TW467864B - Apparatus for transferring material loader and method for transferring material loader using the apparatus - Google Patents

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4 67 86 4 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（1 ) -- 發明貲景 發明領域 本發明係關於-種轉運材料镇入器如晶圓載具之裝置 及使用«置轉運㈣饋人器之方法。特別本發明係關於 -種材料饋人器轉運裝置包括—個影像辨識裝置，其可同 時辨識校正機械臂位置用之視覺標記及待轉運之材料饋入 器條馬，替代個別辨識條碼用裝置，及使用該材料饋入器 轉運裝置轉運材料饋入器之方法。 先前技術之餘.明 一般而言半.導體製造線包括工作區如灣、室等方便提 高工作效率。例如預定製程係於安裝於灣之半導體製造設 備進行。欲於個別設備加工處理，晶圓載具主要靠操作員 轉運。 此時半導體晶片可能由於操作員產生的顆粒而被污染 。晚近積極研究自動化轉運晶圓載具以減少半導體晶片的 污染，自動化的發展已經到達相當程度， 晶圓載具之自動化.轉運方式為晶圓載具由堆集器藉晶 團載具轉運裝置轉運至相關設備ό 特別當晶圓載具由堆集器載運出時，附有晶圓載具資 訊之條碼附著於晶圓載具。條碼辨識裝置讀取條碼及傳送 讀取資訊至主電腦。主電腦傳送晶圓載具資訊至相關設備 〇 然後晶圓載具裝載至晶圓載具轉運裝置上。晶圓載具 轉運裝置沿預設輸送線移動。.當晶圓載具轉運裝置到達設 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公楚） 4 ί ^^^1 It Is·---- I an UK n s-«^0^ ϋ <請先閲讀t-面之注t事項再填寫本買) 訂 4 6 7 8 6 4 A7 B7 五、發明説明（2 ) 備前方時，安裝於晶圓載具轉運裝置之影像辨識裝置辨識 附著於裝置之位置校正用視覺標記。 根據辨識的資訊，機械臂位置經校正，晶圓載具藉機 械臂裝載於設備上。然後設備檢查由主電腦傳送來晶圓載 具之資訊並執行下列處理。 但此種轉運晶圓載具之方法當晶圓載具之資訊由於系 統錯誤意外載入其它設備上時無法檢查而造成作業故障》 皋了克服此項缺點，晚近於設備設置閱讀晶圓載具上 之條碼之條碼辨識裝置。換言之當安裝於設備之條碼辨識 裝置讀取裝載於設備饋入器之晶圓載具條碼時，條碼實訊 輪入設備之控制部分。控制部分檢查輸入的條碼資訊是否 與主電腦傳送來的條碼資訊相同。若輸入條碼資訊與主電 腦傳送的條碼資訊相同則進行加工處理。’ 但由於條碼辨識裝置安裝於個別的設備之成本昂貴， 故該方法有安裝成本增高的缺點。 此外，設備之工作可能由於架設條碼辨識裝置而被迫 終結造成生產力下降。 發明概述 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 因此本發明之目的係去除額外架設之條碼辨識裝置及 設置影像辨識單元替代條碼辨識裝置，其可同時辨識機械 臂位置校正用之視覺標記及晶圓載具之條碼。 根據本發明之一態樣，一種轉運材料饋入器之裝置包 含：一個支座供裝載待轉運之材料饋入器於其上；一根機 械臂供由支座上卸載#料饋入器及裝載已卸載材料饋入器 5 (請先閱讀背~面之注奮事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 467864 . A7 , B7 五、發明説明（3 ) 於加工設備上，或由加工設備卸載材料饋入器及裝載已卸 載的材料饋入器於支座上；一個輸送單元供支撐及移動該 支座及機械臂；及一個影像辨識單元安裝於機械臂供同時 辨識附著於材料饋入器之條碼及機械臂位置校正用之視覺 標記，該視覺標記係安裝於設備》 較佳影像辨識單元為CCD攝影機。CCD攝影機包括： 一個鏡頭其焦距可清晰拍攝條碼及視覺標記；CCD感測器 供輸卑對應於由鏡頭入射光量之影像信號；及一個機殼， 鏡頭可卸式偶聯於機殼及包封CCD感測器。 至於本發明，之具體例，鏡頭具有焦距25毫米及視覺標 記於工作距離250毫米及視野52毫米時具有寬度52毫米》 選擇性地CCD攝影機又包括一個伸縮環偶聯鏡頭故可 更為微細控制鏡頭焦距。伸縮環之焦距於工作距離250毫 米，視野52毫米及鏡頭焦距為25毫米之條件下為3毫米。 為了更正確測量，伸縮環於工作距離為200毫米，視野為52 毫米及鏡頭焦距為25毫米之條件下具有焦距3毫米。

經濟部中央標準局員工消費合作社印I (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明之另一態樣，由晶圓載具之條碼讀取第一 條碼資訊及傳送至主電腦。晶圓載/具裝載於裝置之支座上 供轉運晶圓載具及移動至設備。當附著於晶圓載具轉運裝 置之機械臂之CCD攝影機係與條碼相對時，第二條碼資訊 由條碼讀取並傳送至主電腦β然後決定第一條碼資訊是否 與第二條碼資訊相同*若判定第一條碼資訊與第二條碼資 訊相同，則CCD攝影機移動至設備上方位置，故CCD攝影 機與設備位置校正用之視覺標記相對而彼此隔開預定距離 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（2 i 0 X 297公釐） -6 - 467864 五、發明説明 M濟部中央橾隼局員工消費合作社印製 。然後由視覺標記檢測真正座標值。測得之座標值比較參 考值算出誤差值。根據算出的誤差值校正晶圓載具裝載位 置。然後將晶圓載具裝载至正破位置β 較佳預疋距離為250毫米’ CCD攝影機之鏡頭焦距.為25 毫米及視覺標記寬度為52毫米。 根據本發明之最佳態樣’ 一種轉運晶圓載具之裝置包 含：一個支座供裝載晶圓載具於其上；一根機械臂供由支 座卸鹌晶圓載具及裝載已卸载之晶圓載具於加工設備上， 或由加工設備卸载晶圓載具及裝載已卸載的晶圓載具於支 座上；一個輸送單元供支持及移動該支座及機械臂；及一 部CCD攝影機架設於機械臂内供同時辨識附著於晶圓載具 之條碼及機械臂位置校正用之視覺標記，該視覺標記係附 著於該設備’其中該CCD攝影機包括：一個鏡頭具有焦距 可清晰拍攝條碼及視覺標記；一個CCD感測器供輸出對應 於由鏡頭入射光量之影，像信號；及一個機殼，鏡頭可錚式 偶聯機殼及包封CCD感測器，及該鏡頭具有焦距25毫米及 視覺標記之寬度於工作距離為250毫米及視野為52毫米之 條件下為52毫米。 圖式之簡單説明 本發明之前述目的及其它優點經由參照附圖說明較佳 具體例細節將顯然易明，附圊中： ·· - · .··· 第1圖為根據本發明之半導體製造線之設備配置之示 意方塊圖； 第2圖為根據本發明之轉運材料饋入器之裝置之具體 本纸弦尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） ; 裝-- (請先閱讀背1面之注*'·事項再填寫本頁) -訂· 467 86 4 A7 B7 五、發明説明.（5 ) 例之示意透視圖； 第3圖為根據本發明之影像辨識單元之具體例之示意 透視圖； 請 先 閱 讀 背- 面 之 注 意 事 項 再 第4圖為根據本發明之影像辨識單元之另一具體例之 示意透視圖； 第5圖為根據本發明之位置校正用視覺標記之具體例 之頂視圖；及 罕6圖示例說明根據本發明之材料镇入器轉運裝置之 影像辨識單元之攝影過程。 截具體例之詳,細說明 後文參照附圖更完整說明本發明，附圖中顯示本發明 丁 之較佳具體例。但本發明可以多種不同形式具體表現而不 可視為囿限於此處所述具體例；反而此等具體例係使本揭 示内容更徹底完整而完全傳遞本發明之範圍給業界人士。 供說明用，本發明將利用設置於半導體製造線之灣區 之設備為例說明本發明。材料镇入器將以晶圓載具舉例說 明。 ;經濟部中央標準局員工消費合作社印製 如第1圖所示，於通道11兩侧上以預定距離設置多個 加工設備，轉運晶圓載具5Ί之晶圓載具轉運裝置6〇係沿著 通道設置。一系列由堆集器40卸載晶圓載具51及裝載晶圓 .載具51至晶圓載具轉運裝置60之設備設置於通道i 1端區。 換言之，堆集器40，機械介面輸送器（MIC)50及工作 臺30設置於該區。堆集器4〇儲存多個含有晶圓載具51之載 具箱。晶圓載具51於轉運至堆集器4〇前及後暫時等候於 本紙張尺度適用中囤國家梯準（CNS ) A4規格（210^297^1") 467864 Α7 Β7 . ;經濟部中央標準局負工消費合作社印聚 五、發明説明（6 ) MIC 50，晶圓载具之等候狀態係由MIC 50辨識。操作員 將載具箱置於工作臺3〇上及由載具箱中取出晶圓載具51。 MIC 50包括：一個出口埠53其中由堆集器4〇載運出之 晶圓載具51於裝載於轉運裝置⑹前等候於此處；及一個入 口璋52 ’其中由晶圓載具轉運裝置60卸載之晶圓載具51於 載運於堆集器40前等候於此處。一敏而言，入口及出口埠 52及53係由一條輸送帶組成ι 此外’條碼辨識單元54供辨識準備裝載至轉運裝置60 之晶圓載具51相關資訊條碼’例如根據一般用於製造半導 體使用的條碼39,規定，製成的條碼設置於出口埠53。 它方面’位置校正用視覺標記21包括三個具有預定直 徑之圓形標記其水平成形於加工設備2(^ 參照第1至3圖’後文將詳細說明根據本發明轉運晶圓 載具之方法及裝置， 根據第2圖’根據本發明之晶圓載具轉運裝置6〇包括： 一個支座62供裝載晶圓載具51於其上；機械臂幻供由支座 62卸載晶圓載具51及裝載經卸載的晶圓，載具51至加工設備 20上或MIC 50之入口埠52，或由加工設備2〇上或MIC5〇 之入口埠52卸載晶圓載具51及裝載已卸載的晶圓載具51於 支座62上，輸送單元61供支持支座62及機械臂63及沿通道 11往復，及CCD攝影機70供同時辨識校正機械臂63位置之 視覺標記及晶圓載具51之條碼 CCD攝影機70安裝於機械臂63之固定件65之正面供固 定晶圓載具51。CCD攝影機70之鏡頭安裝於支座62之對側 本紙張尺及通別甲國國家榇準（CNS ) Μ規格（2ΐ〇χ297公釐） (請先聞讀背*-之注意#'項再填窝本頁) -訂 467 86 4 A7 B7 五、發明説明（7 ) 〇 參照第3圖CCD攝影機70包括：鏡頭71具有焦距可於相 同條件下清晰攝影晶圓載具51之條碼51a及加工設備2〇位 置校正用視覺標記21 ; CCD感測器74供輸出對應於由鏡頭 入射光量之影像信號；及一個機殼75，鏡頭可卸式偶聯於 機殼及CCD感測器74係安裝於其_。 要緊地係選用適當鏡頭71，俾使CCD攝影機7〇可於相 同條兮下清晰拍攝晶圓載具51之條碼5ia及加工設備2〇之 視覺標記21。 鏡頭71之選.擇可藉兩種方法進行。一種方法係選擇可 準確辨識條碼51a及根據選用鏡頭71調整視覺標記21尺寸 之鏡頭71。另一種方法係選用適用於該視覺標記21之鏡頭 71及依據選用之鏡頭71調整條碼51a之形狀。但破實難以 改變條碼51 a之形狀。因此，本發明係以第一種方法舉例 說明，選擇可準碎辨識條碼51a之鏡頭71及根據選用之鏡 頭71調整視覺標記21之尺寸。 習知CCD攝影機可使用焦距12毫米之鏡頭71及〇 5叶 CCD感測器74由250毫米距離拍攝視覺標記21。此時視野 (FOV)寬度約110毫米。表示當CCD攝影機以12毫米鏡頭 於250毫米距離拍攝視覺標記21時，視覺標記可於寬度u〇 毫米區域内清晰拍攝。 但習知CCD攝影機70所含12毫米焦距及110毫米寬度 鏡頭之FOV無法準確對焦寬32毫米之條碼51a。 如此目前選用亦可準確辨識條碼51a之鏡頭。至於選 本紙張尺度適用中國國家禚隼（CNS ) A4規格{ 2丨GX 297公慶） Γ',裝— (請先閲讀背齑之注*.事項再填寫本頁) 、-!! :經濟部中央標準局貝工消費合作‘杜印掣 467 86 4 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 一 擇可準確辨識條碼51a之鏡頭71之條件，工作距離為25〇毫 米及條碼51a之寬度為32毫米及4〇〇像素。如此F〇v測定為 52毫米°因而選用焦距25毫米之鏡頭。 此外，可改變視覺標記而滿足選用鏡頭71之52毫米 FOV。 參照第5圖，視覺標記21包括三個以均勻間隔形成於 矩形整21a上之圓形標記21b ’ 21c及21c，。為了滿足鏡頭 之52$米FOV，墊21a寬度為52毫米，中央圓形標記21b直 徑為5毫米’圓形標記21c及21c，之直徑為8毫来。 後文說明使用晶圓載具轉運裝置轉運晶圓載具之方法 〇 > 首先操作員由堆集器40取出載具箱及將載具箱置於工 作臺30上。然後操作員由載具箱取出晶圓載具51，將條碼 51a貼於晶圓載具51及將晶圓載具51置於M；IC 5 0出口埠5 3 ;經濟部中央標率局員工消費合作社印¾ 置於出口淳53之晶圓載具51藉安裝於出口埠53下方之 輸送器朝向通道11移動。移動期間，條碼閱讀機54亦即條 .... 碼辨識裝置讀取貼於晶圓載具51之條碼51 a »然後讀取之 條碼資訊傳送並儲存於主電腦。 隨後晶圓載具轉運裝置60接收來自主電腦轉運晶圓載 具51之指令，並經由通道11趨近於MIC 50。然後機械臂63 . ' · ... ... 之固定件64固定晶圓載具51及裝載晶圓載具51於支座62上 β隨後裝載於支座62上之晶圓載具藉晶圓載具轉運裝置60 沿預設之輸送線朝向加工設備20移動。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（2丨0X297公缝） 467864 經濟部中失梯準局負工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（9 ) 當晶圓載具轉運裝置60抵達加工設備20前方時，機械 臂63移動CCD攝影機70至相對於貼於晶圓載具51上表面之 條碼51a拍攝距離約250毫米之位置。 如第6圖所示’ CCD攝影機70拍攝晶圓載具51之條碼 51a，及將對應於拍攝得之條碼51a之影像信號傳送至主電 腦。然後主電腦比較對應於影像信號之條碼資訊與晶圓載 具於出口埠53移動時’由條碼閱讀機54讀取之條碼資訊而 判定讀取個別條碼資訊之兩個晶圓載具51是否為同一個D 若判定兩個晶圓載具51為同一個，則主電腦命令晶圓載具 轉運裝置60裝載晶圊載具51於加工設備20上。 根據來自主電腦的裝载指令’機械臂63移動ccd攝影 機70至一個位置，於該位置相對於位於加工設備2〇預定區 之視覺標記21之拍攝距離約為250毫米。 CCD攝影機70拍攝視覺樣記21及將視覺標記2丨之真正 座標值傳送至晶圓載具轉運裝置6〇之控制部分。控制部分 比較傳送來之真正座標值與預設之參考座標值並算出誤差 值。根據誤差值校正機械臂63之晶圓載具裝載位置。 隨後機械臂63之固定件65固定晶圓載具51，及裝載晶 圓載具51於加工設備上經過校正位置。 隨後藉加工設備20進行經裝載晶圓載具51之預定加工 處理。 如前述，本發明經由使用安裝於晶圓載具轉運設備之 CCD攝影機同時辨識加工設備的視覺標記及晶圓載具之條 碼，替代使用CCD攝影機及條碼閱讀機來分別辨識視覺押 本紙張尺奴财® 81家標準（CNS ) A4規格（2ΪΐΓχ297公餐_ ) --------;c.裝-- (讀先閱讀背_面之注意事項再填寫本頁) 訂 .0 12 467864 A7 ' B7 五、發明説明（10) 記及條碼可降低成本，否則安裝條碼辨識裝置可能造成成 本增高，及可增進生產力，否則當加工設備需停止而安裝 條碼辨識裝置時可能造成生產力下降。 此外，根據本發明之CCD攝影機70之另一具體例如第 4圖所示，又包括一個伸縮環172介於鏡頭171與機殼175間 供更為準確調整鏡頭171焦距。 .雖然第一具體例選擇具有焦距25毫米之鏡頭用於CCD 攝影榫70,但更準確計算焦距時於工作距離250毫米及FOV 52毫米之期望焦距為27.4毫米。但真正製造之鏡頭之焦距 限於某種程度％因此，選用具有最接近之焦距值之鏡頭， 因此對27.4毫米焦距值選用25毫米焦距鏡頭。 如此為了由25毫米焦距鏡頭獲得如同27.4毫米焦距鏡 頭之相同效率，3毫米焦距伸縮環172偶聯機殼175。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 當條碼51a及視覺標記21籍包含伸縮環172之CCD攝影 機170拍攝時，工作距離為200毫米時，FOV寬皮約55毫米 及工作距離250毫米時FOV寬度為66毫米。如此，表示當 條碼51 a及視覺標記21通過25毫米焦距鏡頭171由200毫米 距離拍攝時，寬55毫米之區域清晰可見.，而於250毫米距 離時寬66毫米之區域清晰可見》 如前述，又含伸縮環之CCD攝影機可更準確調整鏡頭 焦距，因此更準確辨識條碼及視覺標記。 前文已經以轉運晶圓載具之轉運裝置說明本發明。但 顯然易知本發明可如同其它轉運裝置修改包含影像辨識單 元用於半導體製造生產線。此外，影像辨識單元於前文就 13 (請先閱讀背面之注—事項再.填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐） 467864 . A7 ________87 五、發明説明（11) CCD攝影機救述。但顯然易知其它裝置也可用作影像辨識 單元β 此外本發明中，首先選擇可準確辨識條碼之鏡頭，然 後調整視覺標記大小。但也可選擇適當視覺標記鏡頭及調 整條瑪形狀。 如前述根據本發明，晶圊載具之條碼及位置校正用視 .覺標記可經由改變安裝於轉運晶圓載具用之晶圓載具轉運 裝置々影像辨識卓元之鏡頭及附著於加工設儀之視覺標記 同時辨識。如此無需辨識條碼之個別條碼閱讀機。因而可 降低安裝成本。，此外無需停止加工設備來安裝條碼閱讀機 。如此導致生產力增高。 已經參照前述具體例說明本發明，但顯然易知多種取 代、修改及變化對業界人士鑑於前文說明顯然易知。如此 ，本發明涵蓋落入隨附之申請專利範圍之精髓及範圍内之 全部此等取代、修改及變化。 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 準 標 家 國 國 中 :用 |適 I度 尺 I張 -紙 I本 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 467864 . A7 B7 . 五'發明説明（12) 元件標號對照 11…通道 54…條瑪閱讀機 20…加工設備 60…晶圓載具轉運裝置 21…視覺標記 61…輸送單元 21a…矩形塾 62…支座 21b，21c，21c’…圓形標記 63…機械臂 3 0…工作臺 64…固定件 39，51a…條碼 65…固定件 40…堆集器 70，170…CCD攝影機 50···機械介面輸送器，MIC 74…CCD感測器 51…晶圓載具 75…機殼 52…入口埠 171…鏡頭 53…出口蜂 172…伸縮環 54…條碼辨識單元 175…機殼 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝------訂-----1L」-------- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -15 -

Claims (1)

1. 467864 A8 B8 C8 D8

   作*典#日 六、申請專利範圍 傅請委員明-，本索瞭·止後是否變更原實質内兹 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第87106435號申請案申請專利範.圍修正本89.02.18. 1.一種轉運晶圓載具之裝置，包含： 一個支座供裝載晶圓載具於其上； -根機械臂供由支座卸载晶圓載具及裴載已卸載 之晶圓載具於加工設備上，或由加工設備卸載(晶圓載 具及裝載已卸載的晶圓載具於支座上； 一個輸送單元供支及移動該支座及機械臂：及 一部CCD攝影機架設於機械臂内供同時.辨識附著 於晶圓載具之條碼及機械臂位置校正用之视覺標記， 該視覺標記係附著於該設備， 其中該CCD攝影機包括： 一個鏡頭具有焦距可清晰拍攝條碼及視覺標記； 摘CCD感測器供輸出對應於由鏡頭入射光量之 影像信號；及 一個機殼，鏡頭可卸式偶聯於機殼及CCD感測器 裝置係安裝於其中，及 該鏡頭具有焦距25毫求及視覺標記之寬度於工作 距離250毫米及視野為52毫求之條件下為52毫米β 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該ccd攝影機又包 含一個伸縮環偶聯鏡頭供更為微細地調整鏡頭焦距。 3. 如中請專利範圍第1項之裝置，其中該材料饋入器為晶 圓載具。 4. 一種轉運晶圓載具之方法，包含下列步驟： 經.用一條碼蘭讀機由晶圓載具之條碼讀取條碼資 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公« ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) iliit--訂！ It n n n 線r. -16 4^7 86 4 六 Λ . ..1,.Μ-·-·申請專利範圍 經濟部智愨財產局員工消費合作社印製 ^ f送攝資訊的該條碼資訊至主電腦； 裝載aa圓载具於晶圓載具轉運裝置之支持件上及 移動晶圓載具至相關加工設備； 移動安裝於晶圓載具轉運裝置之機械臂之CCC)攝 影機至與條碼上部相對且隔開預定距離，利用該CCD ΜΑ由條碼讀取條碼資訊，及傳送被該CCD摄髟機 條碼資訊之該條碼資訊至主電腦； 決定第一條碼資訊是否等於第二條碼資訊； 若決定第一條碼資訊等於第二條碼資訊，則移動 CCD攝影機至一個位置，該位置係與位於加工設備之 位置校正視覺標記上部相對且間隔一段預定距離，檢 測視覺標記之真正座標值，經由比較測得之真正座標 值與參考值算出誤差值，及根據誤差值校正晶圓載具 之裝載位置；及 裝載晶圓載具於經過校正之裝載位置。 5‘如申請專利範圍第4項之方法，其中該預定距離為250毫 米’ CCD攝影機之鏡頭焦距為25毫米及視覺標記之寬度 為52.毫来。 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先¾)讀背面之注意事項再填寫本頁).