TWI769737B - 盒蓋裝卸機構及盒蓋檢測方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種盒蓋裝卸機構，其包括用於放置一晶圓盒的一平台、用於從該晶圓盒卸下一盒蓋的一裝卸裝置、及用於移送該裝卸裝置的一移載裝置。其中，該裝卸裝置還能將所卸下的該盒蓋從呈直立姿勢翻轉為呈躺平姿勢，及從呈躺平姿勢翻轉為呈直立姿勢。本發明還揭露一種盒蓋檢測方法包括：先從一晶圓盒卸下一盒蓋，接著，將該盒蓋從呈直立姿勢翻轉為呈躺平姿勢，以使該盒蓋的一內側面朝向上方，然後，對該盒蓋的該內側面進行拍攝，最後，檢測所拍攝到的影像。

Description

盒蓋裝卸機構及盒蓋檢測方法

本發明與檢測晶圓盒的設備有關，尤指一種用於將一晶圓盒的一盒蓋卸下或裝回的盒蓋裝卸機構及用於檢測該盒蓋的方法。

晶圓盒是一種用來容納、保護及運送多片晶圓的專用容器，例如在半導體產業中常見的前開式晶圓傳送盒（FOUP，Front Opening Unified Pod）及前開式晶圓供應盒（FOSB，Front Opening Shipping Box），前者主要是運用在同一廠房內各工作站之間的晶圓運送，後者則是運用在廠房與廠房之間的晶圓運送。

無論如何，這類晶圓盒都有一盒體及蓋於該盒體的一盒蓋。在該晶圓盒在投入上述運送場合中使用之前，往往需要先卸下它的該盒蓋之後再進行相關檢測，因此，需要有一種用來執行將該盒蓋的卸下的設備。此外，亦有需要對所卸下來的該盒蓋的一內側面進行檢測，以便挑出盒蓋異常的晶圓盒。

本發明提供一種盒蓋裝卸機構，其包括一平台、一裝卸裝置及一移載裝置。該平台用於放置一晶圓盒。該裝卸裝置包括可被移動的一座體、樞接於該座體上的一支撐盤、設於該支撐盤上的多個真空吸附裝置及兩開閉鎖裝置、以及設於該座體上且用於驅動該支撐盤翻轉的一翻轉驅動裝置。其中，當該座體從一原始位置被移動到位於一裝卸位置時，該支撐盤用於貼靠於該晶圓盒的一盒蓋的一外側面，該些真空吸附裝置用於吸住該盒蓋的該外側面，兩該開閉鎖裝置用於對應轉動該盒蓋內的兩鎖栓機構，當該座體從該裝卸位置被移動返回該原始位置時，該翻轉驅動裝置用於驅動該支撐盤從呈直立姿勢翻轉為呈躺平姿勢。該移載裝置，用於承載該座體，並能將該座體從該原始位置移送到該裝卸位置，及從該裝卸位置移回該原始位置。

在一實施例中，本發明之盒蓋裝卸機構還包括一X軸移載裝置，該平台設於該X軸移載裝置上，且能在該X軸移載裝置的帶動下作X方向的移動。

在一實施例中，本發明上述盒蓋裝卸機構還包括一轉動驅動裝置，該平台能在該轉動驅動裝置的驅動下作轉動。

在一實施例中，本發明之盒蓋裝卸機構還包括一拍攝裝置及耦接該拍攝裝置的一電腦裝置，該拍攝裝置被配置在該裝卸裝置的上方，且用於對呈躺平姿勢的該支撐盤上的該盒蓋的一內側面進行拍攝，並將所拍攝到的影像傳送給該電腦裝置，由該電腦裝置檢測該些影像。在另一實施例中，該拍攝裝置還被配置成能在該裝卸裝置上方的一X-Y平面移動。更進一步地，本發明之盒蓋裝卸機構還包括配置在該拍攝裝置旁邊且能跟它一起移動的一3D高度量測裝置，該3D高度量測裝置耦接該電腦裝置，以量測該盒蓋的該內側面的不同區域的高度差。

在一實施例中，本發明上述拍攝裝置拍攝到該些影像之後，該裝卸裝置的該支撐盤就在該翻轉驅動裝置的反向驅動下被翻轉回呈直立姿勢。

本發明另提供一種盒蓋檢測方法，其包括以下步驟：將一晶圓盒的一盒蓋卸下並保持呈直立姿勢沿一水平方向移到一檢測位置；在該檢測位置將該盒蓋從呈直立姿翻轉為呈躺平姿勢，以使該盒蓋的一內側面朝向上方；從該盒蓋的該內側面的上方對該盒蓋的該內側面進行拍攝；及檢測所拍攝到的影像。

在一實施例中，本發明方法之檢測影像之步驟包括：根據所拍攝到的影像檢測該盒蓋的一中心點到該盒蓋的一左邊緣（或右邊緣）之間的一水平距離及該中心點到該盒蓋的一上邊緣（或下邊緣）之間的一垂直距離，是否均符合對應的規範距離。

在一實施例中，本發明方法還包括：將該盒蓋的該內側面分成多個區域；及對該些區域進行高度差量測。

相對於先前技術，本發明之盒蓋裝卸機構不但能將上述晶圓盒的該盒蓋卸下，還能進一步將原本呈直立姿勢的該盒蓋翻轉為呈躺平姿勢，以使該盒蓋的該內側面朝向上方。本發明之盒蓋檢測方法則能對該盒蓋的該內側面進行拍攝及檢測，藉以挑出盒蓋有異常的晶圓盒。

圖1顯示本發明之盒蓋裝卸機構6的一個較佳實施例，圖2顯示一晶圓盒100包括一盒體1及一盒蓋2。該盒蓋2可由該盒蓋裝卸機構6予以卸下或裝回。

如圖2所示，晶圓盒100為一前開式晶圓傳送盒（FOUP），但這只是方便說明本發明而舉的例子，實際上不以此為限，例如，晶圓盒100也可以是一前開式晶圓供應盒（FOSB，Front Opening Shipping Box）。無論如何，盒體1的一盒口101已由盒蓋2蓋住，盒蓋2的一外側面12具有兩鎖孔121，對應兩該鎖孔121的兩鎖栓機構（圖中未示）設於盒蓋2的內部。兩鑰匙（圖中未示）被分別插入兩該鎖孔121之後，就可轉動兩該鑰匙來帶動兩該鎖栓機構進入一解鎖狀態或一鎖住狀態。其中，在兩該鎖栓機構處於該鎖住狀態時，盒蓋2已被鎖住而無法被卸離盒體1，而在兩該鎖栓機構處於該解鎖狀態時，盒蓋2已被解鎖而可被卸離盒體1。

如圖1及圖3所示，盒蓋裝卸機構6包括一平台3、一移載裝置61及設置在移載裝置61上的一裝卸裝置62。平台3用於承載圖2所示的晶圓盒100，裝卸裝置62用於將平台3上的晶圓盒100的盒蓋2卸下或裝回，移載裝置61用於帶動裝卸裝置62移動。在此實施例中，移載裝置61係為一Y-Z軸移載裝置，故裝卸裝置62能在移載裝置61的帶動下在一Y-Z平面上移動。

較佳地，在此實施例中，平台3可選擇由一X軸移載裝置31帶動，以便作X方向的移動。更佳地，平台3還可在一轉動驅動裝置32的驅動下作轉動。

在此實施例中，裝卸裝置62包括設於移載裝置61上的一座體62a、樞接於座體62a上的一支撐盤620、設於支撐盤620上的多個真空吸附裝置621及兩開閉鎖裝置622、以及設於座體62a上且用於驅動支撐盤620轉動的一翻轉驅動裝置623。在此實施例中，翻轉驅動裝置623為一伸縮缸，但不以此為限。此外，每一真空吸附裝置621各具有一吸盤621a。

如圖1所示，晶圓盒100是放在平台3上，並已隨著平台3而從一準備區移動到圖中所示的一檢測區內。在對晶圓盒100進行一系列檢測的作業中，若有需要檢測盒體1內部及或盒蓋2的一內側面時，就需要利用盒蓋裝卸機構6的裝卸裝置62將盒蓋2從盒體1上卸下，在此實施例中，盒蓋2卸下過程如下：

首先，令平台3轉動，以使晶圓盒100處於如圖4所示的狀態，此時，晶圓盒100位於距離平台3一段距離的一原始位置，且盒蓋2正對於裝卸裝置62的支撐盤620。接著，裝卸裝置62在移載裝置61的帶動下，從該原始位置移動到圖5所示的一裝卸位置。

如圖5所示，在該裝卸位置，裝卸裝置62的支撐盤620已貼靠於盒蓋2，每一真空吸附裝置621的吸盤621a已吸住盒蓋2的外側面12，兩開閉鎖裝置622的鑰匙端622a已分別伸入盒蓋2上的兩該鎖孔121且被轉動到一解鎖位置，以使盒蓋2內的兩該鎖栓機構進入該解鎖狀態。然後，如圖6所示，裝卸裝置62在移載裝置61的反向帶動下退回該原始位置，與此同時，被支撐盤620的真空吸附裝置621吸住的盒蓋2，就隨著裝卸裝置62一起退回該原始位置，以使晶圓盒100的盒口101及盒蓋2的內側面20均對外露出。

接著，如圖7所示，在翻轉驅動裝置623的帶動下，支撐盤620連同位在其上的盒蓋2一起從呈直立姿勢翻轉為呈躺平姿勢，此時，盒蓋2的內側面20就呈現朝向上方的狀態。至此，盒蓋裝卸機構6即執行完成卸下盒蓋2的作業。若想將盒蓋2裝回盒體1並上鎖，只需反向執行前述動作即可，容不贅述。但前述盒蓋2裝回盒體1之運作，並非必要，可視需求而選擇為之。

在上述圖面中，環繞晶圓盒100的內側面20一密封膠圈被省略了，位於盒蓋2的內側面20上的一輔助架體也被省略。其中，該輔助架體與位於盒體1內部的一主要架體（圖中未示）共同構成一晶圓置放架（圖中未示），且該晶圓置放架具有多層分別用於放置一晶圓的置放槽。

較佳地，如圖1及圖3所示，盒蓋裝卸機構6可再包括配置在裝卸裝置62上方的一拍攝裝置63及耦接拍攝裝置63的一電腦裝置（圖中未示）。在此實施例中，拍攝裝置63具有一高解析抗震工業鏡頭，且能用於對盒蓋2的內側面20進行拍攝，及將所拍攝到的一或多張盒蓋內側面影像傳送給該電腦裝置。該電腦裝置根據所收到的盒蓋內側面影像進行自動光學檢測（含影像處理與分析運算）。在此實施例中，拍攝裝置63設於一移載裝置64上，移載裝置64可為一X-Y軸移載裝置，故在移載裝置64的帶動下，拍攝裝置63能在裝卸裝置62上方的一X-Y平面移動，以便對盒蓋2的內側面20進行拍攝。

由於上述盒蓋內側影像含有晶圓盒100的盒蓋2的內側面20及相關附件（例如上述晶圓置放架的該輔助架體及上述密封膠圈），所以，該電腦裝置可利上述盒蓋內側影像來檢測晶圓盒100的盒蓋2的內側面20是否正常。例如，檢測盒蓋2的該輔助架體是否有未裝上的缺件情形，及/或檢測該輔助架體的每一置放槽的高度是否符合一規範高度，及/或檢測該密封膠圈是否有突出的情形，及/或檢測盒蓋2是否有變形的情形，及/或檢測盒蓋2的一中心點到盒蓋2的一左邊緣（或右邊緣）之間的一水平距離及該中心點到該盒蓋2的一上邊緣（或下邊緣）之間的一垂直距離，是否均符合對應的規範距離。若該電腦裝置的前述檢測結果有任何不符規範、缺件、變形或有密封膠圈突出的情形，即表示晶圓盒100有異常。

其中，為了檢測盒蓋2是否變形，可將盒蓋2的內側面20分成四個區域，拍攝裝置63依序移動到各個區域的上方進行拍攝，該電腦裝置根據拍攝裝置63拍攝到的影像進行這個四個區域的3D高度差量測，以檢測盒蓋2是否變形。另外，盒蓋內側拍攝模組7的旁邊還可以配置能跟它一起移動的一3D高度量測裝置（圖中未示），例如一白光涉儀，如此便可利用該3D高度量測裝置來進行前述的高度差量測。

在拍攝裝置63完成上述影像的拍攝之後，裝卸裝置62的支撐盤620就在翻轉驅動裝置623的反向驅動下被翻轉回原位而呈直立姿勢，位於支撐盤61上的盒蓋2亦然，一如圖6所示，這是為了將盒蓋2裝回盒體1預作準備。

由上述說明可知，本發明之盒蓋裝卸機構可執行一種盒蓋檢測方法，該方法包括將晶圓盒100的盒蓋2卸下並保持呈直立姿勢沿一水平方向移到一檢測位置（即上述裝卸裝置62的該原始位置），在該檢測位置將盒蓋2從呈直立姿翻轉為呈躺平姿勢，以使盒蓋2的內側面20朝向上方，從盒蓋2的內側面20的上方對盒蓋2的內側面20進行拍攝，及檢測所拍攝到的影像。

另外，需指出的是，該盒蓋檢測方法的執行並不限於上述例舉的盒蓋裝卸機構。

100:晶圓盒

101:盒口

1:盒體

12:外側面

121:鎖孔

2:盒蓋

20:內側面

3:平台

31:X軸移載裝置

32:轉動驅動裝置

6:盒蓋裝卸機構

61:移載裝置

62:裝卸裝置

62a:座體

620:支撐盤

621:真空吸附裝置

622:開閉鎖裝置

623:翻轉驅動裝置

621a:吸盤

622a:鑰匙端

63:拍攝裝置

64:移載裝置

圖1顯示本發明之盒蓋裝卸機構6的一個較佳實施的立體外觀圖。 圖2顯示待檢測的晶圓盒100的立體示意圖。 圖3顯示本發明該較佳實施的另一視角下的立體外觀圖。 圖4至圖7顯示盒蓋裝卸機構6的動作示意圖。

100:晶圓盒

3:平台

31:X軸移載裝置

32:轉動驅動裝置

6:盒蓋裝卸機構

61:移載裝置

62:裝卸裝置

620:支撐盤

621a:吸盤

622:開閉鎖裝置

622a:鑰匙端

64:移載裝置

Claims (8)

1. 一種盒蓋裝卸機構，包括：一平台，用於放置一晶圓盒；一裝卸裝置，包括可被移動的一座體、樞接於該座體上的一支撐盤、設於該支撐盤上的多個真空吸附裝置及兩開閉鎖裝置、以及設於該座體上且用於驅動該支撐盤翻轉的一翻轉驅動裝置，其中，當該座體從一原始位置被移動到位於一裝卸位置時，該支撐盤係貼靠於該晶圓盒的一盒蓋的一外側面，該些真空吸附裝置係吸住該盒蓋的該外側面，兩該開閉鎖裝置係對應轉動該盒蓋內的兩鎖栓機構，以使兩該鎖栓機構進入一解鎖狀態；當該盒蓋的兩該鎖栓機構進入該解鎖狀態且該座體從該裝卸位置被移動返回該原始位置時，該翻轉驅動裝置驅動該支撐盤及其上的該盒蓋從呈直立姿勢翻轉為呈躺平姿勢，以使該支撐盤上的該盒蓋的一內側面朝向上方；一移載裝置，承載該座體，並能將該座體從該原始位置移送到該裝卸位置，及從該裝卸位置移回該原始位置；一拍攝裝置，配置在該裝卸裝置上方，並對已朝向上方的該盒蓋的該內側面進行拍攝，藉以拍攝到一或多張盒蓋內側面影像，其中，在該拍攝裝置拍攝到該一或多張盒蓋內側面影像之後，該翻轉驅動裝置驅動該支撐盤及其上的該盒蓋從呈躺平姿勢翻轉回呈直立姿勢；及 一電腦裝置，耦接該拍攝裝置，並檢測該拍攝裝置所拍攝到的該一或多張盒蓋內側面影像。
2. 如請求項1所述的盒蓋裝卸機構，包括一X軸移載裝置，該平台設於該X軸移載裝置上，且能在該X軸移載裝置的帶動下作X方向的移動。
3. 如請求項1或2所述的盒蓋裝卸機構，包括一轉動驅動裝置，該平台能在該轉動驅動裝置的驅動下作轉動。
4. 如請求項1所述的盒蓋裝卸機構，其中該拍攝裝置被配置成能在該裝卸裝置上方的一X-Y平面移動。
5. 如請求項4所述的盒蓋裝卸機構，包括配置在該拍攝裝置旁邊且能跟它一起移動的一3D高度量測裝置，該3D高度量測裝置耦接該電腦裝置，以量測該盒蓋的該內側面的不同區域的高度差。
6. 一種盒蓋檢測方法，包括以下步驟：將一晶圓盒的一盒蓋卸下並保持呈直立姿勢沿一水平方向移到一檢測位置；在該檢測位置將該盒蓋從呈直立姿翻轉為呈躺平姿勢，以使該盒蓋的一內側面朝向上方；從該盒蓋的該內側面的上方對該盒蓋的該內側面進行拍攝，藉以拍攝到一或多張盒蓋內側面影像；在拍攝到該一或多張盒蓋內側面影像之後，將該盒蓋從呈躺平姿勢翻轉回呈直立姿勢；及 檢測所拍攝到的該一或多張盒蓋內側面影像。
7. 如請求項6所述的方法，其中該檢測影像之步驟包括：根據所拍攝到的該一或多張盒蓋內側面影像檢測該盒蓋的一中心點到該盒蓋的一左邊緣(或右邊緣)之間的一水平距離及該中心點到該盒蓋的一上邊緣(或下邊緣)之間的一垂直距離，是否均符合對應的規範距離。
8. 如請求項6所述的方法，包括：將該盒蓋的該內側面分成多個區域；及對該些區域進行高度差量測。

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