TWI419250B - 半導體設備之防震保護裝置及其防震保護方法 - Google Patents

Description

半導體設備之防震保護裝置及其防震保護方法

本發明是有關於一種防震保護裝置及其防震保護方法，特別是用於半導體設備之防震保護裝置及其防震保護方法。

一直以來，半導體廠之設計為提高結構剛性，都以粗壯的鋼結構來抵抗震動的衝擊力，然成本亦隨之提高。另外也可以提高建築結構體的韌性達對耐震的功能，利用結構體的變形與振動抵消震動衝擊的能量。防震設計可分為被動式與主動式，被動式裝置是以材料變形與摩擦阻尼吸收衝擊能量，被動控制系統經濟且穩定性高；而主動式減震系統是以感測器回振動訊號驅動防震機構。又，半導體設備是一種高科技、高精密度設備，此半導體設備對震動相當敏感。當震動較大時會使系統在讀取資料時出現誤差的情況，對半導體製程有很大的影響，故綜觀前所述，本發明之發明人思索並設計一種半導體設備之防震保護裝置及其防震保護方法，以期針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種半導體設備之防震保護裝置，以解決因半導體設備受到震動或搖晃而容易對半導體製程產生影響的問題。

根據本發明之目的，提出一種半導體設備之防震保護裝置。防震保護裝置具有一移動載具、至少一感測器、至少一驅動單元以及一控制單元。移動載具設置於一平台之一特定位置上，並提供設置一半導體設備。感測器設置於移動載具，用以感測並傳送移動載具的一運動資訊。驅動單元於平台上圍繞設置移動載具的周圍，係驅動移動載具帶動半導體設備進行移動。控制單元電性連接感測器以及驅動單元，控制單元接收感測器量測到之半導體設備的運動資訊，並根據此運動資訊進行運算以產生對應此運動資訊的第一訊號。當感測器量測的半導體設備之運動資訊不符合一預設值時，控制單元即傳送第一訊號予驅動單元，驅動單元根據第一訊號產生與半導體設備之運動相反之作用力，此作用力驅動移動載具帶動半導體設備進行與運動資訊相反的運動，藉此抑制半導體設備所受到的震動或衝擊，使半導體設備維持在特定位置上，進而達到保護半導體設備之目的。

其中，控制單元更包含一估計器，估計器預估半導體設備的運動，進而產生一運動預測資訊。當感測器傳遞實際量測之半導體設備的運動資訊予控制單元時，估計器同時根據此運動資訊校正運動預測資訊。

其中，當估計器的校正次數達到控制單元的一設定次數時， 控制單元改以根據估計器產生之運動預測資訊進行運算，並產生對應於此運動預測資訊的一第二訊號。控制單元傳遞第二訊號予驅動單元，驅動單元根據此第二訊號產生對應此第二訊號的作用力，並透過移動載具施力於半導體設備，使半導體設備進行與運動預測資訊相反的運動。

其中，平台包含一上基座以及一下基座。上基座係承載移動載具以及半導體設備，且上基座係透過至少一彈性阻尼器連接下基座，以限制半導體設備之垂直位移。

其中，移動載具係承載半導體設備，並活動地設置於平台的上基座上，使能限制半導體設備之水平位移。

其中，驅動單元包括電機裝置、電磁裝置、可變阻尼器以及微機電裝置的其中之一。

根據本發明之目的，再提出一種半導體設備之防震保護方法。其步驟包括：提供一半導體設備並將其活動設置於一移動載具上，並將移動載具移動地設置於一平台之一特定位置上。提供至少一感測器量測半導體設備的一運動資訊後，將運動資訊傳送予一控制單元。控制單元接收此運動資訊，並根據此運動資訊運算對應產生一第一訊號。當感測器量測半導體設備所得到的運動資訊不符一預設值時，控制單元即傳遞第一訊號予驅動單元，使驅動單元根據第一訊號產生對應於第一訊號的作用力，此作用力為與半導體設備之運動相反之作用力，此作用力驅動移動載具以帶動半導體設備進行與運 動資訊相反的運動，使得半導體設備能透過移動載具維持在特定位置上。

其中，本發明所述之防震保護方法，更包含一預測運動資訊的步驟，步驟包括：提供一估計器產生一運動預測資訊，估計器根據此運動資訊進行校正，並再產生一運動預測資訊。

其中，估計器校正次數達到控制單元的一設定次數時，控制單元根據運動預測資訊產生一第二訊號。當估計器校正次數到達該控制單元的設定次數，且運動預測資訊不符預設值時，控制單元傳遞第二訊號予驅動單元，驅動單元根據第二訊號產生對應此第二訊號的作用力，並施加於移動載具帶動半導體設備進行與運動預測資訊相反的運動。

承上所述，依本發明之半導體設備之防震裝置及其防震保護方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)此半導體設備之防震保護裝置及其防震保護方法可藉由估計器預估半導體設備的下一個動作，進而提供對應於半導體設備動作的反作用力於半導體設備，達到提早保護半導體設備的效果。

(2)此半導體設備之防震保護裝置及其防震保護方法，其控制單元內具有相關半導體設備運動資訊的預測值，當感測器量測的半導體設備之運動資訊不符合此預設值時，控制器即啟動驅動單元施加反作用力於半導體設備，進而達到主動防震保護半導體設備之效用。

1‧‧‧半導體設備之防震保護裝置

2‧‧‧移動載具

3‧‧‧感測器

31‧‧‧運動資訊

4‧‧‧控制單元

41‧‧‧估計器

412‧‧‧運動預測資訊

42‧‧‧預設值

43‧‧‧設定次數

44‧‧‧第一訊號

45‧‧‧第二訊號

5‧‧‧驅動單元

6‧‧‧半導體設備

7‧‧‧彈性阻尼器

8‧‧‧平台

81‧‧‧上基座

82‧‧‧下基座

S31~S38、S41~S49‧‧‧步驟

第1圖係為本發明之半導體設備之防震保護裝置之方塊圖。

第2圖係為本發明之半導體設備之防震保護裝置第一實施例之示意圖。

第3圖係為本發明之用於半導體設備之防震保護方法之流程圖。

第4圖係為本發明之防震保護方法的預測運動資訊步驟之流程圖。

請參閱第1圖，係為本發明之半導體設備之防震保護裝置之方塊圖。圖中，半導體設備之防震保護裝置1包含一移動載具2、一感測器3、一控制單元4以及一驅動單元5，其中控制單元4包含一估計器41。半導體設備6設於移動載具2並連結感測器3。感測器3連結控制單元4。控制單元4係電性連結感測器3與驅動單元5。移動載具2係設置在一平台之一特定位置上，在移動載具2上可提供設置一半導體設備6。感測器3係量測半導體設備6的運動資訊，並將量測到之運動資訊31傳至控制單元4。接著控制單元4根據運動資訊31運算產生對應此運動資訊31的一第一訊號44，且控制單元4內可設定有一預設值42。當感測器3量測到之半導體設備6的運動資訊31的值不符合此預設值42時，控制單元4即傳遞第一訊號44以啟動驅動單元5驅動移動載具2，用以帶動半導體設備6進行與感測器3量測之運動資訊31相反的運動。

值得一提的是，控制單元4包含有一估計器41，係預測半導 體設備6的運動，進而產生運動預測資訊412。當感測器3量測之運動資訊31傳至控制單元4，估計器41即根據運動資訊31校正自身預測的運動預測資訊412。當估計器41產生的運動預測資訊412進行校正的次數到達控制單元4內的設定次數43時，控制單元4改以根據估計器41產生的運動預測資訊412進行運算，而產生對應此運動預測資訊412的一第二訊號45，第二訊號45係用以啟動驅動單元5驅動移動載具2，進一步帶動半導體設備6進行與感測器3量測之運動資訊31相反的運動。

請參閱第2圖，係為本發明之半導體設備之防震保護裝置第一實施例之示意圖。圖中，半導體設備6係設置於一移動載具2上，移動載具2係設在一平台8之一特定位置上，平台8包含一上基座81以及一下基座82，上基座81係透過至少一彈性阻尼器7連接下基座82，其中彈性阻尼器7可協助吸收定量的震動能量，藉此限制半導體設備6之垂直位移，在本實例中可為Z軸向的移動。且移動載具2係活動的被設在上基座81上，藉此限制半導體設備6之水平位移，亦即X軸向以及Y軸向的移動。驅動單元5係設在平台8與移動載具2的周圍。感測器3係設在移動載具2上，用以感測半導體設備6的運動資訊31，如位移、速度、加速度、震動頻率等，並將半導體設備6的運動資訊31傳送至控制單元4。控制單元4電性連結驅動單元5及感測器3。控制單元4係為內部具有回饋系統之微電腦裝置，用以接收感測器3所量測的半導體設備6的運動資訊 31。

又，控制單元4的回饋系統包含一估計器41，估計器41用以預測半導體設備6的運動，進而產生一運動預測資訊412。控制單元4根據半導體設備6的運動資訊31進行運算產生對應此運動資訊31的一第一訊號44，並將此訊號傳遞至驅動單元5。驅動單元5根據第一訊號44進行與半導體設備6的運動資訊31相反的運動，進而達到防震的目的。

值得注意的是，雖然前述為了表示量測半導體設備6的運動資訊31，將單個感測器3、驅動單元5以及控制單元4的位置設置在移動載具3周圍，但熟悉此項技藝者當可輕易理解並可延伸至不同的位置及數量，端看使用者之設定，其中驅動單元5可包括電機裝置、電磁裝置、可變阻尼器以及微機電裝置的其中之一。

本實施例之感測器3為可同時量測速度以及位移之感測器3，驅動單元5採用電磁驅動裝置，控制單位4之預設值42係以速度為基準，但實際實施時不限於此。當感測器3量測到半導體設備6因震動或衝擊而產生的速度與位移後，感測器3將半導體設備6的速度與位移傳遞至控制單元4。控制單元4將根據半導體設備6的速度積分運算可產生對應此速度的力，並再將此力轉換成第一訊號44，此第一訊號44為電流訊號。當半導體設備6的速度超過或接近控制單元4裡的預設速度值時，控制單元4傳遞第一訊號至驅動單元5，驅動單元5為電磁驅動單元將根據此第一訊號產生對應的磁力，此磁力係與半 導體設備6運動之受力相反，藉此將半導體設備6反推，使其滯留於特定位置上，在本實施例中，特定位置係為平台之中心的位置。反之，當半導體設備6的速度不符控制單元4裡的預設速度值時，控制單元4則不將第一訊號44傳遞至驅動單元5，即不啟動驅動單元5。

當感測器3回傳半導體設備6的速度及位移至控制單元4時，控制單元4不僅運算產生第一訊號44，同時於控制單元4內部的估計器41會產生半導體設備6的預估速度以及預估位移。當感測器3回傳半導體設備6的實際速度及位移至控制單元4時，估計器41會根據實際量測的速度以及位移進行預測速度以及位移值的校正。當校正次數到達控制單元5的設定次數43時，控制單元5改以根據估計器41所產生半導體設備6的預估速度進行積分運算，產生對應此預估速度的力，再將此力轉換成第二訊號45，此第二訊號45亦為電流訊號。驅動單元5為電磁驅動單元將根據此第二訊號45產生對應的磁力，此磁力係與半導體設備6運動之受力相反，且此磁力為對應預測速度所產生之磁力，故在半導體設備6發生運動可以達到即時反制半導體設備6運動的效果，使半導體設備6在受震動或衝擊時依然保持在中心的位置。在此感測器3以及驅動單元5可設置於半導體設備6周圍，各別限制半導體設備6於Z軸、X軸以及Y軸上之行動，如此一來半導體設備之防震保護裝置1即可達到三維防震的目的。且彈性阻尼器7也可與感測器3以及驅動單元5同時使用於各軸上。

請參閱第3圖，係為本發明之用於半導體設備之防震保護方法之流程圖。其步驟係包括：S31：提供一半導體設備並將其活動地設置於一移動載具；S32：將移動載具活動地設置於一平台之一特定位置上；S33：提供至少一感測器量測半導體設備的一運動資訊，並傳送運動資訊予一控制單元；S34：控制單元接收運動資訊，並根據運動資訊進行運算產生對應運動資訊的一第一訊號；S35：以控制單元判斷運動資訊是否不符一預設值，若是進行步驟S36，否則進行步驟S38；S36：控制單元將第一訊號傳遞至一驅動單元；S37：驅動單元根據第一訊號驅動移動載具帶動半導體設備進行與運動資訊反向的運動，使半導體設備透過移動載具維持在特定位置上，並回到步驟S34；以及S38：控制單元不將第一訊號傳遞至驅動單元，即不啟動驅動單元，並回到步驟S34。

本發明之半導體設備之防震保護方法，其中更包含一預測運動資訊的步驟，請參閱第4圖，係為本發明之防震保護方法的預測運動資訊步驟之流程圖。該步驟係包括：S41：提供一估計器產生一運動預測資訊； S42：估計器根據運動資訊校正運動預測資訊；S43：判斷估計器的校正次數是否達到控制單元的設定次數，若否進行步驟S44，若是進行步驟S46；S44：若否，則控制單元根據運動資訊運算產生第一訊號；S45：驅動單元根據第一訊號驅動移動載具帶動半導體設備進行與運動資訊反向的運動，再進行步驟S41；S46：若是，則控制單元根據運動預測資訊運算產生第二訊號，再進行步驟S47；S47：判斷估計器產生的運動預測資訊是否不符一預設值，若是進行步驟S48，否則進行步驟S49；S48：若是，則驅動單元根據第二訊號驅動移動載具帶動半導體設備進行與運動資訊反向的運動，再進行步驟S41；以及S49：若否，則控制單元不將第二訊號傳遞至驅動單元，即不啟動驅動單元，再進行步驟S41。

綜上所述，本發明之半導體設備之防震保護裝置及其防震保護方法至少具有下列優點：

一、克服先前技藝只能以高剛性的建築結構體來抵抗震動的能量，而發展出主動式的防震保護裝置保護半導體設備。

二、藉由估計器預估半導體設備的下一個動作，可提供對應 於半導體設備動作的反作用力於半導體設備，藉此提早保護半導體設備，而不致對半導體製程造成影響，故能提高半導體製程的穩定性。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧半導體設備之防震保護裝置

2‧‧‧移動載具

3‧‧‧感測器

31‧‧‧運動資訊

4‧‧‧控制單元

41‧‧‧估計器

412‧‧‧運動預測資訊

42‧‧‧預設值

43‧‧‧設定次數

44‧‧‧第一訊號

45‧‧‧第二訊號

5‧‧‧驅動單元

6‧‧‧半導體設備

Claims (10)

1. 一種半導體設備之防震裝置，其包括：一移動載具，係設在一平台之一特定位置上，並提供設置一半導體設備；至少一感測器，係設在該移動載具上，感測並傳送該半導體設備的一運動資訊；至少一驅動單元，係設在該平台上以及該移動載具的周圍，驅動該移動載具帶動該半導體設備移動；以及一控制單元，電性連接該感測器以及該驅動單元，係接收該運動資訊，並根據該運動資訊運算產生對應該運動資訊的一第一訊號，當該運動資訊不符一預設值時，該控制單元傳遞該第一訊號以啟動該驅動單元，該驅動單元驅動該移動載具帶動該半導體設備進行與該運動資訊相反的運動，使該半導體設備透過該移動載具維持在該特定位置上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體設備之防震裝置，其中該控制單元更包含一估計器，該估計器係預估該半導體設備的運動而對應產生一運動預測資訊，且該估計器根據該運動資訊進行誤差比對後校正該運動預測資訊。
3. 如申請專利範圍第2項所述之半導體設備之防震裝置，其中該控制單元根據該運動預測資訊運算產生一第二訊號，當該運動預測資訊不符該預設值，且該估計器的校正次數到達該控制單元的一設定次數，該控制單元傳遞該第二訊號以啟動 該驅動單元，該驅動單元驅動該移動載具帶動該半導體設備進行與該運動預測資訊相反的運動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體設備之防震裝置，其中該平台包含一上基座以及一下基座，該上基座係承載該移動載具以及該半導體設備，且該上基座係透過至少一彈性阻尼器連接該下基座，限制該半導體設備之垂直位移。
5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體設備之防震裝置，其中該移動載具係活動的設置於該平台上，限制該半導體設備之水平位移。
6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體設備之防震裝置，其中該驅動單元包括電機裝置、電磁裝置、可變阻尼器以及微機電裝置的其中之一。
7. 一種半導體設備之防震保護方法，包含下列步驟：提供一半導體設備並設置於一移動載具上；將該移動載具移動地設置於一平台之一特定位置上；提供至少一感測器量測該半導體設備的一運動資訊並傳送該運動資訊予一控制單元；以該控制單元接收該運動資訊，並根據該運動資訊進行運算產生對應該運動資訊的一第一訊號；當該運動資訊不符一預設值時，該控制單元將該第一訊號傳遞至一驅動單元；以及以該驅動單元根據該第一訊號驅動該移動載具帶動該半導體設備進行與該運動資訊反向的運動，以使該半導體設備透過該移動載具維持在該特定位置上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之半導體設備之防震保護方法，更包含產生一運動預測資訊的步驟，該步驟係包括：提供一估計器產生一運動預測資訊；藉由該感測器傳達該運動資訊至該估計器；以及以該估計器根據該運動資訊校正該運動預測資訊。
9. 如申請專利範圍第8項所述之半導體設備之防震保護方法，其中當該估計器校正次數到達該控制單元的一設定次數時，該控制單元根據該估計器預估之運動預測資訊產生一第二訊號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體設備之防震保護方法，其中當該估計器校正次數到達該控制單元的該設定次數，且該運動預測資訊不符該預設值時，該控制單元傳遞該第二訊號予該驅動單元；以及該驅動單元根據該第二訊號進行與該運動預測資訊相反的運動。