CN101672626A - 薄基板间距量测装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种薄基板间距量测装置，用以量测存放于一盒体内的多数个薄基板之间的垂直间距，其主要是包括有：一光电元件，用以发射一光束至盒体内的一薄基板并接收从此薄基板反射回来的光束；一扫描装置，用以带动光电元件沿着薄基板的垂直方向移动以量测盒体内的多数个薄基板之间的垂直间距；以及一旋转基座，用以承载并使盒体转动多数个角度以量测该些薄基板间的垂直间距。

Description

薄基板间距量测装置

技术领域

本发明涉及一种可量测薄基板之间垂直间距的量测装置，特别是关于一种通过转动盒体于多数个不同角度或方向来量测放置于盒体内部的薄基板其垂直间距的量测装置。

背景技术

半导体晶片由于需经过各种不同流程的处理且需配合工艺设备，因此会被搬运到不同的工作站。为了方便晶片的搬运且避免受到外界的污染，常会利用一密封容器以供自动化设备输送。请参考图1所示，是公知技术的晶片盒的示意图。此晶片盒是一种前开式晶片盒(Front OpeningUnified Pod，FOUP)，是具有一盒体10及一门体20，盒体10内部是设有多数个插槽11可水平容置多数个晶片W，且在盒体10的一侧面是具有一前开口12可供晶片W的载出及加载，而门体20具有一个外表面21及一个内表面22，门体20是通过内表面22与盒体10的前开口12相结合，用以保护盒体10内部的多数个晶片W。此外，在门体20的外表面21上配置至少一个门闩开孔23，用以开启或是封闭前开式晶片盒。在上述前开式晶片盒中，由于半导体晶片是水平地置于盒体10内部，因此，是有可能在一开始的晶片输入插槽的过程中或在晶片盒的搬运过程中造成盒体10内部的晶片W产生异位，如图示的异位晶片W’是在上下不同高度的插槽中。而像这样的晶片异位容易造成其它晶片的损坏或是当门体20在开启时，造成晶片的滑出。

请参考图2所示，是公知一种晶片异位检测系统的示意图。此晶片异位检测系统100主要是包括一底座101、一光发射模块102及一光接收模块103。上述光发射模块102及光接收模块103是固定于底座101上方且相隔一距离L以容许晶舟(cassette)200的摆放。晶舟200是具有25对插槽201可水平容置25个晶片W且在晶舟200的两侧边202是有窗孔203以容许光发射模块102上的多数个光发射器102T其发射的光束通过以及光接收模块103上多数个光接收器103R来接收光束。因此，当晶舟200内的晶片发生异位或被摆放在不同高度的插槽中时，光发射模块102其中一光发射器102T所发射出的光束是会被此异位晶片遮蔽，造成相对的光接受器103R无法接收到光束。上述晶片异位检测系统100虽能检测到晶片的摆放不正常，但此设计似乎已不符合目前的前开式晶片盒。此外，随着晶片的尺寸越来越大，例如：12时或18时的晶片，当晶片被摆放在插槽时会出现晶片下沉的现象(Wafer gravitational sag)，也就是晶片接近两侧插槽的周围高度较高而靠近晶片中央的部位是会下沉或下陷的。这样的下沉或下陷是有一容许的正常范围，当超出容许的正常范围时，晶片是容易破裂或造成其它晶片的破坏。

此外，液晶屏幕显示器(LCD，liquid crystal display)亦是有类似的问题，随着LCD尺寸的要求越来越大，于制造过程中使用的LCD玻璃基板亦容易有上述下沉或下陷的问题。因此，目前产业间是需要一种量测系统可定量的量测出晶片、LCD玻璃基板或其它薄基板(例如：光盘)之间的间距大小以及其支撑时下沉或下陷的量，以检测出晶片或薄基板的异位或过度的下沉。

发明内容

依据现有技术的晶片异位检测系统，其设计无法满足前开式晶片盒且仅能检测到晶片的异位，此外，无法定量的量测出晶片之间的间距大小，亦无法检测出晶片的过度下沉或过度下陷。为此，本发明的一主要目的在于提供一种薄基板间距量测装置，此薄基板间距量测装置可以检测出盒体其内部薄基板的异位，以避免异位造成其它薄基板的损坏或是当门体在开启时，造成薄基板的滑出。

本发明的又一主要目的在于提供一种薄基板间距量测装置，此薄基板间距量测装置可量测出薄基板之间的垂直间距大小，当薄基板之间的间距与预期不符时，则可通知相关人员，以避免在后续过程中让机器手臂进行薄基板的输出时造成破片或破坏薄基板。

本发明的另一主要目的在于提供一种薄基板间距量测装置，此薄基板间距量测装置可量测单一薄基板在不同位置或角度上与相邻的薄基板的间距大小，是可借此得知薄基板是否有过度下沉或过度下陷的问题，以提早找出不符合标准的薄基板，避免此薄基板破裂而造成其它薄基板的损坏。

为达上述的各项目的，本发明的技术解决方案是：揭露一种薄基板间距量测装置，主要包括一光电元件、一扫描装置及一旋转基座，旋转基座是用来承载装有薄基板的盒体，且可以旋转盒体于至少一角度，而光电元件是至少包含有一光发射器及一光接收器，光电元件可以利用光发射器发射一光束到盒体内部的其中一薄基板并且利用光接收器来检测从薄基板反射回来的光束。而扫描装置可以带动光电元件，使光电元件沿着垂直薄基板的方向移动以量测这些薄基板之间的垂直间距。由于旋转基座可转动盒体于至少一角度，因此使光电元件可以在同一片薄基板的不同位置或角度上量测此片薄基板与相邻的另一片薄基板之间的垂直间距。

本发明的薄基板间距量测装置的优点在于：结构简洁、操作方便，可定量的量测出晶片、LCD玻璃基板或其它薄基板(例如：光盘)之间的间距大小以及其支撑时下沉或下陷的量，以检测出晶片或薄基板的异位或过度的下沉，以防止薄基板破裂、滑出等事故发生。

附图说明

图1是公知的一晶片传送盒的示意图；

图2是公知的一晶片异位检测系统的示意图；

图3是本发明的一薄基板间距量测装置的示意图；

图4A及图4B是薄基板传送盒其盒体承载于旋转基座前后的示意图；

图5A及图5B是本发明的薄基板间距量测装置于量测薄基板间距的示意图；

图6A～图6C是本发明的薄基板间距量测装置用于量测薄基板下沉量的示意图；

图7是本发明的薄基板间距量测装置用于检测薄基板异位的示意图；

图8是本发明的薄基板间距量测装置于量测薄基板间距的另一方式；及

图9是本发明的另一薄基板间距量测装置的示意图。

主要元件符号说明

10盒体

11插槽

12前开口

13后开口

20门体

30光电元件

31光发射器

32光接收器

40扫描装置

50旋转基座

60操作接口

61状态指示灯

62防震装置

70水平移动装置

S薄基板

具体实施方式

为使本发明所运用的技术内容、发明目的及其达成的功效有更完整且清楚的揭露，兹于下详细说明的，并请一并参阅所揭的图示及图号。

请参考图3，是本发明的一薄基板间距量测装置的示意图。薄基板间距量测装置主要是包括一光电元件30、一扫描装置40及一旋转基座50，光电元件30是至少包含有一光发射器31及一光接收器32，而旋转基座50是可承载一内部具有多数个薄基板S的盒体10，上述光电元件30可以利用光发射器31发射一光束到盒体10内部的其中一薄基板S并且利用光接收器32来检测从薄基板S反射回来的光束。而扫描装置40是具有一滑轨(未显示于图中)可以使光电元件30沿着垂直薄基板S的方向移动以量测这些薄基板S之间的垂直间距。且，旋转基座50除了用来承载盒体10外，亦可以旋转盒体10于至少一角度，使光电元件30可以在同一片薄基板S的不同位置或角度上量测此片薄基板S与相邻的另一片薄基板S之间的垂直间距。在此要特别强调，上述旋转基座50是可旋转盒体10至少一角度且可顺时针/逆时针旋转360度以上。而上述光发射器31所发射出的光束可以是雷射光、可见光或红外光，相对地，光接收器32则是可以接收这些特定波长的光束。当然，本发明使用的光发射器31及光接收器32其运作的波长并不局限于上述波段，其仅为举例并非用以限定本发明。

如图4A及图4B所示，是薄基板传送盒其盒体承载于旋转基座前后的示意图。薄基板传送盒的盒体10是具有多数个侧壁100L、一上壁100T及一底座100B，在上述多数个侧壁100L中有一侧壁100L是具有一前开口12，盒体10是利用此前开口12与传送盒的门体(未显示于图中)结合，以保护传送盒内部的多数个薄基板S。此外，盒体的底座100B其与旋转基座50接触的那一面是具有多数个沟槽(未显示于图中)可以进一步跟旋转基座50上相对应的多数个定位柱51结合，以确保盒体10是稳固地固定于旋转基座50上。如图4B所示，光电元件30的光束是可通过盒体10的前开口12并进行薄基板间距的量测。此外，薄基板间距量测装置是进一步具有一操作接口60，使用者可借此操作接口60输入各种指令或参数，以完成所需的量测。接着，如图5A所示，当光电元件30被扫描装置40由下而上或由上而下带动时，如果光电元件30与待测的薄基板S在同一高度时，光电元件30其光发射器31发射出去的光束，是会被待侧的薄基板S反射回来并被光电元件30的光接收器32所检测到。然而，如图5B所示，当光电元件30是被扫描装置40带动而处在薄基板S之间的位置时，光电元件30其光发射器31发射出去的光束，是没有被待侧的薄基板S反射回来，因此，光电元件30的光接收器32是无法检测得到反射光束。上述扫描装置40可以是包括一线性驱动装置，例如：线性马达或电动滑台，使带动光电元件30时有较少的功率损失。而此扫描装置40是带动光电元件30由上往下或由下往上扫描，其扫描的速度可依薄基板S的种类不同而调整。例如：当薄基板S是晶片时，由于目前的晶片传送盒其晶片间距约为10mm；因此，扫描装置40可以是以每1～10mm为单位来带动光电元件30由上往下或由下往上扫描，其中又以每2～5mm的扫描速度尤佳。如果使用者利用本发明的量测装置仅是为了要确定盒体10内部的多数个晶片是否存在或是否有异位时，则可选择将扫描装置40设定在较大的单位来带动光电元件30由上往下或由下往上地扫描，例如：5～10mm；而如果使用者利用量测装置是为了要准确地量测晶片间的间距或量测晶片下沉的量时，那就必须将扫描装置40设定在较小的单位来带动光电元件30由上往下或由下往上地扫描，例如：1～5mm。当然，薄基板S亦可能是LCD玻璃基材，LCD玻璃基材其尺寸相当的大，更容易有下沉的现象发生，但由于LCD玻璃基材彼此之间摆放的垂直间距较大，当本发明用来量测LCD玻璃基材之间的垂直间距时，扫描装置40可以是以每1～50mm为单位来带动光电元件30由上往下或由下往上扫描。

接着，请参考图6A～图6C，是本发明的量测装置用于量测薄基板下沉量的示意图。当薄基板传送盒的盒体10一开始承载在旋转基座50上时，扫描装置40及光电元件30是面对着盒体10前开口12的正中央处(如图4B及图6A)。此时，扫描装置40是带动光电元件30由上往下(如图6A所示)或由下往上地量取盒体10内部的每一片薄基板S的位置以及此薄基板S与相邻的薄基板S之间的间距。接着，如图6B所示，旋转基座50将盒体10旋转一角度，使扫描装置40及光电元件30是面对着盒体10前开口12一侧边的附近。此时，扫描装置40亦同样带动光电元件30由上往下(如图6A所示)或由下往上量取盒体10内部的每一片薄基板S的位置及此薄基板S与相邻的薄基板S之间的间距。此外，如图6C所示，旋转基座50会将盒体10旋转另一角度，使扫描装置40及光电元件30是面对着盒体10前开口12的另一侧边的附近并进行后续的扫描。由于扫描装置40是在同一基准点出发且相同单位由上往下或由下往上带动光电元件30进行扫描，因此，将上述图6A～图6C中所量测到的薄基板位置相比较之后，即可得到同一薄基板S在前开口的两侧边及正中央的落差，也就是薄基板S的下沉量。此外，上述量测盒体10前开口12正中央及两侧所进行的步骤，除了可量测到薄基板S的下沉量外，亦可以得知与相邻的薄基板S其间距是否与预期的数值相符以及薄基板S是否有异位的情形发生(如图7所示)，而当薄基板S之间的间距与预期不符时，则可通知相关人员，以避免在后续过程中让机器手臂进入而造成破片或破坏薄基板。

其次，请参考图8，是本发明的薄基板间距量测装置于量测薄基板间距的另一方式。本发明的薄基板间距量测装置除了可通过盒体10的前开口12来进行量测外(如图4B所示)，也是可以利用旋转基座50将盒体10旋转120～240度并通过前开口12其对面侧壁100L上的一后开口13来进行量测。上述通过盒体10后开口13进行量测可以如前开口一样是通过中空的开口来量测，但亦可以在后开口13上嵌有透明塑料的情况下进行量测，并不影响光电元件30其光束的发射及接收。且，在后开口进行薄基板间距量测时，亦可如前开口一样，是可以在一个以上的不同位置下进行量测。因此，本发明的量测装置是可经由盒体10的前开口12及后开口13来进行间距量测，当盒体10内部的薄基板S是出现前高后低的异位时，薄基板间距量测装置在前开口12所量测到的间距其值会大于在后开口13所量测的。最后，本发明的薄基板间距量测装置可进一步包含有至少一状态指示灯61及至少一蜂鸣器，当不正常的薄基板间距、异位或过大的薄基板下沉量被检测到，就可以启动上述状态指示灯61及蜂鸣器，以通知相关人员。而薄基板间距量测装置可更包含有多数个水平仪及防震装置62，以确保量测是处在水平及稳固的环境下进行，避免因环境的震动而影响量测的准确度。此外，如图9所示，薄基板间距量测装置除了有垂直位移的扫描装置40外，亦可有一水平移动装置70，以调整光电元件30与盒体10的距离，以确保光电元件30能准确地发射光束并接收到从薄基板反射回来的光束。在此要特别声明，本发明的薄基板间距量测装置由于其量测的薄基板可以是晶片、LCD玻璃基材或其它薄基板(例如：光盘)，因此其名称亦可以是随薄基板而称为晶片间距量测装置、LCD玻璃基材间距量测装置或其它等。且，说明中提到的薄基板传送盒由于其容置的薄基板不同，而可称为晶片传送盒、LCD玻璃基材传送盒或其它等。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求的保护范围所界定者为准。

Claims (14)

1、一种薄基板间距量测装置，用以量测存放于一盒体内的多数个薄基板之间的垂直间距，其特征在于，包括有：

一光电元件，用以发射一光束至该盒体内的一薄基板并接收从该薄基板反射的光束；

一扫描装置，用以带动该光电元件沿着该些薄基板的垂直方向移动；及

一旋转基座，用以承载并使该盒体转动多数个角度以量测该些薄基板间的垂直间距。

2、如权利要求1所述的量测装置，其特征在于，所述光电元件包含有一光发射器及一光接收器。

3、如权利要求2所述的量测装置，其特征在于，所述光发射器提供的光束是由下列组合中选出：可见光及红外光。

4、如权利要求2所述的量测装置，其特征在于，所述光接收器接收的光束是由下列组合中选出：可见光及红外光。

5、如权利要求1所述的量测装置，其特征在于，所述扫描装置是包含一线性马达以带动该光电元件沿着该薄基板的垂直方向移动。

6、一种晶片间距量测装置，用以量测存放于一盒体内的多数个晶片之间的垂直间距，其特征在于，包括有：

一光电元件，用以发射一光束至该盒体内的一晶片并接收从该晶片反射的光束；

一扫描装置，用以带动该光电元件沿着该些晶片的垂直方向移动；及

一旋转基座，用以承载并使该盒体转动多数个角度以量测该些晶片间的垂直间距。

7、如权利要求6所述的量测装置，其特征在于，所述光电元件包含有一光发射器及一光接收器。

8、如权利要求7所述的量测装置，其特征在于，所述光发射器提供的光束是由下列组合中选出：可见光及红外光。

9、如权利要求7所述的量测装置，其特征在于，所述光接收器接收的光束是由下列组合中选出：可见光及红外光。

10、如权利要求6所述的量测装置，其特征在于，所述扫描装置是包含一线性马达以带动该光电元件沿着该晶片的垂直方向移动。

11、如权利要求6所述的量测装置，其特征在于，所述扫描装置是包含一电动滑台以带动该光电元件沿着该晶片的垂直方向移动。

12、如权利要求6所述的量测装置，其特征在于，所述旋转基座进一步包含有多数个定位柱，且该盒体亦进一步包含有与该定位柱对应的多数个沟槽，使该盒体利用多数个沟槽与旋转基座的多数个定位柱结合并固定于旋转基座上。

13、如权利要求6所述的量测装置，其特征在于，还包含一水平移动装置，用以水平地带动该光电元件接近或远离该盒体内的多数个晶片。

14、如权利要求6所述的量测装置，其特征在于，还包含一防震装置，该防震装置可避免量测装置因环境的震动而影响其量测该些晶片间的垂直间距的准确度。

Images