TWI669774B - 晶圓盒、晶圓盒對準系統及晶圓盒對準方法 - Google Patents

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Abstract

在一實施例中，晶圓盒包含：腔體，其係配置用以接收和存放晶圓；對位基準點，其位於腔體內，其中：對位基準點包含兩條彼此正交的線，以及對位基準點係配置用以被設置在機器手臂上的機器手臂對位感測器檢測，其中對位基準點定義一對位方向，其用於機器手臂夾爪進入腔體。

Description

晶圓盒、晶圓盒對準系統及晶圓盒 對準方法
關於一種晶圓盒、晶圓盒對準系統及晶圓盒對準方法。
現今的組裝線生產流程通常係高度自動化以操作材料和裝置並且形成成品。品管控制和維護流程常依賴人員技能、知識和專長來檢查製造在生產過程以及成為成品中的產品。
用於處理晶圓(例如，半導體裝置或材料)之典型的組裝線生產製程在機器手臂處除了人工檢查之外並沒有使用特定的檢查技術來與晶圓承載盒(也可稱為晶圓盒)對位。晶圓盒的例子包含可容納多個晶圓的標準機械介面(standard mechanical interface，SMIF)盒或可容納較大晶圓的前開式晶圓傳送盒(front opening unified pods，FOUPs)。
對於機器手臂而言對位非常重要，原因在於未與晶圓盒對準的機器手臂可能會以損害晶圓的方式從晶圓盒置放晶圓或取出晶圓。舉例來說，沒有對位的機器手臂可能會藉由沒有對位之機器手臂攜帶的晶圓撞擊晶圓盒的側壁、前壁或後壁進而損壞晶圓。然而，傳統的人工檢查和對位技術需要大量的開銷和昂貴的硬體設備，但仍不能產生令人滿意的結果。因此，傳統的檢查技術並不完全令人滿意。
根據本揭露之一態樣，一種晶圓盒包含一腔體以及一對位基準點。腔體配置用以接收和存放一晶圓。對位基準點位於腔體內，其中：對位基準點包含兩條彼此正交的線，以及對位基準點係配置用以被設置在機器手臂上的機器手臂對位感測器檢測，其中對位基準點定義一對位方向，用於機器手臂夾爪進入腔體。
根據本揭露之另一態樣，晶圓盒對準系統包含一夾爪以及一機器手臂。夾爪係配置用以固定一晶圓。機器手臂包含一對位感測器。此對位感測器係配置用以檢測夾爪與晶圓盒腔體內之對位基準點的對位，其中機器手臂係配置用以：依據對位來決定夾爪移動至腔體中的對位方向，以及沿對位方向移動夾爪至腔體內。
根據本揭露之另一態樣，晶圓盒對準方法包含以下步驟：收集一對位感測器數據，此對位感測器數據表徵一夾爪與一晶圓盒之一腔體內的一對位基準點的對位；依據 對位感測器數據決定用於夾爪進入腔體的一對位方向；以及沿對位方向移動夾爪至腔體內。
100‧‧‧俯視剖面圖
102‧‧‧機器手臂
104‧‧‧晶圓盒
105‧‧‧晶圓
105A‧‧‧控片晶圓
106‧‧‧夾爪
108‧‧‧指狀部
110‧‧‧指狀部
111‧‧‧對位基準點
112‧‧‧入口主軸
114‧‧‧側壁
116‧‧‧底板
118‧‧‧後壁
120‧‧‧中心點基準
122‧‧‧中心點感測器
124‧‧‧側向軸線
125‧‧‧俯視剖面圖
126‧‧‧門
200‧‧‧局部透視圖
202‧‧‧晶圓盒
204‧‧‧對位基準點
204A‧‧‧第一部分
204B‧‧‧第二部分
206‧‧‧腔體
208‧‧‧門
210‧‧‧外部夾具
212‧‧‧底板
214‧‧‧後壁
300‧‧‧局部透視圖
302‧‧‧晶圓盒
306‧‧‧腔體
308‧‧‧門
310‧‧‧外部夾具
312‧‧‧底板
322‧‧‧中心點感測器
322A‧‧‧中心點感測器
322B‧‧‧中心點感測器
324‧‧‧中心垂直主軸
326‧‧‧天花板
402‧‧‧晶圓盒對位功能模組
404‧‧‧處理器
406‧‧‧電腦可讀取存儲器
408‧‧‧網路連接
410‧‧‧使用者介面
412‧‧‧控制器
500‧‧‧流程
502、504、506、508、510、512、514‧‧‧操作
600‧‧‧流程
602、604、606‧‧‧操作
當結合隨附圖式進行閱讀時，本揭露發明實施例之詳細描述將能被充分地理解。應注意，根據業界標準實務，各特徵並非按比例繪製且僅用於圖示目的。事實上，出於論述清晰之目的，可任意增加或減小各特徵之尺寸。在說明書及圖式中以相同的標號表示相似的特徵。
第1A圖繪示了根據本揭露一些實施方式之相對於晶圓盒設置的機器手臂的俯視剖面圖。
第1B圖繪示了根據本揭露一些實施方式之部署在晶圓盒內的控片晶圓的俯視剖面圖。
第2A圖繪示了根據本揭露一些實施方式之具有對位基準的晶圓盒的局部透視圖。
第2B圖繪示了根據本揭露一些實施方式之具有對位基準的晶圓盒的側剖面圖。
第3圖繪示了根據本揭露一些實施方式之具有中心感測器的晶圓盒的局部透視圖。
第4圖繪示了根據本揭露一些實施方式之晶圓盒對位功能之各種功能模組的方塊圖。
第5圖繪示了根據本揭露一些實施方式之晶圓盒對位置放過程的流程圖。
第6圖繪示了根據本揭露一些實施方式之晶圓盒對準取回過程的流程圖。
應理解，以下揭示內容提供許多不同實施例或實例，以便實施本揭露發明實施例之不同特徵。下文描述組件及排列之特定實施例或實例以簡化本揭露。當然，此等實例僅為示例性且並不欲為限制性。舉例而言，可以理解的是，當一元件被稱為「連接至」或「耦合至」另一元件時，其可以為直接連接或耦合至另一元件，又或者是兩者之間有一或多個中間元件存在。
再者，本揭露可以在各實例中重複元件符號及/或字母。重複為出於簡單清楚之目的，且本身不指示所論述之各實施例及/或配置之間的關係。
另外，為了便於描述，本文可使用空間相對性術語(諸如「之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及類似者)來描述諸圖中所圖示之一元件或特徵與另一元件(或多個元件)或特徵(或多個特徵)之關係。除了諸圖所描繪之定向外，空間相對性術語意欲包含使用或操作中裝置之不同定向。設備可經其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向上)且因此可同樣解讀本文所使用之空間相對性描述詞。
本揭露提供了使用機器手臂夾爪(robotic arm gripper hand)自動對位晶圓盒的各種實施例。機器手臂夾 爪可自動對位以進入晶圓盒(晶圓盒)的腔體(cavity)內。腔體可以是配置用以接收(receive)和持有(hold)晶圓之晶圓盒內的任何開口。這種自動對位可以利用位於機器手臂(包含機器手臂夾爪)和晶圓盒兩者或兩者中之一上的感測器。舉例來說，機器手臂可以包含對位感測器(alignment sensor)，以決定機器手臂夾爪與晶圓盒腔體內之基準點(fiducial)的對位方向(alignment orientation)。將夾爪安置在對位方向可以確保機器手臂可以進入具有晶圓之晶圓盒的腔體內，且晶圓盒不具任何的側壁(例如，機器手臂入口居中)。而且，機器手臂夾爪可以利用晶圓盒內的中心點感測器(center point sensor)來確定機器手臂夾爪應延伸至晶圓盒的腔體內多長時間，而不會導致晶圓撞擊到晶圓盒的後壁或前壁(例如，門(door))。相反地，用於機器手臂夾爪進入晶圓盒的常規對位為手動執行，而不是以自動的方式進行。
第1A圖繪示了根據本揭露一些實施方式之相對於晶圓盒104設置的機器手臂102的俯視剖面圖100。機器手臂102可以包含夾爪106，其係配置用以夾持和操縱晶圓105。晶圓105以虛線輪廓表示。夾爪106可以包含多個指狀部(fingers)108，其係配置用以在指狀部108的頂部上延伸並支撐晶圓。指狀部可以包含夾具表面(gripper surface)，為了固定、操縱和移動晶圓，夾具表面與晶圓進行物理接觸。此俯視剖面圖100可以包含晶圓盒104的俯視剖面圖和機器手臂102的俯視圖。
機器手臂102可以包含對位感測器110。對位感測器110可以配置用以感測位於沿著晶圓盒104腔體表面的基準點111的對位。此對位可以沿著入口主軸112，入口主軸112以允許晶圓105在進入腔體期間不撞擊側壁114的方式定義了一個進入晶圓盒104的直線路徑。如將在下文更詳細討論的，對位基準點111可以是沿著入口主軸112且沿著晶圓盒104腔體內之底板(floor)116的線。雖然對位基準點可以描述為沿著底板116，但是在其他實施例中，對位基準點111可以沿著天花板(ceiling)而不是底板，又或者在其他實施例中係沿著晶圓盒104腔體之天花板以及底板。
對位基準點111可以是沿著入口主軸112的直線基準點(straight line fiducial)。如將在下文進一步討論的，雖然在第1圖中並未繪示出，但是對位基準點111也可以沿著晶圓盒104腔體的後壁118。換言之，對位基準點111可以是沿著腔體後壁118的垂直(vertical)直線基準點，也可以沿著腔體底板116的縱向線(longitudinal line)。因此，當與對位基準點111對準時，可以控制夾爪106以沿著被這兩個自由度約束的方式移動。
在特定的實施例中，對位感測器110可以包含發射雷射的雷射發射器，而此雷射係藉由與雷射發射器並置之雷射感測器的反射而感測到。在其他實施例中，藉由雷射發射器發射的雷射可以通過對位基準點感測器沿著對位基準點111直接感測到。在這樣的實施例中，位於機器手臂上的對位感測器可以和對位基準點感測器進行通信，並且僅包 含雷射發射器而不包含雷射感測器，或者可以包含雷射發射器和雷射感測器兩者。雷射發射器可以包含發射準直輻射(collimated radiation)(例如，光)的光電發射器(photoelectric emitter)作為一條線或終止於一個點的光束。雷射感測器也許可配置用以感測準直輻射。舉例來說，雷射感測器可以是影像感測器(image sensor)，此影像感測器係配置用以確認雷射發射器的準直輻射沿著底板116和後壁119兩者何時會與對位基準點對齊。當雷射發射器發射的輻射為一點時(例如，沿著終止於一點的光束)，雷射發射器可以安置在一個感測平台上並以一個受控的方式沿單一自由度移動，以使準直輻射的終端(terminus)橫穿(traverse)對位基準點111的長度。在這樣的實施例中，機器手臂102可以沿著一自由度移動(例如，旋轉)平台，使得雷射發射器的點放射可以沿著底板116和後壁119兩者穿過(traverse)(例如，確認對位)對位基準點111。當雷射發射器發射的輻射為一條線時，雷射感測器可以確認發射線係沿著底板116和後壁119兩者與對位基準點111對齊。對位基準點111將至少結合第2A圖在下文進一步討論。
在各個實施例中，晶圓105可以為控片晶圓105A。控片晶圓105A可以用於初始對位(initial alignment)，且後續用非控片晶圓代替以在晶圓盒104中傳送。控片晶圓105A可以包含中心點基準120。而且，晶圓盒104可以包含中心點感測器122。中心點感測器122可以配置用以感測中心點基準120何時處於晶圓盒104的中心 點。換句話說，中心點感測器122可以配置用以感測控片晶圓105A的中心點基準120何時處於晶圓盒腔體的中心垂直主軸(central vertical axis)。中心垂直主軸可以是沿著入口主軸112和側向軸線124兩者但是與入口主軸112和側向軸線124兩者正交(orthogonal)的一點處。在中心點感測器122偵測中心點基準120之前進入晶圓盒104的量可以被記錄成位移深度。可以儲存位移深度(例如，記錄在數據存儲器中供日後檢索)，以便用於後續機器手臂夾爪進入晶圓盒104腔體中的進入量可以重複。
第1B圖繪示了根據本揭露一些實施方式之部署在晶圓盒104內的控片晶圓105A的俯視剖面圖125。當部署控片晶圓105A時，控片晶圓105A可以被夾爪106傳送至晶圓盒104內，使得控片晶圓105A的中心點基準120可以被中心點感測器122檢測到。中心點感測器122可以沿著中心垂直主軸(例如，中心點感測器122之上或下)用以在晶圓盒104的中心點處感測，其中晶圓盒104的中心點成為晶圓的中心處。因此，夾爪106利用對位感測器110將控片晶圓105A沿著入口主軸112傳送至晶圓盒104內，以確保係沿著入口主軸112與基準點對準。而且，當中心點感測器122檢測到控片晶圓105A的中心點基準120時，夾爪可以阻止控片晶圓105A進入晶圓盒104的腔體內。中心點感測器122在中心點基準120的檢測點處將夾爪106移動到晶圓盒104腔體內的量(例如，位移深度值)可以稱為位移深度。可以記錄並利用位移深度來確定在後續晶圓處理中使用的位移 量，使得夾爪106不會太近或太遠地延伸至晶圓盒104腔體中，而造成被夾爪106夾持的晶圓碰撞晶圓盒104和/或門126的後壁118或晶圓盒104的前壁。
第2A圖繪示了根據本揭露一些實施方式之具有對對基準點204的晶圓盒202的局部透視圖。晶圓盒202可以是中空的，晶圓盒202具有腔體206和以虛線繪示的門208，以允許從晶圓盒202的腔體206進出。晶圓盒202的側面可以包含外部夾具210或把手以便於晶圓盒202的移動。晶圓盒202係繪示成局部透視圖200，以便於解釋其中所繪示之腔體206的特徵。
對位基準點204可以包含沿著晶圓盒202底板212的第一部分204A以及沿著晶圓盒202後壁214的第二部分204B。後壁214與門208可以彼此相對。門208也可以稱為前壁(front wall)。如上所述，第一部分204A可以沿著入口主軸延伸。而且，第二部分204B可以沿著垂直主軸(例如，沿著與上述中心垂直主軸相同的方向)延伸。因此，當夾爪沿著第一部分204A和第二部分204B與對位基準點204對準時，夾爪可以將其運動限制在垂直主軸和入口主軸附近。
在各個實施例中，晶圓盒可以包含用於多個晶圓的多個腔體。這些多個腔體可以沿著垂直主軸排列(例如，取代)，例如在腔體206上和/或下可以再製(reproduce)額外的腔體(例如，在底板212下，其中底板212可作為多個腔體晶圓盒之另一腔體的天花板)。
第2B圖繪示了根據本揭露一些實施方式之具有對位基準點204的晶圓盒202的側剖面圖。對位基準點204的第一部分204A可以沿著腔體206的底板212，而對位基準點204的第二部分204B可以沿著腔體206的後壁214。而且，對位基準點204的第一部分204A和第二部分204B可以是不連續的(例如，連接)。然而，在其他實施例中，對位基準點204的第一部分204A和第二部分204B可以為連續的。
第3圖繪示了根據本揭露一些實施方式之具有中心感測器304的晶圓盒302的局部透視圖。類似餘第2A圖，第3A圖的晶圓盒302可以是中空的，晶圓盒302具有腔體306和以虛線繪示的門308，以允許從晶圓盒302的腔體206進出。晶圓盒302的側面可以包含外部夾具310或把手以便於晶圓盒302的移動。晶圓盒302係繪示成局部透視圖300，以便於解釋其中所繪示之腔體306的特徵。
晶圓盒302可以包含中心點感測器322A或322B。如上文所討論的，中心點感測器322A或322B可以配置用以檢測控片晶圓的中心點基準沿著中心垂直主軸324何時介於底板312的中心點與晶圓盒104的天花板326之間。換言之，中心點感測器122可以配置用以感測控片晶圓105A的中心點基準120何時與晶圓盒302腔體內的中心垂直主軸324對準。
中心點感測器可以沿著底板312或晶圓盒104的天花板326設置。舉例來說，中心點感測器322可以從底 板312處終止於天花板326或從天花板326處終止於底板312發射準直光束的輻射。中心點感測器可以配置用以感測從底板312或天花板326發射的光束何時從控片晶圓的中心點基準反射。舉例來說，中心點感測器322A或322B可以包含發射雷射的雷射發射器。此雷射可以在中心點感測器322A或322B處藉由與雷射發射器並置的雷射感測器反射而被感測到。中心點基準可以在反射中產生獨特的性質，例如具有某特定強度或某特定波長的反射。雷射發射器可以包含發射一條線或終止於一點之準直輻射的光電感測器。而且，雷射感測器可以包含光電感測器，其係配置用以偵測被控片晶圓的中心點基準反射的特定類型的準直輻射。
第4圖繪示了根據本揭露一些實施方式之晶圓盒對位功能之各種功能模組的方塊圖。晶圓盒對位功能模組402可以是包含上文討論的機器手臂和晶圓盒之晶圓盒對位系統的一部分。晶圓盒對位功能模組402可以包含控制器404。在進一步的實施例中，控制器404可以為一個或多個控制器。
可以操作處理器404以連接電腦可讀取存儲器406(例如，記憶體和/或數據存儲器)、網路連接模組408、使用者介面模組410、控制器模組412以及感測器模組414。在一些實施例中，電腦可讀取存儲器406可以包含晶圓盒對位處理邏輯，其可以配置於處理器404以執行本文所討論的各種處理製程。電腦可讀取存儲器還可以存儲數據(例如，從感測器收集的感測數據)、用於識別位移深度的數 據、控片晶圓的辨識器、機器手臂的辨識器、夾爪的辨識器、感測器的辨識器以及可能存在以用於執行本文討論之各種處理製程的任何其他參數或信息。
網路連接模組408可便於晶圓盒對位系統與可在晶圓盒對位功能模組402的內部或外部之晶圓盒對位系統的各種裝置和/或組件網路連接。在某些實施例中，網路連接模組408可以便於物理連接，例如線路或總線。在其他實施例中，網路連接模組408可以通過使用發射器、接收器和/或收發器來促進無線連接，例如通過無線區域網(wireless local area network，WLAN)進行無線連接。舉例來說，網路連接模組408可促進與對位感測器、中心點感測器、處理器404及控制器模組412的無線或有線連接。
晶圓盒對位功能模組402還可以包含使用者介面模組410。使用者介面可以包含用於向晶圓盒對位系統的操作者輸入和/或輸出之任何類型的介面，包括但不限於監控器、膝上型電腦、平板、行動設備等。
晶圓盒對位功能模組402可以包含控制器模組412。控制器模組412可配置用以控制各種物理裝置，其中各種物理裝置係控制機器手臂和/或機器手臂之組件的運動或功能。舉例來說，控制器模組412可配置用以控制至少一夾爪、夾爪表面、對位感測器、中心點感測器和/或晶圓盒門的運動或功能。舉例來說，控制器模組412可以控制馬達，其中馬達可以移動夾爪、感測器、感測器平台和/或晶 圓盒的門中的至少一個。控制器可以從處理器控制並且可以執行本文討論之各種處理製程的各個方面。
第5圖繪示了根據本揭露一些實施方式之晶圓盒對位置放過程的流程圖500。如上文所述，晶圓盒對位進入過程可由晶圓盒對位系統執行。值得注意的是，流程500僅是一個例子，並不意旨限制本揭露。因此，可以理解的是，可以在第5圖的流程500之前、期間和之後提供額外的操作，某些操作可以省略，某些操作可以與其他操作同時進行，而且某些其他的操作可能僅在本文中被簡單地描述。
在操作502中，晶圓盒對位系統的機器手臂夾爪(例如，機器手臂的夾爪)可以接收控片晶圓。如上文所述，控片晶圓可以包含中心點基準，此中心點基準可以藉由中心點感測器偵測，而中心點感測器用於確認控片晶圓何時位於晶圓盒腔體內所期望的位置處。所期望的位置可以在晶圓盒內之任何期望的位置，不一定要在晶圓盒的中心處。舉例來說，所期望的位置可以比晶圓盒的門(例如，前壁)更靠近晶圓盒的後壁。
在操作504中，晶圓盒對位系統可以依據對位感測數據(例如，產生的數據以決定對位方向，或由對位感測器產生)檢測對位方向。如上文所述，對位方向可以是機器手臂夾爪的方向，其與對位基準點對齊，此對位基準點定義了機器手臂夾爪相對於入口主軸和晶圓盒之垂直主軸的方向。換句話說，對位方向可以限制機器手臂夾爪沿著兩個自由度(例如，繞著入口主軸和垂直主軸)的移動，使得由晶 圓手(wafer hand)操控的晶圓可以移入和/或移出晶圓盒而不會撞擊晶圓盒的側壁。對位方向可以保存以供日後參考。舉例來說，當不傳送時控片晶圓但是移動夾爪(例如，機器手臂夾爪)以從晶圓盒置放或取回晶圓時，可以使用對位方向。
在操作506中，機器手臂夾爪可以進入晶圓盒，與對位方向一致。如上文所述，根據對位方向來允許機器手臂夾爪以進出晶圓盒的方式移動，以便允許機器手臂夾爪夾持的晶圓進入或離開晶圓盒而不會碰撞到晶圓盒的側壁。
在操作508中，機器手臂夾爪可以偵測進入晶圓盒中的位移深度。如上文所介紹，控片晶圓可以包含由晶圓盒的中心點感測器感測到的中心點基準。當導向對位方向時，控片晶圓可沿著入口主軸行進並將控片晶圓的中心點基準朝中心點感測器移動。當中心點感測器檢測到中心點基準時，晶圓盒對位系統可以確認控片晶圓是位在期望的位置上。在某些實施例中，這可能是因為中心點感測器檢測中心點基準是否已經到達晶圓盒的中心垂直主軸。位移深度可以表徵(例如，指示(indicate))機器手臂夾爪從靜止位置(例如，晶圓盒的外部，其為機器手臂夾爪可接收晶圓或開始與晶圓盒互動的位置)位移至延伸位置(例如，中心點檢測器檢測到中心點基準的位置)。可以保存位移深度以供日後參考(例如，用於當不傳送時控片晶圓時，但是在傳送晶圓時需要從晶圓盒置放或取回晶圓時)。
在操作510中，機器手臂夾爪可以撤回控片晶圓。控片晶圓可以藉由沿著入口主軸的對位方向移出晶圓盒的腔體而撤回。當機器手臂夾爪進入晶圓盒時，這可能與機器手臂夾爪在操作506中所作的移動相反。這個相反位置(reverse position)可以在休息位置(rest position)終止，為此機器手臂夾爪除了與晶圓盒互動之外，可以針對其他動作而重新定位，或者相反位置可以在機器手臂夾爪接收或移除晶圓的位置終止。
在操作512中，先前由機器手臂夾爪固定的控片晶圓可以被存儲在晶圓內的晶圓取代。待存儲在晶圓盒內的晶圓可以是與控片晶圓具有相似尺寸的晶圓，因此可以與先前操作(例如，機器手臂夾爪在對位方向上移動)中操控控片晶圓相同的方式進行操作。
在操作514中，依據在操作504中確定的對位方向以及依據在操作514中確定的位移深度，晶圓可以藉由機器手臂夾爪而放置在晶圓盒內。舉例來說，晶圓的移動可以與在操作506中移動控片晶圓移動具有相同類型的運動。更詳細的說，機器手臂夾爪可以在對位方向上移動，使得晶圓可以進入晶圓盒而不會碰撞到(例如，避開)晶圓盒的側壁。而且，晶圓可以在位移深度處移動至晶圓盒內，使得晶圓得以在晶圓盒內的期望深度處，而不會太靠近晶圓盒的後壁(例如，不會影響晶圓盒的後壁)，也不會太靠近晶圓盒門或前壁(例如，以便晶圓不妨礙晶圓盒的門關閉)。在某些實施例中，對位方向可以用每次晶圓進入晶圓盒來決定，而不 是保存對位方向以用於後續的晶圓(例如，機器手臂夾爪的後續動作)。
在各個實施例中，晶圓的運動可以稱為機器手臂程序，其可以在各種迭代中執行以將多個晶圓放入晶圓盒中。舉例來說，如上所述，晶圓盒可以包含多個腔體，其中晶圓可以存儲在晶圓盒內。在確定其中一個腔體的對位方向及位移深度之後，可以推斷出其他腔體的相對應對位方向和位移深度，但是可以具有沿主軸的相對應位移，例如沿著各對應腔體的垂直主軸。因此，機器手臂夾爪可以執行多次重複的機器手臂程序以在不同時間不同腔體之間傳誦多個晶圓，其中每個晶圓可以以相同的方向但在不同垂直位移處的不同腔體傳送。
第6圖繪示了根據本揭露一些實施方式之晶圓盒對準取回過程的流程圖600。如上文所述，晶圓盒對準取回過程600可由晶圓盒對位系統執行。值得注意的是，流程600僅是一個例子，並不意旨限制本揭露。因此，可以理解的是，可以在第6圖的流程600之前、期間和之後提供額外的操作，某些操作可以省略，某些操作可以與其他操作同時進行，而且某些其他的操作可能僅在本文中被簡單地描述。
在操作602中，晶圓盒對位系統可以確定晶圓盒的對位方向和位移深度。對位方向和位移深度的確定可以從數據存儲器中檢索到，例如上文討論的電腦可讀取存儲 器。存儲在數據庫中的對位方向和位移深度的初始判定可以如第5圖中所討論的來確定，且為了簡潔將不再此贅述。
在操作604中，機器手臂夾爪可以進入晶圓盒，與對位方向一致。如上所述，依對位方向移動容許機器手臂夾爪以進出晶圓盒的方式移動，以便允許機器手臂夾爪所夾持的晶圓得以進出晶圓盒而不會碰撞到晶圓盒的側壁。
在操作606中，機器手臂夾爪可以取回晶圓盒內的晶圓。夾爪可以依據在操作602中確定的位移深度處放置在晶圓盒內之晶圓的假設來取回晶圓。如本領域的通常知識可知，夾爪可以藉由固定晶圓來取回晶圓。舉例來說，夾爪可以藉由在晶圓下方滑動並且在晶圓盒內將晶圓提升至晶圓所在的底板上來取回晶圓。在其他實施例中，夾爪也可以抓住晶圓以將晶圓固定在夾爪內。夾爪也可以藉由縮回固定晶圓的機器手臂夾爪從晶圓盒中取回晶圓。舉例來說，可以藉由沿著晶圓盒腔體的入口主軸的移動來取回晶圓。當機器手臂夾爪進入晶圓盒時，這可以是與在操作604中機器手臂夾爪所作的移動相反的移動。
在一實施例中，晶圓盒包含：腔體，其配置用以接收和存放晶圓；以及對位基準點，其位於腔體內，其中：對位基準點包含兩條彼此正交的線，以及對位基準點係配置用以被設置在機器手臂上的機器手臂對位感測器檢測，其中對位基準點定義對位方向，用於機器手臂夾爪進入腔體。
在一些實施方式中，對位基準點包含位於晶圓盒後壁上的一線以及位於晶圓盒底板上的另一線。
在一些實施方式中，晶圓盒更包含中心點感測器。中心點感測器位於腔體內，其中中心點感測器係配置用以檢測一控片晶圓之中心點基準何時位於腔體內之中心點感測器的上方或下方。
在一些實施方式中，中心點感測器為雷射感測器。
在一些實施方式中，雷射感測器包含雷射發射器。此雷射發射器係配置在腔體底板與天花板之間用以發射雷射光束。
在一些實施方式中，機器人手臂對位感測器係配置用以檢測視準光與對位基準點的對準。
在一些實施方式中，晶圓盒包含多個腔體。
在一些實施方式中，對位基準點係配置用以被從晶圓盒外部檢測。
在另一實施例中，晶圓盒對準系統包含：夾爪，其係配置用以固定晶圓；機器手臂，其包含對位感測器，此對位感測器係配置用以檢測夾爪與晶圓盒腔體內之對位基準點的對位，其中機器手臂係配置用以：依據對位來決定夾爪移動至腔體中的對位方向，以及沿對位方向移動夾爪至腔體內。
在一些實施方式中，當一控片晶圓之一中心點基準被一中心點感測器檢測到時，機器手臂配置以接收一位移深度，此位移深度指示夾爪之一位移值。
在一些實施方式中，位移深度將控片晶圓定位，以避免控片晶圓與晶圓盒之後壁和晶圓盒之門兩者接觸。
在一些實施方式中，對位基準點設置於腔體後壁和底板上。
在一些實施方式中，對位基準點包含位於腔體底板上的第一線以及位於腔體後壁上的第二線，其中第一線與第二線正交。
在一些實施方式中，對位感測器檢測雷射線與對位基準點的對位，其中雷射線係由對位感測器發射。
在其他實施例中，晶圓盒對準方法包含：收集對位感測器數據，此對位感測器數據表徵夾爪與晶圓盒腔體內之對位基準點的對位；依據對位感測器數據確定用於夾爪進入腔體的對位方向；以及沿對位方向移動夾爪至腔體內。
在一些實施方式中，沿對位方向移動夾爪至腔體內的步驟，避免晶圓盒的側壁與夾爪夾持的晶圓之間的接觸。
在一些實施方式中，晶圓盒對準方法更包含當一控片晶圓之一中心點基準被一中心點感測器檢測到時，接收一位移深度，且位移深度指示夾爪之一位移值。
在一些實施方式中，位移深度將控片晶圓定位，以避免控片晶圓與晶圓盒的後壁和晶圓盒的門兩者接觸。
在一些實施方式中，對位感測器數據係從安裝在機器人手臂上的雷射感測器收集，其中機器人手臂用於移動夾爪。
在一些實施方式中，對位感測器數據是當夾爪在腔體之外時被收集。
前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可以從各個方面更佳地了解本揭露。本技術領域中具有通常知識者應可理解，且可輕易地以本揭露為基礎來設計或修飾其他製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例等相同之優點。本技術領域中具有通常知識者也應了解這些相等的結構並未背離本揭露的發明精神與範圍。在不背離本揭露的發明精神與範圍之前提下，可對本揭露進行各種改變、置換或修改。
在本申請文件中，本文所用的術語「模組」是指用於執行本文所描述的相關功能的軟體、固件、硬體以及這些元件的任何組合。另外，為了討論的目的，各種模組被描述為分立的模組；然而，本領域技術人員將理解，兩個或更多個模組可組合以形成執行依照本揭露實施方式的相關功能的單個模組。
本領域的通常知識者將進一步認識到，結合本揭露態樣描述之各種例示性邏輯區塊、模組、處理器、工具(means)、電路、方法以及功能中的任何一個可以通過電子硬體(例如，數位化實現(digital implementation)、類比實現(analog implementation)或兩者的組合)、軔體 (firmware)、各種程序形式或連結指令的設計碼(為了方便起見。這裡可以稱為「軟體」或「軟體模組」)，或這些技術的任何組合。為了清楚地說明硬體、軔體和軟體的這種可互換性(interchangeability)，前述內文已經根據其功能一般性地描述了各種例示性的組件、區塊、模組、電路和步驟。無論這種功能是作為硬體、軔體還是軟體，或是這些技術的組合來執行，取決於施加在整個系統上的特定應用和設計限制。本領域的技術人員可以針對每個特定的應用以各種方式實現所描述的功能，但是這樣的執行決定並不會脫離本揭露的範圍。
此外，本技術領域中具有通常知識者應可理解，本文所描述的各種例示性的邏輯區塊、模組、裝置、組件及電路可以在集成電路(integrated circuit，IC)內實現或執行，集成電路可包含一般用途處理器(general purpose processor)、數字信號處理器(digital signal processor，DSP)、特殊應用集成電路(application specific integrated circuit，ASIC)、場式可編程閘陣列(field programmable gate array，FPGA)或其他可編程邏輯裝置，或上述任何組合。邏輯區塊、模組和電路還可以包含天線(antennas)和/或收發器(transceivers)以與網路內或裝置內的各種組件通信。一般用途處理器可以是微處理器(microprocessor)，但可替代地，處理器可以是任何傳統的處理器、控制器或狀態機(state machine)。處理器也可以作為電腦裝置之組合來實施，例如DSP和微處理器的組 合、多個微處理器、一或多個微處理器結合數位信號處理核心(DSP core)或任何其他合適的配置來執行本文所述的功能。
條件性語言，諸如尤其是「可以(can)」、「可能(could)」、「也許(might)」，或「可(may)」，除非以其他方式特別說明，否則在上下文中應理解為一般用於傳達某些實施例包含某些特徵、要素和/或步驟，而其他實施例則不包含。因此，此種條件性語言通常不意欲暗示特徵，元素和/或步驟以任何方式對於一個或多個實施例是必需的，或者一個或多個實施例必然包含用於在有或者沒有使用者輸入或提示的情況下決定此些特徵、要素和/或步驟是否包含在任何特定實施例中或將在任何特定實施例中執行。
此外，在閱讀本揭露之後，本領域技術人員將能夠配置功能實體以執行本文描述的操作。這裡關於指定的操作或功能使用的術語「配置(configured)」是指物理或虛擬構造、程序和/或排列成執行指定操作的系統、裝置、組件、電路、結構、機器等的功能。
除非另有特別說明，否則析取語言如用語「X、Y或Z中的至少一個」被結合一般使用的語境理解為表示項目、術語等可為X、Y或Z，或其任何組合(例如，X、Y和/或Z)。因此，此種析取語言通常不意欲並且不應暗示某些實施例要求各自存在至少一個X、至少一個Y或至少一個Z。
應當強調的是，可以對上述實施例進行許多變化和修改，此些實施例中的要素將被理解為在其他可接受的 實例中。所有此類修改和變化意欲在此被包含在本揭露的範疇內並由所附申請專利範圍保護。

Claims (10)

  1. 一種晶圓盒，包含：一腔體，配置用以接收和存放一晶圓；以及一對位基準點，位於該腔體內，其中：該對位基準點包含兩條彼此正交的線，以及該對位基準點係配置用以被設置在一機器手臂上之一機器手臂對位感測器檢測，其中該對位基準點定義一對位方向，用於一機器手臂夾爪進入該腔體。
  2. 如請求項1所述之晶圓盒，其中該對位基準點包含位於該晶圓盒之一後壁上的一線以及位於該晶圓盒之一底板上的另一線。
  3. 如請求項1所述之晶圓盒，更包含：一中心點感測器，位於該腔體內，其中該中心點感測器係配置用以檢測一控片晶圓之一中心點基準何時位於該腔體內之該中心點感測器的上方或下方。
  4. 如請求項1所述之晶圓盒，其中該機器手臂對位感測器係配置用以檢測視準光與該對位基準點的對準。
  5. 一種晶圓盒對準系統，包含：一夾爪，係配置用以固定一晶圓；以及一機器手臂，包含一對位感測器，該對位感測器係配置用以檢測該夾爪與該晶圓盒之一腔體內之一對位基準點的一對位，其中該機器手臂係配置用以：依據該對位，決定該夾爪移動至該腔體中的一對位方向，以及沿該對位方向移動該夾爪至該腔體內。
  6. 如請求項5所述之系統，其中當一控片晶圓之一中心點基準被一中心點感測器檢測到時，該機器手臂配置以接收一位移深度，該位移深度指示該夾爪之一位移值。
  7. 如請求項5所述之系統，其中該對位基準點包含位於該腔體之一底板上的一第一線以及位於該腔體之一後壁上的一第二線，其中該第一線與該第二線正交。
  8. 如請求項5所述之系統，其中該對位感測器檢測一雷射線與該對位基準點的對位，其中該雷射線係由該對位感測器發射。
  9. 一種晶圓盒對準方法，包含：收集一對位感測器數據，該對位感測器數據表徵一夾爪與一晶圓盒之一腔體內的一對位基準點的對位；依據該對位感測器數據決定用於該夾爪進入該腔體的一對位方向；以及沿該對位方向移動該夾爪至該腔體內。
  10. 如請求項9所述之方法，更包含：當一控片晶圓之一中心點基準被一中心點感測器檢測到時，接收一位移深度，且該位移深度指示該夾爪之一位移值。
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