[发明专利]半导体制造用竖直传送带与空中升降机组合式自动物料搬运系统

说明书

分案申请 

本申请是03814475.1号专利申请(PCT/US2003/008528)的分案申请。03814475.1号专利申请的申请日为2003年3月20日，发明名称为“半导体制造用竖直传送带与空中升降机组合式自动物料搬运系统”。 

相关专利申请 

本申请要求2002年6月19日提交的申请号为60/389,993的美国临时专利申请“半导体制造用竖直传送带与空中升降机组合式自动物料搬运系统”以及2002年10月11日提交的申请号为60/417,993的美国临时专利申请“使用运动托架或平移升降台的移动型零占地存储(ZFS)”的优先权。 

技术领域

本发明总体上涉及自动物料搬运系统(AMHS)，尤其涉及一种允许空中升降机直接从在制品(WIP)存储单元拾取WIP部件，从而增加整个物料搬运系统的效率。 

背景技术

自动物料搬运系统是已知的，其在产品制造环境中应用WIP存储单元和空中升降机存放WIP部件，并在各工位和/或加工机器之间传输。例如，这样的自动物料搬运系统(AMHS)通常在制造集成电路(IC)芯片中应用。IC芯片的典型制造工艺包括多个步骤，其中包括沉积、清洗、离子注入、蚀刻以及钝化。此外，IC芯片制造工艺的这些步骤中的每一个通常由不同的加工机器执行，例如化学气相沉积室、离子注入室或蚀刻器。因此，WIP部件例如半导体晶片通常在不同的工位 和/或加工机器之间被传输多次，以执行制造IC芯片所需的各工艺步骤。 

制造IC芯片的一种传统的AMHS包括多个用于存放半导体晶片的WIP存储单元(也称为储料器)，和一个或多个空中升降机输送车，用于在IC芯片制造场地上在各工位和加工机器之间输送晶片。存放在在制品储料器中的半导体晶片通常被装入盒式容器例如前开口统一容器(FOUP)，随后它们被传递到在悬垂轨上行进的空中升降机输送车。在传统的AMHS中，每个储料器通常具有多个活动输入/输出口，它们与一个内部机械手(其可以具有三个或更多的运动轴线)结合以将FOUP装入储料器或将FOUP从储料器上卸载。FOUP被空中升降机从输入口/输出口拾取以及放置到输入口/输出口。 

传统的AMHS的一个缺点是整个系统的效率受到机械手在WIP储料器的活动输入口/输出口处拾取FOUP所需的时间限制。由于半导体晶片本身通常很精密，所以通常对机械手的加速度有严格限制。为此，使FOUP移动到储料器的输入口/输出口和从储料器的输入口/输出口运动通常需要最小的时间量。该最小运动时间通常决定储料器的产量，其表示支持所需IC芯片产品水平所需要的储料器数量，以及AMHS的总体成本。尽管通过增加每个储料器上的活动输入口/输出口的数量，以及通过使空中升降机输送车同时到达多个输入口/输出口可以提高AMHS的材料搬运效率，但设置附加的输入口/输出口会明显增加储料器的成本。 

另外，储料器中三轴或更多轴的内部机器人与分别具有1-3个运动轴线的若干输入口/输出口相结合，这意味着通常的储料器可以具有5-16个轴线的运动。这是非常复杂的，且可靠性低，存放材料的成本高。 

因此，希望具有一种AMHS，其能够提供材料搬运的效率，并能 克服传统AMHS的缺点。 

发明内容

本发明提供了一种高效的AMHS，其允许空中升降机直接从一个或多个包括在该系统中的WIP存储单元装载/卸载WIP部件。 

在一个实施例中，改进的AMHS包括一个空中升降机输送子系统以及至少一个包括多个储料箱的竖直传送带WIP存储单元(储料器)。所述空中升降机输送子系统包括至少一个设计成沿着形成至少一个预定路径的悬空轨行驶的空中升降机输送车。预定路径通过竖直传送带储料器，其设计成允许空中升降机从多个储料箱中所选择的一个上直接拾取一个或多个WIP部件。在第一个实施例中，包含所需要的WIP部件组的所选择的传送带储料箱被安置在竖直传送带储料器的顶部，大致位于悬空轨的正下方。于是，所述空中升降机输送车沿悬空轨运动到大致位于所选择的储料箱正上方的位置。然后，空中升降机朝所选择的储料箱下降。最后，操作空中升降机以直接从储料箱拾取所需要的在制品组，或将一个或多个在制品组放入传送带储料箱中。