TWI546237B - 半導體晶圓教示夾具 - Google Patents

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Description

半導體晶圓教示夾具
本發明有關於半導體晶圓教示夾具，其在半導體製程中安裝半導體晶圓載具(carrier)並進行作業的裝載台中，用於提取晶圓(Wafer)的指臂(Index Arm)受損或發生故障或錯誤時，或為了進行PM(Preventive Maintenance，在發生突發故障之前，停止設備進行預先檢修的作業行為)等在正常的製造過程啟動之前，為測試而進行教示(Teaching)，特別有關於如下的半導體晶圓教示夾具，其在為了重新設置指臂等製造設備而進行教示時，可準確容易地完成指臂的位置測量及校正，與此同時，容易確認指臂是否準確抓取晶圓且是否藉由指臂準確插入安裝及提取晶圓等，在進行教示(Teaching)時，可容易準確地確認指臂和晶圓的運行關係的半導體晶圓教示夾具。
補充而言，借助上述半導體晶圓教示夾具，在半導體製程上，因發生指臂的受損或故障及錯誤等而停止過程運行並為重新開機而設置設備時，預先確認檢驗及校正是否可藉由指臂從半導體晶圓載具(下稱「載具」)準確地抓取、提取及安裝晶圓。
一般而言，在現有技術中，在半導體製造過程中，當從收納安裝有多個晶圓的載具(即Front Opening Unified Pod，又稱「FOUP」)插入安裝及提取半導體晶圓的指臂等設備破損或發生故 障或錯誤等時，停止製造過程，重新更換或修理設備之後，為了預先檢驗指臂是否從載具正常準確地提取及插入晶圓，利用載具進行教示。
作為上述載具的一例有韓國登錄特許公報登錄號10-0293906號的附圖1中公開的「由樹脂製造的薄板收納容器」。
但是，載具本來的用途是在半導體製程上收納安裝晶圓並進行供應及移送，而將上述載具用於教示的情況下，在進行教示作業時，難以明確確認指臂是否準確抓取晶圓、正常插入安裝及提取，或指臂和晶圓的運行關係是否準確。
即，指臂的高度或前進度、水平、中心、傾斜及位置等精確的測量及校正難且不方便，因此，在設置完設備之後，發生在啟動時需重新進行教示(Teaching)的情況。
[先前技術文獻]
專利文獻：韓國登錄特許公報登錄號10-0293906(2001年11月22日公告)
本發明的目的在於克服現有技術之不足而提供一種半導體晶圓教示夾具，其在為了重新設置指臂等製造設備而進行教示時，可準確容易地完成指臂的位置測量及校正，與此同時，容易確認指臂是否準確抓取晶圓且是否藉由指臂準確插入安裝及提取晶圓等，在進行教示(Teaching)時，可容易準確地確認指臂和晶圓的運行關係。
作為達到上述本發明的目的的實施例，包括：夾持器軸，直立設置於支撐板上的兩側，且形成有用於插入安裝半導體晶圓的多個夾持器槽；限位器軸，直立設置於該夾持器軸的後方兩側部，用於根據位置固定半導體晶圓；刻度條，直立設置於兩側的該限位器軸的後方中央，標有用於確認半導體晶圓的位置的刻度；形成有透視窗的框架上板，固定設置於該夾持器軸、限位器軸及刻度條的上端部；該夾持器軸的夾持器槽借助擱板凸台形成，該擱板凸台的入口形成有傾斜部，在該擱板凸臺上的兩側突出形成有用於安裝半導體晶圓的支撐凸台，在該限位器軸上形成有限位器槽，在該限位器槽以與該支撐凸台相同的水平線形成有用於安裝半導體晶圓的支撐凸台。
其中，在該夾持器軸的前後側分別安裝有第一位置測量裝置和第二位置測量裝置，該第一位置測量裝置的兩側和該第二位置測量裝置的兩側分別固定設置有導軌，在該導軌插入設置有借助導軌塊導引的具有限位器的測量固定塊；在該測量固定塊，以能夠借助鉸鏈軸旋轉的方式設置有標有位置刻度的測量板，在該限位器和該測量板分別固定設置有極性各不相同的磁鐵，在該測量固定塊的末端固定設置有刻度支撐末端；在兩側的該刻度支撐末端前方設有刻度盤。
其中，在該支撐板的前後分別設置有用於測量左右水平狀態的水平測量儀以及用於測量前後水平狀態的水平測量儀。
其中，在該支撐板的規定位置形成有用於在教示時固定於載具固定銷的孔塊，在該支撐板的兩側設置有用於在搬運或教 示時進行移動的手柄。
根據如上所述的本發明，在為重新設置指臂等製造設備而進行教示時，可準確容易地測量指臂及晶圓的前進度、水平、高度、左右偏心、傾斜及位置等，藉由這樣的測量容易進行校正，與此同時，容易確認指臂是否準確抓取晶圓且晶圓是否借助指臂準確插入安裝及提取等，在進行教示(Teaching)時，可容易準確地確認指臂和晶圓的工作關係。
1‧‧‧支撐板
2‧‧‧夾持器槽
2a‧‧‧擱板凸台
2b‧‧‧傾斜面
2c、4b‧‧‧支撐凸台
3‧‧‧夾持器軸
4‧‧‧限位器軸
4a‧‧‧限位器槽
5‧‧‧刻度條
5a‧‧‧刻度標誌
6‧‧‧透視窗
7‧‧‧框架上板
8‧‧‧導軌
9‧‧‧限位器
10‧‧‧測量固定塊
11‧‧‧導軌塊
12‧‧‧位置刻度
13‧‧‧測量板
14‧‧‧鉸鏈軸
15、15a‧‧‧磁鐵
16‧‧‧刻度支撐末端
17‧‧‧刻度盤
18、19‧‧‧水平測量儀
20‧‧‧孔塊
P‧‧‧第一位置測量裝置
P1‧‧‧第二位置測量裝置
圖1為本發明的半導體晶圓教示夾具的結構立體圖；圖2為本發明的半導體晶圓教示夾具的整體主視圖；圖3為本發明的半導體晶圓教示夾具的整體俯視圖；圖4為在本發明的半導體晶圓教示夾具中在指臂裝載晶圓的狀態下插入安裝於夾持器槽來測量指臂和晶圓的位置的俯視圖；圖5為本發明的半導體晶圓教示夾具的整體側視圖；圖6為在本發明的半導體晶圓教示夾具中位置測量裝置的局部放大立體圖；圖7為在本發明的半導體晶圓教示夾具中在夾持器軸的夾持器槽和限位器軸的限位器槽中插入安裝晶圓的狀態的局部放大圖；圖8為在本發明的半導體晶圓教示夾具中在指臂裝載晶圓的狀態下插入安裝於夾持器槽來測量指臂和晶圓的位置的實物照片；圖9為在本發明的半導體晶圓教示夾具中插入安裝指臂來藉由位置測量裝置測量指臂的位置的實物照片。
下面，結合附圖對本發明實施例進行詳細說明。
在說明本發明的過程中所定義的術語是考慮到本發明中的功能所定義的，不能視為限制本發明的技術構成。
本發明可進行各種變形且可有各種實施例，下面，將詳細說明實施例(aspect)。但是，不是把本發明限定在特定實施方式，應理解為包含屬於本發明的思想及技術範圍的所有變更、等同技術方案或替代技術方案。
另外，各附圖中的要素，為了幫助理解而放大或簡化表示其大小和厚度，但本發明要求保護的範圍不受這些圖的限制。
用於本申請的術語只是說明特定實施例(aspect)而非限制本發明。
一般使用的與詞典中定義的術語相同的術語具有與相關技術的語境中的意思相同的含義，除非有明確的定義，在本申請中不具有理想的或過度的含義。
下面，結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細說明。
作為達到本發明目的的實施例，結合圖1至圖7說明如下：
本發明的半導體晶圓教示夾具包括：夾持器軸3，直立設置於支撐板1上的兩側，且形成有用於插入安裝半導體晶圓的多個夾持器槽2；限位器軸4，直立設置於該夾持器軸3的後方兩側部，具有限位器槽4a的用於根據位置固定半導體晶圓；刻度條5，直立設置於兩側的該限位器軸4後方中央，標有用於確認半導體晶 圓的位置的刻度；形成有透視窗6的框架上板7，固定設置於該夾持器軸3、限位器軸4及刻度條5的上端部。
其中，該夾持器軸3的夾持器槽2借助擱板凸台2a形成，該擱板凸台2a的入口形成有傾斜部2b，在該擱板凸台2a上的兩側突出形成有用於安裝半導體晶圓的支撐凸台2c，在限位器軸4的限位器槽4a以與該支撐凸台2c相同的水平線形成有用於安裝半導體晶圓的支撐凸台4b。
在該夾持器軸3的前後側分別安裝有第一位置測量裝置P和第二位置測量裝置P1，第一位置測量裝置P的兩側和上述第二位置測量裝置P1的兩側分別固定設置有導軌8，在該導軌8插入設置有借助導軌塊11導引的具有限位器9的測量固定塊10。
另外，在該測量固定塊10，以能夠借助鉸鏈軸14旋轉的方式設置有標有位置刻度12的測量板13，在該限位器9和測量板13分別固定設置有極性各不相同的磁鐵15、15a，在該測量固定塊10的末端固定設置有刻度支撐末端16；另外，在兩側的該刻度支撐末端16前方設有刻度盤17。
藉由如上所述的方法分別構成第一位置測量裝置P和第二位置測量裝置P1。
在該支撐板1的前後分別設置有用於測量左右水平狀態的水平測量儀18以及用於測量前後水平狀態的水平測量儀19。
在該支撐板1的規定位置形成有用於在教示時固定於載具固定銷的孔塊20，在該支撐板1的兩側設置有用於在搬運或教示時進行移動的手柄21。
如上所述，本發明的半導體晶圓教示夾具首先位於安裝有半導體晶圓載具進行作業的裝載台的基準板之上，並將設置於支撐板1的底面的孔塊20設置於安裝在該基準板的載具固定銷。
此時，本發明的教示夾具將位於該裝載台之上的準確位置，而具有指臂的機器人也將移動至將要教示的位置。
在此狀態下，保存機器人的教示位置(例如，XYZ空間座標)，在本發明的教示夾具中進行晶圓的插入安裝及提取測試並保存資料。
另外，結束測試之後，從裝載台的基準板分離本發明的教示夾具。
下面，對利用本發明的教示夾具實施晶圓的插入安裝及提取測試的方法進行說明。
在與機器人相連接的指臂R上安裝晶圓W之後，插入於形成在兩側夾持器軸3的內側的夾持器槽2(請參考圖4及圖7)。
此時，晶圓W的邊緣(edge)插入於夾持器槽2並安裝於擱板凸台2a的支撐凸台2c之上，並且，晶圓W的後方部邊緣部分安裝於限位元器軸4的支撐凸台4b之上，而當晶圓進入準確位置，則被形成於該兩側的限位器軸4的限位器槽4a阻止而不能繼續進入。
這樣完成晶圓W的插入安裝之後，在此狀態下精確地測量晶圓W的水平、高度、左右偏心、傾斜及位置等，校正出現錯誤的部分之後，若正常工作，則保存測試資料。
可利用標註於該刻度條5的刻度標識5a來測量晶圓進入時的高度，可藉由確認安裝於兩側夾持器軸3的支撐凸台2c和限 位器軸4的支撐凸台4b的晶圓的狀態，來確認水平狀態和左右偏心及傾斜，而這所有測量都可以藉由肉眼容易確認。
這是因為整個教示夾具的前後左右和上側都處於開放狀態。
另外，在插入安裝晶圓W的狀態下利用指臂R提取晶圓W的情況下，也可藉由透視窗6來確認晶圓W是否借助指臂R準確裝載提取，從而容易確認運行關係。
至於分別設置於該夾持器軸3的前後側的第一位置測量裝置P和第二位置測量裝置P1，在指臂R進入時，在該指臂R停止的狀態下，使兩側的測量固定塊10沿導軌8相互沿內側移動，以使兩側的測量板13貼緊指臂R的兩側棱之後，使兩側的刻度支撐末端16位於刻度標識17，從而準確測量指臂R進入及提取時的中心，以此測量左右偏心狀態。
另外，在夾持器軸3的前後側設置有第一位置測量裝置P和第二位置測量裝置P1，從而可測量指臂的進入及提取時的前進度，而且，可藉由兩側的該測量板13的刻度標識12測量水平度和傾斜。
設置於該支撐板1的前方一側的用以測量左右水平狀態的水平測量儀18測量用於安裝晶圓的裝載台的左右水平狀態，設置於該支撐板1的後方一側的用以測量前後水平狀態的水平測量儀19測量用於安裝晶圓的裝載台的前後水平狀態。
形成於該擱板凸台2a的前方下側的傾斜面2b用於預防裝載有晶圓的指臂進入時發生碰撞，突出的支撐凸台2c、4b用於減少與晶圓接觸的面積，從而確保水平狀態的高精度測量，防止晶 圓的損傷。
如上所述，藉由所有測量和校正來完成測試，啟動過程時判斷指臂是否正常工作，即可結束利用本發明的教示夾具的教示。
如上所述，本發明在為了重新設置指臂等製造設備而進行教示時，可準確容易地完成指臂的位置測量及校正，與此同時，容易確認指臂是否準確抓取晶圓且晶圓是否藉由指臂準確插入安裝及提取等，在進行教示(Teaching)時，可容易準確地確認指臂和晶圓的工作關係。
1‧‧‧支撐板
2‧‧‧夾持器槽
2a‧‧‧擱板凸台
2c、4b‧‧‧支撐凸台
3‧‧‧夾持器軸
4‧‧‧限位器軸
4a‧‧‧限位器槽
5‧‧‧刻度條
5a‧‧‧刻度標誌
6‧‧‧透視窗
7‧‧‧框架上板
8‧‧‧導軌
16‧‧‧刻度支撐末端
17‧‧‧刻度盤
18、19‧‧‧水準測量儀
20‧‧‧孔塊
21‧‧‧手柄
P‧‧‧第一位置測量裝置
P1‧‧‧第二位置測量裝置

Claims (3)

  1. 一種半導體晶圓教示夾具，包括：夾持器軸(3)，直立設置於一支撐板(1)上的兩側，且形成有用於插入安裝半導體晶圓的多個夾持器槽(2)；限位器軸(4)，直立設置於該等夾持器軸(3)的後方兩側部，用於根據位置固定半導體晶圓；一刻度條(5)，直立設置於兩側的該等限位器軸(4)的後方中央，標有用於確認半導體晶圓的位置的刻度；一框架上板(7)，形成有一透視窗(6)，固定設置於該夾持器軸(3)、該限位器軸(4)及該刻度條(5)的上端部；其中該夾持器軸(3)的該等夾持器槽(2)借助一擱板凸台(2a)形成，該擱板凸台(2a)的入口形成有一傾斜部(2b)，在該擱板凸台(2a)上的兩側突出形成有用於安裝半導體晶圓的一支撐凸台(2c)，在該等限位器軸(4)上形成有一限位器槽(4a)，在該限位器槽(4a)以與該支撐凸台(2c)相同的水平線形成有用於安裝半導體晶圓的一支撐凸台(4b)，其中，在該等夾持器軸(3)的前後側分別安裝有一第一位置測量裝置(P)和一第二位置測量裝置(P1)，該第一位置測量裝置(P)的兩側和該第二位置測量裝置(P1)的兩側分別固定設置有一導軌(8)，在該導軌(8)插入設置有借助一導軌塊(11)導引的具有一限位器(9)的一測量固定塊(10)；在該測量固定塊(10)以能夠借助一鉸鏈軸(14)旋轉的方式設置有標有一位置刻度(12)的一測量板(13)，在該限位器(9)和該測量板(13)分別固定設置有極性各不相同的多個磁鐵(15、15a)，在 該測量固定塊(10)的末端固定設置有一刻度支撐末端(16)；在兩側的該刻度支撐末端(16)前方設有一刻度盤(17)。
  2. 如請求項1之半導體晶圓教示夾具，其中，在該支撐板(1)的前後分別設置有用於測量左右水平狀態的一水平測量儀(18)以及用於測量前後水平狀態的一水平測量儀(19)。
  3. 如請求項1之半導體晶圓教示夾具，其中，在該支撐板(1)的規定位置形成有用於在教示時固定於載具固定銷的多個孔塊(20)，在該支撐板(1)的兩側設置有用於在搬運或教示時進行移動的多個手柄(21)。
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