本发明实施例涉及一种搬运管芯载具的装置、系统及方法。
背景技术：
在制造半导体器件期间，器件通常在许多工作站或处理机器处接受处理。举例来说，在单个晶片上大批量生产集成电路，所述单个晶片可被切割成许多件，所述许多件中的每一者含有电路的一个复件(copy)且被称为管芯。框架上可容纳多个管芯，被称为框架匣。
管芯载具(例如，框架匣)的运送或输送是总制造工艺的一个重要方面。虽然可使用自动化材料搬运系统(automatedmaterialshandlingsystem，amhs)来在各种处理机器(“工具”)之间自动运送框架匣，但通常需要人为操作来将框架匣装载到处理工具中及从处理工具卸载框架匣。如此，需要巨大的人力资源转移制作设备中的框架匣，这经常会导致人操作者受伤。另外，当在框架匣运送期间手动操作导致过程中断时，生产吞吐量会受到限制。
如此，用于搬运管芯载具的现有装置及方法并不完全令人满意。
技术实现要素：
本发明实施例是针对一种搬运管芯载具的装置、系统及方法。
根据本发明的实施例，一种搬运管芯载具的装置包括至少一个装载口以及接口工具。装载口各自被配置成装载管芯载具，所述管芯载具能够操作以容纳多个管芯。接口工具耦合到所述至少一个装载口及半导体处理单元，其中所述接口工具包括第一机械臂以及第二机械臂。第一机械臂被配置成将所述管芯载具从所述至少一个装载口运送到所述接口工具。第二机械臂被配置成将所述管芯载具从所述接口工具运送到所述半导体处理单元以处理所述管芯载具中的至少一个管芯。
根据本发明的实施例，一种搬运管芯载具的系统包括半导体处理单元、至少一个装载口以及接口工具。装载口被配置成装载至少一个管芯载具，所述至少一个管芯载具各自能够操作以容纳多个管芯。接口工具耦合到所述半导体处理单元且耦合到所述至少一个装载口，其中所述接口工具包括第一机械臂以及第二机械臂。第一机械臂被配置成将所述至少一个管芯载具从所述至少一个装载口运送到所述接口工具。第二机械臂被配置成将所述至少一个管芯载具从所述接口工具运送到所述半导体处理单元。
根据本发明的实施例，一种搬运管芯载具的方法包括下列步骤。在装载口处接收管芯载具，所述管芯载具能够操作以容纳多个管芯。由第一机械臂将所述管芯载具从所述装载口运送到接口工具。由第二机械臂将所述管芯载具从所述接口工具运送到半导体处理单元以处理所述管芯载具中的至少一个管芯。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，能最好地理解本公开的各方面。应注意，各种特征未必按比例绘制。事实上，为使论述清晰，可任意地增大或减小各种特征的尺寸及几何形状。在说明书及图式通篇，相似的参考编号标示相似的特征。
图1a说明根据本公开一些实施例的用于搬运管芯载具的示例性系统的俯视方块图。
图1b说明根据本公开一些实施例的图1a中所示的用于搬运管芯载具的示例性系统的前视方块图。
图1c说明根据本公开一些实施例的图1a中所示的用于搬运管芯载具的示例性系统的侧视方块图。
图2a说明根据本公开一些实施例的用于搬运管芯载具的另一示例性系统的俯视方块图。
图2b说明根据本公开一些实施例的图2a中所示的用于搬运管芯载具的示例性系统的前视方块图。
图2c说明根据本公开一些实施例的图2a中所示的用于搬运管芯载具的示例性系统的侧视方块图。
图3说明根据本公开一些实施例的半导体制作设备的示意图，所述半导体制作设备配备有用于处理衬底和/或管芯的半导体处理单元。
图4说明根据本公开一些实施例的包括载具运送工具及载具装载装置的半导体制作设备的一部分。
图5是说明根据本公开一些实施例的用于自动搬运管芯载具的示例性方法的流程图。
[符号的说明]
100、200：示例性系统
101、102、103、104、201、281、420：管芯载具
109、208、209：监视器
110、210：半导体处理单元
122、124、220、320、410：装载口
130、230、430：接口工具
131、231：第一接口/接口
132：第二接口/接口
133：接口
138、238：升降机
141、241：第一机械臂
142、242：第二机械臂
190、290、330、470：载具装载装置
232：接口/上部入口
233：接口/下部入口
251：第一端
252：第二端
300、400：半导体制作设备
310、380：空中起重运送(oht)运载工具
340：半导体处理工具
351、352、353、354：腔室
360：校准器
370：组装器
422：门
432：摇动机械臂
440：载具运送工具/晶片运送工具/空中起重运送(oht)系统
442：静止轨道或轨条
450：轮式oht运载工具/oht运载工具
452：电动机驱动式或气动起重机构/起重机构
480：顶板
500：示例性方法
502、504、506、508、510、512、514、516、518、520、522：操作
x、y：方向
z：方向/轴
具体实施方式
以下公开内容阐述各种示例性实施例以实施主题的不同特征。下文阐述组件及排列的具体实例以简化本公开。当然，这些仅是实例且并不旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，第一特征形成在第二特征之上或形成在第二特征上可包括其中第一特征与第二特征形成为直接接触的实施例，且还可包括其中在第一特征与第二特征之间可形成额外特征以使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。此种重复是出于简化及清晰目的，而并非自身指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，为易于说明起见，本文中可使用例如“在…下面(beneath)”、“在…下方(below)”、“下部的(lower)”、“在…上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所说明的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征之间的关系。除图中所绘示的定向之外，所述空间相对性用语还旨在囊括器件在使用或操作中的不同定向。装置可具有其他定向(旋转90度或处于其他定向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。例如“贴合”、“附接”、“连接”及“内连”等用语指代其中结构直接地或通过介入性结构间接地紧固到或贴合到彼此的关系、以及可移动或固定式这两种贴合或关系，除非另有明确阐述。
除非另有定义，否则本文中所使用的所有用语(包括技术用语及科学用语)具有与本公开所属领域的技术人员通常所理解的相同的含义。应理解，例如常用字典中所定义的用语等用语应被解释为具有与其在相关技术及本公开的上下文中的含义一致的含义，且不应在理想化意义或过于正式的意义上加以解释，除非本文中明确如此定义。
现在将详细参考本揭露的本实施例，本揭露的实例在附图中予以说明。图式及说明中尽可能使用相同的参考编号来指代相同或相似的部件。
集成电路(integratedcircuit，ic)制造可经历多个生产步骤，在所述多个生产步骤期间使用载具来支撑及携载所制造的晶片及管芯。用于携载器件管芯的载具可包括船形器皿(boats)、托盘、玻璃载具、盒(magazines)、框架等。在一个实施例中，在处理工具处对管芯进行处理之前及之后，可将多个管芯携载在框架上，且多个框架可携载在框架匣中。为节省人力资源，可在ic制造期间使用装载口来装载及卸载管芯载具。
为进一步提高半导体制作设备的工作效率及生产质量，本发明教示公开用于将管芯载具(例如，框架匣)自动装载到处理工具以及从处理工具卸载管芯载具以处理框架匣中的管芯的装置及方法，其中机械臂与升降机协作来搬运管芯载具。
在一些实施例中，所公开的装置包括：装载口，被配置成装载管芯载具，所述管芯载具能够操作以容纳多个管芯；以及接口工具，耦合到所述装载口及半导体处理单元。所述接口工具包括：第一机械臂，被配置成将管芯载具从装载口运送到接口工具的升降机载台；以及第二机械臂，被配置成将管芯载具从接口工具的升降机载台运送到半导体处理单元以处理管芯载具中的至少一个管芯。所述升降机载台可在接口工具内垂直地自动输送管芯载具，所述接口工具是装置的升降机区域。第一机械臂及第二机械臂中的每一者是以下各项中的一种：闸板臂，具有闸板末端执行器，所述闸板末端执行器被配置成抓取及握持位于所述管芯载具顶上的握把以水平地及垂直地移动所述管芯载具；夹持臂，具有夹持末端执行器，所述夹持末端执行器被配置成包绕在整个管芯载具的周围以水平地及垂直地移动所述管芯载具；或摇动臂，具有第一端及第二端，其中所述第一端被配置成夹持在所述管芯载具上以使所述管芯载具环绕所述第二端摆动。
所公开的装置还可包括半导体晶片信息探测器，所述半导体晶片信息探测器用以探测所装载的框架匣的晶片信息，并与制作设备的其他装载口或中心控制器就半导体晶片信息进行通信。此可有助于及时地报告装载问题以避免处理错误。
本公开可适用于装载或卸载管芯载具的所有器件种类，例如在对产品进行凸块(bumping)加工或封装时。所公开的系统可提高工作效率、节省人力操作资源且通过减少制造层面上的人为错误来提高生产质量，从而在手动地装载/卸载框架匣过程期间避免人受伤。所公开的装置提供具有机械臂的升降机结构，以用于自动搬运管芯载具从而产生最大生产能力。在一个实施例中，所公开的装置用作框架匣装载口以在架空式起重运送(overheadhoisttransport，oht)系统或另一匣移动系统与半导体处理工具之间提供接口(interface)。
图1a说明根据本公开一些实施例的用于搬运管芯载具的示例性系统100的俯视方块图。图1b说明根据本公开一些实施例的图1a中所示的用于搬运管芯载具的示例性系统100的前视方块图。图1c说明根据本公开一些实施例的图1a中所示的用于搬运管芯载具的示例性系统100的侧视方块图。
如图1a中所示，示例性系统100包括半导体处理单元110及与所述半导体处理单元110介接的载具装载装置190。半导体处理单元110可以是用于处理半导体衬底和/或管芯的任何器件或系统。载具装载装置190可将管芯载具104中的管芯提供给半导体处理单元110以供处理。在一个实施例中，管芯载具是包括多个框架的框架匣，所述多个框架中的每一者能够操作以容纳多个管芯。
如图1a中所示，此实例中的载具装载装置190包括接口工具130及两个装载口122、124。所述两个装载口122、124分别耦合到接口工具130的相对的两侧。所述两个装载口122、124中的每一者被配置成装载能够操作以容纳多个管芯的管芯载具。举例来说，装载口122可从自动化材料搬运系统(automatedmaterialshandlingsystem,amhs)运载工具接收管芯载具101；且装载口124可从amhs运载工具接收管芯载具102。
在所说明的实施例中，装载口122与接口工具130经由第一接口131连接，以使得管芯载具可经由第一接口131运送于装载口122与接口工具130之间。类似地，装载口124与接口工具130经由第二接口132连接，以使得管芯载具可经由第二接口132运送于装载口124与接口工具130之间。
在从装载口122或装载口124接收管芯载具103之后，接口工具130可将管芯载具103经由连接接口工具130与半导体处理单元110的接口133而运送到半导体处理单元110。在所说明的实施例中，通过第一机械臂在装载口122、124与接口工具130之间自动运送管芯载具。类似地，通过第二机械臂在接口工具130与半导体处理单元110之间运送管芯载具。根据各种实施例，第一机械臂及第二机械臂中的每一者可以是闸板臂(shutterarm)、夹持臂(clamparm)或摇动臂(shakingarm)中的一种。闸板臂具有被配置成抓取及握持位于管芯载具顶上的握把以水平地及垂直地移动管芯载具的闸板末端执行器(shutterendeffector)。夹持臂具有被配置成包绕在整个管芯载具的周围以水平地及垂直地移动管芯载具的夹持末端执行器。摇动臂具有第一端及第二端，其中所述第一端被配置成夹持在管芯载具上以使管芯载具环绕第二端摆动。
如图1b中所示，接口工具130包括被配置成将管芯载具从装载口122、124运送到接口工具130的第一机械臂141。第一机械臂141可握持管芯载具101或102，并沿x方向水平地移动管芯载具101或102。即，第一机械臂141可在管芯处理之前将管芯载具从装载口122或124经由(通过)第一接口131或第二接口132移动到接口工具130，和/或在管芯处理之后沿x方向将管芯载具从接口工具130经由第一接口131或第二接口132移动到装载口122或124。在一个实施例中，第一机械臂141可握持位于管芯载具顶上的握把以水平地移动管芯载具。在另一实施例中，第一机械臂141具有位于管芯载具之下的支撑载台以容纳管芯载具，从而水平地移动所述管芯载具。
如图1a及图1c中所示，接口工具130也包括升降机138，升降机138被配置成在接口工具130中沿z方向垂直地移动管芯载具103。在所说明的实施例中，虽然在图1b中示出接口131、132位于接口工具130的上部区处，但图1c中示出接口133位于接口工具130的下部区处。如此，在第一机械臂141将管芯载具103从装载口122或124运送到接口工具130的上部区之后，升降机138将沿z方向垂直地将管芯载具103移动到与接口133对齐的下部位置，接口133是半导体处理单元110的入口。
在一个实施例中，第一机械臂141可耦合到升降机138以握持管芯载具来垂直地移动管芯载具。在一个实施例中，第一机械臂141可握持位于管芯载具顶上的握把以垂直地移动管芯载具。在另一实施例中，第一机械臂141具有位于管芯载具之下的支撑载台以容纳管芯载具，从而垂直地移动管芯载具。在此种情形中，第一机械臂141的支撑载台也是升降机138的升降机载台。
如图1c中所示，接口工具130也包括被配置成将管芯载具103从接口工具130运送到半导体处理单元110的第二机械臂142。具体来说，第二机械臂142可握持管芯载具103并沿y方向通过接口133将管芯载具103移动到半导体处理单元110中以对管芯进行处理。在一个实施例中，第二机械臂142可握持位于管芯载具顶上的握把以水平地及垂直地移动管芯载具。在另一实施例中，第二机械臂142具有被配置成包绕在整个管芯载具的周围以水平地及垂直地移动管芯载具的夹持末端执行器。
再次参考图1b，在一个实施例中，装载口122、124可被视为载具装载装置190的oht区域以用于与oht系统协作地装载及卸载管芯载具且用于实行门存放功能，而接口工具130可被视为载具装载装置190的升降机区域以用于实行载具运送及载具馈送功能。装载口122、124中的每一者可以是多匣装载口(multi-cassetteloadport，mclp)。
在一个实施例中，装载口122、124中的每一者包括：开启机构，被配置成开启所装载的管芯载具的第一门；以及门存放部，被配置成在管芯载具被运送到接口工具130之前存放第一门。在半导体处理单元110对管芯载具中的管芯进行处理之后，第二机械臂142还被配置成将管芯载具从半导体处理单元110运送回到接口工具130。第一机械臂141还被配置成将管芯载具从接口工具130运送到装载口122或124，装载口122或124还包括闭合机构。闭合机构可被配置成从门存放部撷取(retrieve)与第一门具有相同型号(model)的第二门，并将所述第二门闭合到管芯载具上，稍后可将管芯载具运送到另一处理工具。
在另一实施例中，装载口122或124中的一者被配置成装载管芯载具，而另一者被配置成卸载管芯载具。在又一实施例中，在半导体处理单元110对管芯载具中的管芯进行处理之后，另一载具装载装置将管芯载具运送到另一半导体处理单元以进行进一步处理。
如此，可以自动方式实行在制作设备中搬运管芯载具的过程而无需人为干涉，除非有错误报告或系统警报。举例来说，监视器109可显示装载口122、124及接口工具130内的操作流程。监视器109也可显示与管芯载具操作流程相关的关键参数(keyparameters)且在发生异常情况时(例如，当在管芯载具上探测到的晶片信息和与半导体处理单元110相关联的码不匹配时)报告错误。
虽然图1a到图1c中的接口工具130具有双层升降机结构以通过z轴移动来存放多个框架匣，但其他实施例中的系统可包括具有单层升降机结构或n层升降机结构的接口工具，其中n>2。虽然图1a到图1c中的接口工具130具有连接接口工具130与半导体处理单元110的一单个接口133，但其他实施例中的系统可包括具有通向半导体处理工具的多个接口或入口的接口工具。如此，可根据腔室的不同管道将多个框架匣从升降机区域运送到半导体处理工具的腔室。
图2a说明根据本公开一些实施例的用于搬运管芯载具的另一示例性系统200的俯视方块图。图2b说明根据本公开一些实施例的图2a中所示的用于搬运管芯载具的示例性系统200的前视方块图。图2c说明根据本公开一些实施例的图2a中所示的用于搬运管芯载具的示例性系统200的侧视方块图。
如图2a中所示，示例性系统200包括半导体处理单元210及与半导体处理单元210介接(interfaced)的载具装载装置290。半导体处理单元210可以是用于处理半导体衬底和/或管芯的任何器件或系统。载具装载装置290可将管芯载具201中的管芯提供到半导体处理单元210以供处理。在一个实施例中，管芯载具是包括多个框架的框架匣，所述多个框架中的每一者能够操作以容纳多个管芯。如图2a中所示，此实例中的载具装载装置290包括接口工具230及装载口220。装载口220耦合到接口工具230的右侧，即x方向。装载口220被配置成装载能够操作以容纳多个管芯的管芯载具。举例来说，装载口220可从amhs运载工具接收管芯载具201。
在所说明的实施例中，装载口220与接口工具230经由第一接口231连接，以使得管芯载具可经由第一接口231运送于装载口220与接口工具230之间。在从装载口220接收管芯载具201之后，接口工具230可将管芯载具201经由连接接口工具230与半导体处理单元210的接口232而运送到半导体处理单元210。在所说明的实施例中，通过第一机械臂在装载口220与接口工具230之间自动运送管芯载具；且通过第二机械臂在接口工具230与半导体处理单元210之间运送管芯载具。根据各种实施例，第一机械臂及第二机械臂中的每一者可以是闸板臂、夹持臂或摇动臂中的一种。
如图2b中所示，接口工具230包括被配置成在装载口220与接口工具230之间运送管芯载具281的第一机械臂241。第一机械臂241具有第一端251及第二端252。第二端252固定到靠近第一接口231的位置，且第一端251被配置成夹持在管芯载具281上以使管芯载具281环绕第二端252摆动(swing)。第一端251可夹持在整个管芯载具281上以使管芯载具281环绕第二端252移动。在一个实施例中，第一端251可具有用以牢固地抓取管芯载具281的三叉销(three-prongpin)。在所说明的实施例中，在管芯处理之前，通过第一机械臂241沿x方向水平地将管芯载具281从装载口220通过第一接口231运送到接口工具230。也可在管芯处理之后通过第一机械臂241沿x方向水平地将管芯载具281从接口工具230通过第一接口231运送到装载口220。
如图2c中所示，接口工具230也包括升降机238，升降机238被配置成在接口工具230中沿z方向垂直地移动管芯载具281。在一个实施例中，接口工具230包括以下两者：接口232，将接口工具230的上部区连接到半导体处理单元210；以及另一接口233，将接口工具230的下部区连接到半导体处理单元210。虽然图2b、图2c中示出接口231、232位于接口工具230的上部区处，但图2c中示出接口233位于接口工具230的下部区处。如此，在第一机械臂241将管芯载具281从装载口220运送到接口工具230的上部区之后，可将管芯载具281经过半导体处理单元210的上部入口232或下部入口233馈送到半导体处理单元210中。升降机238可沿z方向垂直地将管芯载具281移动到与半导体处理单元210的上部入口232或下部入口233对齐的位置。在一个实施例中，可根据腔室的不同管道将多个框架匣从接口工具230经过上部入口232及下部入口233运送到半导体处理工具210的腔室中。
如图2c中所示，接口工具230也包括被配置成将管芯载具281从接口工具230运送到半导体处理单元210的第二机械臂242。具体来说，第二机械臂242可握持管芯载具281并沿y方向将管芯载具281通过接口232(或接口233)移动到半导体处理单元210中以对管芯进行处理。在一个实施例中，第二机械臂242可握持位于管芯载具281顶上的握把以水平地及垂直地移动管芯载具281。在另一实施例中，第二机械臂242具有位于管芯载具281之下的支撑载台以容纳管芯载具281，从而水平地及垂直地移动管芯载具281。在此种情形中，第二机械臂242可耦合到升降机238以握持管芯载具从而垂直地移动管芯载具；且第二机械臂242的支撑载台也是升降机238的升降机载台。像第二机械臂242这样的闸板臂可节省空间且可用于具有有限空间的半导体处理工具。
再次参考图2b，在一个实施例中，装载口220可被视为载具装载装置290的oht区域以用于与oht系统协作地装载及卸载管芯载具且用于实行门存放功能，而接口工具230可被视为载具装载装置290的升降机区域以用于实行载具运送及载具馈送功能。装载口220可以是多匣装载口(mclp)。在一个实施例中，装载口220包括：开启机构，被配置成开启所装载的管芯载具的第一门；以及门存放部，被配置成在管芯载具被运送到接口工具230之前存放第一门。在半导体处理单元210对管芯载具中的管芯进行处理之后，第二机械臂242还被配置成将管芯载具从半导体处理单元210运送回到接口工具230。第一机械臂241还被配置成将管芯载具从接口工具230运送到装载口220，装载口220还包括闭合机构。闭合机构可被配置成从门存放部撷取与第一门具有相同型号的第二门，且将第二门闭合到管芯载具上，稍后可将管芯载具运送到另一处理工具。在另一实施例中，在半导体处理单元210对管芯载具中的管芯进行处理之后，通过另一载具装载装置将管芯载具运送到另一半导体处理单元以进行进一步处理。
如此，可以自动方式实行在制作设备中搬运管芯载具的过程而无需人为干涉，除非有错误报告或系统警报。举例来说，两个监视器209、208可显示装载口220及接口工具230内的操作流程、显示与管芯载具操作流程相关的关键参数且在发生异常情况时报告错误。
虽然图2a到图2c中的接口工具230具有双层升降机结构以通过z轴移动存放多个框架匣，但其他实施例中的系统可包括具有单层升降机结构或n层升降机结构的接口工具，其中n>2。虽然图2a到图2c中的接口工具230具有连接接口工具230与半导体处理单元210的两个接口232、233，但其他实施例中的系统可包括具有通向半导体处理工具的另一数量的接口或入口的接口工具。
图3说明根据本公开一些实施例的半导体制作设备300的示意图，半导体制作设备300配备有用于处理衬底和/或管芯的半导体处理单元。图3示出利用载具装载装置330将框架匣馈送到半导体处理工具340中的情景。载具装载装置330用作框架匣装载口(framecassetteloadport，fclp)，其可具有与图1a到图1c中的载具装载装置190的结构或图2a到2c中的载具装载装置290的结构相同的结构。
在图3的最左侧处，此实例中的装载口320用作将托盘及船形器皿(boats)馈送到半导体处理工具340中的进入点，而载具装载装置330用作将框架匣馈送到半导体处理工具340中的进入点。举例来说，装载口320可从amhs或oht运载工具310接收含有衬底的船形器皿/托盘，amhs或oht运载工具310也可将包括管芯的框架匣输送到载具装载装置330。在一个实施例中，在半导体处理工具340接收管芯及衬底两者之后，半导体处理工具340可例如通过以下方式对管芯及衬底进行处理：将管芯放在衬底上并添加如钎焊材料(brazingmaterial)等物质以将管芯与衬底两者粘合在一起，以形成管芯-衬底封装。可使管芯-衬底封装移动经过一些腔室351、352、353、354，其中对管芯-衬底封装进行烘烤或钎焊以使管芯与衬底彼此粘合。可将经过处理的部件移动到校准器(calibrator)360以例如通过以下方式校准船形器皿的管芯物体(boatdieobjects)：在船形器皿的管芯物体从输送带偏离的情形下将船形器皿的管芯物体放回在恰当地方上。组装器370可在船形器皿/托盘上对经过处理的部件实行最后组装，且图3的最右侧处的另一amhs或oht运载工具380可将船形器皿/托盘运送到下一处理站。
图4说明根据本公开一些实施例的包括载具运送工具440及载具装载装置470的半导体制作设备400的一部分。图4中所示的半导体制作设备400的所述部分可以是自动材料搬运系统(amhs)的示意性立体图。如图4中所示，amhs包括：晶片运送工具440，例如oht系统；及载具装载装置470，可以是上文根据图1a到图3所公开的任何载具装载装置，例如fclp。此实例中的载具装载装置470包括耦合到接口工具430的装载口410，接口工具430包括用于抓取管芯载具并在装载口410与接口工具430之间移动管芯载具的摇动机械臂432。摇动机械臂432可与图2b中所示的第一机械臂241以类似的方式工作。
在一个实例中，oht系统440包括定位轨道(stationarytracks)或轨条(rails)442的网络，定位轨道或轨条442能够操作以引导由轨条442所支撑且悬置(suspended)的一个或多个轮式(wheeled)oht运载工具450的移动。在一些实施例中，轨条442是安装并悬置于半导体制作设备的顶板(ceiling)480和/或壁的单轨条。所属领域的技术人员应了解，轨条442可具有任何适合的横截面配置，只要轨条442能适当地支撑oht运载工具450以进行滚动运动即可。
oht运载工具450能够操作以将具有门422的管芯载具420运送通过半导体制作设备400以实现隔区内(intra-bay)或隔区间(inter-bay)移动。oht运载工具450被配置且结构化成容纳盛放多个管芯的管芯载具420并在大体水平方向或侧向方向上将管芯载具420从半导体制作设备400内的一个位置运送到另一位置。
oht运载工具450被配置成且能够操作以拾起、抬高/降低、容纳、以铰接(articulate)及释放管芯载具420。在一个实施例中，oht运载工具450包括电动机驱动式或气动式起重机构452，电动机驱动式或气动式起重机构452通常由夹钳总成构成，所述夹钳总成包括一个或多个可缩回且可延伸的夹钳臂，所述一个或多个可缩回且可延伸的夹钳臂在其一端上具有夹钳，所述夹钳被配置成锁定到管芯载具420上的配接钩(matinghook)或凸缘(flange)上。起重机构452能够操作以垂直地抬高及降低夹钳以及所附带的管芯载具420。
如图4中所示，oht运载工具450可容纳管芯载具420，沿轨条442运送管芯载具420，并将管芯载具420释放到装载口410的平台上。装载口410可自动开启及存放管芯载具420的门422。接口工具430可将管芯载具420从装载口410自动移动到接口工具430中且然后将管芯载具420馈送到处理工具中以处理管芯载具420中的至少一个管芯，这与已在图1a到图3中所述的方式类似。在一些实施例中，半导体制作设备400中存在多个处理工具，且用于管芯框架的每一处理工具可耦合到对应的fclp，所述fclp是上文根据图1a到图3所公开的框架匣装载装置。在此种情况下，在管芯载具420中的至少一个管芯被处理且装载口410卸载管芯载具420之后，oht运载工具450可从装载口410拾起管芯载具420并将管芯载具420运送到下一装载口以在耦合到下一装载口的处理工具处进行额外管芯处理。
图5是说明根据本公开一些实施例的用于自动搬运管芯载具的示例性方法500的流程图。如图5中所示，在操作502处，在装载口处接收管芯载具。管芯载具能够操作以容纳多个管芯。在操作504处，开启管芯载具的第一门。在操作506处，将第一门存放在装载口的门存放部中。在操作508处，通过第一机械臂将管芯载具从装载口移动到接口工具的升降机上。在操作510处，通过升降机将管芯载具垂直地输送到与半导体处理单元的入口对齐的位置。
在操作512处，由第二机械臂使管芯载具移动通过入口。在操作514处，将管芯载具放到半导体处理单元中。在操作516处，将第二机械臂往回缩回到接口工具。在操作518处，对管芯载具中的至少一个管芯进行处理。在操作520处，撷取与第一门具有相同型号的第二门。在操作522处，将第二门闭合到管芯载具上。可根据本公开的不同实施例改变图5中所示操作的次序。
在实施例中，公开一种搬运管芯载具的装置。所述装置包括：至少一个装载口，各自被配置成装载管芯载具，所述管芯载具能够操作以容纳多个管芯；以及接口工具，耦合到所述至少一个装载口及半导体处理单元。所述接口工具包括：第一机械臂，被配置成将所述管芯载具从所述至少一个装载口运送到所述接口工具；以及第二机械臂，被配置成将所述管芯载具从所述接口工具运送到所述半导体处理单元以处理所述管芯载具中的至少一个管芯。
根据一些实施例，所述至少一个装载口包括分别耦合到所述接口工具的相对的两侧的两个装载口。
根据一些实施例，所述第一机械臂及所述第二机械臂中的每一者是以下中的一者：闸板臂，具有闸板末端执行器，所述闸板末端执行器被配置成抓取及握持位于所述管芯载具顶上的握把以水平地及垂直地移动所述管芯载具；夹持臂，具有夹持末端执行器，所述夹持末端执行器被配置成包绕在整个所述管芯载具的周围以水平地及垂直地移动所述管芯载具；或者摇动臂，具有第一端及第二端，其中所述第一端被配置成夹持在所述管芯载具上以使所述管芯载具环绕所述第二端摆动。
根据一些实施例，其中：所述第一机械臂是所述闸板臂；且所述第二机械臂是所述夹持臂。
根据一些实施例，其中：所述第一机械臂是所述摇动臂；且所述第二机械臂是所述闸板臂。
根据一些实施例，其中所述接口工具还包括：升降机，被配置成垂直地移动所述管芯载具。
根据一些实施例，其中所述管芯载具是包括多个框架的框架匣，所述多个框架中的每一者能够操作以容纳多个管芯。
根据一些实施例，其中所述至少一个装载口包括：开启机构，被配置成开启所述管芯载具的第一门；以及门存放部，被配置成在所述管芯载具被运送到所述接口工具之前存放所述第一门。
根据一些实施例，其中：所述第二机械臂还被配置成在所述至少一个管芯被处理之后将所述管芯载具从所述半导体处理单元运送到所述接口工具；所述第一机械臂还被配置成将所述管芯载具从所述接口工具运送到所述至少一个装载口；以及所述至少一个装载口还包括闭合机构，所述闭合机构被配置成从所述门存放部撷取与所述第一门具有相同型号的第二门，并将已从所述接口工具运送到所述至少一个装载口的所述管芯载具上的所述第二门闭合。
在另一实施例中，公开一种系统。所述系统包括：半导体处理单元；至少一个装载口，被配置成装载至少一个管芯载具，所述至少一个管芯载具各自能够操作以容纳多个管芯；以及接口工具，耦合到所述半导体处理单元且耦合到所述至少一个装载口。所述接口工具包括：第一机械臂，被配置成将所述至少一个管芯载具从所述至少一个装载口运送到所述接口工具；以及第二机械臂，被配置成将所述至少一个管芯载具从所述接口工具运送到所述半导体处理单元。
根据一些实施例，其中所述接口工具还包括：第一接口，连接所述至少一个装载口与所述接口工具；以及第二接口，连接所述接口工具与所述半导体处理单元。
根据一些实施例，其中：所述第一机械臂是具有闸板末端执行器的闸板臂，所述闸板末端执行器被配置成抓取及握持位于所述管芯载具顶上的握把以使所述管芯载具沿第一水平方向移动通过所述第一接口；且所述第二机械臂是具有夹持末端执行器的夹持臂，所述夹持末端执行器被配置成包绕在整个所述管芯载具的周围以使所述管芯载具沿第二水平方向移动通过所述第二接口，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向。
根据一些实施例，其中：所述第一接口位于所述第二接口上方；且所述接口工具还包括升降机，所述升降机被配置成使所述管芯载具沿垂直方向在所述第一接口与所述第二接口之间移动，所述垂直方向垂直于所述第一水平方向及所述第二水平方向二者。
根据一些实施例，其中所述接口工具还包括：第三接口，连接所述接口工具与所述半导体处理单元。
根据一些实施例，其中：所述第一机械臂是具有第一端及第二端的摇动臂；所述第一端被配置成夹持在所述管芯载具上以使所述管芯载具沿第一水平方向环绕所述第二端摆动通过所述第一接口；且所述第二机械臂是具有闸板末端执行器的闸板臂，所述闸板末端执行器被配置成抓取及握持位于所述管芯载具顶上的握把以使所述管芯载具沿第二水平方向移动通过所述第二接口或所述第三接口，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向。
根据一些实施例，其中：所述第三接口位于所述第二接口上方；以及所述接口工具还包括升降机，所述升降机被配置成使所述管芯载具沿垂直方向在所述第三接口与所述第二接口之间移动，所述垂直方向垂直于所述第一水平方向及所述第二水平方向二者。
根据一些实施例，其中：所述至少一个装载口包括平台，所述平台被配置成从运送工具接收所述管芯载具；且所述管芯载具由所述运送工具垂直地运送到所述平台上。
在又一实施例中，公开一种方法。所述方法包括：在装载口处接收管芯载具，所述管芯载具能够操作以容纳多个管芯；由第一机械臂将所述管芯载具从所述装载口运送到接口工具，以及由第二机械臂将所述管芯载具从所述接口工具运送到半导体处理单元以处理所述管芯载具中的至少一个管芯。
根据一些实施例，所述的搬运管芯载具的方法还包括：在将所述管芯载具从所述装载口运送到所述接口工具之前，开启所述管芯载具的第一门；将所述第一门存放在所述装载口的门存放部中；撷取与所述第一门具有相同型号的第二门；以及在对所述至少一个管芯进行处理之后，闭合所述管芯载具上的所述第二门。
根据一些实施例，其中：将所述管芯载具从所述装载口运送到所述接口工具包括：由所述第一机械臂将所述管芯载具移动到升降机上；所述管芯载具由所述升降机垂直地输送到与所述半导体处理单元的入口对齐的位置；且将所述管芯载具从所述接口工具运送到所述半导体处理单元包括：由所述第二机械臂将所述管芯载具移动通过所述入口；将所述管芯载具放到所述半导体处理单元中；以及缩回所述第二机械臂。
前述内容概述了数个实施例的特征，以使所属领域的技术人员可更好地理解本公开的各方面。所属领域的技术人员应了解，他们可容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域的技术人员还应意识到这些等效构造并不背离本公开的精神及范围，且其可在不背离本公开的精神及范围的情况下在本文中做出各种变化、替代及更改。
1.一种搬运管芯载具的装置，包括：
至少一个装载口，各自被配置成装载管芯载具，所述管芯载具能够操作以容纳多个管芯；以及
接口工具，耦合到所述至少一个装载口及半导体处理单元，其中所述接口工具包括：
第一机械臂，被配置成将所述管芯载具从所述至少一个装载口运送到所述接口工具；以及
第二机械臂，被配置成将所述管芯载具从所述接口工具运送到所述半导体处理单元以处理所述管芯载具中的至少一个管芯。
2.根据权利要求1所述的搬运管芯载具的装置，其中所述第一机械臂及所述第二机械臂中的每一者是以下中的一者：
闸板臂，具有闸板末端执行器，所述闸板末端执行器被配置成抓取及握持位于所述管芯载具顶上的握把以水平地及垂直地移动所述管芯载具；
夹持臂，具有夹持末端执行器，所述夹持末端执行器被配置成包绕在整个所述管芯载具的周围以水平地及垂直地移动所述管芯载具；或者
摇动臂，具有第一端及第二端，其中所述第一端被配置成夹持在所述管芯载具上以使所述管芯载具环绕所述第二端摆动。
3.根据权利要求1所述的搬运管芯载具的装置，其中所述接口工具还包括：
升降机，被配置成垂直地移动所述管芯载具。
4.根据权利要求1所述的搬运管芯载具的装置，其中所述至少一个装载口包括：
开启机构，被配置成开启所述管芯载具的第一门；以及
门存放部，被配置成在所述管芯载具被运送到所述接口工具之前存放所述第一门，其中：
所述第二机械臂还被配置成在所述至少一个管芯被处理之后将所述管芯载具从所述半导体处理单元运送到所述接口工具；
所述第一机械臂还被配置成将所述管芯载具从所述接口工具运送到所述至少一个装载口；以及
所述至少一个装载口还包括闭合机构，所述闭合机构被配置成从所述门存放部撷取与所述第一门具有相同型号的第二门，并将已从所述接口工具运送到所述至少一个装载口的所述管芯载具上的所述第二门闭合。
5.一种搬运管芯载具的系统，包括：
半导体处理单元；
至少一个装载口，被配置成装载至少一个管芯载具，所述至少一个管芯载具各自能够操作以容纳多个管芯；以及
接口工具，耦合到所述半导体处理单元且耦合到所述至少一个装载口，其中所述接口工具包括：
第一机械臂，被配置成将所述至少一个管芯载具从所述至少一个装载口运送到所述接口工具；以及
第二机械臂，被配置成将所述至少一个管芯载具从所述接口工具运送到所述半导体处理单元。
6.根据权利要求5所述的搬运管芯载具的系统，其中所述接口工具还包括：
第一接口，连接所述至少一个装载口与所述接口工具；以及
第二接口，连接所述接口工具与所述半导体处理单元，其中：
所述第一机械臂是具有闸板末端执行器的闸板臂，所述闸板末端执行器被配置成抓取及握持位于所述管芯载具顶上的握把以使所述管芯载具沿第一水平方向移动通过所述第一接口；且
所述第二机械臂是具有夹持末端执行器的夹持臂，所述夹持末端执行器被配置成包绕在整个所述管芯载具的周围以使所述管芯载具沿第二水平方向移动通过所述第二接口，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向，或是：
所述第一接口位于所述第二接口上方；且
所述接口工具还包括升降机，所述升降机被配置成使所述管芯载具沿垂直方向在所述第一接口与所述第二接口之间移动，所述垂直方向垂直于所述第一水平方向及所述第二水平方向二者。
7.根据权利要求5所述的搬运管芯载具的系统，其中所述接口工具还包括：
第一接口，连接所述至少一个装载口与所述接口工具；
第二接口，连接所述接口工具与所述半导体处理单元：以及
第三接口，连接所述接口工具与所述半导体处理单元，其中：
所述第一机械臂是具有第一端及第二端的摇动臂；
所述第一端被配置成夹持在所述管芯载具上以使所述管芯载具沿第一水平方向环绕所述第二端摆动通过所述第一接口；且
所述第二机械臂是具有闸板末端执行器的闸板臂，所述闸板末端执行器被配置成抓取及握持位于所述管芯载具顶上的握把以使所述管芯载具沿第二水平方向移动通过所述第二接口或所述第三接口，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向，或是：
所述第三接口位于所述第二接口上方；以及
所述接口工具还包括升降机，所述升降机被配置成使所述管芯载具沿垂直方向在所述第三接口与所述第二接口之间移动，所述垂直方向垂直于所述第一水平方向及所述第二水平方向二者。
8.一种搬运管芯载具的方法，包括：
在装载口处接收管芯载具，所述管芯载具能够操作以容纳多个管芯；
由第一机械臂将所述管芯载具从所述装载口运送到接口工具；以及
由第二机械臂将所述管芯载具从所述接口工具运送到半导体处理单元以处理所述管芯载具中的至少一个管芯。
9.根据权利要求8所述的搬运管芯载具的方法，还包括：
在将所述管芯载具从所述装载口运送到所述接口工具之前，开启所述管芯载具的第一门；
将所述第一门存放在所述装载口的门存放部中；
撷取与所述第一门具有相同型号的第二门；以及
在对所述至少一个管芯进行处理之后，闭合所述管芯载具上的所述第二门。
10.根据权利要求8所述的搬运管芯载具的方法，其中：
将所述管芯载具从所述装载口运送到所述接口工具包括：由所述第一机械臂将所述管芯载具移动到升降机上；
所述管芯载具由所述升降机垂直地输送到与所述半导体处理单元的入口对齐的位置；且
将所述管芯载具从所述接口工具运送到所述半导体处理单元包括：
由所述第二机械臂将所述管芯载具移动通过所述入口；
将所述管芯载具放到所述半导体处理单元中；以及
缩回所述第二机械臂。
技术总结