一种高效率半导体制晶片输送装置的制作方法

本发明属于半导体输送，具体地说，涉及一种高效率半导体制晶片输送装置。

背景技术：

1、半导体运输是指将半导体材料、晶圆、器件或相关设备从一个地方（例如制造工厂、供应商或仓库）运送到另一个地方的过程，在半导体工业中，半导体运输是一个关键的环节，现有技术中，半导体运输一般通过两种方式对晶圆进行运输，一种是通过agv小车根据预设路线自动导航进行运输，另一种是通过晶圆天车进行运输，晶圆天车是一种用于悬挂、移动和处理半导体物料的关键设备，因为晶圆天车运输过程中能够保持较好的稳定性，因此大多数的半导体企业都是采用晶圆天车的方式进行运输，但是晶圆天车并不直接装载晶圆，而是悬挂晶圆盒进行运输，晶圆盒是用于存储、运输和保护半导体晶圆的一种重要容器，晶圆盒保证晶圆在运输的过程中一直处于超洁净和超真空的环境，随着人工智能技术的发展，晶圆天车与人工智能技术相结合，能够提高晶圆输送的效率。

2、例如，申请公开号为cn114955880a的专利公开一种天车行走安全监测系统及天车，包括第一图像采集装置、第二图像采集装置、图像识别装置和抓取结构，获取天车行进路径以及抓取结构下降路径的图像，通过分析图像判断是否有障碍物阻挡，保证晶圆盒的运输安全，进而提高了晶圆的输送效率，虽然上述天车与人工智能技术相结合提高了一定的运输效率，但是还存在以下缺陷：

3、上述专利虽然通过分析图像判断是否有障碍物阻挡，但是通过分析图像判断是否存在障碍物已经是较为现有的技术，而天车在运输晶圆盒过程中不仅存在障碍的问题，还存在如何放置晶圆盒的问题，现有天车只能通过轨道进行移动，那么在放置晶圆盒的过程中，天车移动到指定地点将晶圆盒放置，因此晶圆盒放置过程是依次叠加的过程，相互叠加的晶圆盒之间存在较大的不稳定性，这样容易导致盒内的晶圆受损。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

3、一种高效率半导体制晶片输送装置，包括控制箱体，控制箱体的下端滑动设置有运输架体，运输架体的下端设置有悬挂组件，运输架体的下端还设置有防护框体，悬挂组件位于防护框体的内部，控制箱体包括区域划分模块、区域选择模块和控制模块，防护框体的底端设置有多个摄像头，其中悬挂组件用于抓取晶圆盒；

4、摄像头用于获取晶圆盒放置区域图像，晶圆盒放置区域图像包括俯瞰图和斜侧图，俯瞰图为晶圆盒容纳箱的俯视图像，斜侧图为表面晶圆盒与最接近的晶圆盒容纳箱侧壁顶端之间的图像，表面晶圆盒为摄像头能够完整捕捉其顶端的晶圆盒；

5、区域划分模块将俯瞰图进行划分，获得n个晶圆盒放置区域图像，n为大于等于1的正整数；

6、区域选择模块，基于训练完成的放置区域分类模型以及斜侧图，确定目标晶圆盒放置区域，目标晶圆盒放置区域为最终放置晶圆盒的区域；

7、控制模块，根据目标晶圆盒放置区域，将晶圆盒放入到晶圆盒容纳箱内部。

8、优选地，多个摄像头均位于防护框体的内部，且多个摄像头分散设置于防护框体的底端，防护框体由钢化玻璃制成。

9、优选地，区域划分模块以晶圆盒的面积为标准划分区域，得到n个晶圆盒放置区域图像，晶圆盒放置区域图像划分逻辑为：

10、建立平面直角坐标系，平面直角坐标系包括x轴和y轴，使用h个标准划分区域对平面直角坐标系进行平铺，保持每一个标准划分区域的长边分别与x轴平行，每一个标准划分区域的宽边分别与y轴平行；

11、将俯瞰图放置到平面直角坐标系中，通过h个标准划分区域将俯瞰图分为n个晶圆盒放置区域图像。

12、优选地，确定目标晶圆盒放置区域的方法为：

13、s10：将n个晶圆盒放置区域图像输入到空置区域生成模型中，获取空置区域的数量，当空置区域的数量大于0时，则转入s20中，当空置区域的数量等于0时，则转入s30中，空置区域为不存在晶圆盒的晶圆盒放置区域；

14、s20：获取全部的空置区域，将任意一个空置区域作为目标晶圆盒放置区域；

15、s30：将斜侧图进行预处理，获取每个晶圆盒放置区域中表面晶圆盒顶端与晶圆盒容纳箱顶端之间的高度差，基于多个高度差，确定目标晶圆盒放置区域。

16、优选地，空置区域生成模型的训练过程为：获取i组数据，i为大于1的正整数，数据包括多个晶圆盒放置区域图像和空置区域数量，将多个晶圆盒放置区域图像和空置区域数量作为样本集，将样本集划分为训练集和测试集，构建分类器，将训练集中的晶圆盒放置区域图像作为输入数据，将训练集中的空置区域数量作为输出数据，对分类器进行训练，得到初始分类器，利用测试集对初始分类器进行测试，输出满足预设准确度的分类器作为空置区域生成模型。

17、优选地，基于高度差确定目标晶圆盒放置区域的逻辑为：

18、取多个高度差中最大值和最小值，获得最大差值，所述最大差值为高度差中的最大值减去最小值；

19、若最大差值小于等于高度差阈值，则将任一晶圆盒放置区域作为目标晶圆盒放置区域；

20、若最大差值大于高度差阈值，则将最小值所对应的晶圆盒放置区域标记为充实区域，将其余晶圆盒放置区域均标记为空缺区域，将任一空缺区域作为目标晶圆盒放置区域。

21、优选地，斜侧图的预处理包括去噪、增强对比度和图像分割，通过斜侧图获取高度差的方法为单目视差法。

22、优选地，运输架体的顶端开设有滑动槽，运输架体沿滑动槽进行移动。

23、优选地，悬挂组件包括滑轮组、钢丝绳和抓取架，滑轮组的表面缠绕连接有钢丝绳，钢丝绳的一端固定连接有抓取架。

24、优选地，晶圆盒和防护框体均为正方形，多个摄像头分别设置在防护框体底端的各边中部。

25、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

26、一、半导体制晶片输送装置既能沿着轨道进行移动，又能垂直于轨道进行移动，那么在半导体制晶片输送装置带动晶圆盒移动到指定地点后，并不会立即将晶圆盒进行放置，而是通过区域划分模块、区域选择模块、控制模块和摄像头等结构确定目标晶圆盒放置区域，再根据目标晶圆盒放置区域对晶圆盒进行位置的调整，最后将晶圆盒进行放置，这样能够将晶圆盒平铺在晶圆盒容纳箱的内部，使得每个晶圆盒之间能够相互限制，增强每个晶圆盒之间的稳定性，避免晶圆盒叠加的过高，使得相互叠加的晶圆盒之间存在较大的不稳定性；

27、二、因为本发明中的半导体制晶片输送装置是通过对晶圆盒容纳箱的俯瞰图进行划分，确定目标晶圆盒放置区域，因此本发明中的半导体制晶片输送装置能够适应不同规格的晶圆盒容纳箱。

技术特征：

1.一种高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，包括控制箱体（10），控制箱体（10）的下端滑动设置有运输架体（20），运输架体（20）的下端设置有悬挂组件（30），运输架体（20）的下端还设置有防护框体（40），悬挂组件（30）位于防护框体（40）的内部，控制箱体（10）包括区域划分模块（11）、区域选择模块（12）和控制模块（13），防护框体（40）的底端设置有多个摄像头（50），其中悬挂组件（30）用于抓取晶圆盒（60）；

2.根据权利要求1所述的高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，多个摄像头（50）均位于防护框体（40）的内部，且多个摄像头（50）分散设置于防护框体（40）的底端，防护框体（40）由钢化玻璃制成。

3.根据权利要求1所述的高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，区域划分模块（11）以晶圆盒（60）的面积为标准划分区域，得到n个晶圆盒放置区域图像，晶圆盒放置区域图像划分逻辑为：

4.根据权利要求2所述的高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，确定目标晶圆盒放置区域的方法为：

5.根据权利要求4所述的高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，空置区域生成模型的训练过程为：获取i组数据，i为大于1的正整数，数据包括多个晶圆盒放置区域图像和空置区域数量，将多个晶圆盒放置区域图像和空置区域数量作为样本集，将样本集划分为训练集和测试集，构建分类器，将训练集中的晶圆盒放置区域图像作为输入数据，将训练集中的空置区域数量作为输出数据，对分类器进行训练，得到初始分类器，利用测试集对初始分类器进行测试，输出满足预设准确度的分类器作为空置区域生成模型。

6.根据权利要求4所述的高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，基于高度差确定目标晶圆盒放置区域的逻辑为：

7.根据权利要求4所述的高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，斜侧图的预处理包括去噪、增强对比度和图像分割，通过斜侧图获取高度差的方法为单目视差法。

8.根据权利要求1所述的高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，运输架体（20）的顶端开设有滑动槽（21），运输架体（20）沿滑动槽（21）进行移动。

9.根据权利要求1所述的高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，悬挂组件（30）包括滑轮组（31）、钢丝绳（32）和抓取架（33），滑轮组（31）的表面缠绕连接有钢丝绳（32），钢丝绳（32）的一端固定连接有抓取架（33）。

10.根据权利要求2所述的高效率半导体制晶片输送装置，其特征在于，晶圆盒（60）和防护框体（40）均为正方形，多个摄像头（50）分别设置在防护框体（40）底端的各边中部。

技术总结
本发明公开了一种高效率半导体制晶片输送装置，属于半导体输送技术领域，包括控制箱体，控制箱体的下端滑动设置有运输架体，运输架体的下端设置有悬挂组件，运输架体的下端还设置有防护框体，悬挂组件位于防护框体的内部，控制箱体包括区域划分模块、区域选择模块和控制模块，防护框体的底端设置有多个摄像头，本发明根据目标晶圆盒放置区域对晶圆盒进行位置的调整，最后将晶圆盒进行放置，这样能够将晶圆盒平铺在晶圆盒容纳箱的内部，使得每个晶圆盒之间能够相互限制，增强每个晶圆盒之间的稳定性，避免晶圆盒叠加的过高，使得相互叠加的晶圆盒之间存在较大的不稳定性。

技术研发人员：林坚,王彭,吴国明,王栋梁
受保护的技术使用者：泓浒（苏州）半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15