，空中升降機(jī)輸送車705可以延伸到天花板714下方一定距離736(大約0.9米)處，并且存放位置可以位于凸起的IC芯片制造場(chǎng)地的上方一定距離738(大約2.6米)處。另外，天花板714可以在墊層地板上方一定距離790(大約3.66米)處。
空中升降機(jī)輸送車705被設(shè)計(jì)成拾取(和放置)FOUP 710到懸空軌708正下方的位置。為此，空中升降機(jī)輸送車705包括安裝到平移臺(tái)上的升降機(jī)抓取器731，其被設(shè)計(jì)成從空中升降機(jī)輸送車705延伸出來(lái)，拾取FOUP 710，并返回空中升降機(jī)輸送車705，從而使FOUP 710移動(dòng)到空中升降機(jī)輸送車705內(nèi)(見(jiàn)圖5b)。在優(yōu)選實(shí)施例中，平移臺(tái)被設(shè)計(jì)成使空中升降機(jī)拾取/放置盒式容器到空中升降機(jī)輸送車705的任一側(cè)。當(dāng)FOUP 710被升降機(jī)抓取器730夾持時(shí)，空中升降機(jī)輸送車705將其輸送到IC芯片制造場(chǎng)地上的工位或加工機(jī)器。
圖6示出拾取被存放在運(yùn)輸器895上或在運(yùn)輸器895上運(yùn)動(dòng)的物料的平移升降機(jī)系統(tǒng)800。特別地，空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)804被用于直接拾取或放置FOUP 810到基于軌道的空中運(yùn)輸器895。在所示實(shí)施例中，空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)804包括懸空軌808和設(shè)計(jì)成在該懸空軌上行駛的空中升降機(jī)輸送車805。例如，空中升降機(jī)輸送車805可以延伸到懸空軌808下方一定距離836(大約0.9米)處，并被安置在基于軌道的運(yùn)輸器895上方一定距離892(大約0.35米)處。另外，空中軌道898可以在凸起的IC制造場(chǎng)地上方一定距離838(大約2.6米)處?？梢岳斫?，軌道898沿垂直于圖面方向延伸。平移升降機(jī)系統(tǒng)800還包括加工工具裝載口899。
空中升降機(jī)輸送車805可以用于執(zhí)行基于軌道的運(yùn)輸器895的頂裝載/卸載。為此，空中升降機(jī)輸送車805包括具有空中抓取器835的空中升降機(jī)831，空中抓取器835被安裝在允許水平和豎直運(yùn)動(dòng)的平移臺(tái)833上，分別由方向箭頭870和871表示。在所示操作方式中，使基于軌道的運(yùn)輸器895運(yùn)動(dòng)從而FOUP 810被安置在空中升降機(jī)831的正下方。然后，空中抓取器835通過(guò)平移臺(tái)833朝向FOUP 810下降，并被操作直接從運(yùn)輸器895拾取FOUP810。接著，攜帶FOUP 810的升降機(jī)抓取器835升起，并經(jīng)由平移臺(tái)833收回，從而使FOUP 810移動(dòng)到空中升降機(jī)輸送車805內(nèi)。然后，空中升降機(jī)輸送車805輸送FOUP 810到IC芯片制造場(chǎng)地上的工位或加工機(jī)器。
下面參考圖7描述AMHS的操作方法。如步驟902所述，所選擇的包含F(xiàn)OUP的儲(chǔ)料箱被安置在豎直傳送帶儲(chǔ)料器內(nèi)，以便由空中升降機(jī)拾取。例如，所選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱可以被安置在豎直傳送帶儲(chǔ)料器的頂部或側(cè)面(見(jiàn)圖2-3)。然后，空中升降機(jī)輸送車沿著軌道運(yùn)動(dòng)到靠近所選擇的儲(chǔ)料箱的位置，如步驟904所示。如果所選擇的儲(chǔ)料箱被安置在儲(chǔ)料器的頂部，則空中升降機(jī)輸送車位于儲(chǔ)料箱的上方。如果所選擇的儲(chǔ)料箱被安置在儲(chǔ)料器的側(cè)面，則空中升降機(jī)輸送車位于儲(chǔ)料箱的側(cè)面。然后，空中升降機(jī)從輸送車延伸出來(lái)并下降，使空中抓取器能夠接觸到所選擇的儲(chǔ)料箱中的FOUP，如步驟906所示。接著，操作空中抓取器以直接從儲(chǔ)料箱中拾取FOUP，如步驟908所示。然后，空中升降機(jī)升起并收回以使FOUP移動(dòng)到空中升降機(jī)輸送車內(nèi)，如步驟910所示。這樣，F(xiàn)OUP被從所選擇的儲(chǔ)料箱頂部裝入到空中升降機(jī)輸送車。最后，空中升降機(jī)輸送車輸送FOUP到生產(chǎn)制造場(chǎng)地上的工位或加工機(jī)器，如步驟912所示。
進(jìn)一步可以理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對(duì)上述AMHS進(jìn)行各種修改和變化。因此，本發(fā)明由所附權(quán)利要求的精神和范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)單元，其包括多個(gè)儲(chǔ)料箱，每個(gè)儲(chǔ)料箱被設(shè)計(jì)成保持至少一組物料；以及空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)空中升降機(jī)，所述空中升降機(jī)被設(shè)計(jì)成從多個(gè)儲(chǔ)料箱中所選擇的一個(gè)上直接拾取至少一組物料，以便隨后輸送到預(yù)定位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述空中升降機(jī)進(jìn)一步被設(shè)計(jì)成將至少一組物料直接提供給所選擇的儲(chǔ)料箱，以便隨后存放在存儲(chǔ)單元內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所選擇的物料組通過(guò)移動(dòng)到所述存儲(chǔ)單元外部的位置而被直接移動(dòng)到空中升降機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)單元還包括一個(gè)被設(shè)計(jì)成使物料組在至少一個(gè)軸線方向上運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所選擇的儲(chǔ)料箱包括安置在所述存儲(chǔ)單元內(nèi)的固定托架。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)包括連接到所述空中升降機(jī)上的平移臺(tái)，所述平移臺(tái)被設(shè)計(jì)成將所述空中升降機(jī)運(yùn)動(dòng)到第一位置，以便允許所述升降機(jī)直接從所述固定托架上拾取至少一組物料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述平移臺(tái)進(jìn)一步被設(shè)計(jì)成將所述空中升降機(jī)運(yùn)動(dòng)到第二位置，以便允許所述升降機(jī)從所述存儲(chǔ)單元上放下所述至少一組物料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)單元包括一個(gè)豎直傳送帶儲(chǔ)料器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述豎直傳送帶儲(chǔ)料器被設(shè)計(jì)成將所選擇的儲(chǔ)料箱移動(dòng)到所述儲(chǔ)料器的上區(qū)域，以便允許所述空中升降機(jī)從所選擇的儲(chǔ)料箱上方的位置拾取所述至少一組物料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)還包括軌道以及被設(shè)計(jì)成在所述軌道上行駛以輸送空中升降機(jī)的輸送車，所述軌道的至少一部分被安置成位于所述儲(chǔ)料器上區(qū)域的所選擇的儲(chǔ)料箱的大致正上方。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述豎直傳送帶儲(chǔ)料器被設(shè)計(jì)成沿著所述儲(chǔ)料器的一側(cè)將所選擇的儲(chǔ)料箱移動(dòng)到第一位置，以便允許所述空中升降機(jī)從所選擇的儲(chǔ)料箱側(cè)面的第二位置拾取所述至少一組物料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)還包括軌道以及被設(shè)計(jì)成在所述軌道上行駛以輸送空中升降機(jī)的輸送車，所述軌道的至少一部分被安置成大致平行于所述儲(chǔ)料器的縱向軸線并靠近所述儲(chǔ)料器側(cè)面的第一位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述空中升降機(jī)包括用于抓取所述至少一組物料的抓取器部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述物料單元包括盒式容器。
15.一種操作自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)的方法，包括以下步驟通過(guò)包括在物料存儲(chǔ)單元中的多個(gè)儲(chǔ)料箱中所選擇的一個(gè)來(lái)保持至少一組物料；通過(guò)包括在一個(gè)空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)中的空中升降機(jī)直接從所選擇的儲(chǔ)料箱拾取所述至少一組物料；通過(guò)所述空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)將所述至少一組物料輸送到預(yù)定位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)空中升降機(jī)將所述至少一組物料直接提供給所選擇的儲(chǔ)料箱，以隨后將其存放在所述存儲(chǔ)單元中。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)所選擇的儲(chǔ)料箱將所述至少一組物料直接提供給所述空中升降機(jī)，所選擇的儲(chǔ)料箱包括活動(dòng)托架。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)包括在所述存儲(chǔ)單元中的一個(gè)機(jī)構(gòu)使所述托架沿至少一個(gè)軸線方向運(yùn)動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)平移臺(tái)將所述空中升降機(jī)運(yùn)動(dòng)到第一位置，以允許所述升降機(jī)直接從所選擇的儲(chǔ)料箱拾取所述至少一組物料，所選擇的儲(chǔ)料箱包括一固定托架。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)平移臺(tái)將所述空中升降機(jī)運(yùn)動(dòng)到第二位置，以允許所述升降機(jī)直接從所述存儲(chǔ)單元放下所述至少一組物料。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)包括在所述存儲(chǔ)單元中的傳送帶機(jī)構(gòu)使所選擇的儲(chǔ)料箱移動(dòng)到所述存儲(chǔ)單元的上區(qū)域，從而允許所述空中升降機(jī)從所選擇的儲(chǔ)料箱上方位置拾取所述至少一組物料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)在軌道上行駛的車輸送空中升降機(jī)，空中升降機(jī)輸送車和軌道包括在空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)中，其中，所述軌道的至少一部分被安置成位于所述儲(chǔ)料器上區(qū)域的所選擇的儲(chǔ)料箱的大致正上方。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)包括在所述儲(chǔ)料器中的豎直傳送帶使所選擇的儲(chǔ)料箱沿著所述儲(chǔ)料器的一側(cè)移動(dòng)到第一位置，從而允許所述空中升降機(jī)從所選擇的儲(chǔ)料箱側(cè)面的第二位置拾取所述至少一組物料。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)在軌道上行駛的車輸送空中升降機(jī)，空中升降機(jī)輸送車和軌道包括在空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)中，其中，所述軌道的至少一部分被安置成大致平行于儲(chǔ)料器的縱向軸線并靠近儲(chǔ)料器側(cè)面的第一位置。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)所述空中升降機(jī)的抓取器部件抓取所述至少一組物料。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括以下步驟通過(guò)所述空中升降機(jī)的抓取器部件抓取所述至少一組物料，其中所述物料組包括盒式容器。
全文摘要
一種高效自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)(AMHS)，允許空中升降機(jī)直接從包括在該系統(tǒng)中的在制品(WIP)存儲(chǔ)單元裝載/卸載WIP部件。AMHS包括空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)和包括多個(gè)儲(chǔ)料箱的豎直傳送帶儲(chǔ)料器。空中升降機(jī)輸送子系統(tǒng)包括沿著形成預(yù)定路徑的懸空軌行駛的空中升降機(jī)輸送車。預(yù)定路徑通過(guò)豎直傳送帶儲(chǔ)料器，其允許空中升降機(jī)從選擇的儲(chǔ)料箱直接拾取WIP部件。包含需要的WIP部件組的選擇的傳送帶儲(chǔ)料箱被安置在豎直傳送帶儲(chǔ)料器的頂部，位于懸空軌的正下方?？罩猩禉C(jī)輸送車沿懸空軌運(yùn)動(dòng)到大致位于選擇的儲(chǔ)料箱正上方的位置。然后空中升降機(jī)朝選擇的儲(chǔ)料箱下降。最后操作空中升降機(jī)以直接從儲(chǔ)料箱拾取需要的在制品組，或?qū)⒃谥破方M放入傳送帶儲(chǔ)料箱中。
文檔編號(hào)H01L21/677GK1662874SQ03814475
公開(kāi)日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2003年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月19日
發(fā)明者布賴恩·J·多爾蒂, 扎馬斯·R·馬里亞諾, 羅伯特·P·沙利文 申請(qǐng)人:布魯克斯自動(dòng)技術(shù)公司