TWI546882B - 具有單一感測器之雙重感測末端作用器 - Google Patents

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Description

具有單一感測器之雙重感測末端作用器
本發明係關於偵測晶圓位置的系統、方法、與電腦程式；更明確而言，該系統、方法、與電腦程式係藉由使用晶圓搬運自動機械上的光學感測器偵測晶圓位置、以及在末端作用器接觸晶圓之前或之後偵測晶圓是否位在正確方位。
末端作用器是一種裝置或工具，其和自動機械支臂的末端連接。末端作用器是自動機械中會和環境互動的部分。在半導體製造業中，若干末端作用器是用以在不同位置之間運送半導體晶圓，例如將晶圓從定向站送至蝕刻站、或是在晶圓儲存區與機具之間運送晶圓。
當透過自動機械支臂的末端作用器運送半導體晶圓時，可將各式感測器建置於末端作用器結構中。感測器能夠偵測晶圓是否鬆脫滑落、移位、或是晶圓是否已妥當裝在末端作用器上並位於安全的運送位置中。在透過自動機械支臂的末端作用器運送晶圓以前，晶圓在支座上的位置可藉由另外建置在末端作用器中用以「測繪」(map)晶圓位置的感測器來判定。在若干末端作用器中，通常會將配備支援電子元件且耗電的二個獨立感測器置於末端作用器中，以定出晶圓位置並透過自動機械支臂來安全地運送晶圓。因此，一個末端作用器可能需要執行二種獨立的偵測功能：存在與測繪。
本發明實施例係呈現在文章脈絡中。
本發明實施例提供具備雙重感測器的末端作用器而用以偵測晶圓存在的系統、方法、與電腦程式。
當知本發明能以多種方式施行，例如程序作業、設備、系統、裝置或電腦可讀媒體中的方法。以下描述本發明的數種發明實施例。
在一實施例中，一種末端作用器包含一支臂、一測繪感測器、與一裝載感測器。該支臂具有第一末端與第二末端，其中該第一末端係連接至一樞軸接頭。第一端點與第二端點係界定在該第二末端上，並安排光信號環繞該支臂而行經一單一光徑。另外，該測繪感測器係用以當該晶圓未裝在該末端作用器上時，在該第一端點與第二端點之間辨識出晶圓的存在。該測繪感測器係由該單一光徑中的第一片段加以界定，致使當該晶圓處於該第一端點與該第二端點之間且未裝在該末端作用器上時，該晶圓和該第一片段相交並干擾該單一光徑。該裝載感測器係用以當該晶圓裝在該末端作用器上時，在該第一末端與該第二末端之間辨識出該晶圓的存在。該裝載感測器係由該單一光徑中的第二片段加以界定，致使當裝上該晶圓時，該晶圓和該第二片段相交並干擾該單一光徑。一控制模組判定該單一光徑的中斷是否對應到該單一光徑在該第一片段或該第二片段中中斷。因此，一個單一光感測器係用以感測該末端作用器的二種不同情況。
在另一實施例中，一種末端作用器偵測晶圓存在的方法包含一作業，用以安排光信號環繞末端作用器的支臂而行經單一光徑。該支臂具有第一末端與第二末端，其中第一端點與第二端點係界定在該第二末端上。該方法尚包含另一作業，用以偵測測繪感測器中的光信號干擾，其係發生於當該晶圓在該第一端點與該第二端點之間且該晶圓未裝在該末端作用器上時。該測繪感測器係由該單一光徑中的第一片段加以界定，致使當該晶圓處於該第一端點與該第二端點之間且未裝在該末端作用器上時，該晶圓和該第一片段相交並干擾該單一光徑。另外，該方法更包含又一作業，用以偵測裝載感測器中的光信號干擾，其係發生於當該晶圓在該第一末端與該第二末端之間且該晶圓係裝在該末端作用器上時。該裝載感測器係由該單一光徑中的第二片段加以界定，致使當裝上該晶圓時，該晶圓和該第二片段相交並干擾該單一光徑。控制模組進判定該單一光徑的中斷是否對應到該光信號在該測繪感測器或該裝載感測器中受到干擾。
在又一實施例中，呈現一種電腦程式，其係內建於非暫時性電腦可讀儲存媒體中，當由一個以上的處理器執行時，其用以藉由末端作用器來偵測晶圓存在。該電腦程式包含第一程式指令，用以安排光信號環繞末端作用器的支臂而行經單一光徑。該支臂具有第一末端與第二末端，其中第一端點與第二端點係界定在該第二末端上。該電腦程式尚包含第二程式指令，用以偵測測繪感測器中的光信號干擾，其係發生於當該晶圓在該第一端點與該第二端點之間且該晶圓未裝在該末端作用器上時。該測繪感測器係由該單一光徑中的第一片段加以界定，致使當該晶圓處於該第一端點與該第二端點之間且未裝在該末端作用器上時，該晶圓和該第一片段相交並干擾該單一光徑。除此之外，該電腦程式包含第三程式指令，用以偵測裝載感測器中的光信號干擾，其係發生於當該晶圓在該第一末端與該第二末端之間且該晶圓係裝在該末端作用器上時。該裝載感測器係由該單一光徑中的第二片段加以界定，致使當裝上該晶圓時，該晶圓和該第二片段相交並干擾該單一光徑。額外的第四程式指令係用以由控制模組判定該單一光徑的中斷是否對應到該光信號在該測繪感測器或該裝載感測器中受到干擾。
由以下採實例說明本發明原理的詳細敘述、並搭配隨附圖式將會更明白本發明的其他態樣。
提供具備雙重光學感測器的末端作用器用以偵測晶圓存在之系統、方法、與電腦程式。在一實施例中，末端作用器包含支臂、測繪感測器、與裝載感測器。支臂具有第一末端與第二末端，其中第一末端係和樞軸接頭連接。第一與第二端點係界定在第二末端上，且光信號係安排環繞支臂而行經單一光徑。另外，測繪感測器會在晶圓未裝在末端作用器上時用以在第一端點與第二端點之間辨識出晶圓的存在。測繪感測器係由單一光徑中的第一片段加以界定，致使當晶圓處於第一端點與第二端點之間且晶圓未裝在末端作用器上時，晶圓和第一片段相交並干擾單一光徑。裝載感測器會在晶圓係裝在末端作用器上時用以在第一末端與第二末端之間辨識出晶圓的存在。裝載感測器係由單一光徑中的第二片段界定，致使當晶圓係裝上時，晶圓和第二片段相交並干擾單一光徑。控制模組判定單一光徑的中斷是否對應到單一光徑在第一片段或第二片段中中斷。因此，單一光學感測器係用以在末端作用器中感測二種不同情況。
然而，精於本技術領域者顯然當知本發明可在不具該等具體細節的部分或全部的狀況下實行。而在其他狀況中，為避免不必要地混淆本發明，並未詳述眾所皆知的程序作業。
依照一實施例，圖1描繪末端作用器中的光學感測器，其係用以判定晶圓的存在。本發明實施例使用單一數位光纖感測器以感測二種不同狀況(即二種不同的晶圓位置)。單一數位光纖感測器包含光發射器、光接收器、與數位輸出。光纖光束路徑係安排成行經二個幾何間隙，致使當晶圓係裝在末端作用器上或晶圓在末端作用器以外受測繪時，晶圓會中斷光束。此處所指的基板測繪(亦稱為「晶圓測繪」)是一個程序，其中當晶圓未裝在末端作用器上時，具備末端作用器的自動機械會「測繪」或定出一個以上晶圓的位置。舉例而言，晶圓可能在前開式通用容器(FOUP,Front Opening Unified Pod)中，而測繪功能係用以判定晶圓是否妥當位於FOUP中。該等測繪資訊對於運送晶圓的自動機械相當有用，舉例而言，此資訊能確保晶圓在裝上末端作用器以前位於預期的位置上。
依照自動機械所執行的資訊，電腦程式分析來自單一數位光纖感測器的資訊。因此，若自動機械上裝有晶圓，光束的中斷或干擾便會被解釋成裝載晶圓造成光徑干擾，而若是自動機械正在執行測繪功能，光束的中斷則會被解釋為因在末端作用器的裝載區以外測繪晶圓所造成。因此，一個感測器系用於二種功能上，因而降低感測器與相關元件的數量。
圖1描繪自動機械支臂102中的存在感測器104偵測裝載晶圓106。存在感測器具有垂直分量，使其判定在裝載晶圓的表面之上的某一點與裝載晶圓106之下的某一點之間光徑是否中斷。
圖2A-2B描繪具備雙重光學感測能力的末端作用器實施例。自動機械支臂202包括和自動機械連接的樞軸端點220，致使自動機械支臂202能繞著樞軸端點220轉動。光發射器216提供光徑208的光源，光徑208包含二個感測間距並止於光接受器214。第一間距定義在端點212a與212b之間，該等端點位於末端作用器之葉片的一末端上。光線係安排成從光發射器216穿過光學導管來到端點212b，而光學導管可包含光纜以及其他光學元件，例如鏡子、光學放大器、聚焦鏡等等。
光徑從端點212a朝聚焦鏡210繼續，而聚焦鏡210係為用於存在感測之第二間距的起點。第二間距止於聚焦鏡206。當知由於該間距的第一末端係低於裝載晶圓的表面且第二末端係高於裝載晶圓，因此第二間距具有垂直分量。光徑繼續從聚焦鏡206朝光接收器214前進。在一實施例中，光接收器214所接收的光量係經測量並以量化的形式呈現在顯示器204上。圖2B呈現圖2A的末端作用器之不同視角。
在一實施例中，光徑中的聚焦鏡包含光學放大器以提高感測器所偵測到的光量。校正期間，光接收器所接收的光量係在光徑中無障礙物時測量。在正常運作下，接收的光量會因為不同的因素而浮動，例如環境光、灰塵、溫度等等。跳脫點(trip point)係界定成：所接收的光量低於跳脫點係解釋成光徑中的阻礙，以指出已觸發感測器，而所接收的光量高於跳脫點係解釋成光徑中無干擾。
在一實施例中，一個以上的真空感測器218利用真空感測器的吸力效應來辨識晶圓何時妥當裝至末端作用器上。在另一實施例中，第二跳脫點係為真空感測器而界定，用以界定出晶圓係妥當裝在末端作用器上以及晶圓尚未裝載妥當之間的偵測分界。
當知圖2A與2B描繪的實施例為示範性。其他實施例可將光線安排成朝相反方向行進、光徑具有不同的幾何輪廓、避免使用聚焦鏡、具有不同的自動機械結構等等。所繪實施例因而不應解釋成唯一或限制性的，而應視其為示範或說明用。
本發明實施例包含在具備單一光源的單一光徑中之二個不同間距。因而造成一個感測器具備雙重感測能力。使用二個不同的感測器會需要末端作用器中的額外配件而增加複雜度及成本。
依照一實施例，圖3描繪末端作用器測繪一組晶圓。由於末端作用器垂直行進，所以晶圓306的邊緣會中斷穿過末端作用器的光纖之光束。當晶圓在端點304a與304b(稱為測繪片段間距)之間就會發生中斷。由於光線中斷，所以光接收器未偵測到光線，並回報「關閉」狀態給自動機械控制系統。自動機械控制系統使用此一「關閉」狀態並搭配末端作用器的內部位置來記錄晶圓位置。當沒有任何晶圓邊緣中斷光束時，光線穿過測繪片段間距(以及存在片段間距)並回到光接收器，傳達「開啟」狀態。自動機械控制系統使用此一「開啟」狀態並搭配其內部位置系統以記錄該位置沒有晶圓。
結合具有晶圓的位置和沒有晶圓的位置(例如在FOUP中)就產生位置圖，之後自動機械就可使用該位置圖來取起與放下晶圓，或是用以判定其他狀態，例如晶圓偏移。圖3所描繪的情境呈現出當末端作用器垂直移動時，末端作用器如何測繪出多個晶圓的位置。由於末端作用器垂直行進，所以末端作用器係在垂直移動中測繪出所偵測晶圓的位置。
在一實施例中，末端作用器在基板預期位置前方的位置啟動測繪功能。舉例而言，若基板並未妥當處於裝載台上且晶圓向外「突出」遠離裝載台，則由於自動機械並未預期晶圓會在不正確的位置上，所以末端作用器就可能會在行進而執行測繪功能時和晶圓發生碰撞。要能偵測到此一情況，末端作用器要進行一連串的垂直測繪(由特定數量的水平間隔所分隔)直到末端作用器偵測到晶圓存在。在一實施例中，初始的測繪作業是在高速下執行直到末端作用器偵測到晶圓。若在「突出」位置上偵測到晶圓，便 會下令自動機械末端作用器停下以採取回復措施，俾使晶圓重新坐落在修正過的位置上。
依照本發明一實施例，圖4A-4C呈現具備一雙重光學感測器的末端作用器的之前視、上視、與側視圖。末端作用器的結構材料402通常為槳形，且係用以取起晶圓。末端作用器和自動機械支臂的末端連接，容納形成光纖光學感測器的光發射器412與光接收器410。只要能達成取起、放下、以及在多個位置間運送晶圓之功能，末端作用器可為任何形狀。
光纖線路416、424、與426的路徑係安排在末端作用器結構內以完成光徑迴路。光徑包含存在間距418與測繪間距420，並可包含其他光學元件以安排光線路徑，例如鏡子422、聚焦鏡406、放大聚焦鏡404等等。當光徑中無晶圓或其他障礙物時，光線係毫不受阻地穿過光纖路徑。微量的光線可能會於存在間距中散失，這正是為何放大聚焦鏡404要放大光信號以避免光接收器410上的信號微弱。光學線路可外顯或內含於末端作用器的支臂中。
光發射器412可為任何能被相容的接收器偵測到的光源。舉例而言，光源可為發光二極體(LED,Light-Emitting Diode)、雷射、紅外線等等。因為光線方向不影響結果，末端作用器的任一側上皆可具有發射器或接收器。圖4B呈現光發射器在右側，但在另一實施例中，光發射器則處於左側。光接收器410為一光線偵測器，其會將感測到的光線轉換成「關閉」狀態(未接收到光線)或是「開啟」狀態(接受到光線)，就如先前所述。針對接收到的光量之跳脫點係界定用以判定何時輸出「開啟」或「關閉」狀態。除此之外，可設定時間門檻值，致使低於時間門檻的少量暫時變動不會造成感測器輸出的變化。
測繪間距420(亦稱為測繪光束片段)為光纖路徑中未受保護或無遮蔽的一段間距。位在測繪間距420中的物件會擋住行經穿過光徑之光束。當自動機械支臂沿著晶圓邊緣移動末端作用器而使晶圓邊緣位在測繪間距420中時，光束會被擋住而造成自動機械位置系統的「關閉」狀態。此即指示晶圓已就位。
存在間距418(亦稱為存在光束片段)為光纖路徑中未受保護或無遮蔽的一段間距。位在存在間距418中的物件會擋住行經穿過光徑之光束。當自動機械支臂移動末端作用器以取起晶圓時，晶圓邊緣擋住光束，並在自動機械位置系統內登錄「關閉」狀態，從而顯示已成功取起晶圓。
在一實施例中，除了存在間距418之外，光徑實質上從頭到尾皆係水平。如圖4C所見，存在間距中的光徑具有垂直分量並以大於0度的角度和水平平面相交。因此，存間間距的末端端點分別低於與高於裝載晶圓。在光線穿過光纖線路426而抵達光接收器410之前，放大聚焦鏡404令光線的路徑回到水平平面。
由於測繪功能是在晶圓不位於末端作用器結構上時產生，而晶圓存在功能則是作為晶圓運送的一部分而發生，所以二種功能可共享光纖感測器的輸出而不衝突。控制模組414會和光發射器412與光接收器410、以及自動機械的控制程式交換資訊。當光徑中有障礙物時，控制模組414便依據自動機械的存在功能來判定障礙物是產生在哪個間距中。因此，當自動機械執行測繪功能以定出儲存區晶圓的邊緣位置時，控制模組將會認為測繪間距中的光線受阻。另一方面，當末端作用器上有(或系統認定其應該具有)裝載晶圓時、或是當末端作用器正在取起晶圓的過程中時，光徑受阻將會被認為是存在間距中受阻。當知雖然圖4B中的控制模組係位於自動機械的支臂上，控制模組(或和控制模組相關的功能)可存在於自動機械或半導體製造設施的其他部份上。真空感測器408係用以判定晶圓是否已妥當裝至末端作用器上。
依照一實施例，圖5A-5B呈現裝有晶圓的末端作用器之側視與上視圖。當感測到晶圓存在於末端作用器502上時，晶圓508中斷通過末端作用器的光纖與存在片段間距(介於光學元件504與506之間)之光束。當光線中斷時，光接收器偵測不到光線而回報「關閉」狀態。存在光束片段間距可位於末端作用器結構的不同位置上，只要晶圓邊緣可在晶圓位於結構上的預期取走位置時中斷光束。在一實施例中，存在間距係設計成用以偵測多種尺寸的晶圓。舉例而言，圖5A中的實施例就能偵測到不同尺寸的晶圓508與510之存在。
自動機械控制系統使用「關閉」狀態並搭配內部位置系統來記錄取起或放下晶圓的位置。若自動機械控制系統預期晶圓會在某一特定位置上但該處卻無晶圓時，就不會有晶圓造成的光束中斷，且光線會穿過存在片段間距(與測繪片段間距)而止於光接受器，此一狀況係回報為「開啟」狀態。自動機械控制系統使用該「開啟」狀態並搭配內部位置系統來記錄該位置的狀態為「無晶圓存在」。當控制系統狀態係設定成在一位置上取起晶圓，而光接收器狀態為「開啟」時，就會產生錯誤情況以指出並未成功取起晶圓、或是晶圓不在預期位置上。
圖5A-5B的末端作用器包括3個真空感測器512。當晶圓上的吸力適當時，真空感測器會指出晶圓已就位妥當。以此方法，若偵測到吸力則表示已裝上晶圓。然而，晶圓不總是平整。若真空感測器未和光學存在感測器一併使用，則當真空感測器512無法獲得適當吸力時，系統就會判定晶圓並未裝載妥當而必須停下自動機械末端作用器的運作。
光學感測器補足真空感測器所提供的資訊。舉例而言，若吸力缺乏但光學感測器顯示有裝載晶圓，則末端作用器將會判定晶圓已裝上，且末端作用器亦將判定末端作用器上的晶圓或晶圓位置有問題。在一實施例中，末端作用器將會小心(緩慢)移動以回應問題吸力所造成的錯誤情況，但系統將不會停止運作。
當二個感測器皆顯示晶圓裝載妥當時，末端作用器就不需小心運作而以高速移動。若二個感測器指出既無吸力亦無光學性存在，則將不會運送晶圓。產出錯誤情況以由半導體處理邏輯來處理。以下表1呈現依光學感測器與真空感測器的狀態而定的末端作用器動作。
圖5C描繪依狀態判定自動機械末端作用器速度的方法，而該狀態是從真空感測器與光學感測器接收而來。在作業552中，該方法檢查真空感測器是否測到晶圓妥當裝在末端作用器上。若真空感測器測到裝載妥當，則該方法就會向作業556繼續，否則就會朝向作業554。再者，在作業554中，該方法檢查光學感測器是否測到晶圓裝載妥當。若在作業554中的檢查結果為光學感測器並未測到妥當裝載，則該方法就流向作業558，否則就會朝作業560繼續。
如同在作業554中，該方法在作業556中檢查光學感測器是否測到晶圓裝載妥當，若該檢查判定晶圓裝載妥當，則該方法朝作業562繼續，否則就會朝向作業560。在作業558中，由於二個感測器皆測到晶圓裝載並不正確，所以測到錯誤情況。產生警告。
在作業560中，由於一個感測器判定裝載妥當但另一感測器並未測到裝載妥當，所以該方法判定已裝上晶圓但未裝好。在此狀況下，末端作用器因晶圓未裝載妥當而移動緩慢。在作業562中，由於二個感測器皆測到晶圓裝載妥當，所以該方法判定晶圓裝載妥當。在此狀況中，由於無需額外注意，所以末端作用器快速移動(和晶圓裝載不妥當時的狀況相比為快)。
當知圖5C所繪實施例為示範性。其他實施例可採用不同的測試或以不同的次序執行測試。圖5C所繪實施例因而不應解釋成唯一或限制性的，而應視其為示範或說明用。
其他類型的感測器亦可搭配光學感測器使用，例如機械式存在感測器、活動夾具感測器、電感感測器、近接感測器、觸碰感測器等等。亦可改變末端作用器的形狀且為多種類型。在一實施例中，系統中無真空感測器而完全仰賴光學感測器來判定已裝載(或尚未裝載)晶圓。
依照一實施例，圖6描繪末端作用器測繪晶圓。如先前所述，測繪感測器係用以測繪在末端作用器前方的晶圓位置。一般而言，自動機械支臂垂直移動，且當末端作用器沿著晶圓602邊緣行進時，光束會被擋住(在測繪間距606中)，因而造成自動機械位置系統的「關閉」狀態。此指出已定出晶圓位置。
通常，一疊晶圓位在半導體製造站(蝕刻室、定向模組、裝載口等等)中，且末端作用器會垂直通過以測繪出該站的每個晶圓。舉例而言，末端作用器將偵測每一晶圓實際位於何處、以及哪個開槽沒有晶圓而是空的。若晶圓未坐正(在水平位置上)，則當末端作用器向下行進時，就會中斷光束較長時間。這代表晶圓未坐妥當。這一錯誤情況將被標註，因而造成在下一半導體作業中跳過此晶圓或是要求其他若干作業措施。
可將測繪間距設計在末端作用器的任一側，只要當晶圓位於儲存位置時，晶圓邊緣會通過該側即可。在一實施例中，測繪間距606並非完全水平，亦即其雖然相當接近水平、但仍具有垂直分量。這使得自動機械系統能取得關於晶圓邊緣位置的相關資訊，而這是由於當末端作用器垂直移動時，自動機械現在能判定晶圓邊緣的二個端點。因此，當感測器的狀態從「開啟」轉成「關閉」時，就定位出邊緣的第一端點，而當感測器從「關閉」轉成「開啟」，就定位出邊緣的第二端點。
依照本發明一實施例，圖7呈現具備雙重光學感測能力的末端作用器偵測出晶圓存在的流程圖。在作業702中，該方法包含安排光信號環繞末端作用器的支臂而行經單一光徑。支臂上有第一末端與第二末端，其中第一端點與第二端點係界定在末端作用器的第二末端上。請參照實例，在圖2中，第一末端靠近樞軸端點220，而第二末端靠近端點212a與212b所界定的測繪間距。
再者，該方法包括作業704，用以在晶圓介於第一端點與第二端點之間且晶圓並未裝在末端作用器上時，偵測在測繪感測器中的光信號干擾。測繪感測器是由單一光徑中的第一片段加以界定，致使當晶圓處於第一端點與第二端點之間且晶圓並未裝在末端作用器上時，晶圓和第一片段相交並干擾單一光徑。
在作業706中，當晶圓介於第一末端與第二末端之間且晶圓係裝在末端作用器上時，裝載感測器中會偵測到光信號干擾。裝載感測器是由單一光徑中的第二片段加以界定，致使當裝上晶圓時，晶圓和第二片段相交並干擾單一光徑。在作業708中，控制模組判定單一光徑的中斷是否對應到光信號在描繪感測器或裝載感測器中受到干擾。
圖8為用以施行本發明實施例的電腦系統之簡化示意圖。當知此處所述方法可透過數位處理系統執行，例如習知的通用電腦系統。在其他選擇中，亦可採用經設計或程式撰寫成用以執行單一功能的專用電腦。電腦系統包括中央處理單元(CPU,central processing unit)804，其透過匯流排810而連接隨機存取記憶體(RAM,random access memory) 806、唯讀記憶體(ROM,read-only memory)812、以及大量儲存裝置814。末端作用器控制程式808存在隨機存取記憶體(RAM)806中，但亦可存在大量儲存裝置814中。
大量儲存裝置814代表持續性資料儲存裝置，例如可為本機或遠端的軟碟機或固定磁碟機。網路介面830透過網路832提供連接以和其他裝置交換資訊。當知CPU 804可內建於通用處理器、專用處理器、或特定程式化邏輯元件中。輸入/輸出(I/O)介面用以和不同的周邊裝置交換資訊，並透過匯流排810而與CPU 804、RAM 806、ROM 812、以及大量儲存裝置814連接。周邊裝置實例包括顯示器818、鍵盤822、游標控制器824、可移式媒體裝置834等等。
顯示器818係用以顯示此處所述的使用者介面。為了以指令集和CPU 804交換資訊，鍵盤822、游標控制器824、可移式媒體裝置834、以及其他周邊裝置係連接至I/O介面820。當知來自以及傳送到外部裝置的資料可透過I/O介面820來交換資訊。本發明亦可在分散式運算環境中實行，在該環境中，多個任務是由透過有線或無線網路連接的遠端處理裝置來執行。
本發明實施例可採不同的電腦系統組態實行，包含手持裝置、微處理器系統、應用微處理器或可程式化的消費性電子產品、微型電腦、大型電腦等等。本發明亦可在分散式運算環境中實行，在該環境中，多個任務是由透過網路連接的遠端處理裝置來執行。
考慮到上述實施例，當知本發明可運用各式電腦執行作業，其中包含儲存在電腦系統中的資料。該等作業需實際操控物理量。此處所述形成本發明一部分的任何作業皆為有效的計算機作業。本發明亦關於執行該等作業的裝置或設備。該設備可針對所需用途而專門打造，例如專用電腦。雖然界定成專用電腦，該電腦亦可進行其他處理作業、執行程式或不屬於專門用途一部分的例行程序，同時仍能針對專門用途運作。或者，藉由選擇性啟動或配置儲存在電腦記憶體或快取記憶體中、或是經由網路取得之一種以上的電腦程式，該等作業也可由通用電腦處理。當資料是經由網路取得時，該資料可由網路上的其他電腦來處理，例如雲端運算資源。
本發明一個以上的實施例亦可建構為電腦可讀媒體的電腦可讀編碼。電腦可讀媒體為能夠儲存資料的任何資料儲存裝置，而該資料之後可由電腦系統讀取。電腦可讀媒體實例包括硬碟、網路附加儲存(NAS,Network Attached Storage)、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROMs、CD-Rs、CD-RWs、磁帶以及其他光學或非光學資料儲存裝置。電腦可讀媒體可包括分散在由網路連接的電腦系統中之電腦可讀有形媒體，以可分散地儲存與執行電腦可讀編碼。
當知雖然以特定次序描述該方法作業，然而只要是以期望的方式執行整體作業輪廓處理，在作業之間亦可執行內部後勤作業、或是調整作業成在些許不同的時間點發生、或是作業可分散在一系統中而使處理作業在和該處理有關的不同期間發生。
雖然為致理解清楚，已大致詳述前述發明，然而顯然在隨附申請專利範圍的範疇中，仍能實行某些變更與修正。因此，應視本實施例為說明用而非限制性，且本發明並不限於此處所示細節，而是可於隨附申請專利範圍的範疇中與等效下進行修改。
102．．．自動機械支臂
104．．．存在感測器
106．．．晶圓
202．．．自動機械支臂
204．．．顯示器
206、210．．．聚焦鏡
208．．．光徑
212a、212b．．．端點
214．．．光接收器
216．．．光發射器
218．．．真空感測器
220．．．樞軸端點
304a、304b．．．端點
306．．．晶圓
402．．．末端作用器的結構材料
404．．．放大聚焦鏡
406．．．聚焦鏡
408．．．真空感測器
410．．．光接收器
412．．．光發射器
414．．．控制模組
416、424、426．．．光纖線路
418．．．存在間距
420．．．測繪間距
422．．．鏡子
502．．．末端作用器
504、506．．．光學元件
508、510．．．晶圓
512．．．真空感測器
552~562．．．作業
602．．．晶圓
606．．．測繪間距
702~708．．．作業
804．．．中央處理單元(CPU)
806．．．隨機存取記憶體(RAM)
808‧‧‧控制程式
810‧‧‧匯流排
812‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
814‧‧‧大量儲存裝置
818‧‧‧顯示器
820‧‧‧I/O介面
822‧‧‧鍵盤
824‧‧‧游標控制器
830‧‧‧網路介面
832‧‧‧網路
834‧‧‧可移式媒體裝置
藉由參照上述敘述並搭配隨附圖式最能了解本發明，其中：
依照一實施例，圖1描繪末端作用器中的光學感測器，其係用以判定晶圓的存在。
圖2A-2B描繪具備雙重光學感測能力的末端作用器實施例。
依照一實施例，圖3描繪末端作用器測繪一組晶圓。
依照本發明一實施例，圖4A-4C呈現具備雙重光學感測器的末端作用器之前視、上視、與側視圖。
依照一實施例，圖5A-5B呈現裝載晶圓的末端作用器之側視與上視圖。
圖5C描繪判定自動機械末端作用器速度的方法，其係根據真空感測器與光學感測器所接收的狀態。
依照一實施例，圖6描繪末端作用器測繪晶圓。
依照本發明一實施例，圖7呈現具備雙重光學感測能力的末端作用器偵測晶圓存在之流程圖。
圖8為用以施行本發明實施例的電腦系統之簡化示意圖。
302．．．自動機械支臂
304a、304b．．．端點
306．．．晶圓

Claims (18)

  1. 一種末端作用器，具備雙重感測器以偵測晶圓的存在，包含：一支臂，具有第一末端與第二末端，該第一末端係連接至一樞軸接頭，第一端點與第二端點係界定在該第二末端上；一光發射器，用以產生光信號；及一光感測器，用以在安排該光信號環繞該支臂而行經一單一光徑之後偵測該光信號，該單一光徑包含第一片段以及第二片段，該第一片段係界定在該第一端點與該第二端點之間，以及該第二片段係和當裝在該末端作用器上時的晶圓相交；其中，當該晶圓未裝在該末端作用器上並且該晶圓和該第一片段相交而阻擋該光信號到達該光感測器時，一控制模組的測繪功能在該第一端點與第二端點之間辨識出該晶圓的存在；其中，當該晶圓裝在該末端作用器上並且該晶圓和該第二片段相交而阻擋該光信號到達該光感測器時，該控制模組的裝載功能在該第一末端與該第二末端之間辨識出該晶圓的存在，其中，該控制模組判定該光信號的中斷是否對應到該第一片段或該第二片段的中斷，其中當該末端作用器正在執行該測繪功能時，該控制模組判定該單一光徑是在該第一片段中中斷，而當該末端作用器正在執行該裝載功能時，該控制模組判定該單一光徑是在該第二片段中中斷。
  2. 如申請專利範圍第1項之末端作用器，其中該第一片段實質上為水平且能在該晶圓位於該末端作用器的前方時偵測該晶圓。
  3. 如申請專利範圍第1項之末端作用器，其中該第二片段具有垂直分量且以大於0的角度和水平平面相交。
  4. 如申請專利範圍第3項之末端作用器，其中該第二片段在裝載晶圓之上和該末端作用器中的一端點以及在裝載晶圓之下和該末端作用器中的一端點連接。
  5. 如申請專利範圍第1項之末端作用器，更包含：一真空感測器，當該晶圓係裝在該末端作用器上時進行感測。
  6. 如申請專利範圍第5項之末端作用器，其中當該裝載功能與該真空感測器指出晶圓裝載妥當時，該控制模組判定該晶圓裝載妥當，而當該裝載功能或該真空感測器其中一者指出該晶圓裝載妥當且該裝載功能或該真空感測器其中一者指出該晶圓未裝載妥當時，該控制模組判定該晶圓未裝載妥當。
  7. 如申請專利範圍第6項之末端作用器，其中當該晶圓裝載妥當時，該末端作用器以正常速度移動。
  8. 如申請專利範圍第6項之末端作用器，其中當該晶圓未裝載妥當時，該末端作用器以緩慢速度移動。
  9. 如申請專利範圍第1項之末端作用器，其中該單一光徑干擾量超過門檻值則判定該單一光徑中已發生中斷。
  10. 一種末端作用器偵測晶圓存在的方法，包含：藉由光發射器來產生光信號；安排該光信號環繞末端作用器的支臂而行經單一光徑，該單一光徑終止於用以偵測該光信號存在的光感測器，該支臂具有第一末端與第二末端，其中第一端點與第二端點係界定在該第二末端上，該單一光徑包含第一片段以及第二片段，該第一片段係界定在該第一端點與該第二端點之間，以及該第二片段係和當裝在該末端作用器上時的晶圓相交；偵測控制模組之測繪功能中的光信號干擾，其係發生於當該晶圓在該第一端點與該第二端點之間且該晶圓未裝在該末端作用器上，並且該晶圓和該第一片段相交而阻擋該光信號到達該光感 測器之時；偵測該控制模組之裝載功能中的光信號干擾，其係發生於當該晶圓在該第一末端與該第二末端之間且該晶圓係裝在該末端作用器上，並且該晶圓和該第二片段相交而阻擋該光信號到達該光感測器之時；及藉由該控制模組判定該單一光徑的中斷是否對應到該光信號在該測繪功能或該裝載功能中受到干擾，其中當該末端作用器正實質上垂直移動，且該測繪功能偵測到該光信號受到干擾達一段時間，而該時間長過當感測器妥當位於水平位置時所對應的時間之時，該測繪功能判定在晶圓裝上該末端作用器以前，該晶圓並未妥當處於水平位置上。
  11. 如申請專利範圍第10項之末端作用器偵測晶圓存在的方法，其中該末端作用器的該支臂更包含第二感測器，其係由下列感測器組成的群組中選出：觸控感測器、真空感測器、機械式感測器、活動夾具感測器、近接感測器、與電感感測器。
  12. 如申請專利範圍第11項之末端作用器偵測晶圓存在的方法，更包含：結合來自二個以上感測器的資訊，用以判定該晶圓是否妥當裝在該末端作用器上。
  13. 如申請專利範圍第10項之末端作用器偵測晶圓存在的方法，其中該光發射器為發光二極體(LED)。
  14. 如申請專利範圍第10項之末端作用器偵測晶圓存在的方法，其中該光發射器為雷射。
  15. 如申請專利範圍第10項之末端作用器偵測晶圓存在的方法，其中該測繪功能係用以在該晶圓裝上該末端作用器以前判定該晶 圓的存在。
  16. 一種電腦程式，其係內建於非暫時性電腦可讀儲存媒體中，當由一個以上的處理器執行時，其用以藉由末端作用器來偵測晶圓存在，該電腦程式包含：第一程式指令，用以藉由光發射器來產生光信號；第二程式指令，用以安排該光信號環繞末端作用器的支臂而行經單一光徑，該單一光徑終止於用以偵測該光信號存在的光感測器，該支臂具有第一末端與第二末端，其中第一端點與第二端點係界定在該第二末端上，該單一光徑包含第一片段以及第二片段，該第一片段係界定在該第一端點與該第二端點之間，以及該第二片段係和當裝在該末端作用器上時的晶圓相交；第三程式指令，用以偵測控制模組之測繪功能中的光信號干擾，其係發生於當該晶圓在該第一端點與該第二端點之間且該晶圓未裝在該末端作用器上，並且該晶圓和該第一片段相交而阻擋該光信號到達該光感測器之時；第四程式指令，用以偵測該控制模組之裝載功能中的光信號干擾，其係發生於當該晶圓在該第一末端與該第二末端之間且該晶圓係裝在該末端作用器上，並且該晶圓和該第二片段相交而阻擋該光信號到達該光感測器之時；及第五程式指令，用以藉由該控制模組判定該單一光徑的中斷是否對應到該光信號在該測繪功能或該裝載功能中受到干擾，其中當該末端作用器正實質上垂直移動，且該測繪功能偵測到該光信號受到干擾達一段時間，而該時間長過當感測器妥當位於水平位置時所對應的時間之時，該測繪功能判定在晶圓裝上該末端作用器以前，該晶圓並未妥當處於水平位置上。
  17. 如申請專利範圍第16項之電腦程式，其中該單一光徑包含一個以上的聚焦鏡。
  18. 如申請專利範圍第16項之電腦程式，其中該單一光徑包含一光學放大器。
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