TW507306B - Carrier shape measurement device - Google Patents

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五、發明説明q 以提及方式併入本文中 以下之專利申請以提及的方式併入本文中： 中 日本專利申請序號2000-155496，於2〇〇〇年5月25 請。 發明背景 1 ·發明範疇 本發明有關一種用品（其形狀須精確）的形狀測量裝置， 尤其是有關-種形狀測量裝置，用來測量使用於半導體裝 置生產線上（搬運機，使用來運輸一組幾個半導體晶圓。 2 .相關技藝説明 ° 在半導體裝置的生產線上，爲了在進行薄膜沉積或類似 處理的裝置間運輸-半導體晶圓，使用_種已知之運輸的 万法’即以-次收集幾個半導體晶圓在—稱爲,,搬運機.，的 谷器中的方式。-般而言’此類型的搬運機具有數個插槽 (_)位於其内輪兩側上，、以水平^直疊的方式支撑複 數個半導體晶圓，纟間隔爲預先決“間隔，其方法係藉 由該等溝槽支撑半導體晶圓兩邊。 曰 當一半導體晶圓從該運輸之搬運機中取出，並被插入一 裝置以進行薄膜沉積或類似的處理之裝置時，一個所謂之 機以手臂"裝置，^一手臂之一端(其爲一薄板的形狀) 士入請運機中兩鄰接（adjaeent)之•導體晶圓間。然後 :機备人手臂之端邵進行將一單一半導體晶圓沿著該等溝 才曰向其拉出（P姻ng)的操作，.同時以其下表面將之舉起。 此時有-個危險，若半導體晶圓與鄰接、由搬運機 支持之半導體晶圓間的間隔與其設計値偏差的程 値時，該機器人手臂的端點可能接觸到該鄰接^ 體晶圓（上表面。因爲其先前程序，已在該等半導體曰圓 的上表面上進行薄膜沉積處理或類似的處理等，此時= 人手臂的端點來與任何晶圓上表面接觸都是不好的： 可能會造成損壞或是污染。再者，如果半導體晶圓在搬二 機中支持的該等高度與設計値等有偏差的話，& 了機 手臂可能與該半導體晶圓上表面接觸之外，一個半導二θ 圓可能會有與該半導體晶圓前邊緣相撞而受損的危險 還有’若是該等半導體晶圓中有—個傾斜的話，該機器人 手臂的端部可能無法適當地舉起該半導體晶圓。由於這些 問逑，半導體晶圓在該搬運機中被支持的高度、半導髀曰 圓的間隔、及半導體晶圓的傾斜度是極度重要的，這二: 必須束制於其所允許之設計値等的範園之内。 由此緣故，在該搬運機由製造廠出貨（shipping)時及/戈 該搬運機在該半導體裝置製造商接受之時，進行一形狀測 量的操作，以決定該搬運機的形狀是否符合其設 t 再者，@Μ導體裝置生i線的清潔處理或是類似之處理 進行於高溫，該搬運機可能在使用時遭到形變。有鑑於 此，一測量的操作可以由半導體裝置製造廠進行，當該搬 運機在Μ生產線半途（partway)時，以檢查是否其形狀符合 其έ又计値等。 有一所謂之搬運機測量裝置的先前技藝，其測量一所謂 之開放式搬運機，其中針孔形成於前表面與後表面上。以 -5- A7 B7 五、發明説明（3 此結構，此開放式搬運機由其後照明，且以一 ccc^?、相機 或類似者將其外部形狀及前面該等溝槽的形狀形成影像， 然後形狀測量處理以處理該等影像的方式來進行。 然而，因爲在該搬運機中的該等溝槽形成於其兩邊，甚 至雖然在該等溝槽被測量之時，其仍然是非常困難正確地 從該等値中導出支持在該等溝槽中該等晶圓中央部分的間 ^ 及，其咼度與傾斜度。特別是，根據先前技藝所設計之 搬運機形狀測量裝置，因爲所使用的該等影像從該搬運 機前面形成，因此資訊如該等溝槽形狀爲何則無法得知， 該等溝槽較該CCD照相機的焦距要更深入該等溝槽。因 此’雖然在該等溝槽中所支持的晶圓間的間隔、該等高度 與傾斜度可以以毫米的精度來導出，然而在此階段，精度 的增加方面一直都相當困難。 特別是在近年來，直徑爲300毫米或是更大的所謂之大 型尺寸半導體晶圓使用的增加。因爲該等大型尺寸半導體 晶圓兩端由幾個毫米深之溝槽的搬運機所支持，越來越難 從該等溝槽的形狀，來知道有關該等晶圓該等中央部分間 的間隔及該等傾斜度等等的支持狀態。更甚者，在（處理） 大型直徑半導體晶圓時，甚至晶圓只有傾斜一點點，其與 其鄰近之晶圓的間隔就變得極端受限，因此以毫米精度的 /則量而言就不夠，而且測量精度需要進一步的加強。 然而，因爲根據先前技藝之搬運機測量裝置乃導向測量 一開放（open)式的搬運機，因此其不能夠應用以測量一封 閉（sealed)型、具有一封鎖（blocked)之後半邊及一前半邊有 ______-6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X297公釐) 507306

蓋子（cover)的搬運機之形狀，如依照冗]^11標準之3〇〇毫米 直徑之晶圓所謂之FOUP(前開口一體箱）搬運機。 發明摘要 本發明之目標爲提出一種搬運機形狀測量裝置，其可以 鬲準確度來測量一搬運機的形狀，以及半導體晶圓被載入 该搬運機中的姿態（attitude)。 [申請專利範圍1 ] 爲了達到以上所描述之目標，一根據本發明之搬運機形 狀測里裝置包含：一個台面，其支持一爲測量對象的搬運 機；及一個測量部，其測量該搬運機的形狀，而且該平面 包含運動耦合銷以一運動聯結器來支持該搬運機。 [申清專利範圍2 ] 在孩搬運機形狀測量裝置中，較佳的是該台面包含一表 面，其與水平基準平面、一面（facial)基準平面、及一雙邊 基準平面（其相對於由該運動聯結器所支持之該搬運機來 説爲特定）其中之—重合或是平行。[中請專利範圍3]在此 案中’較佳爲該測量部以該台面之重合或是平行表面爲基 準的方式，來測量該搬運機的形狀4巾請#利範圍4]還 有，較佳的是-移動（shifting)部，其相對於所提供之該搬 運機來移動該測量部’ JL由該移動部移動的一方向與該台 面的重合或平行表面呈平行或是垂直。 [申請專利範圍5 ] 在以上之搬運機形狀測量裝置中，較佳 提供-計算部，其計算該測量部的測量結果？計; 適用中國礙準(〇而）Μ規格(21〇X297公釐） 507306 A7 B7

507306 A7 B7 五、發明説明（6 ) 方向可以改變，同時該配置在該等三個插銷間維持相對的 關係。[申請專利範圍U]此時，較佳的是該台面包含一 板，其包含該運動耦合銷、及一支持部分，將該板載於其 上；及孩支持部包含一機制，其可以改變該板的負載方 向，以改變該等三插銷配置之方向。[申請專利範圍15]還 有，較佳的是進一步提供一尺寸計算部，其自該測量部的 測量結，果來計算該搬運機的尺寸，而且該尺寸計算部不是 直接使用從測量而來的座標結果，就是使用該座標轉換部 所轉換之座標。[申請專利範圍丨2]同時，較佳的方式是， 孩台面包含一板其包含該運動耦合銷，及一旋轉部其旋轉 該板。[申請專利範圍13]同時，較佳的方式是該台面包含 複數個運動耦合銷，該等三插銷的配置彼此相異、一機制 部用來拋射及將1衷等複數個運動耦合銷從台面縮回 (retracting)，及一控制部其控制該機構部，使得可以將該 等複數個運動耦合銷之一從台面選擇射出。[申請專利範 圍14]同時’較佳的是提供_座標轉換部，其根據在台面 上之该等運動耦合銷的方向來轉換測量結果的座標。 [申請專利範圍16] 在以上之搬運機形狀測量裝置中，較佳的是進一步提供 一計算部，該計算部導出被載入該搬運機一晶圓中心的座 標，該晶圓以附加一淨重彎曲量（其已預先由該晶圓的重 量來決定）至該搬運機至少一個晶圓支持部分的座標（其已 由該測量部測量），及該晶圓（其已由該測量部測量）一邊緣 上一點的座標。 _____ ~9r 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格 B7 五、發明説明（7 [申請專利範圍17] 一計算二機形狀測量裝置中，較佳的是進-步提供 用”i機！：：的測量結果，且該計算部，以使 ㈣圓/持部分的座標（其已由該測量部測 部分支持^圓的載人該搬運錢㈣等晶圓支持 [申清年利範圍19 ] 較佳的是該台面包含 主的表面重合或是平 在以上之搬運機形狀測量裝置中， 一表面，其與該搬運機設計之形狀爲 行0 [申請專利範圍20] ，以上之搬運機形狀測量裝置中，較佳的是該測量部以 與忒台面重合或是平行表面比較的方式’來測量該搬運機 的形狀。 [申請專利範圍18] =一搬運機形狀測量裝置包含：一個台面，其支持一爲 測讀㈣搬運機；-成像（imaging)部其形成該搬運機的 -影像；及-計算部’其計算該成像部之影像形成結果， 且該成像部包含一目標透鏡，該目標透鏡之一操作距離要 長於將一晶圓自該搬運機一針孔取出與由之插入（晶圓）的 開口，至該搬運機内之一晶圓支持部分之距離。 圖式簡單説明 圖1示一透視圖，其示一根據本發明第一具體實施例之 搬運機形狀測量裝置一測量裝置之主體丨10從外部來看的 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

规_ ο 發明-一’由圖1中之Α_Α，的方向來看，示根據本 ^罘/、版與施例足搬運機形狀測量裝置，圖所示爲在 备—降壓風扇48未操作之狀況。 m ^ 區鬼圖，示根據本發明第一具體實施例之搬運 機形狀測量裝置的總結構。 厂、辦面圖，示根據本發明第一具體實施例之搬運 幾形狀測量裝置-測量頭1()_端部分的結構。 ‘圖5A不一透視圖，示根據本發明第一具體實施例之搬運 機形狀測量裝置測量頭10的雷射AF部30，其方向爲垂直， 而圖5B示當其方向爲水平時之透視圖。 良圖t示一斷面圖，由圖2中之Β_β，的方向來看，示根據本 i明第一具體實施例之搬運機形狀測量裝置在該降壓風扇 48未操作之狀況。 &圖7jf —斷面圖，由圖2中之β_β，的方向來看，示根據本 1明第一具體實施例之搬運機形狀測量裝置在該降壓風扇 48操作下之狀況。 义圖8示一斷面圖，由圖！中之Α-Α，的方向來看，示根據本 發明第一具體實施例之搬運機形狀測量裝置在當該降壓風 扇48操作之狀況。 圖9示一透視圖，示可以利用根據本發明第一具體實施 例之搬運機形狀測量裝置來測量之一 F〇UPs搬運機18的 結構。 圖10示一説明圖，用來説明利用根據本發明第一具體實 -11- 507306 A7 B7

五、發明説明（9 施例（搬運機形狀測量裝置來測量圖9之_搬運機1 $的一 表面98平面度之步驟。 ' 圖11示、一説明圖，以一範例來説明在當半導體晶圓W被 載入圖9之該搬運機1 8時的情況及測量位置。 圖12示一流程圖，示利用根據本發明第—具體實施例之 搬運機形狀測量裝置來測量圖9之該搬運機丨8的表面％ 面度之择作。 千 圖13A示根據本發明第一具體實施例之搬運機形狀測量 裝置，一説明圖示一結構，其中一間隙49可以輕易地發生 於-防塵紙Μ上；圖13B示另一説明結構用來預防該防塵 紙 14 的鬆脱（loosening) 〇 圖14示由根據本發明第一具體實施例之搬運機形狀測量 裝置做爲測量目標之一 F〇UP型搬運機18之形狀的説明 圖，並示其某些基準線。 圖15示由根據本發明第一具體實施例之搬運機形狀測量 裝置做爲測量目標之一運動板2〇之形狀的説明圖，益示其 與F0UP型搬運機1 8該等基準線的關係。 圖16示一説明圖示根據本發明第—具體實施例之搬運機 形狀測量裝置該運動板20之尺寸，及其與1：〇1；11型搬運機 18之外部形狀的關係。 圖Πτκ —説明圖示利用根據本發明第一具體實施例之搬 運機形狀測量裝置該搬運機丨8之前表面丨8a的平面度測量 的步驟，並以該運動板20之該前表面152爲基準。 圖18示圖17之測量操作的流程圖。

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507306 A7 B7 五、發明説明（10 圖19A示一圖示根據本發明第一具體實施例之搬運機形 狀測量裝置在一完全狀態下，該運動板2〇之插銷2〇a、2〇b 與20c及該搬運機18之一凹形構件191間的嚆合·，圖i9b示 其爲一不良狀態。 圖20馬一區塊圖示根據本發明第一具體實施例之搬運機 形狀測量裝置該運動板20搖擺該等2〇a、2〇1)與2〇c插銷的 結構。 圖21A、21B、21C與21D示不同結構之該等2〇a、2〇b與 2(M#銷的斷面® ’在該等結構中，空氣從根據本發明第 一具體實施例之搬運機形狀測量裝置運動板2〇之該等 20a、20b與20c中插銷喷出。. 圖22示根據本發明第—具體實施例之搬運機形狀測量裝 置運動板20之該等20a、2〇b與2〇c插銷中噴出空氣之區塊 圖。 圖23示根據本發明第一具體實施例之搬運機形狀測量裝 置一透視圖，示於X- , 丫_及2·軸移動部丨5、夏6、口之軸 方向進行調整操作之結構。 圖24示一説明圖，示範於圖23中調整操作所利用之一直 角規250的結構與基準線等間的關係。 圖25A、圖25B、圖25C爲圖23中調整操作所利用之直角 規250結構之正視圖、側視圖及另一側視圖。 二 圖26示圖23之調整操作的流程圖。 圖2 7示圖2 3之碉整操作的流程圖。 圖28示一説明圖，來説明如何使用根據本發明第一具體 ………-——……--……… -13· 本紙張尺度g轉準格(2igx297/涵 —-----

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實施例之搬運機形狀測量裝置，從—晶圓97前邊緣點 出圓心座標的測量。 圖29示圖28之測量操作的流程圖。 圖30A示範根據本發明第一具體實施例之搬運機的—斷 面圖，來説明從考慮其淨重彎曲來支持一晶圓97之兩齒93 的座標導出該晶圓97的高度，而圖3〇B爲一斷面圖，用來 説明於該等齒93周圍，該晶圓97的齒93之彎曲。 圖31示該搬運機18__斷面圖，用來說明使用根據本發明 第一具體實施例之搬運機從該齒93座標導出一晶圓假定 度Tc 〇 圖32示該搬運機18一斷面圖，用來説明在該搬運機μ爲 —開放型搬運機時，使用根據本發明第一具體實施例之搬 運機從該齒93座標導出一晶圓假定高度Tc,。 圖33A與33B示根據本發明一第二具體實施例—搬運機該 測量頭10之操作裝置之説明圖。 圖34A至34D示範根據本發明一第三具體實施例一搬運機 的該運動板20在不同方向之透視圖，及圖34E爲該測量裝 置主體結構的透視圖。 圖35示根據本發明第三具體實施例之搬運機之一座標軸 轉換裝置351的操作說明圖。 、圖36Απ根據本發明第三具體實施例之搬運機示範該等 座標系統由該座標軸轉換裝置351變換之説明圖，及圖3佔 示範CCD ,¾相機22該輸出影像的座標軸的説明圖。 圖37不根據本發明一第四具體實施例一搬運機測量裝置

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主體的結構之透視圖及區塊圖 371 〇 及其一旋轉驅動控制部 圖38示根據本發明一第五具骨> 、_ [ 、a只她例一搬運機測量裝著 王體的結構之透視圖及區塊圖，乃甘 賊』里衣置 部381。 及其一插銷升降驅動控制 圖3 9A及3 9B示圖38之該搬運機形 ^ 嗎不狀測量裝置一板20的插 銷20a至201之結構的斷面圖等。 圖4〇爲一流程圖，示根據本發 ^ .目，丨田#罢^ 4教月罘一具體實施例搬運機 〇、裝^§该板2〇並不包括任何基準面時，Χ·、1及2 軸移動部15、16及17調整該等軸方向之一方法。 圖41爲另-流程圖’示根據本發明第_具體實施例搬運 機測量裝置，當該板20並不包括任何基準面時，χ-Ή Z-軸移動部15、16及17調整該等軸方向之一方法。 圖42A、42B及42C爲使用於圖4〇與圖“之調整操作一直 角規410的正視圖、側視圖及另一側視圖。 圖43示一使用於圖40與41中之調整操作的直角規41〇與該 基準面間關係的説明圖。 較佳具體實施例説明 根據本發明之不同搬運機形狀測量裝置等將參考圖式來 做說明。 根據本發明第一具體實施例搬運機測量裝置，如圖3所 不’包含一測量裝置主體110、一影像處理部111、一控制 益112、一主電腦113、及一輸入及輸出部114。首先，説 明遠測量裝置主體110。如圖1、2、3及4所示，該測量裝 ^ 張尺 A4 規格(21〇Χ2ϋ 507306 A7 ______B7 五、發明説明（13 ) 置主體110包含一台面12，一搬運機18載於其上，爲測量 的目標，及一測量頭1 0。在該第一具體實施例中，該台面 1 2固定在一托架2 1上面，且該測量頭1 〇的設計爲在當移動 部15、16及17在X-、Y-及Z-軸移動時，以測量該搬運機18 的形狀。因此，一抓持該測量頭1〇之底盤η放置在該托架 2 1上，且該X-軸移動部1 5被安排在該托架21與該底盤1丨之 間，用來於該X-軸方向移動該底盤1 1。 該X-軸移動邵15包含軌道15a，其形成於該托架21之上， 並延伸於該X-軸方向上，滑動構件15b固定於該底盤丨丨之 下表面，並能夠在軌道15a上滑動、一馬達1 5C、一給進螺 絲15d(其連接該馬達l5c之旋轉軸）及一螺絲帽15e(其固定 於該底盤11之下表面，並與該給進螺絲15d噶合）。當該馬 達15c的旋轉軸旋轉時，該給進螺絲1與之一同旋轉，螺 絲帽15e並藉之移動於該X-軸方向，使得該滑動構件丨5b沿 著该等執遒15a及X-軸方向移動，且該螺絲帽15e與該滑動 構件15b所固定之該底盤丨丨也在該χ-軸方向移動。 该Υ-軸移動部16位於在該測量頭1〇與一 Ζ-軸可移動板5〇 j 間（底盤11中。該Y-軸移動部16包含軌道l6a其形成於該 Z-軸可移動板501的前表面上，並延伸於該γ-軸方向，圖 中未示移動構件，其形成於該測量頭1〇的後表面並能夠沿 著執道16a移動、一馬達16c、一給進螺絲16d(其連接該馬 達16c之旋轉軸）及一螺絲帽（其未示於圖中，但是固定於該 測量頭ίο之下表面，並與該給進螺絲16d嚆合）。當該馬達 16c的旋轉軸旋轉時，該給進螺絲i6d與之一同旋轉，該螺

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絲帽並藉之移動於該Y-軸方向，使得該滑動構件沿著該等 軌道16a及Υ-軸方向移動，且該測量頭1〇也在該I軸^ = 移動。 該ζ-軸移動部17提供於該底盤丨丨中，並包含軌道ΐ7&來成 於一支持柱502上並延伸於該2_軸方向上，滑動構件雖未 示於圖中，但是形成於該Z-軸可移動板5〇1之下表面，並 能夠在軌道17a上滑動、一馬達17c、一給進螺絲(其連 接該馬達17c之旋轉軸）及一螺絲帽（其未示於圖中，但£固 足於茲Z-軸可移動板501之下表面，並與該給進螺絲嚆 合）。當該馬達17c的旋轉軸旋轉時，該給進螺絲nd與之: 同旋轉，該螺絲帽藉之移動於該Z_軸方向，使得該滑動構 件也沿著該等執道17a及Z-軸方向移動，且該2_軸可移動 板501也在該Z-軸方向移動。結果，該測量頭1〇在z_軸方 向移動。 該測量頭10可以用該等結構在X-軸方向、γ_軸方向或是 Ζ-軸方向上移動。應該注意的是其構造可以是該等X·、 及Ζ-軸移動部15、16及17的軌道15a、16a及17a藉著螺絲固 定，使得以鬆開該等螺絲的方式，可以調整該等軌道的軸 方向。再者，X-、Y-及Z-軸距離測量部36、37及38(見圖 1、2與3)配合（fmed)該等X-、Y-及Z-軸移動部15、16及 1 7，用以’則置在X-、Y-及Z-轴移動之實際量。 遂有’一運動板20架設於台面12之上，用來載入一根據 SEMI標準所謂之F0UP(前開口一體箱）型搬運機18。該運 動板20包含三個插銷2〇a、20b與20c於其上表面。該等三 L ___-17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐)

裝 訂

507306 A7 ____ B7 五、發明説明（15 ) 個插銷20a、20b與20c的形狀與配置由該SEMI標準所制定 (SEMI E57-1296)。 一運動聯結益，其爲根據該SEMI標準之搬運機的一定位 機制’其成就方式爲由該等三個插銷2〇a、20b與20c輿一 凹形構件（其於前述之該FOUP型搬運機18之底表面上之v_ 形溝槽所形成）嚜合。藉此構造，該F〇uP型搬運機支持於 該台面12上，其位置被正確地決定。根據如此，該第一具 fl豆貝施例之形狀測量裝置能夠進行該搬運機1 8形狀的測 量〜’同時以相同之運動聯結器配置來支持該搬運機丨8。如 同該搬運機18可以以一實施之半導體裝置生產線來支持， 藉之可以測量該搬運機18之形狀與高度，及正確地以在實 释使用該搬運機18時之相同狀態來載入該等晶圓。 還有，在該第一具體實施例中，測量的進行是以任一基 準面爲根據，該等FOUP型搬運機1 8基準面的確認是以該 FOUP型搬運機18的形狀爲主，或是與之平行的平面，以 正確地進行該FOUP型搬運機1 8的測量。如圖14中所示之 该等FOUP型搬運機18基準面，有一水平基準面mi、一表 面（facial)基準面142、及一雙邊基準面143，都根據冗組標 準所特足。孩水平基準面141爲一水平面由該搬運機18藉 由運動耦合銷20a、20b及20c所訂定。該表面基準面142爲 一垂直面其與該搬運機18之前表面平行，並將在該搬運機 内之該等晶圓分成兩個等量。而該雙邊基準面爲一垂 直平面’其與該水平基準面141形成一直角，並將在該搬 運機内之該等晶圓分成兩個等量。該水平基準面141由於 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 __ B7 五、發明説明（16~) " 其結構之故，並不一定與該搬運機1 §的底表面平行。 以此第一具體實施例的配置，可以以該等基準面丨4 i、 142及143爲根據的方式測量該搬運機丨8及該等晶圓的形狀 與安毖。爲了該目的，在此第一具體實施例中，該運動板 20的形成如圖15所示，並且在該運動板2〇在該台面12爲固 定的狀態中，其上表面151與該基準面141重合，或是定義 一平面.其平行延伸至該水平基準面141。以相同的方式， 1¾運動板20(其表面與該底盤丨丨相對）的前邊緣表面丨52定義 一平面其與該表面基準面142平行，而其邊表面153定義一 平面與該雙邊基準面143平行。還有，如圖15所示，拋射 (projections) 154、155、156及157提供於該運動板20四邊 緣表面152、153等之上，而且其邊緣表面15乜與156a的配 置爲定義一平面，其與該雙邊基準面143重合。類似地， 其邊緣表面155a與157a的配置爲定義一平面，其與該表面 基準面142重合。 於此將説明一定位對準步驟，使用該運動板2〇之上表面 151與邊緣表面152與153，可進行移動部15、16及17在 X-，Y-及Z-軸移動方向的調整，使其與以上所說明之該等 基準面141、142及143平行。如此做，以該F〇up型搬運機 18的基準面141、142及143爲參考的方式，在測量該F〇up 型搬運機18的形狀上有很高的正確率。以此法，以該前表 面152與該邊緣表面153爲基準的方式，測量該搬運機的前 表面18a與該邊表面，可能容易檢查是否該搬運機的形狀 是可以接受的。

507306 A7 ______B7_____ 五、發明説明（17~^^ — 還有，以此第一具實施例，該運動板20尺寸的設定爲匹 配该F Ο U P型搬運機1 8的尺寸，如圖16所示。也就是説， 該運動板20的前表面152根據設計與該FOUP型搬運機18的 箾表面1 8 a對準’而該運動板2 〇的邊緣表面1 5 3根據設計與 該FOUP型搬運機18的邊表面18b對準。 進一步而言，以此第一具體實施例，該運動板20的插銷 20a、20b與20c的設計爲可以被振動，當該FOUP型搬運機 18放在該運動板20上時，可以安全地以將該等插銷2〇a、 20b與20c與該FOUP型搬運機18的V-溝槽形裝之凹形構件 進行續合的方式聯結。也就是説，當該F0UP型搬運機1 § 放於一先前技藝型之運動板20上時，在該搬運機18之下表 面的V-溝槽形裝之凹形構件191直接平放（laid)於該等插銷 20a、20b與20c之上，而且由於該搬運機18與該等晶圓的 淨重之故，V-溝槽形裝之凹形構件191與插銷2〇a、20b與 20c彼此相噶合。然而，在先前技藝的該等插銷2〇a、2〇b 與20c爲金屬所製，而該F〇UP型搬運機1 8之製材爲樹脂， 因此容易使該V-溝槽形裝之凹形構件191的斜表面由於重 複該裝載操作之故而傷痕累累。如果該V-溝槽形裝之凹形 構件191有傷痕的話，在該等插銷20a、20b與20c與該V-溝 槽形裝之凹形構件191間的磨擦力增加，而就不可能有很 順的嚆合。如果其嚆合不好，如圖19B所示，可能在其間 產生一間隙192，例如在插銷20a與該V-溝槽形裝之凹形構 件19 1間’則該搬運機18的底表面就可能被傾斜。換句令 說，也就是以此運動聯結器無法進行適當的支持。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 507306 A7 ——___ B7 五、發明説明（π ) 在如圖20所示之第一具體實施例中，該等插銷2〇a、2〇b 與20c的設計是將該等之基座部分振動元件2〇4(包括壓電引 .動器元件）合併。當該等振動元件204在不振動的狀態時， 孩等插銷20a、20b與20c的外形滿足根據該SEMI標準之運 動耦合銷形狀規格（SEMI E57-1296)。

裝 該等振動元件204的振動方向爲該等插銷2〇a、20b與20c 軸橫向（即平行於該板20主板的方向）振動的方向。還有， 光電開關205a與205b置於該板20之上，並偵測該搬運機18 的底表面與之保持一預先決定的距離。該等光電開關2〇5a 與2〇5b包含光發射元件195，其將光發射向該搬運機18的 底表面，且受光元件196，其在該光反射回來時偵測之。 當V-溝槽形之凹形構件19ι及該等棰銷2〇a、2〇1)與2〇(：適 當地噶合，接著光從該搬運機18的底表面反射回來時適切 地入射於該等受光元件196 ;但是該等受光元件196的位置 與方向的設計，使得當V-溝槽形之凹形構件} 9丨及該等插 銷20a、20b與20〇間的嗡合如圖19B中所示不完全時，且該 搬運機18的底表面凸起，該反射光並無適切地入射於該等 受光元件196。而且，一負載感測器2〇6(其合併一負載細 胞）提供給該台面12，用來偵測在該板2〇上的負載。 如圖20中所示之電路連接至該振動元件2〇4、該等光電 開關205a與205b，及在該台面12中之負載感測器2〇6。合 併在該振動元件204中之壓電引動器元件的電極與振動元 件驅動器2G2相連，且控制信號由該等振動元件驅動器2〇2 的控制部2〇1輸出。$有，該等振動元件驅動器2〇2且有侦 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公袭：) 507306 A7 B7 五、發明説明（19 ) ---- 測該振動元件204振動相位差異之功能，並將其伯測之結 果輸出給該控制部2〇1。該等光電開關加“與“外的輸出 爲一 OR邏輯電路208與一AND邏輯電路2〇9的輸入，而該 OR邏輯電路208與AND邏輯電路209的輸出爲控s制部2〇 1 = 輸入。此外，負載感測器206之輸出係經由_放大器2〇7輸 入給該控制部201。除此之外，一計時器電路2〇3與^啓二 開關194(其由操作員接收一振動啓始指令）之輸出爲給該控 制部201之輸入。還有，一搬運機運輸機制193(其將該搬 運機1 8載入遠第一具體實施例之形狀測量裝置）的輸出也 是該控制部20 1之輸入。 如果在该負載感測器2 0 6的輸出大於一負載預先決定之 値’或疋如果由該OR邏輯電路208的輸出決定該等光電開 關205a與205b中至少一個已感測到一搬運機18的底表面， 或疋如果一搬運機負載完成的信號已由該搬運機傳輸機制 193所接收，或是該開啓開關194已由該操作員接收一振動 開始的指令，則該控制部20 1決定一搬運機丨8已載入，並 輸出一信號命令該等振動元件驅動器202來振動。該等振 動元件驅動器202輸出電壓信號給該壓電引動器元件（其包 含在該等振動元件204之中）的電極，並因此引起該等振動 元件204以預先決定之頻率來振動。由於此，因爲該等插 銷20a、20b及20c在其橫向振動，在該等插銷20a、20b及 20c之弧形端表面及該V_溝槽形的凹形構件19丨的斜表面間 的磨擦力降低了。如此，雖然只有以該搬運機1 8的淨重與 該V-溝槽形的凹形構件間191的嚆合，其已形成如圖19B中 ___ -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 507306 A7 ___ B7 五、發明説明（20 ) 的不完全，其問題仍可以解決，並將之轉變成完全的蜜 合，如圖19 A所示。 如果該振動元件驅動器202偵測到該等插銷2〇a、20b及 20c振動的相位已改變，及/或由該AND邏輯電路的輸出得 知該等壓電開關205a與205b兩者的輸出以偵測到該搬運機 18的底表面，則該控制201決定該等插銷2〇a、20b及20c已 旯全與該V-溝槽形的凹形構件19 1嚅合，且其將振動結束 之信號輸出給該等振動元件驅動器202。如此，該等插銷 20a、20b及20c的振動停止。還有，如果從該定時器電路 2 0 3的輸出偵測到從振動開始已然經過有一段預先決定的 時間了，該控制部201將該等振動停止。更甚者，在該等 振動已然停止後，該控制部201輸出信號（將於此後解釋）給 該主電腦113，以通知該搬運機18已完成了負載。 以此法，使用這第一具體實施例的運動板2〇如圖20所 示，在該運動板20之該等插銷20a、20b及20c與該V-溝槽 开> 的凹形構件19 1間不完全的舊合情形可以解決，並可能 支持並將該FOUP型搬運機18使用該運動聯結器定位。還 有’既然使用如圖20的結構，從該等壓電開關205a與205b 的輸出及從於該等振動元件驅動器202所偵測到的相位變 化’可以決定在該運動板20之該等插銷20a、20b及20c與 該V-溝槽形的凹形構件191間的嗡合是否完全，因此其可 以輕易地偵測到一噶合的狀態，其不容易用目測的。 吾人應注意，雖然不良嚆合可以由如圖20中的結構振動 步驟來矯正，其也可能以一振動結構來將空氣從該等插銷 ____ _猶23 鑛 本紙宁國國冢標準(CNS) A4規格(21〇><297涵· A7 B7 五、發明説明（21 ) 20a、20b及20c的端部、以該v_溝槽形的凹形構件m斜表 面的方向噴出，而不使用此振動步驟。爲了實行此概念， 舉例來説，該等插銷20a、20b及20c的端部可以以一多孔 式（porous)的材料形成，其示於圖21A中穿刺許多洞，並以 導官2 14提供於其基座部分，其將壓縮空氣從外部供應導 官2 12導流至該等端部211。如此行可以將空氣從該等端部 分211多孔式材料上的洞口（針孔）噴出。再者，其可以從該 流導管214提供支導管，如圖21B與21C所示，並以此結 構，其可以從該等支導管123的端部將空氣噴出。然而還 有，該等流導管214也可以以伸長（ei〇ngated)的方式形成， 使ί于殳氣從该等插銷20a、20b與20c的端部嘴出。而且， 一壓縮空氣源22 1連接於該供應導管2 1，如圖22中所示， 並提供一電磁閥22與一流量計223及一空氣壓力計224於其 間。 該控制部201偵測到該搬運機1 8已經以圖20的方式負 載，將此視爲觸發（trigger)，該電磁閥223進入開的狀態， 因而使得壓縮空氣從該等插銷20a、20b及20c的端部、以 該V-溝槽形的凹形構件191斜表面的方向噴出。還有，如 果该泥：!：計2 2 3的泥量小於一預先決定的値時，或是如果 由該空氣壓力計224所量測到的供應導管2 12超過一預先決 定的値時，則決定在該等插銷20a、20b及20c與該V-溝槽 形的凹形構件191間的噬合情形爲完全，即是在該等插銷 20a、20b及20c端部的空氣噴射孔已被該V-溝槽形'的凹形 構件191的斜表面堵住，且該電磁閥222已關閉。還有，圖 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

裝 鬱 507306 A7 ------一- ___ B7 五、發明説明（22 ) 20中的結構以此相同的方式，如果由該AND邏輯電路209 的輸出或是從該定時器電路2〇3輸出已決定該嚆合不完 全’則該電磁閥222關閉。吾人應了解，在如圖21 a與2 1B 中所不的結構中，吾人想要該等插銷2〇a、2〇b及2〇c端部 的孔面對該V-溝槽形的凹形構件ι91的斜表面。如此，其 可以將该等2氣噴出孔（其面對該V-溝槽形的凹形構件19 1 的斜表面）被堵住。 接著，該測量頭10的結構將參考圖2與圖4來説明。該測 量頭10包含測量部的兩種型式。第一，一成像部25用來測 量所形成的影像來測量該形狀，而且還有一雷射AF部30使 用一雷射用來測量在Y-轴方向的距離。 該成像部25包含一目標透鏡24、一光學系統23其包括一 伸縮透鏡、及一 CCD照相機22，全都在一透鏡筒ιοί中以 一特定之順序排列在光軸103上，。雖然併入該光學f統23 中足伸縮透鏡未示於圖2與4中，其可以用一伸縮驅動部 35(參考圖3)在光軸103的方向上，藉此變化其伸縮比。一 光纖（圖未示）傳導由配置於該托架21上之發光單位34(參考 圖3)所發射的光，將穿梭入該透鏡筒1 〇 1，且該由該光纖 端部所發射的光將會經由該目標鏡24照亮測量的目標。 還有，關於該透鏡筒1 〇 1的直徑，如圖4中所示，其目標 透鏡24所在之端部分縮小，而且一環形透鏡筒1 〇2配合 (fitted)在該透鏡筒101之端部。軸承.33則配合於該透鏡筒 101與該環形透鏡筒102間，藉之該環形透鏡筒1 〇2可以繞 著該透鏡筒101旋轉。在該環形透鏡筒102中有一半導體雷 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X 297公爱) 507306 A7 B7 五、發明説明（23 ) 射26、光透鏡28及29、及一受光元件27，其都在一光學路 徑104之上以一特定的順序排列、都合併於該雷射AF部30 裡。如圖4所示，該半導體雷射26與該光透鏡28配置於該 成像部25之光學軸的一邊，而該受光元件27與該光透 鏡29配1於該光學軸1 〇3的另一邊、對稱的位置。在此， 利用一 CCD線感測器爲該受光元件27。還有，透明視窗39 與40提供於該環形透鏡筒102中，其分別位於該半導體雷 射26與該受光元件27的前面，使得由該半導體雷射26所發 射之雷射光可以經過該等透明視窗，來衝擊（impinge)該受 光元件27。 該成像部25與該雷射AF部30的設計爲使該成像部25之焦 點位置105及該雷射AF部30的偵測範圍的中心位置相符 合。根據如此，該光學軸103與該光學軸104在該焦點位置 10 5相交。 在該環形透鏡筒102的外圍有一齒輪41。還有，一馬達 31在該透鏡筒101中以一固定托架42來固定，而且一齒輪 32配合於該馬達31的旋轉軸上。該齒輪32與以上所説明之 齒輪41齒合（meshed)，藉此當馬達3 1旋轉時，該環形透鏡 筒會在該透鏡筒101周圍旋轉。該等齒輪41與32及該馬達 3 1都包括在該AF旋轉部43之内。根據如此，以控制該馬達 3 1的旋轉量的方式，該雷射AF部3 0的配置可以在圖5 A中 所示之垂直方向與圖5B中的水平面上變換（在圖5A中包含 該光學軸104的平面爲一垂直面，在圖5B中所示的平面爲 水平面）。吾人應了解該馬達31及該環形透鏡筒102的基座

本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 _ B7 五、發明説明（24 ) 部分以一蓋子145覆蓋。 還有，雖然在第一具體實施例中的結構是該透鏡筒1 〇2 以一齒輪的方式來旋轉，另一可能的結構爲，若是以一皮 帶（belt)在該馬達31的旋轉軸與該環形透鏡筒1〇2間的方 式，也是可以接受的。 再者，在該底盤11(參考圖1)的Z-軸方向上伸長有一長方 开^开> 狀的針孔13 ’其位於該測量頭1 〇由該γ_軸部16所移動 的範圍之内。該針孔13的寬度與該測量頭10的寬度尺寸相 同。該測量頭1 0之端部自該孔1 3向外突出。還有，爲了 防止由該針孔13的外部而來的髒污或是灰塵產生於底盤j j 内’一防塵板14安排於該針孔1 3上、在該測量頭1 〇的上方 與下方。此防塵板14爲一帶形狀板，其寬度較針孔13的寬 度稍微大些，並以極賦可彎性的材料（其具低表面磨擦係 數）所製’且磨擦耐力高。該皮帶形狀之防塵板14的兩端 以一固件44(參考圖2)固定於該Z-軸可移動式板501，該防 塵板14並以該結構沿伸於該底盤11之一環内，如圖2所 示。吾人應了解該固件44並不會防礙該測量頭10在¥_軸方 向上的移動’而且在該固件44與該測量頭1 〇之間的間隙被 設定爲非常小的寬度，爲了防止髒污或是灰塵由固件44與 測量頭10之間洩漏至外部。 還有，在底盤Π的腳落有四個滾輪45，如圖2所示，而 該防塵板14由該等滾輪45導向。因爲該防塵板14由該等滾 輪45導向之故，其形狀維持在該底盤11的前表面部分之内 牆表面延伸，並且被緊緊地對著針孔13被抓持並將之堵 L _ -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（25 ) 住，而同時在該底盤U的後表面部分之上與下表面部分的 内艢表面延伸，留下某些空間於該底盤與該内牆表面。還 有’一彈簧構件46配置於該環形之防塵板14一中間位置。 該彈簧構件46將該環形之防塵板14延著其長的方向拉伸， 因此而防止其鬆脱。 因爲該防塵板14以一環形延伸，其兩端以此方法固定於 該z-軸的可移動板501上，當該測量頭1〇在該z•軸方向以 孩Z-軸移動部π的操作而移動時，則該防塵板14也與該測 量頭10的方向移動。此時，以該防塵板14的環形給進而同 時由该等滾輪45導向時’該針孔13在測量頭1〇上方與下方 的邵为都由该防塵板14來覆蓋，在底盤丨丨内的髒污或是灰 塵向外洩漏都被防止。還有，因爲該防塵板14的兩端固定 於該z-軸的可移動板501上的方式，不會防礙該測量頭ι〇 在Y-軸方向上的運動，因此該測量頭丨〇仍舊可以沿著丫_軸 方向射出並從該針孔13縮回。 在孩底盤11的下部分有一排氣孔47被開通，並在其中置 有一降壓風扇48。只要當根據本發明之第一具體實施例之 II搬運機測量裝置在操作狀態時，該降壓風扇48就操作。 由该降壓風扇48的操作下，該底盤丨丨的内部達到負壓力。 由於此，亥防塵板14變得有些彎曲，好像朝著該針孔13被 拉伸，並且，如圖8所示，一些微間隙49產生於該底盤i i 與孩防塵板14之間。空氣經由該間隙49從外部流入底盤i i (内，如圖7與8所示。如此，·其仍有可能較有效率地防止 在掭作時由該底盤11可移動之構件所產生的髒污或灰塵， -28- 本紙張尺度適财®國家標準(CNS)A4規格(21〇_ 1297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（26

如在X-、Y-及乙軸移動部15、16及17或是類似的部分洩漏 在外。在考慮到該降壓風扇48的吸力時，吾人應注意由該 彈簧構件46拉伸該防塵板14所產生反作用力的尺寸不能防 止該間隙49的產生，而且實際上該反作用力的設定，爲使 得在該防塵板丨4在針孔13上的該等部分不會鬆脱。 還有’該底盤11的外部完全由一安全罩50罩住，除了其 面對搬運機18的表面之外，因爲其爲測量的目標。該安全 罩5〇的尺寸的決定，是由該底盤丨丨在χ-軸方向可能的移動 聋已圍做考量的。還有，在該台面i 2上部分内空的空間以一 安全罩5 1罩住，除了其面對該測量頭丨〇的面之外。該安全 罩51的尺寸由負載之搬運機18的尺寸決定。還有，該安全 罩5 1的材料爲一材料具有對雷射光來説爲非透明的光學特 質’孩雷射光由測量部1〇的雷射八？部3〇所發射出來的。 遂有’在該安全罩5〇的上部分配有一三色信號塔52，用 來報告該根據本發明之第一具體實施例之搬運機形狀測量 裝置的操作狀態。 接著’泫成像處理邵111、該控制器丨丨2、該主電腦丨丨3、 及is輸入與輸出部114將參考圖3來説明。該控制器112包 s — CPU53、一伸縮驅動控制部54、一 χγζ驅動控制部 5 5、一 ΧΥΖ計數器5 6、一雷射控制部5 7、一旋轉驅動控 制邵5 8、一 ΧΥΖ驅動控制部59、一風扇控制部6〇、一狀態 監視與控制部61，及一搖桿控制部62。 1¾伸縮驅動控制部54，根棣一由該主電腦丨13 一尺寸測 量計算處理部64所接收到的成像放大比，將驅動量指令輸

507306 A7 ____ Β7 五、發明説明（27 ) 出給該測量裝置主體100的伸縮驅動部3 5。如此做，該成 像邵2 5之光學系統的伸縮透鏡之移動量受到控制，而藉之 ί亥C C D知、相機2 2的成像放大比受到控制。如此，可以根據 該搬運機1 8的尺寸及所需求之測量精確度來變化成像放大 比，並藉此可能加強其輸通量。 該ΧΥΖ驅動控制部55由該主電腦}丨3 一尺寸測量計算處理 部64接收移動指令，並指揮軸移動部15、16及 17驅動該測量裝置主體110。還有，該χγζ計數器5 6從該 等X-、Y-及Z-軸移動部15、16及17的X-、Y-及Z-軸測量部 36、37及38所接收之測量距離的結果，偵測該等X-、及 Z-軸移動部1 5、16及17將移至的座標。該主電腦π 3之尺 寸測量計算處理部64，以及該測量頭1 〇至所需求之座標的 移動，使用該等偵測之座標輸入及以回饋來控制該移動量 的方式做尺寸的測量，也在Y-軸方向以該影像處理部111 的輸出之結果來進行微小的調整，並將該測量頭1 〇焦點位 置105與測量的目標重合。 當該雷射控制部57已自主電腦113接收到一指令使用該 雷射AF部來做測量，同時也輸出一發射光之指令信號給該 雷射AF部30之半導體雷射26，其也輸入一從該受光元件 27(其包含該CCD線感測器）來的接收光信號，而且以偵測 到該雷射光是在該CCD線感測器上那個位置接收該雷射光 的方式，來導出測量目標與該焦點位置1 的偏差量。還 有，當該旋轉驅動控制部58已由該主電腦113接收一指 令，指示其朝向一如圖5A的垂直方向或是如圖5B的水平方 -30- ^紙張尺度適中S目家標準(CNS) A4規格_ X 297公釐) 507306 A7

五、發明説明（28 ) 向時，該雷射AF部3 0改變，其輸出一信號給該AF旋轉部 4 3的馬達3 1 ’指揮其精確地旋轉一預先決定的量。如此， 其可以改變該雷射AF部30的方向爲該垂直方向或是水平方 向0 該光調整控制部59由該輸入與輸出部n4已從操作員所 接收來、從主電腦113來的照明光的指令，有必要時，並 輸出一增加或減少該光的量（其由該照明單位34所發射）的 信號。如此做，該照明光經由該成像部25之目標透鏡24照 在測量目標上的量受到調整，而且由該CCD照相機22所形 成之該影像的亮度受到變化。當該狀態監視與控制部6丨已 接收一指示該主電腦丨13在操作的信號時，其在該信號塔 52上亮起一綠色的信號；然而，當該主電腦i 13的尺寸測 f計算處理部64進行計算用來處理由該雷射3〇的距離 測量結果時，在該信號塔52上亮起一黃色的信號。還有， 當该狀態監視與控制部6 1已接收到一指示該主電腦n 3指 揮該雷射控制部57用雷射AF部30以進行測量的信號時，決 定該光由該半導體雷射26發射，且該信號塔52閃爍黃色信 號。接著，當該狀態監視與控制部61已接收一由該主電腦 113所輸出之一錯誤信號時，該信號塔52亮起紅色信號= 還有，當該輸入與輸出部71的一搖桿單位71之搖桿由操 作員引動時，該搖桿控制部62指揮該X-、 1 5、1 6及1 7來直接驅動，並以搖桿操作的 移動該測量頭10在χ_、及乙方向的方式 頭10的控制。 及Ζ-軸移動部 確切（exact)量來 ’進行對該測量 ___-31-_ 本紙張尺度適用巾國國家鮮(CNS) A4規格(21()><297公^^ — '^-----

裝 A7 B7 五、發明説明（29 ) 孩控制器53的CPU 53如以上所説明的控制器} 12内的不 同元件進行操作總控制。 換句活説，該影像處理部1 1 1接收成像資訊（其由該CCD 照相機22輸出），在如二位元化（binarizati〇n)處理或類似之 處理時，進行影像處理，並將之輸出給主電腦113。 該主電腦113包含一敎導管理部63、一處 摩、-測量結果管理部65、—人與機械二里上一 s己fe 67。在该s己憶體67中，預先儲存一程式，其使用來進 行測量-搬運機18(測量目標)上多處之尺寸的複數個測 量，隨該操作員纟決定。該敎導管理部63接收指令指示該 操作員所想要測量的地方，或是指示所想要測量的方法， 自鍵盤68或是滑鼠69經由該人與機械介面66，並選擇在該 記憶67中之—程式來執行該等指令。而且，在指揮前述之 程式給該尺寸測量處理部64執行之同時，其也檢查該程式 的程序。 以自該記憶體中讀入該程式（其已由該敎導管理部Μ)及 執行的方式，該尺寸測量計算處理部64發出如以上所述之 指令給該控制器112的不㈣，使得以移動該測量頭10至 該所想要的座標，並使得以該測量頭1〇之成像扣盘該泰 ㈣㈣行測量β以具體的說法’該輸出影像的每一: 素的座標，都以進行計算的方式，被轉換成χγζ座標，以 建立該ΧΥΖ計數器56(在該等Χ_ΉΖ挪動部15'、16及 IkXYZ厓標系統)的輸出座標與該影像(其爲該影像處理 邵m的輸出)的中央點的座標間的對應關係，而且 507306 A7 B7 五、發明説明（30 ) 行的目的爲導出该影像處理部111的輸出影像中所想要（測 量）之處間的尺寸。還有，該尺寸測量計算處理部64進行 計算處理及類似的處理，以導出該測量目標在Y-軸方向與 焦點位置105的偏差量的方式’使用該雷射AF部3 0，爲了 以南精確度測量及偵測该測量目標在Y -轴方向（即深度）尺 寸的分佈。吾人應注意該焦點位置105在由該雷射af部3 〇 測量時該測量的XYZ座標對應該影像處理部111的輸出影 像中央點座標。 由該尺寸管理（測量）計算處理部64所計算之每_處之尺 寸數據都被儲存在一於該測量結果管理部65的記憶體中。 該測量結果管理部65以一 CRT 70以原型顯示在其記憶體内 之尺寸數據’或疋根據操作貝的指令，進行計算以導出尺 寸數據之統計數據或是尺寸偏差度（錯誤）數據或是類似的 數據，並將該計算結果顯示於CRT 70。 現在，一 FOUP型搬運機18(其爲根據本發明第一具體實 施例之搬運機形狀測量裝置的測量目標）的結構將參考圖9 做詳細説明。FOUP(前開口一體箱）爲一由犯賴標準所特 足之搬運機形狀，且其爲一封閉型搬運機其可接收3〇〇毫 米直徑之晶圓。用具體的語言來説，該F〇Up型搬運機18 包含一主體91，其只在其前表面具有_針孔，以及一門92 用來關閉該針孔。在該主體91内部的兩側邊表面上，都有 複數個拋射，即所謂之齒93,齒與齒間有固定之間隔。該 等300毫米直徑之晶圓的兩邊緣都由圖丨丨所示之該等齒％ 來支持。還有，三個凹形的構件（圖未示）提供於該主體Μ

507306 A7 ___ B7 五、發明説明（31 ) 的底表面上。以該等三個凹形的構件與該台面12之運動板 20的插銷20a、20b與20c嚆合，得到一依據沾組標準之運 動聯結器。 返有’該FOUP型搬運機18的門92有註册表示 (registration)的插銷洞96，用來將門92定位，及使用門栓 鑰匙洞95用來將門92保持在未上鎖的狀態或是鎖上的狀 態。當，門92開啓時，首先，門92的定位的進行是將一負載 口之狂册插銷插入該等註册插銷洞96，然後，在將門栓鑰 匙插入門栓鑰匙洞且旋轉的方式將該門92置於未上鎖的狀 態時，門92以將孩負載口將門向前朝自己拉的方式來與該 主體91分離，如圖9所示。 吾人應注意，該運動板20在該台面12上方向的安排，使 得該搬運機18之針孔表面與χζ平面平行延伸。 該第一具體實施例之搬運機形狀測量裝置用來、以以上 所述之該測量頭10在X-、γ-及z_方向移動的方式進行測 I，而並不疋移動該搬運機丨8。如此，因爲該搬運機沒有 受到移動所產生的任何的振動或是陡震或是類似之震動， 因此其可以在半導體晶圓97載入該搬運機18時，以高精確 度進行測量。對於所想要被測量的地方呢，可以，舉例來 説，以該測量頭10之成像部25來捕捉一影像（該影像包括 如圖11所示之e、g及h點，以及一影像包括圖i i中所示之f 點）的方式；以該成像處理部丨丨丨偵測邊緣部分（其對應該等 影像中之e、f、g及h點）的方式；以該尺寸測量計算處理部 64計算該等點e、f、§及11的座標；及以計算點e及f座標間 -34- 507306 A7 _;__ B7 五、發明説明（S2 ) 的距離的方式，以得到該搬運機1 8開口内部的寬度e。還 有，以計算點g及h間的距離的方式，其可以得到該針孔邊 緣的寬度G。吾人應了解，即，在搬運機丨8上複數個地方 以進行相同之測量的方式，其可以在複數個地方得到該針 孔内部的見度E及針孔邊緣的寬度G。以如此的方式行，其 可以得到該等寬度E與該等寬度G的分佈。該等測量進行於 搬運機1 8的主體91上，在門92開啓的狀態下。 還有，以相同的方式，如圖Π所示，其可以測量該等晶 圓前邊緣在中央部分的間距I，進行成像部25包括在該等 晶圓9 7中央部分之點i、j、k、1、m及η形成影像的方式， 以該成像處理部1 11偵測對應每一該等影像中該等點丨、j、 k、 1、m及II之該邊緣部分，並以尺寸測量計算處理部64計 算該等i、j、k、卜m及η點座標並導出該等點i、j、k、1、 m及η間間距的方式。此時，其可以，以使用（對丨、j、k、 l、 m及n點X-座標而言）在該等晶圓92上所想要的位置之 座標的方式，在任何位置測量該等晶圓間距I，如在該等 晶圓97的邊緣部分或是其中央部分或類似之處，該等晶圓 92需要從該針孔的内牆的寬度ε來導出該等晶圓之間距j。 還有，除了以該測量頭1 〇的成像部25來形成一影像的方 式外，其可以使用雷射AF部30以高精確度來得到在γ-軸方 向的座標。此時，因爲已參考圖5Α與5Β做了説明，該雷射 AF邵30所發射的雷射光的方向可以在垂直方向與水平方向 間變換，因此其可以該雷射AF部30進行測量窄小的部分， 在測量目標向前射出之結構中，雷射光可以輕易被遮蔽失 __ _-35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 507306 A7 ___ B7 五、發明説明（sT~) 光（echpsed)。在此，爲使用該雷射AF部30的測量例子，在 門碰撞並停止之針孔的邊緣的表面98，其平面（平坦度）程 度測量操作之進行，將於此以參考圖丨〇與丨2的方式説明。 该尺寸測量計算部64讀進一程式（其儲存在記憶體67中）， 其細節示於圖12之流程圖中，並以執行該程式的方式進行 測量。雖然圖1 〇中的點a、b、c及d的座標使用在圖12之流 程圖中，，其對應在以上之測量前，該尺寸測量計算部64、 以成像邵2 5形成一影像的方式，所測量的座標，或是由操 作員經由該輸入與輸出部114所指定的座標。 首先，在一步驟S121中，以使用該尺寸測量計算部64輸 出‘令給旋轉驅動控制邵5 8，用來做該雷射AF部3 0的AF 旋轉部43之旋轉，將該雷射AF部30的方向設爲如圖5B中的 水平方向。接著，在步驟8122中，該尺寸測量計算部64， 除了指示該XYZ驅動控制部55以進行移動，也接收從該 XYZ计數器5 6所偵測的結果’使得以對移動量進行回饋處 理’並藉之移動該測量頭1 〇之焦點位置1 〇5至該碰撞表面 9 8上的點a。接著，在步驟S12 3中，該尺寸測量計算部6 4 指示該雷射控制部57從半導體雷射26來發射光，並在此時 在指揮（步驟S 124)該XYZ驅動控制部55來在X-軸方向以一 預先決定的速度移動該測量頭1 〇時，從雷射控制部57(步 驟S 125)接收該焦點位置1〇5在Y-軸方向測量目標的偏差 量。該尺寸測量計算部64從雷射控制部57接收之該焦點位 置105在Y-軸方向測量目標的偏差量正確地計算座標。 還有，對每一個點的X-與Ζ-座標，從該等χγζ軸距離測量 __ -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 507306 A7 _______- —___ B7 五、發明説明（34 ) 裝置36、37及38的偵測信號由該χγζ計數器％讀入並從其 決定該等座標。步驟8124與8125 一直重覆直到在步驟Sl26 中決足茲測量頭1〇的座標已達點b。然而，如果在此處理 中k 4田射k制邵57的輸出明顯地看出在步驟s丨25中之受 光元件27已可以接收光了，那麼該雷射光已被該針孔的邊 緣遮蔽失光，而控制流轉移到步驟S12 7。 在步驟S 127中’該尺寸測量計算部64將測量頭1 0移動至 c點的座標，以測量該碰撞面98在垂直方向平面度的正確 度。在進行此移動時，如以在步驟s丨22中的相同方式，在 指示該XYZ驅動控制部55以進行移動時，以接收由該χγζ 計數益56偵測之結果來進行回饋處理。接著，以該尺寸測 量計算邵64輸出指令給旋轉驅動控制部58，使之旋轉雷射 AF部30之AF旋轉部43，該雷射AF部30的方向被設在（在步 驟S128)如圖5Α中所示之垂直方向。而在指揮（步驟S129)該 XYZ驅動控制部55、以一預先決定的速度來移動該測量頭 於Z-軸方向時，其從雷射控制部57(步驟S130)接收該焦點 位置105在Y-軸方向測量目標的偏差量。該尺寸測量計算 邵64從雷射控制部57接收之該焦點位置1〇5在Y-軸方向測 量目標的偏差量正確地計算γ-座標。還有，對每一個點的 X-與Z-座標，從該等χγζ軸距離測量裝置36、37及38的偵 測信號由該ΧΥΖ計數器56讀入並從其決定該等座標。步驟 S129與S130—直重覆直到在步驟S131中決定該測量頭1〇的 座標已達點d。然而，如果在此處理中從該雷射控制部5 7 的輸出明顯地看出在步驟S130中之受光元件27已可以接收 _______-37- 本紙張尺度適用中國國家標準(〇]^3) A4規格(210X 297公釐) 507306

光了，那麼該雷射光已被該針孔的邊緣遮蔽失光，而測量 被中止。 由孩尺寸測量計算處理部64已有此測量步驟所導出之碰 撞面98上之不同點的γ-座標的平面度，並在將結果儲存在 一於該測量結果管理部65中時，同時也以一 CRT 7〇顯示結 果。 以此方式，因爲在本發明第一具體實施例中之測量頭i 〇 具有雷射AF部30，其可以極高的精確度來測量在軸方向 的座標。如果，其可以正確地測量該搬運機18的平面度。 逐有，因爲以以上所述之碰撞表面98的測量方式，其可以 將雷射AF部30的方向在進行測量時，在垂直方向與水平方 向交換，因此，其變得可以在遵循一碰撞表面98的周邊方 向時進行測量，該碰撞表面98原本不能以該雷射八？部3〇來 不ϊ疋在垂直方向或是水平方向，由於雷射光遭到 邊緣遮蔽失光之故。 接著，做爲一使用該雷射AI^p3〇測量的另一個例子，將 說明的是從一 FOUP型搬運機18之前表面18a中之一針孔的 邊緣表面之面基準面142的距離測量，及與之平行的程 度。此測量的進行方式是利用該運動板2〇的前邊緣表面 與孩面基準面142平行之故，並進一步與該搬運機18的 前表面18a重合。該測量是以該尺寸計算處理部64執行一 預先儲存在記憶體67中之程式的方式來進行，該程式之流 程圖示於圖18。雖然在圖18的流程圖中，圖17中之該等點 &至」的Y-軸座標正確地以雷射八？部3〇來測量，移動該測量

507306 A7 _______ B7 五、發明説明（36 ) 頭10之焦點位置105至該等點a至j所需求之XYZ座標，對應 於該尺寸計算處理部64在以上測量之前已使用成像部25形 成一影像的方式來測量，或是由操作員經由該輸入及輸出 部Π4所指定之該等座標。 參考圖18，首先在一步驟S171該尺寸計算處理部64從以 上所説明之圖20與21之控制部的輸出檢查該FOUP型搬運 機18是否設定於該運動板2〇之上。接著，在步驟sm中， 該尺寸計算處理部64，在指揮該χγζ驅動孔雀部55以進行 移動時，也接收由該XYZ計數器56所偵測的結果，以對移 動的量進行回饋處理，並藉之移動該測量頭丨〇的焦點位置 105至該運動板20上之前邊緣·表面152的a與b點，並且以該 雷射AF邵30來測量該等點&與b的Y-軸座標。該等測量値被 儲存在該測量結果管理部65。接著，在步驟s 173中，該 XYZ计數器56的Y-計數器在該等點3與b的γ-座標位置被重 設爲零。吾人應注意該等點&與b的Y-座標位置彼此符合， 因爲該X-軸移動部1 5的X-軸方向正確地調整至與該前邊緣 表面152平行，其方式爲一調整該等XYz軸的方向的步 驟，其將於以下參考圖23至27來説明。 在步驟S174至S177中，該尺寸測量計算處理部64依序移 動該測量頭10至該等點c至j，並以該雷射AF部30來分別測 f其Y-軸座標。以這樣的方式，測量從該前邊緣表面 152(其被重設爲零）至等點〇至」在γ-軸上的位置。自步驟 S 17 8該等測量的結果與某最大可允許値等來比較（土 〇 $毫 米），並（在S180與S181中）如果其在該等最大可允許値的範 ____ -39- 本紙張尺度適用中國S家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) --—- JU/3U6 A7 五 發明説明（37 園之内’則做成一個通過的決定，然而若是其在該等最大 可允許値外，則做出一失敗的決定。還有，在步驟S 1 82 中’ 一最小二乘法的平面使用所測量之該等點c至j在Y-軸 上的位置、及該等點c至j的XZ座標計算出來，並在步驟 S 1 83中計算該平面與該面基準面ι42間的平行度。該等點c 至j於以上所決定在Y-軸上的位置，及其決定之結果，以 及其平行的程度，除了儲存在該測量結果管理部65中，還 被顯示於CRT 70上。 以此方式，因爲使用該第一具體實施例的該形狀測量裝 置，該運動板20的前邊緣表面152爲一表面平行於該搬運 機18之面基準面142，因此其可以參考該搬運機18之面基 準面142來測量該搬運機18之前表面18a的平面程度。如此 做，可以參考該面基準面142來進行測量，而無須偵測該 等插銷20a、20b與20c的配置問題。如此，得到的結果是 其可以在半導體裝置（其使用搬運機18)製造的過程中，實 際地參考該面基準面142精確地決定該搬運機的姿態。還 有，如果該運動板20之前邊緣表面1 52的位置與根據該搬 運機18之前表面18a所設計的目標位置重何的話，其可以 一簡單之測量該前表面1 8a相對該前邊緣表面1 52的偏差度 的方式，進行對該前表面1 8 a的測量。同時，當測量該搬 運機18之左側邊表面18b時（如圖16所示），如果該左邊緣表 面153(其示該左側邊表面18b根據設計之目標位置）已準備 好，其也是可以進行該左側邊表面1 8 b的測量，以相同的 方式測量其共同的偏差度。以於該運動板20上形成一形狀 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) A7 B7 五、發明説明（38 ) (其示根b據該方法所設計之目標位置）的方式，其變成可以 進行測量，而不必注意該搬運機丨8的基準面。 還有，因爲該運動板20的製造方式是，不光是具有— 平行於該面基準面142,還有平行於該水平基準面“I與= 雙邊基準面143的面等，因此，以相同的方式，以表考爷 等基準面來測量該搬運機18形狀的方式，可以輕易地根2 該水平基準面141或該雙邊基準面143進行測量。如此，在 一實際使用搬運機18之半導體裝置製造過程中，其變成可 以確保晶圓（其以機器人手臂儲存在搬運機中）負載與卸載 的可靠性，並且以確保該F〇UP型搬運機18的門92開啓與 關閉的可靠性，以及以確保該負載口封閉該搬運機18之邊 緣面1 8a之封閉特性。 接下來，爲一使用雷射AF部3 0之另一個測量型式，將説 明從一晶圓97前邊緣的形狀，來得到該晶圓97(其以儲存 於一 FOUP型搬運機18的狀態）中心的X-與座標之測量操 作。該測量操作同樣地也是以該尺寸測量計算處理部64以 執行一預先儲存在該記憶體67中之一程式的方式來進行， 如同示於圖29中的流程圖一樣。雖然在圖29之流程圖中 a、b與c點被使用做測量點等，用來移動測量頭1〇至該等 點a、b與c所需求之χγζ座標對應該尺寸計算處理部64在之 前已使用成像部2 5形成一影像的方式來測量，或是由操作 員經由該輸入及輸出部114所指定之該等座標。首先，在 步驟S291與292中，該測量頭10被移動至點a，且該點a之 座標値（XI、Y1與Z1)以雷射AF部30以高準確度測量Y-座 __ -41- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（39 ) 標而得。以相同的方式，對點b與c而言，點b座標値（X2、 Y2與Z2)與點c座標値（X3、Y3與Z3)使用雷射AF部30測量 而得。然後，在步驟S295中，該等點a至c之每一 X-與Y-座 標値組分別被代入一圓之方程式中（Xi-X〇)2+(Yi-Y〇)2=R2， 其中i= 1、2與3，而該圓心的座標値（X0，Y0)被計算出 來。如此，可以計算該晶圓97於儲存於該搬運機1 8之狀態 時之中心座標（X0，Y0)。 還有，至於該晶圓97中心的高度座標（該Z-軸座標Z0)， 其可以從直接測量之左右齒93的座標値導出，得到該晶圓 97之一假定的高度Tc，假設該晶圓狀態儲存爲沒有淨重來 管曲，如圖3 0 A所示，並加上該晶圓9 7的淨重彎曲量。該 晶圓97之淨重彎曲爲一彎曲量由該晶圓97之直徑及其厚度 與材料所決定的量，其可以由計算而得。其可以計算該假 定的高度Tc，以將如圖31中所示之該面基準面142位置之 左右齒93端部分所測量得到之高度（Z-座標）TL及TR代入方 程式Tc=(TR+TL)/2而得。還有，其可以用方程式Θ =tan」 ((TR-TL)/W)計算該晶圓在其儲存狀態之假定傾斜度Θ， 其中W爲該左右齒93間的距離。而且其可以從該搬運機1 8 在左右兩堆齒之相對的每一齒對得到一假定之高度T c與一 假定之傾斜度β。如此做，其可以導出在該搬運機1 8中該 等晶圓97的每一中心的高度座標。 還有，在該搬運機18不是FOUP型但卻是開放式時，如圖 32所示，其可以測量每一齒93的該邊緣高度TF及其後邊緣 高度ΤΒ。然後其可以計算一假定之齒93中心的高度Tc·， -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 __；___ B7 五、發明説明（4〇 ) 從前至後的方向，將該等値代入方程式Tc，= (TF+TB)/2。 以相同的方式，其可以從方程式Θ =tan-i((TF-TB)/L)計算 一從前向後傾斜的傾斜度Θ，，其中l爲該齒93從前向後的 長度。還有呢’可以以允許該晶圓97在該齒93由於其淨重 4故的彎曲的方式，如圖3〇B所示，得到該晶圓97在該齒 93靜止於中心上的高度。 接著’將説明調整X-、丫-及2-軸移動部15、16及17之 X-、Y-及Z-軸移動與該FQUp型搬運機18之乂…严及。軸平 行之操作。居FOUP型搬運機1 ^之x…y-及2-軸，如圖μ所 不’以將該搬運機1 8前表面的左角爲原點、並以該水平基 準面141、該面基準面142及該雙邊基準面143爲基準的方 式所決定的。該X-軸平行於該面基準面142與該水平基準 面141相交之線；該y_軸平行於該雙邊基準面143與該水平 基準面141相交之線；該2_軸平行於該面基準面ι42與該雙 邊基準面143相交之線。以調整及Z_軸移動部15、 16及17之X-、Υ-及Ζ-軸移動與該FOUP型搬運機18之 X-、y-及z-軸平行的方式，其可以正確地決定該搬運機18與該等 晶圓97的形狀與姿態，其以該等、严及z-軸等爲主儲存 在此。還有，至於該搬運機18的形狀，因爲有許多元件與 該等X-、y-及z-軸平行，只要移動一或兩個X-、Υ-及z•軸 移動部1 5、16及17的軸就行了，其變得可以找到在該成像 部25之焦點深度〇之内及該雷射af部30之該等測量點，而 因此其變得可以縮短測量的時間。 凋整X-、Y-及Z-軸移動部15、16及17之X-、Y-及Z-軸移 L_ -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 507306 A7 _ B7 五、發明説明（41 ) 動與該FOUP型搬運機18之X-、y-及z-轴平行之操作將來考 圖23至27來説明。在圖26與27中的流程圖所示之一程式預 先儲存在該主電腦113之記憶67中。該尺寸測量計算處理 部64以讀入並執行該程式的方式，進行以上所説明之調整 步驟。首先，在步驟S261中，該尺寸測量計算處理部64在 C RT 7 0上顯示對該操作員的邀請以將一位移量尺連附於該 測量頭10的端部。該操作員如圖23所示配合一位移量尺 231。此時，該位移量尺231感測器的軸103與該測量頭1〇 的光學轴重合。該位移量尺2 3 1顯示輸出於一位移量尺顯 示裝置232上的時候，其也同時爲該尺寸測量計算處理部 64的輸入。該操作員引動該搖桿單位71的搖桿，並移動該 位移量尺23 1感測器的端部至該板20的前邊緣表面1 52。在 步驟S262中’在操作該X-轴移動邵1 5以移動該測量頭1 〇於 X-軸方向時，該尺寸測量計算處理部64在此時輸入該位移 量尺23 1的輸出。因爲已於先前説明過爲什麼該板2〇的前 邊緣表面152平行於該面基準面142，因此其可以如此行來 偵測該X-軸在Y-軸方向的傾斜量。接著，該操作員引動該 搖桿’並移動該位移量尺23 1感測器的感測器至該板20的 上表面1 5 1上。而且，在操作該X-轴移動部1 5以移動該測 量頭10於X-軸方向時，該尺寸測量計算處理部64在此時輸 入該位移量尺23 1的輸出。因爲該板20的上表面1 5 1平行於 該水平基準面141，因此如此行來可以偵測該X-軸在Z-軸 方向的傾斜量。 在步驟S263中，該尺寸測量計算處理部64從該等位移（其 ____ -44- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 507306

约輸入）分別由該X-軸移動部15相對於該前邊緣表面152與 該上表面151導出該等平行程度，及，如果在一步驟§264 中，被決定其夠平行，則在步驟S265a*，某些補償値等 被當做零，而且如果其被決定不夠平行時，則在步驟 S265b中，有二個用來分別取消χ_軸相對γ_軸與軸傾斜 量的補償値（傾斜之量）被導出；然後，該流程控制前進至 一步驟S265c。該尺寸測量計算處理部㈣儲存該導出之補 仏値於一内邵記憶體中，並於之後，在當移動該χ_、1及 Ζ軸知動# 1 5、16及1 7做爲調整或是測量操作時，其總是 考慮這些該等補償値，使得其可以用控制移動量等的方 式，調整在X-方向的移動總是與該{7〇111)型搬運機18的^軸 平行。 接著，在步驟S265c中，該操作員將該位移量尺23丨感測 器的端部分別移動至該板20的側邊緣表面1 53及至其上表 面152，而且每一次，該尺寸測量計算處理部料輸入該位 移量尺231的輸出，同時操作該γ-軸移動部16使之得以在 Υ-軸方向移動該測量頭1〇。如此做，可以偵測該γ —軸在χ_ 軸方向的傾斜量及在Ζ-軸方向的傾斜量。在步驟S266中， 該尺寸測量計算處理部64從該等位移値（其爲輸入）分別導 出孩Y-移動部16之Y-軸與該側邊緣表面ι53及該前表面ι52 之平行程度，及，如果在步驟S267中，決定其夠平行，則 在步驟S268中，該等補償値等被當做零，然而如果其被決 定不夠平行時，則在步驟S269中，有分別用來取消γ_軸相 對X-軸與Ζ-軸傾斜量的補償値（傾斜之量）被導出；然後， -4 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 5〇73〇6 A7 B7 五、發明説明（43 ) 該流程控制前進至步驟S270。該尺寸測量計算處理部64儲 存該導出之補償値於一内邵記憶體中，並於之後，在當移 動該X-、Y-及Z-軸移動部15、16及17做爲調整或是測量操 作時，總是考慮到這些該等補償値，使得可以調整在γ—方 向的移動，以控制移動量的方式，使之總是與該FOUp型 之搬運機1 8的y-轴平行。 接著在步驟S270與S271中，有顯示要求該操作員來設 定一直角規（構件）250於板20的上表面上。無圖24所示，該 操作員載入該規250於板20之上，使得相互垂直的側邊表 面251與252分別地與該雙邊基準面142與該面基準面142重 合。該直角規250的形狀示於圖25A、25B與25C中，且其 上表面253及下表面254與其側邊表面251與252成直角； 且，還有，該側邊表面251與該側邊表面252也相互垂直。 在步驟S272中（參考圖27)，該操作員引動該搖桿，使得以 移動該位移量尺23 1的端部至一位置，用來測量該直角規 250的前表面252。在此狀態下，在步驟S273中，該尺寸測 量计算處理邵64輸入該位移量尺23 1的輸出，同時還操作 該Z-軸移動部17，使得將該測量頭1〇移動於該2_軸方向。 這麼做，可以（在步驟S274)偵測該Z-軸在Y-軸方向的傾斜 量。而且，爲了補償該傾斜量，在步驟8275中Crt 70有一 顯示要求操作員進行調整，使該Z-軸移動部17的軌道1 7a 在Y-方向傾斜適當的量。該操作員調整該等執道17a的螺 絲，因而以軌道17a在Y-方向傾斜的方式，調整軌道1以的 方向。 ___-46- 本紙張尺度it财S时料(CNS)]:4規格(><挪公茇) 507306 A7 _____B7 五、發明説明（44 ) 以相同的方式，在步驟S276至S279中，該位移量尺231 的輸出被輸入’同時以Z-軸移動部17於Z-軸方向移動測量 頭10 ’爲了使該位移量尺23 1的端部來測量該直角規250的 邊表面25 1。而且，再次地，該z_軸在χ-軸方向上的傾斜量 被偵測，而且CRT 70顯示出要求該操作員來進行調整，以 傾斜該Z-軸移動部17之執遒17a於X-軸方向，做爲補償。 該操作員調整該等執道17a的螺絲，因此以傾斜執道丨〜於 X-軸方向方式，調整了軌遒17&的軸方向。如此做，其可 以調整該Z-軸移動部17的Z-方向，以機械的方式，來將之 調整至平行於該FOUP型搬運機1 8的z-軸。 以上的操作，該等X-、γ-及2-軸移動部15、16及17之 xyz軸可以被調整，使之平行於該印训型搬運機18的乂％ 軸等。吾人應注意，用以上的步驟，用該尺寸測量計算處 理邵64，以軟體做補償，來進行該等χ-及γ_軸及之調整， 而Ζ-軸的調整是機械式的；但是，其可以在軟體中補償的 方式來碉整X-、Υ-及Ζ-三軸，做爲一替代方案，或是以機 械式的方式，分別用該等軌道1 5 a、15 b與1 5 c的軸等來調 整X-、Y-及Z-三軸。 接著，將説明根據本發‘明一第二具體實施例的搬運機形 狀測量裝置。在此第二具體實施例中，在該測量頭1 〇之焦 點位置1 〇 5與該測量頭10頂點的距離，換句話説即操作距 離，其決定使得其較該搬運機18的前表面l〇a與該齒93的 前端間的距離要長些，如圖33A所示。除了此特色外，此 第二具體實施例與以上所説明之第一具體實施例相同。該 _ _ _-47- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（45 測量頭10頂點的意思，爲其端部分定位於測量目標方向最 遠的意思。在如圖4中所示的結構中，該環形透鏡筒102的 該等視窗39與40構成該測量頭10的頂點。以合適地將該透 鏡系統（包括該目標鏡24及該等凝結器透鏡28與29等）的焦 點距離，及該雷射AF部30的光學軸1 〇4的方向設定的方 式，要將該操作距離弄得較長是可能的。因爲，將該操作 距離弄得較該搬運機1 8的前表面1 8a與該齒93前端間的距 離大，可以直接測量該齒93前端，同時將該測量頭定位於 該搬運機1 8前表面18a的附近，因此其可以測量該搬運機 1 8的前表面18 a與該齒9 3間的距離，及類似的距離，而且 精確度高。 . 還有，以將該測量頭1 0之操作距離安排得更長些，如圖 33B中所示，其變得也可以使之較該機器人處理凸緣 (flange) 94的基座部分與該前表面18a間的距離長些。此 時，其變得可以測量該搬運機1 8的前表面18 a與該機器人 處理凸緣94的基座部分的距離，及類似的距離，而且精確 度南。 以高精確度進行測量變得可能，甚至對一較大的搬運 機，如該搬運機18其可以裝載300毫米的晶圓97，以設定 該測量頭10的操作距離長的方式，因爲其可能以一光學方 法來測量該形狀及尺寸。 接著，根據本發明搬運機形狀測量裝置的第三具體實施 例將於此説明。雖然在以上所説明之第一具體實施例中， 其運動板20固定的方向使得該搬運機1 8的針孔與該測量頭 -48- 507306 A7 B7 五、發明説明（你 ) 10面對面，在此第三具體實施例中，該結構允許該運動板 20的方向可以旋轉。除此之外，該結構與以上所説明之第 一具體實施例一樣。以具體的説法，如圖34A所示，四個 螺栓牙孔346提供於該運動板2〇中，其位置的安排使得其 構成一配置其對其中心點來説是旋轉對稱。還有，一拋射 347}疋供於該運動板2〇之一角落附近。換句話説，提供四 個螺絲，孔345於該台面12上，其位置對應該等四個螺栓穿 孔346，如圖34E所示。根據此結構，其可以用如圖34八至 34D中所示之任何方向將該運動板2〇固定於該台面。之 上’以將固定螺栓348穿過該等螺栓穿孔346並旋上該等螺 絲孔345。偵測該拋射347之開關341至344提供於該台面 之四個邊表面。 根據如此’對該搬運機18的前表面而言，即如果想要測 量圖14之FOUP型之搬運機18的乂2表面，則將該運動板2〇 固定於孩台面12於圖34A之方向的方式，其可以確保在當 該搬運機18負載時，該搬運機18的前表面面朝向底盤η。 在如圖34Α中所示之方向，該運動板2〇的拋射347由開關 所偵測到。根據如此，如果該開關341已偵測該拋射 7的話 了以被辨識出來，該運動板2 0是朝向測量該搬 運機18的前表面之合適的方向。該開關341的輸出信號被 一座標轉換裝置351來使用，其將於以後在座標轉換:説 明。以相同的方式，如果想要測量該搬運機18的左邊表面 (在認搬運機18的xyz座標系統中爲-yz表面；參考圖14)的 話，則該運動板20以圖34B所示的方向負載於該台面12之 -49· 507306 A7 B7

上；如果想要測量該搬運機18的後表面（JL 叫V六-XZ-表面），則 該運動板20以圖34C所示的方向負載於該台面12之上· 如果想要測量該搬運機18的右邊表面（其γζ. ;、 ,’、 w、衣面），則1褒運 動板20以圖34D所示的方向負載於該台面12之上。 以此法旋轉該運動板20並將其方向固定，其可以口、以負 載該搬運機18於插銷20a、20b與20c上，正確地 :

裝 機18朝向所想要的方向，並從該方向來測量其形狀= 如此，其變得可以正確地測量該搬運機的整個形狀。因爲 以此做，其可以精確地測量一較大之搬運機18的整個形狀 (較大之搬運機是需要的，因爲極困難用手來傳輸之故）， 藉之其可以確保該自動化傳輸之可靠性。 還有，該運動板設定其方向的旋轉，其進行於在該搬運 機負載之前。如此做，便沒有使該搬運機丨8或是載入其上 之該等晶圓受到旋轉的陡震，而且也不會打擾到該搬運機 18或是該等晶圓姿態。根據如此，其好處爲其可以正確地 測量該搬運機18的姿態、其位置由該聯結器所決定，無論 其方向爲何。 纛 吾人應了解，當該運動板20是以圖34A至34D所示的方向 旋轉時，該CCD照相機22(參考圖36B)上影像的座標系統 (xM ’ yM) ’如果其方向如圖34A所示，對應該搬運機1 $之 xyz座標系統的χζ平面；如果其方向如圖34B所示，對應該 板運機1 8之xyz座標系統的-yZ平面；如果其方向如圖3 4c 所示’對應該搬運機18之xyz座標系統的-XZ平面；如果其 方向如圖34D所示，對應該搬運機1 8之xyZ座標系統的丫艺平 ___ -50- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 507306 五、發明説明（妨 ) 面由於此該尺寸測量計算處理部64必須在，以該CCD 照相機22上影像的中央點的座標與該χγζ計數器56(該等 X-，γ-及ζ-軸移動部15、16與17的機械χγζ座標）之該等 :ΥΖ座標f疊的方式，以導出在影像上不同像素的座標之 前，將該等座標軸轉變。在本發明之第三具體實施例中， 有將一座標軸轉換裝置35丨安排於該影像處理部丨丨丨與該主 私月自113間，如圖35所示。此座標軸轉換裝置351輸入該等 開關341至344的輸出、偵測該等輸出中圖34A至34〇那一個 万向爲該運動板目前的方向、轉換該影像處理部ηι輸出 的影像座標及該ΧΥΖ計數器56的輸出座標、及傳送該等結 果給該尺寸測量計算處理部。 用具體的説明方式，當該座標軸轉換裝置35丨已從該開 關341接收輸出#號時，其將該CCD照相機22上影像的 該等座標軸xM，yM轉換成座標軸等乂與2(圖36A)，因爲該 xz表面（汶針孔表面）其負載的方向被該照相機u所照 攝下來。舉例來，説，如果一影像如圖35之影像351，其以 被該CCD照相機22所照攝下來，且在影像351上之該等點 以CCD照相機22輸出影像平面之二次元表示，其爲座標軸 xM yM，則，當一第三次元之z次元被加入，點p03的座 ‘（xM’ yM，z)爲（5, 24, z)。因爲此xMyM表面對應該搬運機 18轴等的xz平面，該座標軸轉換裝置351制定χΜ*χ， 的對應關係，並拫據其進行座標轉換，使得點p〇3的座 標被轉換成（5, y，24)(參考圖35之影像352)。 從另方面來看’當該座標軸轉換裝置35 1已從開關342 本紙張尺度適用中® ®家鮮(CNS) A4規格(⑽X 297公爱) 507306

接收到一輸出信號時，其將該CCD照相機22之影像的座標 軸XM的xM轉換成-y，且將該座標軸乂“的yM轉換成z(圖 36A) ’因爲该-yZ表面（左邊表面）載的方向被該CCD照相機 22拍攝下來。如此，舉例來説，在轉換前爲（5, 2七z)的座 標被轉換成（X，-5, 24)。以同樣的方式，當該座標軸轉換 裝置35 1已從開關343接收到一輸出信號時，其將該CCD照 相機22之影像的座標軸xM的χΜ轉換成_χ，且將該座標軸 yM的yM轉換成ζ(圖36Α)，因爲該_χζ表面（後表面）載的方 向被遠CCD照相機22拍攝下來。如此，舉例來説，在轉換 岫爲（5, 24, ζ)的座標被轉換成（-5, y，24)。以同樣的方式， 當该座標軸轉換裝置35 1已從開關344接收到一輸出信號 時，其將該CCD照相機22之影像的座標軸χΜ的χΜ轉換成 y，且將該座標軸yM的yM轉換成ζ(圖36Α)，因爲該yz表面 (右邊表面）載的方向被該CCD照相機22拍攝下來。如此， 舉例來説，在轉換前爲（5, 24, ζ)的座標被轉換成（χ，5, 24) 〇 ? k另一方面來看，當該座標軸轉換裝置351也將該χγζ計 數器56的輸出座標轉換。雖然與該測量頭丨〇面對面的該表 面在該XYZ計數器56的該等座標中爲Xz平面，實際上，與 該測量頭1 0面對面的表面爲：當該開關34 i輸出其信號 時’其爲該搬運機1 8座標軸等的xz平面；當該開關342輸 出其彳㊁號時’其爲遠搬運機1 8座標轴等的_yz平面；當該開 關3 4 3輸出其信號時，其爲該搬運機i 8座標軸等的_ 平 面；當該開關344輸出其信號時，其爲該搬運機丨8座標軸

裝 鬌 -52- 507306 A7 _____B7 五、發明説明（50 ) 等的yz平面（參考圖36A)。如此，該座標軸轉換裝置35丨將 該XYZ計數器56的座標轉換，其將該CCD照相機22的影像 之中央點的位置轉換成該搬運機1 8的座標軸等，並傳送該 等結果給該尺寸測量計算處理部64。如果開關34 1輸出其 信號’在轉換前爲XZ表面的被轉換成該搬運機18之灯平面 的座標（參考圖3 5之影像3 5 3及3 5 4)。如此，以此例，實際 上該等座標並沒有被轉換，且該XYZ計數器56的座標（130, Y，2 1 0) ’其爲該CCD照相機22的影像之中央點的位置，被 轉換成（1 3 0，y，2 1 0)並被傳送至該尺寸測量計算處理部 64。同樣地，如果開關342在輸出其信號，該座標轉換裝 置351將該XYZ計數器56的座標（130，Y，210)轉換成（X， -130, 210);如果開關343在輸出其信號，其轉換成卜13〇, y， 210);及如果開關344在輸出其信號，其轉換成（χ，丨3〇, 210) 〇 在該尺寸測量計算處理部64中，計算進行的方式爲將該 CCD照相機22的輸出影像352之中央點的位置座標（〇, y，㈨ 在座標轉換後（其已從該座標轉換裝置3 5丨傳送出）、加於座 標（130, y，210)(其已從代表該中央點位置之該χγζ計數器 56的座標轉換）上，且計算該影像3 52中不同像素的座標。 計算後足座標示於圖35之影像355。使用該影像355之每一 點，該尺寸測量計算處理部64對示於該影像355中的形狀 之水平寬度及垂直寬度進行計算，如圖35所示。 以此方式，在本發明之第三具體實施例中，以提供以上 所説明足座標轉換裝置，雖然該運動板2〇被旋轉，其可以 L____ -53- 本紙張尺度適财S S家料((]¾ A4W(21()X297Hy _____ _B7 五、發明説明（51 ) 以匹配該搬運機丨8的方向之座標的方式，測量其形狀。 還有’雖然以本發明之第三具體實施例，該結構爲使用 已被該座標轉換裝置35 1所轉換之座標來進行尺寸的計 异’仍有一替代方案爲··其應可以直接使用該CCD照相機 22的輸出影像的座標進行尺寸的計算，無需轉換該等座 標’只要所想要尺寸計算的部分包括在該Ccd照相機22之 一單一，影像中’即在一單一螢幕即可。例如，其應可以以 進行圖35中方程式354的計算，得到從包括在該ccd照相 機22之一單一螢幕之一測量目標之垂直寬度與水平寬度。 接著’將説明本發明之一第四具體實施例。使用根據此 第四具體實施例之搬運機形狀測量裝置，如同在該第三具 體實施例中一樣，該結構提供了該運動板2〇的旋轉。與該 第三具體實施例顯著的不同是，其結構爲該運動板2〇的旋 轉執行的方式以移除並再固定該固定螺栓348，而在此第 四具體實施例中，該台面12包含一旋轉台372與一驅動部 373，其旋轉忒旋轉台3 72，如圖37所示。在該旋轉台3 72 中有四個螺絲孔3 74用來將該運動板2〇固定。以螺絲固定 的方式，該運動板20三個插銷20a、20b與20c的中心（換句 話說，即該面基準面142與該雙邊基準面143之相交）與該 旋轉台372的旋轉中心375位置對準，且該運動板2〇固定於 该旋轉台372之上。一旋轉驅動控制部371與該驅動部373 連接。還有，一偵測邵，其偵測該旋轉台372的旋轉角度 被k供給該驅動邵3 7 3。此旋轉驅動控制部3 7丨經由該輸入 與輸出部114及該主電腦113接收操作員的指令，並將旋轉 ______ -54- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（52 ) 指令輸出給該驅動部373，藉之該旋轉台372 一次旋轉90 度。這樣做’其可以用該運動板2〇(面對其四個不同的方 向’如圖34A至34D)進行測量，以測量該搬運機18的前表 面、其左邊表面、其後表面、及其右邊表面。如此，該搬 運機1 8可以在所想要的方向、與以上所説明之第三具體實 施例一樣的方式來負載，以操作員在負載該搬運機18之前 將該運、動板20轉至所想要的方向，且因此可以測量該搬運 機1 8的整個形狀。 吾人應注意該旋轉角度的資訊爲從該旋轉驅動控制部 3 7 1至该座標軸轉換裝置3 5 1的輸入。該座標軸轉換裝置 35 1由此旋轉角度的資訊來決定該運動板2〇的方向，並將 該座標軸等以與以上所説明之第三具體實施例相同的方式 來做轉換。 接著’將説明本發明之一第五具體實施例。雖然使用根 據此第五具體實施例之搬運機形狀測量裝置，如同在該第 三具體實施例中一樣，其結構爲該搬運機丨8負載的方向可 以變成四個方向之任何一方向，但在此第五具體實施例 中，該運動板20的方向是不被旋轉的，但是，複數個活動 之運動耦合銷的方向，其可以以選擇式地拋射所想要之該 等運動_合銷的组合之方式來改變。詳細的説明請參考圖 38 ’在運動板20上有四組運動|禹合銷2〇a至201的組合。其 中’ 4運動_合銷20a、20b與20c組爲一運動轉合销組做 測量該搬運機18的前表面之用，如圖34A的方式所示。還 有’該運動耦合銷20d、20e及20f組爲一運動耦合銷組做測 -55- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 507306 A7 五、發明説明（53 f该搬運機18的左側邊表面之用，如圖34B的方式所示。 而該運動耦合銷20g、20h及20i組爲一運動耦合銷組做測量 ?系搬運機18的後表面之用，如圖34C的方式所示。最後， 該運動耦合銷20j、20k及201組爲一運動耦合銷組做測量該 搬運機18的右側邊表面之用，如圖34D的方式所示。 Λ 該等插銷20a至201的製造使其可以從隨意該板2〇拋射， 或疋縮回其内。用具體的語言來説明即，如圖39A與3 所 示，每一個該等插銷20a至201配合入一板20上之（螺栓）穿 孔394。一拋射柱392 (post)及一驅動源393(其將該拋射柱 392拋射及退回）配置於每一個穿孔394的開口，位於該板 20的後表面上，用來每一個插銷2〇a至201推出來。可以使 用電磁閥或是空氣唧筒或是類似之物做該等驅動源393。 還有，每一個插銷20a至201都有一回動彈簧391纏繞於其 上。4等驅動源3 9 3連接於一插銷升降驅動控制部3 81，如 圖3 8所示。 以此結構’當該插销升降驅動控制部3 81輸出信號給所 想要之運動耦合銷（如插銷20a、20b及20c)的驅動源393 時’其命令該等插銷的拋射，該等驅動源393則將其對應 之驅動源392拋射，使得其假設示於圖39B中的狀態。如此 行’將該等插銷20a、20b及20c從運動板20之穿孔394拋射 至其主平面之上。還有，當需要將該等插銷2〇a、20b及 20c退回時，該插銷升降驅動控制部381輸出信號給該驅動 源3 9 3 ’其命令將該等運動_合銷退回。由於此，該等對 應之驅動源393被其驅動源等392縮回，而且由於回動彈| -56- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裝 訂 A7 ______ B7 五、發明説明（54 ) ~~ --*~— 391爻彈力，該等插銷2〇a、2此及2〇c從該穿孔3料被縮回原 位，如圖39A所示。 .、 該插銷升降驅動控制部381接收從操作員來的指令，其 才曰π忒叛運機1 8負載的方向，經由該輸入與輸出部丨14與 孩王電腦113，且其拋射該等對應此方向的四組運動耦合 銷同時保持他三組運結器插銷於該板2〇之内、處於縮回 的狀如果該操作員所指示的方向爲用來測量該搬運機 1 8的則表面的話，則包括插銷2〇a、2〇b及2以的該組被拋 射，而其他三組都被保持在縮回的狀態。還有，如果該操 作員所指示的方向爲用來測量該搬運機18的左側邊面的 話，則其包括插銷20d、20e及20f的該組被拋射，而其他三 組都被保持在縮回的狀態。還有，該操作員所指示的方向 爲用來測量該搬運機1 8的後表面的話，則包括插銷2〇g、 20h及20ι的該組被拋射’而其他三組都被保持在縮回的狀 悲。以及’該操作員所指示的方向爲用來測量該搬運機i 8 的右邊面的話，則包括插銷20j、2仙及2〇1的該組被拋射， 而其他三組都被保持在縮回的狀態。 以此結構，其可以拋射該合適該等插銷2(^至2〇1安排來 測量該搬運機18之前表面、左邊表面、後表面及右邊表 面’如圖34A至34D所示的方法。如此，在該搬運機is負載 之前，以操作員來指示該等插銷20a至201中那一組來拋射 對應該搬運機1 8負載至運動板20上所想要方向的方式，其 可以將該搬運機1 8以所想要的方向來載貨，並可以進行該 搬運機18整個形狀的測量，與以上所説明之第三與第四具 _ -57- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X297公釐) ____ B7 五、發明説明（55 ) 體實施例一樣。 吾人應了解，究竟那一組插銷組20a至201來使用的資訊 是由該插銷升降驅動控制部381至該座標軸轉換裝置35 1。 該座標軸轉換裝置35 1從此資訊偵測該搬運機丨8負載的方 向，以及那一組的插銷組來拋射，並進行座標軸轉換，與 以上所説明之第三與第四具體實施例一樣。 以上所説明之第一具體實際例，如圖ls所示，該運動板 2〇具有表面151、152及153，其分別與基準面141、該面基 準面142及該雙邊基準面143平行，且該等X-、軸移 動邵15、16及17的軸方向利用該等表面ι51、152及153來 调整（見圖26及27)。然而，其也是可以不必用與該等基準 面141，142及143平行的表面來形成該運動板2〇。此時，可 以進行使用一直角規（構件）41〇來調整該等X-、¥_及2-軸移 動部15、16及17的軸方向，如圖42與43所示。 該直角規410包含一板部分411，及一直角的柱部分412, 其固定於該板部分411的上表面。在該板部分411的後表面 上，有V-溝槽形之凹狀構件421a、42 lb及421c，當其載入 该板20之上時，其與該等插銷2〇a、20b與20c運動聯結器 豐合。還有，該板部分411之上表面416的形成方式爲構成 一表面與水平基準面141平行，在該直角規41〇已被該運動 聯結器載入該板20上的狀態時。還有，該板部分41丨之前 邊（底盤11邊）的邊表面415的形成方式，是構成一表面與該 面基準面142平行，且其側邊邊緣表面417形成方式，爲構 成一與該雙邊基準面143平行。該直角的柱部分412具有邊 -58. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 507306 A7 B7 五、發明説明（56 ) 表面413與414，其互相垂直，並且其安排的方式使得該等 表面分別與該面基準面142及該雙邊基準面143重合。 以使用該直角規410來調整該等X-、γ-及乙軸移動部 15、16及17之X-、Υ·、z-軸的步驟將參考在圖4〇與41中 的流程圖來説明。此調整步驟基本上與以上所說明之第一 具體實際例在圖26與27中的流程圖一樣，除了在步驟261 之後該直角規410被負載在運動板20上。更詳盡地説，因 爲该運動板20並不具有與該等基準面141、142與143平行 的表面，因此必須要先載入該直角規41〇，以進行使用該 直角規410的表面415、416及417來做X-、Y-軸的調整。如 此，進行於圖40中流程圖之步驟S462至S469的操作，基本 上與圖26中的流程圖的S262至S269—樣，除了在圖26流程 圖中的步驟等利用該板20的前表面1 52、上表面1 5 1、與該 側邊邊緣表面1 53，而在圖40的流程圖步驟中，利用的是 該直角規410的前邊緣表面415、上表面416、及該側邊邊 緣表面417。其可以用的該等步驟，以補償値、用軟體來 對圖40中X-Y-軸移動部15與16之X-軸與γ-軸來進行調整。 以相同的方式，圖41中的流程圖之步驟S472至S479基本上 與圖27中流程圖之步驟S272至S279的對應步驟所進行的操 作一樣’只是在圖27流程圖中的步驟等利用該板20的前表 面252與該側邊邊緣表面413，而在圖41流程圖的步驟中， 利用的是該直角規410的前邊緣表面414及該側邊邊緣表面 41 3。其可以用Z-軸移動部1 7，以機械式的方式，用圖4 1 流程圖中的步驟來對Z-軸進行調整。 -59- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210>^^y 507306 A7 ___—__B7_ 五、發明説明（57 ) "" ~----- 還有，雖然本發明第一具體實施例之形狀測量裝置的運 動板20是負載在台面12之上，以運動聯結器來支^搬運 機18,其結構可以直接提供該運動連結器插銷2〇a、2叻與 20 c在該台面12的上表面上。 如以上所説明，因爲根據本發明第一至第五之具體實施 例等，、可以測量在由運動連結器（其位置由具體實=例所 決定）所支持之運動板20上狀態之該搬運機18的形狀，因 此其可以達到在一半導體生產線上該搬運機的姿態，且可 以精確地測量該搬運機與該等晶圓的形狀與姿態。 圖式符號翻譯 圖1 . X-軸 Y-軸 Z-軸 圖2 A’斷面圖 圖3 110〜測量裝置主體 21〜CCD照相機 3 5〜伸縮驅動部 15〜X-軸驅動部 16〜Y-軸驅動部 17〜Z-軸驅動部 3 6〜X-軸距離測量部 -60- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（58 ) 3 7〜Y-軸距離測量部 3 8〜Z-軸距離測量部 30〜雷射AF部 43〜AF旋轉部 34〜照明單位 4 8〜降愿風扇 52〜信號塔 影像資訊 設定指令 移動指令 受光資料 光調整指令 操作指令 操作指令 11 1〜影像處理部 112〜控制器 53〜CPU (中央處理單位） 54〜伸縮驅動控制部 5 5〜又丫2驅動控制部 56〜XYZ計數器 57〜雷射控制部 58〜旋轉驅動控制部 59〜光調整驅動部 60〜風扇控制邵 -61- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（59 ) 61〜狀態監視與控制部 62〜搖桿控制部 設定指令及移動指令 座標値與狀態資訊 231〜位移量器 201〜控制部 113〜主電腦 63〜敎導管理部 64〜尺寸測量計算處理部 65〜測量結果管理部 66〜人-機械介面 . 67〜記憶體 68〜鍵盤 6 9〜滑鼠 70-CRT (陰極射線管） 71〜搖桿單位 圖4 105〜焦點位置 圖5 垂直方向 水平方向 圖6 B-B1斷面圖 圖7 -62- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（60 ) B-B'斷面圖 (在降壓風扇48操作的狀況下） 板14的形變 空氣流 圖8 A-A’斷面圖 (在降壓風扇48操作的狀況下） 49〜間隙 空氣流 圖9 94〜機器人處理凸緣 91〜主體 93〜輪齒 92〜門 95〜門栓鑰匙洞 96〜註册插銷孔 圖10 垂直方向 水平方向 圖12 開始測量 S 121〜設定雷射AF至水平方向 S122〜移動至點a S123〜發射雷射光 -63- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（61 ) S 124〜X-軸移動指令 S125〜接收雷射光？ S126〜移動至點b完成？ S127〜移動至點c S 128〜設定雷射AF至垂直方向 S129〜Z-軸移動指令 S130〜接收雷射光？ S131〜移動至點d完成？ 結束測量 圖14 143〜雙邊基準面 . 142〜面基準面 141〜水平基準面 圖15 143〜雙邊基準面 142〜面基準面 141〜水平基準面 底盤11邊 圖18 開始測量 S171〜FOUP型搬運機18設定於板20之上 S 172〜板20前表面測量位置（點a/b) S 173〜重設機械座標系統Y-軸計數器（在測量光學軸的方 向）至板前表面位置 -64- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（62 ) S174〜移動至測量點（點c) S 175〜移動至下一個測量點 S176〜測量測量點的位置 S177〜點j測量了嗎？ S 178〜將測量點位置與最大可容許値比較 S 179〜在最大可容許値範圍内？ S 180〜測量結果◊通過 S1 81〜測量結果-> 失敗 S 1 82〜從測量點位置計算最小平方平面 S 183〜以面基準面計算平行度 結束測量 點之測量位置（單位毫米） 最大容許位置値±0.5毫米 點c 通過 點f 失敗 圖19 191〜V-溝槽凹形位置 18〜搬運機 20a 正常 18〜搬運機 192〜間隙 -65- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（63 ) 搬運機1 8底表面的傾斜 不正常 圖20 20a、20b、20c〜插銷 18〜搬運機 204〜振動元件（壓電引動器） 202〜振動元件驅動器 相位差異信號 振動指令 206〜負載感測器（負載細胞） 205a、205b〜光電開關 · 20〜板 203〜定時器電路 201〜控制部 (停止信號） (負載偵測到的信號） 至主電腦113 193〜搬運機傳輸裝置 194〜啓始開關 209〜AND邏輯電路 208〜OR邏輯電路 圖22 221〜加壓空氣源 222〜電磁閥 -66- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（64 ) 224〜壓力計 壓力上升信號 流量降低信號 電磁閥啓始/停止指令 203〜定時器電路 201〜控制部 (停止信號） (負載偵測到的信號） 至主電腦113 193〜搬運機傳輸裝置 194〜啓始開關 圖23 232〜位移量尺顯示裝置 至主電腦113 231〜位移量尺 測量位置 圖24 143〜雙邊基準面 142〜面基準面 底盤11邊 圖26 開始調整 S261〜請求操作員將位移量尺連附於測量頭10的端部 S262〜在X-軸方向移動測量頭10，並以位移量尺測量板 -67- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（65 ) 20之前表面及上表面 S263〜導出機械座標X-軸相對於板前表面及上表面之平 行度 S264〜是否平行？ S265a〜設定直角規的補償値爲零 S265b〜導出用來設定直角規的補償値 • S265c〜在Y-軸方向移動測量頭10，並以位移量尺測量板 20之邊表面及上表面 S266〜導出機械座標Y-軸相對於板前表面及上表面之平 行度 S267〜是否平行？ · S268〜設定直角規的補償値爲零 S269〜導出用來設定直角規的補償値 S270〜請求操作員來設定直角規於板上 S271〜請求操作員來安排直角規，使得其邊緣與雙邊基 準面向（B.D.P.)及面基準面（F.D.P.)的相交線重合 (至圖27的A) 圖27 S272〜移動測量頭10以使位移量尺231來測量直角規的前 表面252 S273〜在Z-軸方向移動測量頭10，並輸入位移量尺的輸出 S274〜是否平行？ S275〜請求操作員來傾斜Z-軸的軌道，其量對應位移量 尺的輸出偏差量 -68- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（β6 ) S276〜移動測量頭10以使位移量尺23 1來測量直角規的邊 表面251 S277〜在Ζ-軸方向移動測量頭10，並檢查位移量尺的讀數 S278〜是否平行？ S279〜請求操作員來傾斜Ζ-軸的軌道，其量對應自位移 量尺所讀得的偏差量 結束調整 圖29 開始測量 S291〜移動至所想要的晶圓之測量點a S292〜測量測量點a的座標値（X1、y 1、ζ 1) S293〜移動測量點b並測量座標値（x2、y2、z2) S294〜移動測量點c並測量座標値（x3、y3、z3) S295〜將每一測量點的座標値代入圓方程式<(xi-x0)2 + (yi-yO)2=R2〉並計算圓心之座標値 結束測量 圖30 面基準面142之晶圓97部 圓心座標 淨重彎曲（橫向） 97〜晶圓 93〜輪齒 淨重彎曲（前與後） 圖31 -69- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（67 ) 在面基準面142部分 圖32 93〜輪齒 圖33 93〜輪齒 97〜晶圓 工作距離 搬運機前表面 圖34 底盤11邊 在測量搬運機1 8前表面時（xy平面） 底盤Π邊 在測量搬運機18左表面時（-yz平面） 底盤Π邊 在測量搬運機1 8後表面時（-xz平面） 底盤11邊 348〜固定螺栓 在測量搬運機18右表面時（yz平面） 圖35 轉換CCD照相機22影像的座標軸 351〜CCD照相機22的影像 轉換 352〜從CCD照相機22將影像轉換成FOUP搬運機1 8的xz座標 111〜影像處理部 -70- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（68 ) 在視野内之測量點的座標値 從開關 341、342、343、及 344 當前座標軸資訊 從XYZ計數器56 機械座標値 351〜座標轉換裝置 轉換後之座標値 給與視野之中心點的機械座標値 113〜主電腦 63〜敎導處理部 64〜尺寸測量計算處理部 65〜測量結果管理部 66〜人-機械介面 67〜記憶體 68〜鍵盤 6 9〜滑鼠 70〜CRT (陰極射線管） 3 54〜在座標軸轉換之前使用測量點在視野内之座標値 水平寬度 垂直寬度 35 5〜視野座標與機械座標 直疊之影像 水平寬度 垂直寬度 -71 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（69 ) 在座標軸轉換之後計算 圖36 FOUP(板）方向 前表面 左表面 後表面 右表面 偵測開關 視野座標系統 從CCD照相機22之影像中的原始座標 在轉換後之座標（表面由CCD照相機22拍攝） 點P03在轉換之後的座標値 機械座標系統 XYZ計數器56給與面對測量頭10表面的原始座標 在轉換之後的座標（被拍攝之搬運機1 8的表面） xM〜輸出影像之轴 yM〜輸出影像之軸 自CCD照相機22的影像輸出 圖37 375〜旋轉中心 影像資訊 111〜影像處理部 在視野内之測量點座標値 351〜座標軸轉換裝置 _-72- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（70 ) 轉換後之座標値 自XYZ計數器56 機械座標値 旋轉角資訊 旋轉角 旋轉指令 371〜旋轉驅動控制部 旋轉驅動指令 113〜主電腦 63〜敎導處理部 64〜尺寸測量計算處理部 65〜測量結果管理部 66〜人-機械介面 67〜記憶體 68〜键盤 6 9〜滑氣 70〜CRT (陰極射線管） 圖3 8 影像資訊 111〜影像處理部 在視野内之測量點座標値 351〜座標軸轉換裝置 轉換後之座標値 自XYZ計數器56 -73- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 507306 A7 B7 五、發明説明（71 ) 機械座標値 旋轉角資訊 拋射插銷資訊 拋射插銷指令 3 8 1〜插銷升降驅動控制部 拋射插銷指令 113〜主電腦 63〜敎導處理部 64〜尺寸測量計算處理部 65〜測量結果管理部 66〜人-機械介面 67〜記憶體 68〜键盤 6 9〜滑鼠 70〜CRT(陰極射線管） 圖39 (在收藏時） (在拋射時） 20a-2(H〜運動插銷 391〜回動彈簧 392〜拋射柱 圖40 開始調整 S461〜請求操作員將位移量尺連附於測量頭1 〇的端部 -74- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 507306 A7 — _ B7 五、發明説明（72 ) S4 01〜將直角規410負載於運動板2〇上 S462〜在X-轴方向移動測量頭丨〇，並以位移量尺測量直 角規410之前表面415與上表面416 S463〜導出相對直角規410之前表面415與上表面416之機 械座標X-軸的平行度 S464〜是否平行？ S465a〜設定直角規之補償値爲零 S465b〜導出用來設定直角規的補償値 S465c〜在Y-軸方向移動測量頭1〇，以位移量尺測量直角 規4 10之邊表面417與上表面416 S466〜導出相對直角規410之邊表面417與上表面416之機 械座標Y-軸的平行度 S467〜是否平行？ S468〜設定直角規之補償値爲零 S469〜導出用來設定直角規的補償値 (至圖41的B) 圖41 S472〜移動測量頭1〇，以使位移量尺能夠測量直角規之 前側邊表面414 S473〜在Z-軸方向移動測量頭，並輸入位移量尺的輸出 S474〜是否平行？ S475〜凊求操作員來傾斜轴軌道，其量對應從位移量 尺的偏差値輸出 S476〜移動測量頭10，以使位移量尺能夠測量直角規之 ___—_-7£-_ 本紙張尺度適用中國^國家標準(CMS) A4規格(210X 297公釐) 〜- 507306 A7 B7 五、發明説明（73 ) 邊表面413 S477〜在Z-軸方向移動測量頭10，並檢查位移量尺的讀數 S478〜是否平行？ S479〜請求操作員來傾斜Z-軸執道，其量對應從位移量 尺1買得的偏差値 結束調整 圖42 141〜水平基準面 圖43 143〜雙邊基準面 142〜面基準面 · 4 12〜直角的柱部分 411〜板部分 底盤Π邊 -76- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

Claims (1)

1. 六、 申請專利範圍 —種搬運機形狀測量裝置，' 包含： 一台面，其支持一爲測量 ,al ^ 4 f象的搬運機；及 一測f邵，其測量該搬運 、、/ ^ 機的形狀，其中 孩台面包含運動耦合銷以 機 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 運動聯結器來支持該搬運 2·如申請專利範圍第1項之镟 ' A ^ ^ ^ 龜運機形狀測量裝置，其中該 〇面包含一表面，其至少 興一水平基準面、一面基準 面、或疋一雙邊基準面之〜 重合或是平行，該等基準面 相對於由該運動聯結器支持 符的孩搬運機爲特定。 九如申請專利範圍第2項之I 、 I運機形狀測量裝置，其中該 測量邵以該台面重合或是承 里口飞疋千仃的表面爲基準的方式，測 量該搬運機的形狀。 4’如申明專利範圍第2項之搬運機形狀測量裝置，進一步 包含： 一移動部，其相對於該搬運機移動該測量部，其中 該移動部移動的方向之一爲平行或是垂直於與該台面 重合或是平行的表面。 5·如申請專利範圍第1項之搬運機形狀測量裝置，進一步 包含： 一計算部，其以該測量部的測量來計算測量結果，其中 該計算部，在該晶圓被載入該搬運機，且其邊緣已被 該測量部測量過，將該晶圓邊緣上複數個點的座標代入 一預先決定之方程式，導出該晶圓一中心的座標。 6·如申請專利範圍第1項之搬運機形狀測量裝置，其中該 -77- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） lei----------»φ-------It------------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 台面包含一機構部’其振動該等運動轉合銷。 7· Π請專利範圍第6項之搬運機形狀測量裝置，進一步 =測部’其偵測該搬運機與該等運㈣ 嘱 石疋否馬正常；及 該：::止::該偵測部已經偵測到合時，以 8·:申請專利範圍第!項之搬運機形狀測量裝置…每 二 =:Γ輕合銷包含—空氣噴射孔，用來將’空氣從 氣噴二:向該搬運機，及—流導管’其將空氣導至該空 9.如申請專利範圍第8項之搬運機形狀測量裝置 包含： / 人測部二其偵測該搬運機與該等運動輕合销間的盤 口疋否馬正常；及 :二制部’如果該偵測部已經偵測到正常 止供應空氣至該流導管。 Τ 10·如申請專利範圍第i項之搬運機形狀測量裝置，其中· 該等運動韓合銷包含三種預先決定之插銷配置、及 ，爲在-所欲之方向以該等獅合銷支持該 ， 該台面的設計爲-結構於其上之該等三插銷配置的方 =改變’而該配置在該等三個插銷間維持相對的關 11·如申請專利範圍第10項之搬運機形狀測量裝置，並 、丁 · _ ·78· 1本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 ^ ϋ 4^· I n n n 1_1 n n n n I n I If n n n 一°J« i— ϋ n n n ϋ n I i n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 06 73 ο 5 ABCC 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、 申清專利範圍 Μ 口面包含一板，其包含該等運動耦合銷，及該板所 負載於其上的一支持部分； 泫支持邵分包含一機構，爲了改變該等三個插銷之配 置的方向’其可以改變該板的負載方向。 12·如申％專利範圍第丨〇項之搬運機形狀測量裝置，其中該 口面匕s 板’其包含該等運動耦合銷，及一旋轉該板 的旋轉部。 ! 3•如申凊專利範圍第1〇項之搬運機形狀測量裝置，其中該 台面包含複數個運動耦合銷，其三個插銷的配置彼此相 兴’機構邵’用來拋射並將該等數個運動耦合銷從該 口面縮回’及一控制部，其控制該機構部，使其選擇地 將該等複數個運動耦合銷之一從該台面拋射。 14·如申請專利範圍第10項之搬運機形狀測量裝置，進一步 包含： 一座標轉換邵，其將根據在該台面上之該等運動韓合 銷的方向的測量結果來轉換座標。 15·如申請專利範圍第11項之搬運機形狀測量裝置，進一步 包含： 一尺寸計算部，其從該測量部的測量結果來計算該搬 運機的尺寸，其中 該尺寸計算部使用測量結果座標的原型，或是使用已 由該座標轉換部轉換之座標，來計算該搬運機的尺寸。 16·如申請專利範圍第1項之搬運機形狀測量裝置，進_步 包含： -79- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂·------—i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 507306 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ;、计^邵，其從該測量部的測量結果來計算結果，其中 該計算部導出被載入該搬運機—晶圓中心的^哕 晶圓以附加—淨重彎曲量（其已預先由該晶圓的重量來i 搬運機至少一個晶圓支持部分的座標(其已由該 測f部測量），及該晶圓（其已由該測量 一點的座標。 里）逯，.彖上 17·=Ι請專利範園第1項之搬運機形狀測量裝置，進一步 一計算部，其從該測量部的測量結果來計算結果，其中 該計算部，以使用該搬運機左與 /、 猶/甘a丄、 /、七叩圃支持郅分的座 払u曰已由孩測量部測量）的方式，導出_晶圓（其被 由該晶圓支持部分所支持之搬運機）的傾斜。" 18· —種形狀測量裝置，包含： 一個台面’其支持一爲測量對象的搬運機； 一成像部，其形成該搬運機的一影像；及 一計算部，其計算該成像部影像形成的結果，其 该成像郅包含一目標透鏡，且該目標透鏡之.、中 大於，從將一晶圓從該搬運機取出及插入木作距離 至在搬運機内一晶圓支持部分間的距離。 孔的開口 19.如申請專利範圍第1項之搬運機形狀測量裝冒 台面包含一表面與該搬運機設計之形狀爲主 其中孩 或是平行。 、表面重合 20·如申請專利範圍第19項之搬運機形狀測量裝置 測量部以與該重合或平行之表面與該台面比幹、其中該 測量該搬運機形狀。 X的万式， -80- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -n ϋ n n ϋ ft n ϋ . 訂---------線丨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製