TWI819334B - 預治式晶圓載盤之置載裝置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一種預治式晶圓載盤之置載裝置及其方法,係於一第一位移機構周側設有晶圓環置載機構、晶圓置載機構、遮蓋置載機構及機械臂;第一位移機構具有一第一座體,於一載盤上設有複數組合件承載部,各組合件承載部周緣設有複數夾具,機械臂的活動端設有影像攫取組件及裝卸機構;晶圓環置載機構將一晶圓環置於第一座體上,晶圓置載機構將一晶圓置於晶圓環內,遮蓋置載機構將一遮蓋疊置於晶圓上形成一組合件,機械臂校正裝卸機構,以正確對應於載盤上一待組裝的組合件承載部,裝卸機構解鎖各夾具,將組合件由第一座體移置於待組裝的組合件承載部上,然後鎖掣各夾具,以將組合件固定於該載盤上。
Description
本發明是有關預治式晶圓載盤之置載裝置及其方法,尤指一種利用簡單機構及操作,可分別將晶圓環、晶圓、遮蓋疊置組合,並精確移置固定於一載盤上不同位置之置載裝置及其方法。
一般的積體電路(integrated circuit, IC)製造過程主要可分為:矽晶圓製造、積體電路製作以及積體電路封裝等三大部分;當矽晶棒切割成晶圓後,還需要經過黃光、長晶、蝕刻、機械研磨等多道手續繁雜的流程,方能完成積體電路的製作,而在上述的製造過程中,晶圓在進行測試、清洗、蒸鍍、乾燥或浸泡有機溶劑等流程時,為能有效固定晶圓以便於加工,且能同時處理大量晶圓以增進加工效率,大多會將多個晶圓固定於一大面積的載盤上,由該載盤同時承載各晶圓進行上述各流程的加工作業。
常見的載盤基本結構,乃為一大面積的凸(或凹)弧面狀盤體結構,於該載盤上設有多個可供收容晶圓之鏤空部,且於各鏤空部周側設有多個可固定晶圓之夾具,當各晶圓受夾具固定於該鏤空部的上方(凸弧面的外凸表面或凹弧面的內凹表面),可使各晶圓經由該鏤空部對外顯露待加工之部位,因此利用該載盤可容置多個晶圓並同時移至各不同的加工程序,以有效增加晶圓整體加工之效率。
而隨著自動化機械加工逐漸普及,利用各種自動機械執行晶圓在載盤上的取放作業,不但可節省大量人力,並可降低生產成本、增進加工效率,已為必然的趨勢,但由於晶圓本身極為脆弱,且對於加工精密度的要求極高,因此,不但對於相關移置機構取放晶圓時的作業精確度有極高的要求,且在利用多個移置機構分別執行晶圓及相關組件的組合或疊置作業時,各移置機構之間亦必須具有精準的銜接,否則,極易影響整體移置的組合精度及成品品質,甚至於造成半成品毀損之情形;故而,如何有效校準各移置機構,使其不但在單一移置機構進行不同物件移置動作時保持極佳準確性,亦可使不同移置機構之間形成極佳的相對活動關聯性,以確保各移置機構在移置相同物件的作業連結精確度,乃為各相關業者所亟待努力的一主要課題。
有鑑於習見將晶圓移置至載盤上之移置機構有上述應用需求,發明人乃針對該些需求研究改進之道,終於有本發明產生。
本發明之主要目的在於提供一種預治式晶圓載盤之置載裝置及其方法,係於一第一位移機構的周側設有晶圓環置載機構、晶圓置載機構、遮蓋置載機構及第二位移機構,且於該第一位移機構、第二位移機構之間設有一機械臂;該第一位移機構具有一可往復位移之第一座體,該第一座體上設有一晶圓預治部,該第二位移機構上設有一可活動之載盤,該載盤上設有複數組合件承載部,各組合件承載部周緣設有複數夾具,該機械臂的活動端上設有一影像攫取組件及一裝卸機構;該晶圓環置載機構係能將一晶圓環置於該晶圓預治部內,由該晶圓置載機構將一晶圓置於該晶圓環內,再由該遮蓋置載機構將一遮蓋置於該晶圓環內並疊置於該晶圓上形成一組合件,使該晶圓之周側被穩固夾持在該晶圓環及遮蓋的周緣之間,以令該晶圓能在組合件中維持良好的平整度,該機械臂能帶動裝卸機構、影像攫取組件分別校正其裝卸作業面及取像面,使該裝卸機構可正向且準確對應於該載盤上一待組裝位置之待組裝的組合件承載部,該裝卸機構可先解鎖各夾具,再將該組合件由該第一座體移置於該待組裝的組合件承載部上,然後該裝卸機構鎖掣各夾具,將該組合件固定於該待組裝的組合件承載部上,且該載盤轉動,使另一組合件承載部移至該待組裝位置,藉由上述結構簡單、成本低廉之結構,配合規劃合理且順暢之動作流程,可有效降低設備的建置成本,並提升組裝效率之功效。
本發明之另一目的在於提供一種預治式晶圓載盤之置載裝置及其方法,其於裝卸機構周側設有複數測距元件,當該裝卸機構以一預設裝卸基準值之方向及角度接近該待組裝的組合件承載部後,可調整該裝卸機構位置,使各測距元件量測該待組裝的組合件承載部周側之距離為等長,藉以校正該裝卸機構的裝卸作業面之傾斜角度,使該裝卸機構能平行(具有相同之傾斜角度)對應於該待組裝的組合件承載部;而該影像攫取組件可以相同於該校正後裝卸作業面之方向及傾斜角度接近該待組裝的組合件承載部並直接取像,再調整該影像攫取組件位置,使其正向準確對應於該待組裝的組合件承載部,藉以校正該影像攫取組件之取像面的位置,同時利用該校正後取像面之位置的資訊修正該裝卸機構的位置,以使其裝卸作業面可正向且精確的對應於該待組裝的組合件承載部及其周邊組件。
本發明之又一目的在於提供一種預治式晶圓載盤之置載裝置及其方法,該第一座體頂面於晶圓預治部周側設有具背光表面且可相對位移之夾套滑座,於各夾套滑座朝向該晶圓預治部一側分別設有凹弧部,且於該第一位移機構旁側設有一取像單元,當該取像單元取得移至該晶圓環上方之晶圓影像,可配合該等夾套滑座相互靠合使各凹弧部組合成一具背光效果之孔,可使該晶圓易於被導正對應該晶圓環,以利於後續將該晶圓準確置入該晶圓環內之作業的進行。
為達成上述目的及功效,本發明所採行的技術手段包括:一種預治式晶圓載盤之置載裝置,包括:一第一位移機構,係連結並受一控制模組驅動,該第一位移機構具有一能往復移動之第一座體,於該第一座體上設有一晶圓預治部;一設置於該第一位移機構旁側之晶圓環置載機構,係連結並受驅動於該控制模組,該晶圓環置載機構具有一承托晶圓環的晶圓環供料座,於該晶圓環供料座旁側設有一晶圓環移置組件,該晶圓環移置組件能攜取及釋放該晶圓環,且該晶圓環移置組件能攜帶該晶圓環於該晶圓環供料座與該第一座體之晶圓預治部之間進行活動;一設置於該第一位移機構旁側之晶圓置載機構,係連結並受驅動於該控制模組,該晶圓置載機構具有一承托晶圓之晶圓供料座,於該晶圓供料座旁側設有一晶圓移置組件,該晶圓移置組件具有一晶圓托架,且該晶圓托架能受該晶圓移置組件帶動而能攜帶該晶圓於該晶圓供料座與該第一座體之晶圓預治部之間進行活動;一設置於該第一位移機構旁側之遮蓋置載機構,係連結並受驅動於該控制模組,該遮蓋置載機構具有一承托遮蓋的遮蓋供料座,於該遮蓋供料座旁側設有一遮蓋移置組件,該遮蓋移置組件能攜取及釋放該遮蓋,且於該遮蓋供料座與該第一座體之晶圓預治部之間進行活動;一載盤,表面上設有至少一組合件承載部,於各組合件承載部周側分別設有複數夾具;一機械臂,係連結並受驅動於該控制模組,該機械臂具有一能移動於該第一座體與該載盤之間的活動端,於該活動端上設有一裝卸機構。
依上述結構,其中該機械臂之活動端上另設有一能取得影像之影像攫取組件;該裝卸機構上分別設有可相對開合以夾持該組合件之夾持組件、複數對應並解鎖各夾具之夾具操作組件及複數可量測距離之測距元件。
依上述結構,其中該複數測距元件為可產生測距雷射光束之雷射光源,且係分別設置於該裝卸機構周側至少三點。
依上述結構,其中該第一位移機構旁側設有一連結並受該控制模組驅動之第二位移機構,該第二位移機構具有一可往復位移之第二座體,該於該第二座體上設有能承置該載盤之樞轉組件。
依上述結構,其中該晶圓預治部係為一鏤空孔,該鏤空孔內設有一承托座,於該承托座頂面上凹設有一凹槽道,於該凹槽道二旁側設有複數能抽吸空氣之吸氣孔;該承托座底部設有一承托座升降組件,該承托座升降組件能帶動該承托座進行升降之動作。
依上述結構,其中該第一座體係設置於複數平行延伸之第一導軌上,該第一座體頂面於該晶圓預治部周側設有複數可相對往復位移之夾套滑座,各夾套滑座頂側具有背光表面,於各夾套滑座朝向該晶圓預治部之一側設有凹弧部;且於該第一導軌旁側上方設有一可攫取影像之取像單元。
依上述結構,其中該晶圓供料座上方設有一噴氣頭,該噴氣頭具有可朝下噴出空氣之噴氣孔,該晶圓托架頂面設有複數可抽吸空氣之抽氣孔。
依上述結構,其中該晶圓環供料座下方設有一晶圓環升降組件,該晶圓環升降組件係能帶動該晶圓環供料座進行升降之動作,該晶圓環移置組件具有一可升降之晶圓環移置滑座,於該晶圓環移置滑座上設有一能向往復位移之晶圓環移置導軌,於該晶圓環移置導軌上設有一能夾持該晶圓環之夾合組件;該晶圓供料座下方設有一晶圓升降組件,該晶圓升降組件係能帶動該晶圓供料座進行升降之動作,該晶圓移置組件具有複數平行於該第一導軌之晶圓移置導軌,以及一設置於各該晶圓移置導軌上且可往復位移之晶圓移置滑座,於該晶圓移置滑座上設有一可垂直升降之伸縮組件,該晶圓托架係設置於該伸縮組件之活動端;該遮蓋供料座下方設有一遮蓋升降組件,該遮蓋升降組件係能帶動該遮蓋供料座進行升降之動作,該遮蓋移置組件具有一可升降之遮蓋移置滑座,於該遮蓋移置滑座上設有一可橫向往復位移之遮蓋移置導軌,於該遮蓋移置導軌上設有一能夾持該遮蓋之夾爪組。
依上述結構,其中該晶圓環之外周緣環設有一外環凸緣,該晶圓環之內周緣環設有一內環凸緣;該遮蓋中央設有一環凸部;該晶圓供料座上設置有能間隔收容晶圓之晶圓匣。
本發明所採行的技術手段另包括:一種應用前述之置載裝置的置載方法,包括:一「載盤、晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於定位」程序,係將一空的載盤設置於預設之組裝定位,並將各晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於預設供料定位;一「晶圓環置載機構將一晶圓環移置於第一位移機構中」程序,係由該晶圓環置載機構將一晶圓環由該供料定位移置並承托於該第一座體之晶圓預治部中;一「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」程序,係由該晶圓置載機構將一晶圓移至該第一位移機構上進行導正,再將該晶圓置於該晶圓環中;一「遮蓋置載機構將一遮蓋疊置於該晶圓環中之晶圓上,形成一組合件」程序,係由該遮蓋置載機構將一遮蓋移置於該晶圓環中,並疊置於該晶圓上,藉以使該晶圓環、晶圓、遮蓋疊置形成一組合件;一「裝卸機構校正裝卸作業面」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構調整位置,使各測距元件量測該載盤上一待組裝位置之待組裝的組合件承載部周側之距離為等長,該裝卸機構得以一預設之裝卸作業面正向且平行對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正該裝卸機構之裝卸作業面的傾斜角度,並由該控制模組儲存該校正後裝卸作業面之資訊;一「影像攫取組件檢視載盤上待組裝的組合件承載部周緣之影像,並校正取像面」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之影像攫取組件,依前述該校正後裝卸作業面之傾斜角度及方向檢視該待組裝的組合件承載部周緣及各夾具之影像,並調整該影像攫取組件至以一預設之取像面正確對應於該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置,藉以校正該影像攫取組件之取像面的位置,且由該控制模組儲存該校正後取像面之資訊,同時該控制模組利用該校正後取像面之資訊進一步修正該裝卸作業面之相對位置,使該裝卸作業面可準確地對應於該待組裝的組合件承載部及各夾具的位置;一「裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構將該組合件由第一座體移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上。
依上述方法,其中該「裝卸機構校正裝卸作業面」程序,具有:一「機械臂帶動裝卸機構以預設裝卸基準值接近載盤,並以測距元件量測與待組裝的組合件承載部邊緣之距離」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構,以預設裝卸基準值之方向及角度移至該載盤上方;並利用各測距元件偵測至該待組裝的組合件承載部周側之距離;一「控制模組調整裝卸機構位置,使各測距元件之量測距離為等長,藉以校正其裝卸作業面之傾斜角度」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構調整位置,使各測距元件偵測至該待組裝的組合件承載部周側之距離為等長,以確保該裝卸機構之裝卸作業面正向且平行地對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正該裝卸機構之裝卸作業面的傾斜角度;且該控制模組儲存該校正後裝卸作業面之資訊;該「影像攫取組件檢視載盤上待組裝的組合件承載部周緣之影像,並校正取像面」程序,具有:一「機械臂帶動影像攫取組件以相同於該校正後裝卸作業面之傾斜角度接近載盤,並取得該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置影像」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之影像攫取組件,以相同於該校正後裝卸作業面之方向及傾斜角度移至該待組裝的組合件承載部上方,利用該影像攫取組件取得該待組裝的組合件承載部周邊的影像,藉以確認該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置;一「控制模組調整影像攫取組件位置,使其正確對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正其取像面之位置,且利用該校正後取像面之資訊修正該裝卸作業面,使其正向且準確對應該待組裝的組合件承載部」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之影像攫取組件調整位置,使該影像攫取組件保持正確地對應該待組裝的組合件承載部及各夾具,藉以校正該影像攫取組件之取像面的位置;且該控制模組儲存該校正後取像面之資訊,並可計算出該裝卸機構的修正位置資訊,以便於再經由該機械臂帶動該裝卸機構移至位於正向準確且平齊地對應該待組裝的組合件承載部的位置。
依上述方法,其中該「裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上」程序,具有:一「裝卸機構解鎖各夾具」步驟,先由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構移至該待組裝的組合件承載部上方,利用各夾具操作組件鬆開各夾具;一「裝卸機構將該組合件移置於該待組裝的組合件承載部上」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構移至該第一座體之晶圓預治部上方,利用該夾持組件夾持該組合件,再將該組合件移至該待組裝的組合件承載部上;一「裝卸機構鎖掣各夾具,藉以固定該組合件」步驟,係由各夾具操作組件鎖掣各夾具,使該組合件得以被固定於該待組裝的組合件承載部上。
依上述方法,其中該「裝卸機構鎖掣各夾具,藉以固定該組合件」步驟之後另設有一「裝卸機構脫離組合件,且載盤轉動」步驟,係於各夾持組件鬆脫該組合件之後,由該控制模組驅動該樞轉組件帶動該載盤樞轉,使該已固定該組合件之組合件承載部樞轉移動至一旁側位置,且另一旁側空置的組合件承載部移至原待組裝位置形成另一待組裝的組合件承載部。
依上述方法,其中該「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」程序,具有:一「晶圓置載機構將該晶圓移置於該第一位移機構上,並導正該晶圓」步驟,係由該晶圓托架將該晶圓移至該第一座體之晶圓預治部上方,利用該取像單元取得該晶圓的影像,藉以檢視該晶圓之位置是否正確外,配合該二具有背光表面之夾套滑座相互靠合,使二凹弧部結合成一對應於該晶圓預治部之圓孔,再由該控制模組經由該晶圓移置組件帶動該晶圓托架修正位置,可使該晶圓被導正於正確對應該晶圓環中央之位置;一「該第一位移機構將該晶圓移至該晶圓環內」步驟,係使二夾套滑座分離,再由該承托座升降組件帶動該承托座上升,使該晶圓托架於凹槽道內脫離該晶圓;然後該晶圓移置組件帶動該晶圓托架移出該第一座體上方;再由該承托座升降組件帶動該承托座下降,使該晶圓下移於該晶圓環內。
依上述方法,其中該「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」程序,具有:一「晶圓置載機構承載一晶圓,並於移置過程中導平該晶圓」步驟,係由該控制模組驅動該晶圓移置組件帶動該晶圓托架由該晶圓供料座上承托一晶圓,將該晶圓接近該噴氣頭,利用該噴氣頭之噴氣孔噴出空氣吹拂於該晶圓上,可導平該晶圓,使其平穩地保持在晶圓托架上正確的位置;一「晶圓置載機構將該晶圓移置於該第一位移機構上,並導正該晶圓」步驟,係由該晶圓托架將該晶圓移至該第一座體之晶圓預治部上方,利用該取像單元取得該晶圓的影像,藉以檢視該晶圓之位置是否正確,配合該二具有背光表面之夾套滑座相互靠合,使二凹弧部結合成一對應於該晶圓預治部之圓孔,再由該控制模組經由該晶圓移置組件帶動該晶圓托架修正位置,可使該晶圓被導正於正確對應該晶圓環中央之位置;一「該第一位移機構將該晶圓移至該晶圓環內」步驟,係使二夾套滑座分離,再由該承托座升降組件帶動該承托座上升,使該晶圓托架於凹槽道內脫離該晶圓;然後該晶圓移置組件帶動該晶圓托架移出該第一座體上方;再由該承托座升降組件帶動該承托座下降,使該晶圓下移於該晶圓環內。
為使本發明的上述目的、功效及特徵可獲致更具體的瞭解,茲依下列附圖說明如下:
請參第1至3圖所示,可知本發明之主要結構包括:第一位移機構1、晶圓環置載機構2、晶圓置載機構3、遮蓋置載機構4、第二位移機構5及機械臂6等部份;其中該第一位移機構1係連結並受一控制模組(可為一具運算功能之電腦,未繪出)驅動,該第一位移機構1具有複數平行延伸之第一導軌11,以及一設置於各該第一導軌11上且可往復位移之第一座體12,於該第一座體12上設有一晶圓預治部121(可為一鏤空孔),於該晶圓預治部121內設有一承托座13,該承托座13係受一承托座升降組件133帶動而可進行升降之動作,於該承托座13頂面凹設有一凹槽道131,於該凹槽道131二旁側設有複數能抽吸空氣之吸氣孔132。
在一個可行的實施例中,該第一座體12頂面於該晶圓預治部121周側設有複數可相對往復位移之夾套滑座15,各夾套滑座15頂側具有背光表面,且於各夾套滑座15朝向該晶圓預治部121之一邊側設有凹弧部151;另於該第一導軌11上方設有一可攫取影像之取像單元16。
該晶圓環置載機構2設於該第一導軌11之一旁側,係連結並受該控制模組(未繪出)驅動,該晶圓環置載機構2具有一可供承托複數疊置之晶圓環2a的晶圓環供料座21,以及一支撐於該晶圓環供料座21下方之晶圓環升降組件22,該晶圓環升降組件22係可帶動該晶圓環供料座21進行升降之動作,於該晶圓環供料座21旁側設有一晶圓環移置組件23,該晶圓環移置組件23具有一可升降之晶圓環移置滑座232,於該晶圓環移置滑座232上設有一可橫向往復位移之晶圓環移置導軌231,於該晶圓環移置導軌231上設有一組可相對開合之夾合組件233。
在一個可行的實施例中,該晶圓環2a之外周緣上方環設有一外環凸緣21a,該晶圓環2a之內周緣下方環設有一內環凸緣22a。
該晶圓置載機構3設於該第一導軌11之一旁側,係連結並受該控制模組(未繪出)驅動,該晶圓置載機構3具有一可供承托複數晶圓3a之晶圓供料座31,以及一支撐於該晶圓供料座31下方之晶圓升降組件32,該晶圓升降組件32係可帶動該晶圓供料座31進行升降之動作,於該晶圓供料座31上方設有一噴氣頭35,該噴氣頭35具有可朝下噴出空氣之噴氣孔351;另於該晶圓供料座31旁側設有一晶圓移置組件33,該晶圓移置組件33具有複數平行於該第一導軌11之晶圓移置導軌331,以及一設置於各該晶圓移置導軌331上且可往復位移之晶圓移置滑座332,於該晶圓移置滑座332上設有一可垂直升降之伸縮組件333,於該伸縮組件333之活動端設有一晶圓托架34,於該晶圓托架34頂面設有複數可抽吸空氣之抽氣孔341。
在一個可行的實施例中,該晶圓3a之外徑略小於該晶圓環2a之內徑,且可將預設固定數量之晶圓3a預先間隔收容於一晶圓匣30a內,再將該晶圓匣30a置於該晶圓供料座31上,以便於移置各晶圓3a。
該遮蓋置載機構4設於該第一導軌11之一旁側,係連結並受該控制模組(未繪出)驅動,該遮蓋置載機構4具有一可供承托複數疊置之遮蓋4a的遮蓋供料座41,以及一支撐於該遮蓋供料座41下方之遮蓋升降組件42,該遮蓋升降組件42係可帶動該遮蓋供料座41進行升降之動作,於該遮蓋供料座41旁側設有一遮蓋移置組件43,該遮蓋移置組件43具有一可升降之遮蓋移置滑座432,於該遮蓋移置滑座432上設有一可橫向往復位移之遮蓋移置導軌431,於該遮蓋移置導軌431上設有一組可相對開合之夾爪組433。
在一個可行的實施例中,該遮蓋4a係為一外徑趨近於該晶圓3a外徑之片狀體,於該遮蓋4a中央設有一可受該夾爪組433夾持之環凸部41a。
該第二位移機構5係橫向設置於該第一導軌11一端部旁側,係連結並受該控制模組(未繪出)驅動,該第二位移機構5具有複數平行延伸之第二導軌51,以及一設置於各該第二導軌51上且可往復位移之第二座體52,於該第二座體52上設有一樞轉組件53,該樞轉組件53上可供結合放置一載盤50。
在一個可行的實施例中,該載盤50係為一具凸弧面之盤狀結構體,於該載盤50表面設有複數組合件承載部501(可為一鏤空部),於各組合件承載部501(鏤空部)周側分別設有複數夾具502。
該機械臂6係設置於該第一位移機構1、第二位移機構5之間,係連結並受該控制模組(未繪出)驅動,於該機械臂6之活動端設有一影像攫取組件61及一裝卸機構62;該影像攫取組件61具有一可攫取影像之取像組件611,該裝卸機構62具有二可相對開合之夾持組件622、複數對應於各夾具502之夾具操作組件623及複數測距元件621,該複數測距元件621係可為分別設置於該裝卸機構62周側至少三點,且能產生測距雷射光束6211之雷射光源。
請參第4圖所示,可知本發明之操作方法包括:一「載盤、晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於定位」P1程序、一「晶圓環置載機構將一晶圓環移置於第一位移機構中」P2程序、一「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」P3程序、一「遮蓋置載機構將一遮蓋疊置於該晶圓環中之晶圓上,形成一組合件」P4程序、一「裝卸機構校正裝卸作業面」P5程序、一「影像攫取組件檢視載盤上待組裝的組合件承載部周緣之影像,並校正取像面」P6程序、一「裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上」P7程序;其中:
該「載盤、晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於定位」P1程序,係將一空的載盤50設置於預設之組裝定位,並將各晶圓環2a、晶圓3a、遮蓋4a分別置於預設之供料定位;其依序具有:「載盤於第二位移機構上移至作業定位」S11步驟、「收容晶圓之晶圓匣置於晶圓置載機構上;晶圓環、遮蓋分別置於晶圓環置載機構、遮蓋置載機構上」S12步驟、「晶圓置載機構帶動晶圓匣樞轉,使其開口朝向第一位移機構」S13步驟。
該「晶圓環置載機構將一晶圓環移置於第一位移機構中」P2程序,係由該控制模組驅動該晶圓環置載機構2將一晶圓環2a由該供料定位移置並承托於該第一座體12之晶圓預治部121中;其具有:「晶圓環置載機構將一晶圓環移置並定位於第一位移機構中」S21步驟。
該「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」P3程序,係由該控制模組驅動該晶圓置載機構3將一晶圓3a移至該第一位移機構1上進行導正,再將該晶圓3a置於該晶圓環2a中;其依序具有:「晶圓置載機構承載一晶圓,並於移置過程中導平該晶圓」S31步驟、「晶圓置載機構將該晶圓移置於該第一位移機構上,並導正該晶圓」S32步驟、「該第一位移機構將該晶圓移至該晶圓環內」S33步驟。
該「遮蓋置載機構將一遮蓋疊置於該晶圓環中之晶圓上,形成一組合件」P4程序,係由該控制模組驅動該遮蓋置載機構4將一遮蓋4a移置於該晶圓環2a中,並疊置於該晶圓3a上,藉以使該晶圓環2a、晶圓3a、遮蓋4a疊置形成一組合件20a,使該晶圓3a之周側被穩固夾持在該晶圓環2a及遮蓋4a的周緣之間,以令該晶圓3a能在組合件20a中維持良好的平整度;其具有:「遮蓋置載機構將一遮蓋移置於該晶圓環內,並疊置於該晶圓上形成一組合件」S41步驟。
該「裝卸機構校正裝卸作業面」P5程序,係由該控制模組驅動該機械臂6上之裝卸機構62調整位置,使各測距元件621量測該載盤50上一待組裝位置之待組裝的組合件承載部501周側之距離為等長,使該裝卸機構62得以平行(具有相同傾斜角度)正向對應該待組裝的組合件承載部501,藉以校正該裝卸機構62之裝卸作業面的傾斜角度,並由該控制模組儲存該校正後裝卸作業面之資訊;其依序具有:「機械臂帶動裝卸機構以預設裝卸基準值接近載盤,並以測距元件量測與待組裝的組合件承載部邊緣之距離」S51步驟、「控制模組調整裝卸機構位置,使各測距元件之量測距離為等長,藉以校正其裝卸作業面之傾斜角度」S52步驟。
該「影像攫取組件檢視載盤上待組裝的組合件承載部周緣之影像,並校正取像面」P6程序,係由該控制模組驅動該機械臂6上之影像攫取組件61依前述校正後裝卸作業面之傾斜角度及方向檢視待組裝的組合件承載部501周緣及各夾具502之影像,並調整該影像攫取組件61正確對應於該待組裝的組合件承載部501及其夾具502的位置,藉以校正該影像攫取組件61之取像面的位置,且由該控制模組儲存該校正後取像面之資訊,同時該控制模組利用該校正後取像面之資訊進一步修正該裝卸作業面之相對位置,使該裝卸作業面可準確地對應於該待組裝的組合件承載部501及其夾具502的位置;其依序具有:「機械臂帶動影像攫取組件以相同於該校正後裝卸作業面之傾斜角度接近載盤,並取得該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置影像」S61步驟、「控制模組調整影像攫取組件位置,使其正確對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正其取像面之位置,且利用該校正後取像面之資訊修正該裝卸作業面,使其正向且準確對應該待組裝的組合件承載部」S62步驟。
該「裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上」P7程序,係由該控制模組驅動該機械臂6上之裝卸機構62將該組合件20a移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部501上;其依序具有:「裝卸機構解鎖各夾具」S71步驟、「裝卸機構將該組合件移置於該待組裝的組合件承載部上」S72步驟、「裝卸機構鎖掣各夾具,藉以固定該組合件」S73步驟、「裝卸機構脫離組合件,且載盤轉動」S74步驟。
以下即配合第5至33圖,分別說明上述各步驟,並形成一實際可行之應用實施例:
首先,該「載盤於第二位移機構上移至作業定位」S11步驟,係先由該控制模組驅動該第二位移機構5,使第二座體52移至各第二導軌51遠離該第一位移機構1之一端,以便於將一空的載盤50置於該第二座體52上(如第5圖所示);再由該第二座體52承載該載盤50沿各第二導軌51移至接近第一位移機構1的預設作業定位(如第6圖所示)。
該「收容晶圓之晶圓匣置於晶圓置載機構上;晶圓環、遮蓋分別置於晶圓環置載機構、遮蓋置載機構上」S12步驟,係將複數晶圓環2a疊置於該晶圓環置載機構2之晶圓環供料座21(即該晶圓環2a之供料定位)上,而複數內部容納間隔設置之晶圓3a的晶圓匣30a置於該晶圓置載機構3之晶圓供料座31(即該晶圓3a之供料定位)上,且複數遮蓋4a疊置於該遮蓋置載機構4之遮蓋供料座41(即該遮蓋4a之供料定位)上;然後該第一座體12可依需要移至各第一導軌11接近該晶圓環置載機構2旁側之位置(如第5圖所示)。
該「晶圓置載機構帶動晶圓匣樞轉,使其開口朝向第一位移機構」S13步驟,係使該晶圓供料座31依需要將各晶圓匣30a之開口轉至朝向該第一位移機構1之一側(如第6圖所示)。
該「晶圓環置載機構將一晶圓環移置並定位於第一位移機構中」S21步驟,係由該控制模組驅動該晶圓環置載機構2,使該晶圓環移置組件23之夾合組件233夾持該晶圓環供料座21上之一晶圓環2a,並隨該晶圓環移置滑座232升降及晶圓環移置導軌231橫向滑動,可將該晶圓環2a移至該第一座體12之晶圓預治部121內(如第7、8、9圖所示);然後,該夾合組件233脫離該晶圓環2a,使該晶圓環2a可利用外環凸緣21a搭靠於該晶圓預治部121邊緣(如第10圖所示)形成定位。
在實際應用時,該晶圓環升降組件22可配合帶動該晶圓環供料座21升降,以便於該晶圓環移置組件23更易於夾持適當位置之晶圓環2a。
該「晶圓置載機構承載一晶圓,並於移置過程中導平該晶圓」S31步驟,係由該控制模組驅動該晶圓置載機構3,使該晶圓移置組件33之晶圓移置滑座332移動,配合該伸縮組件333伸長,使該晶圓托架34可伸入一晶圓匣30a內承托一晶圓3a(如第11圖所示),再將該晶圓3a移出晶圓匣30a(如第12圖所示)並接近該噴氣頭35,利用該噴氣頭35之噴氣孔351噴出空氣吹拂於該晶圓3a(如第13、14圖所示)上,可導平該晶圓3a,然後各抽氣孔341抽氣,使該晶圓3a可平穩地定位在晶圓托架34上正確的位置且避免翹曲。
在實際應用時,該晶圓升降組件32可配合帶動該晶圓供料座31升降,以便於該晶圓托架34更易於承托適當位置之晶圓匣30a中的晶圓3a。
該「晶圓置載機構將該晶圓移置於該第一位移機構上,並導正該晶圓」S32步驟,係由該控制模組驅動該晶圓置載機構3,使該晶圓移置組件33帶動該晶圓托架34將該晶圓3a移至該第一座體12之晶圓預治部121上方(如第15圖所示),利用該取像單元16取得該晶圓3a的影像,可藉以檢視該晶圓3a之位置是否正確,另可配合該二具有背光表面之夾套滑座15相互靠合,使二凹弧部151結合成一對應於該晶圓預治部121之圓孔(如第16圖所示),再由該晶圓移置組件33帶動該晶圓托架34修正位置,使該晶圓3a被導正而位於正確對應該二夾套滑座15之凹弧部151中央(即晶圓環2a中央)之位置。
該「該第一位移機構將該晶圓移至該晶圓環內」S33步驟,係使二夾套滑座15分離,再由該承托座升降組件133帶動該承托座13上升,同時各吸氣孔132抽氣,使該晶圓3a得以被吸附於該承托座13上,此時該晶圓托架34之各抽氣孔341停止抽氣,且該晶圓托架34於凹槽道131內脫離該晶圓3a底面(如第17圖所示);然後該伸縮組件333收縮,使該晶圓托架34移出該第一座體12上方(如第18圖所示);再由該承托座升降組件133帶動該承托座13下降,使該晶圓3a下移於該晶圓環2a內周緣之內環凸緣22a上(如第19圖所示),且該晶圓3a保持受該承托座13吸附的狀態。
該「遮蓋置載機構將一遮蓋移置於該晶圓環內,並疊置於該晶圓上形成一組合件」S41步驟,係可依需要先使該第一座體12沿第一導軌11移至接近該遮蓋置載機構4旁側之位置(如第20圖所示);再由該控制模組驅動該遮蓋置載機構4,使該遮蓋移置組件43之夾爪組433夾持該遮蓋供料座41上一遮蓋4a之環凸部41a(如第21、22圖所示),並隨該遮蓋移置滑座432升降及遮蓋移置導軌431橫向滑動,可將該遮蓋4a移至該晶圓預治部121內並疊置於該晶圓3a上(如第23、24圖所示);然後,該夾爪組433鬆脫該環凸部41a(如第25圖所示),使該疊置之晶圓環2a、晶圓3a、遮蓋4a形成一組合件20a(如第26圖所示)。
在實際應用時,該遮蓋升降組件42可配合帶動該遮蓋供料座41升降,以便於該遮蓋移置組件43更易於夾持適當位置之遮蓋4a。
該「機械臂帶動裝卸機構以預設裝卸基準值接近載盤,並以測距元件量測與待組裝的組合件承載部邊緣之距離」S51步驟,係由該控制模組驅動該機械臂6上之裝卸機構62以預設裝卸基準值之方向及角度移至該載盤50上的一待組裝位置;並利用各測距元件621偵測與該待組裝位置之待組裝的組合件承載部501周側之距離(如第27圖所示)。
在一個可行的實施例中,該測距元件621係為一雷射光源,可經由雷射光束6211分別投射於該待組裝的組合件承載部501周側,藉以偵測距離。
該「控制模組調整裝卸機構位置,使各測距元件之量測距離為等長,藉以校正其裝卸作業面之傾斜角度」S52步驟,係由該控制模組依各測距元件621所偵測之距離(即雷射光束6211投射長度)差異而驅動該機械臂6上之裝卸機構62調整位置,使各測距元件621(雷射光源)偵測該待組裝的組合件承載部501周側之距離(雷射光束6211)為等長,藉以校正該裝卸機構62之裝卸作業面的傾斜角度,並確保該裝卸機構62底側之表面(即裝卸作業面)平行地對應該待組裝的組合件承載部501;且該控制模組可儲存該校正後裝卸作業面之資訊。
該「機械臂帶動影像攫取組件以相同於該校正後裝卸作業面之傾斜角度接近載盤,並取得該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置影像」S61步驟,係由該控制模組驅動該機械臂6上之影像攫取組件61以相同於該校正後裝卸作業面之傾斜角度及方向移至該待組裝的組合件承載部501上方,利用該取像組件611取得該待組裝的組合件承載部501周邊之影像(如第28圖所示),藉以確認該待組裝的組合件承載部501及各夾具502之位置。
該「控制模組調整影像攫取組件位置,使其正確對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正其取像面之位置,且利用該校正後取像面之資訊修正該裝卸作業面,使其正向且準確對應該待組裝的組合件承載部」S62步驟,係由該控制模組依上述取得該待組裝的組合件承載部501的影像位置差異,而驅動該機械臂6上之影像攫取組件61調整位置,藉以校正該影像攫取組件61之取像面,並確保該影像攫取組件61正確地對應該待組裝的組合件承載部501及各夾具502;且該控制模組可儲存該校正後取像面之資訊(如第28圖所示)。
在一個可行的實施例中,各夾具502周側於預設部位設有定位標示(未繪出,可為十字刻度或其它具標示性的結構),且於該影像攫取組件61之取像組件611的鏡頭上可設置相對應之相對標示(未繪出,可為十字刻度或其它具標示性的結構);當該影像攫取組件61調整位置,使該相對標示與該定位標示相重合,即可達到校正該影像攫取組件61之取像面位置的功效。
由於該影像攫取組件61係以相同於該校正後裝卸作業面之傾斜角度及方向進行取像,因此在校正該取像面之位置後,該控制模組可利用該校正後取像面之位置計算並儲存該裝卸機構62所需再次修正之位置資訊,使該控制模組可直接且迅速地再次經由該機械臂6帶動該裝卸機構62移至位於正向準確地對應該待組裝的組合件承載部501的位置。
該「裝卸機構解鎖各夾具」S71步驟,係先由該控制模組驅動該機械臂6上之裝卸機構62移至該待組裝的組合件承載部501上方,利用各夾具操作組件623鬆開各夾具502(如第29圖所示)。
該「裝卸機構將該組合件移置於該待組裝的組合件承載部上」S72步驟,係由該控制模組驅動該機械臂6上之裝卸機構62移至該第一座體12之晶圓預治部121上方,利用該夾持組件622夾持該組合件20a(此時各吸氣孔132停止吸氣,該承托座13解除對晶圓3a之吸附狀態,如第30圖所示),再將該組合件20a移至上述待組裝的組合件承載部501上(如第31、32圖所示)。
該「裝卸機構鎖掣各夾具,藉以固定該組合件」S73步驟,係由該控制模組驅動各夾具操作組件623鎖掣各夾具502,使該組合件20a得以被固定於該待組裝的組合件承載部501上(如第32圖所示)。
該「裝卸機構脫離組合件,且載盤轉動」S74步驟,係於各夾持組件622鬆脫該組合件20a之後,由該控制模組驅動該樞轉組件53帶動該載盤50樞轉,使已固定該組合件20a之組合件承載部501樞轉移動至一旁側位置,且另一旁側空置的組合件承載部501移至原待組裝位置形成另一待組裝的組合件承載部501(如第33圖所示),以便於重覆以上各工序,將各組合件20a分別固定於該載盤50之各待組裝的組合件承載部501上。
綜合以上所述,本發明預治式晶圓載盤之置載裝置及其方法確可達成利用簡單機構及操作,分別將晶圓環、晶圓、遮蓋組合,並精確移置固定於一載盤上不同位置之功效,實為一具新穎性及進步性之發明,爰依法提出申請發明專利;惟上述說明之內容,僅為本發明之較佳實施例說明,舉凡依本發明之技術手段與範疇所延伸之變化、修飾、改變或等效置換者,亦皆應落入本發明之專利申請範圍內。
1:第一位移機構
11:第一導軌
12:第一座體
121:晶圓預治部
13:承托座
131:凹槽道
132:吸氣孔
133:承托座升降組件
15:夾套滑座
151:凹弧部
16:取像單元
2:晶圓環置載機構
21:晶圓環供料座
22:晶圓環升降組件
23:晶圓環移置組件
231:晶圓環移置導軌
232:晶圓環移置滑座
233:夾合組件
2a:晶圓環
20a:組合件
21a:外環凸緣
22a:內環凸緣
3:晶圓置載機構
31:晶圓供料座
32:晶圓升降組件
33:晶圓移置組件
331:晶圓移置導軌
332:晶圓移置滑座
333:伸縮組件
34:晶圓托架
341:抽氣孔
35:噴氣頭
351:噴氣孔
3a:晶圓
30a:晶圓匣
4:遮蓋置載機構
41:遮蓋供料座
42:遮蓋升降組件
43:遮蓋移置組件
431:遮蓋移置導軌
432:遮蓋移置滑座
433:夾爪組
4a:遮蓋
41a:環凸部
5:第二位移機構
51:第二導軌
52:第二座體
53:樞轉組件
50:載盤
501:組合件承載部
502:夾具
6:機械臂
61:影像攫取組件
611:取像組件
62:裝卸機構
621:測距元件
6211:雷射光束
622:夾持組件
623:夾具操作組件
A:第1圖之影像攫取組件及裝卸機構部位
P1:載盤、晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於定位
P2:晶圓環置載機構將一晶圓環移置於第一位移機構中
P3:晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中
P4:遮蓋置載機構將一遮蓋疊置於該晶圓環中之晶圓上,形成一組合件
P5:裝卸機構校正裝卸作業面
P6:影像攫取組件檢視載盤上待組裝的組合件承載部周緣之影像,並校正取像面
P7:裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上
S11:載盤於第二位移機構上移至作業定位
S12:收容晶圓之晶圓匣置於晶圓置載機構上;晶圓環、遮蓋分別置於晶圓環置載機構、遮蓋置載機構上
S13:晶圓置載機構帶動晶圓匣樞轉,使其開口朝向第一位移機構
S21:晶圓環置載機構將一晶圓環移置並定位於第一位移機構中
S31:晶圓置載機構承載一晶圓,並於移置過程中導平該晶圓
S32:晶圓置載機構將該晶圓移置於該第一位移機構上,並導正該晶圓
S33:該第一位移機構將該晶圓移至該晶圓環內
S41:遮蓋置載機構將一遮蓋移置於該晶圓環內,並疊置於該晶圓上形成一組合件
S51:機械臂帶動裝卸機構以預設裝卸基準值接近載盤,並以測距元件量測與待組裝的組合件承載部邊緣之距離
S52:控制模組調整裝卸機構位置,使各測距元件之量測距離為等長,藉以校正其裝卸作業面之傾斜角度
S61:機械臂帶動影像攫取組件以相同於該校正後裝卸作業面之傾斜角度接近載盤,並取得該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置影像
S62:控制模組調整影像攫取組件位置,使其正確對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正其取像面之位置,且利用該校正後取像面之資訊修正該裝卸作業面,使其正向且準確對應該待組裝的組合件承載部
S71:裝卸機構解鎖各夾具
S72:裝卸機構將該組合件移置於該待組裝的組合件承載部上
S73:裝卸機構鎖掣各夾具,藉以固定該組合件
S74:裝卸機構脫離組合件,且載盤轉動
第1圖係本發明之整體結構及相關組件立體分解圖。
第2圖係本發明之局部結構示意圖;其揭示了第一座體及相關承托座等部位的結構。
第3圖係第1圖之A部位局部放大圖;其揭示了組設於機械臂上之影像攫取組件及裝卸機構的結構。
第4圖係本發明之操作流程圖。
第5圖係本發明將晶圓環、晶圓及遮蓋分別置於供料位置之狀態示意圖。
第6圖係本發明之晶圓置載機構驅動各晶圓匣朝向第一位移機構方向樞轉的動作圖。
第7圖係本發明之晶圓環移置組件移置晶圓環的動作圖(一)。
第8圖係本發明之晶圓環移置組件移置晶圓環的動作圖(二)。
第9圖係本發明之晶圓環移置組件移置晶圓環的動作圖(三)。
第10圖係本發明之晶圓環移置組件移置晶圓環的動作圖(四)。
第11圖係本發明之晶圓移置組件移置晶圓的動作圖(一)。
第12圖係本發明之晶圓移置組件移置晶圓的動作圖(二)。
第13圖係本發明利用噴氣頭噴氣使晶圓被導平於晶圓托架上的動作圖。
第14圖係本發明之晶圓移置組件移置晶圓的動作圖(三)。
第15圖係本發明之晶圓移置組件移置晶圓的動作圖(四)。
第16圖係本發明利用取像單元檢視第一座體上的晶圓,並藉由二夾套滑座導正晶圓位置的動作圖。
第17圖係本發明之承托座上升以支撐晶圓的動作圖。
第18圖係本發明之晶圓托架移出的動作圖。
第19圖係本發明之承托座下降,使晶圓置於晶圓環內的動作圖。
第20圖係本發明之第一座體位移至遮蓋置載機構旁側位置的動作圖。
第21圖係本發明之遮蓋移置組件移置遮蓋的動作圖(一)。
第22圖係本發明之遮蓋移置組件移置遮蓋的動作圖(二)。
第23圖係本發明之遮蓋移置組件移置遮蓋的動作圖(三)。
第24圖係本發明之遮蓋移置組件移置遮蓋的動作圖(四)。
第25圖係本發明之遮蓋移置組件的夾爪組脫離遮蓋的動作圖。
第26圖係本發明於遮蓋移置組件完成遮蓋置放,且機械臂尚未動作的狀態示意圖。
第27圖係本發明之裝卸機構利用測距元件對正於載盤上待組裝的組合件承載部,藉以校準裝卸作業面之傾斜角度的動作圖。
第28圖係本發明利用影像攫取組件取得待組裝的組合件承載部之的影像,並藉以校正取像面之位置的動作圖。
第29圖係本發明利用裝卸機構解鎖待組裝的組合件承載部周側各夾具之動作圖。
第30圖係本發明利用裝卸機構將晶圓環由第一座體上移置於待組裝的組合件承載部之動作圖(一)。
第31圖係本發明利用裝卸機構將晶圓環由第一座體上移置於待組裝的組合件承載部之動作圖(二)。
第32圖係本發明利用裝卸機構鎖掣待組裝的組合件承載部周側各夾具之動作圖。
第33圖係本發明之裝卸機構脫離載盤後,載盤樞轉的動作圖。
1:第一位移機構
11:第一導軌
12:第一座體
15:夾套滑座
16:取像單元
2:晶圓環置載機構
21:晶圓環供料座
22:晶圓環升降組件
23:晶圓環移置組件
231:晶圓環移置導軌
232:晶圓環移置滑座
2a:晶圓環
21a:外環凸緣
22a:內環凸緣
3:晶圓置載機構
31:晶圓供料座
32:晶圓升降組件
33:晶圓移置組件
34:晶圓托架
341:抽氣孔
3a:晶圓
30a:晶圓匣
4:遮蓋置載機構
41:遮蓋供料座
42:遮蓋升降組件
43:遮蓋移置組件
4a:遮蓋
41a:環凸部
5:第二位移機構
51:第二導軌
52:第二座體
53:樞轉組件
50:載盤
501:組合件承載部
502:夾具
6:機械臂
61:影像攫取組件
611:取像組件
62:裝卸機構
A:第1圖之影像攫取組件及裝卸機構部位
Claims (23)
- 一種預治式晶圓載盤之置載裝置,包括:一第一位移機構,係連結並受一控制模組驅動,該第一位移機構具有一能往復移動之第一座體,於該第一座體上設有一晶圓預治部;一設置於該第一位移機構旁側之晶圓環置載機構,係連結並受驅動於該控制模組,該晶圓環置載機構具有一承托晶圓環的晶圓環供料座,於該晶圓環供料座旁側設有一晶圓環移置組件,該晶圓環移置組件能攜取及釋放該晶圓環,且該晶圓環移置組件能攜帶該晶圓環於該晶圓環供料座與該第一座體之晶圓預治部之間進行活動;一設置於該第一位移機構旁側之晶圓置載機構,係連結並受驅動於該控制模組,該晶圓置載機構具有一承托晶圓之晶圓供料座,於該晶圓供料座旁側設有一晶圓移置組件,該晶圓移置組件具有一晶圓托架,且該晶圓托架能受該晶圓移置組件帶動而能攜帶該晶圓於該晶圓供料座與該第一座體之晶圓預治部之間進行活動;一設置於該第一位移機構旁側之遮蓋置載機構,係連結並受驅動於該控制模組,該遮蓋置載機構具有一承托遮蓋的遮蓋供料座,於該遮蓋供料座旁側設有一遮蓋移置組件,該遮蓋移置組件能攜取及釋放該遮蓋,且於該遮蓋供料座與該第一座體之晶圓預治部之間進行活動;一載盤,表面上設有至少一組合件承載部,於各組合件承載部周側分別設有複數夾具;一機械臂,係連結並受驅動於該控制模組,該機械臂具有一能移動於該第一座體與該載盤之間的活動端,於該活動端上至少設有一裝卸機構。
- 如請求項1所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該機械臂之活動端上另設有一能取得影像之影像攫取組件;該裝卸機構上分別設有可相對開合之夾持組件、複數對應並解鎖各夾具之夾具操作組件及複數可量測距離之測距元件。
- 如請求項2所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該複數測距元件為可產生測距雷射光束之雷射光源,且係分別設置於該裝卸機構周側至少三點。
- 如請求項2所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該第一位移機構旁側設有一連結並受該控制模組驅動之第二位移機構,該第二位移機構具有一可往復位移之第二座體,於該第二座體上設有能承置該載盤之樞轉組件。
- 如請求項1所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該晶圓預治部係為一鏤空孔,該鏤空孔內設有一承托座,於該承托座頂面上凹設有一凹槽道,於該凹槽道二旁側設有複數能抽吸空氣之吸氣孔;該承托座底部設有一承托座升降組件,該承托座升降組件能帶動該承托座進行升降之動作。
- 如請求項2所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該晶圓預治部係為一鏤空孔,該鏤空孔內設有一承托座,於該承托座頂面上凹設有一凹槽道,於該凹槽道二旁側設有複數能抽吸空氣之吸氣孔;該承托座底部設有一承托座升降組件,該承托座升降組件能帶動該承托座進行升降之動作。
- 如請求項1所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該第一座體係設置於複數平行延伸之第一導軌上,該第一座體頂面於該晶圓預治部周側設有複數可相對往復位移之夾套滑座,各夾套滑座頂側具有背光表面,於各夾套滑座朝向該晶圓預治部之一側設有凹弧部;且於該第一導軌旁側上方設有一可攫取影像之取像單元。
- 如請求項2所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該第一座體係設置於複數平行延伸之第一導軌上,該第一座體頂面於該晶圓預治部周側設有複數可相對往復位移之夾套滑座,各夾套滑座頂側具有背光表面,於各夾套滑座朝向該晶圓預治部之一側設有凹弧部;且於該第一導軌旁側上方設有一可攫取影像之取像單元。
- 如請求項6所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該第一座體係設置於複數平行延伸之第一導軌上,該第一座體頂面於該晶圓預治部周側設有複數可相對往復位移之夾套滑座,各夾套滑座頂側具有背光表面,於各夾套滑座朝向該晶圓預治部之一側設有凹弧部;且於該第一導軌旁側上方設有一可攫取影像之取像單元。
- 如請求項7所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該晶圓供料座上方設有一噴氣頭,該噴氣頭具有可朝下噴出空氣之噴氣孔,該晶圓托架頂面設有複數可抽吸空氣之抽氣孔。
- 如請求項8所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該晶圓供料座上方設有一噴氣頭,該噴氣頭具有可朝下噴出空氣之噴氣孔,該晶圓托架頂面設有複數可抽吸空氣之抽氣孔。
- 如請求項9所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該晶圓供料座上方設有一噴氣頭,該噴氣頭具有可朝下噴出空氣之噴氣孔,該晶圓托架頂面設有複數可抽吸空氣之抽氣孔。
- 如請求項1或2或3所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該晶圓環供料座下方設有一晶圓環升降組件,該晶圓環升降組件係能帶動該晶圓環供料座進行升降之動作,該晶圓環移置組件具有一可升降之晶圓環移置滑座,於該晶圓環移置滑座上設有一能向往復位移之晶圓環移置導軌,於該晶圓環移置導軌上設有一能夾持該晶圓環之夾合組件;該晶圓供料座下方設有一晶 圓升降組件,該晶圓升降組件係能帶動該晶圓供料座進行升降之動作,該晶圓移置組件具有平行於一第一導軌之晶圓移置導軌,以及一設置於各該晶圓移置導軌上且可往復位移之晶圓移置滑座,於該晶圓移置滑座上設有一可垂直升降之伸縮組件,該晶圓托架係設置於該伸縮組件之活動端;該遮蓋供料座下方設有一遮蓋升降組件,該遮蓋升降組件係能帶動該遮蓋供料座進行升降之動作,該遮蓋移置組件具有一可升降之遮蓋移置滑座,於該遮蓋移置滑座上設有一可橫向往復位移之遮蓋移置導軌,於該遮蓋移置導軌上設有一能夾持該遮蓋之夾爪組。
- 如請求項1或2或3所述之預治式晶圓載盤之置載裝置,其中該晶圓環之外周緣環設有一外環凸緣,該晶圓環之內周緣環設有一內環凸緣;該遮蓋中央設有一環凸部;該晶圓供料座上設置有能間隔收容晶圓之晶圓匣。
- 一種應用前述請求項1所述之置載裝置的置載方法,包括:一「載盤、晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於定位」程序,係將一空的載盤設置於預設之組裝定位,並將各晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於預設供料定位;一「晶圓環置載機構將一晶圓環移置於第一位移機構中」程序,係由該晶圓環置載機構將一晶圓環由該供料定位移置並承托於該第一座體之晶圓預治部中;一「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」程序,係由該晶圓置載機構將一晶圓移至該第一位移機構上進行導正,再將該晶圓置於該晶圓環中;一「遮蓋置載機構將一遮蓋疊置於該晶圓環中之晶圓上,形成一組合件」程序,係由該遮蓋置載機構將一遮蓋移置於該晶圓環中,並疊置於該晶圓上,藉以使該晶圓環、晶圓、遮蓋疊置形成一組合件; 一「裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構將該組合件由第一座體移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上。
- 一種應用前述請求項4所述之置載裝置的置載方法,包括:一「載盤、晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於定位」程序,係將一空的載盤設置於預設之組裝定位,並將各晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於預設供料定位;一「晶圓環置載機構將一晶圓環移置於第一位移機構中」程序,係由該晶圓環置載機構將一晶圓環由該供料定位移置並承托於該第一座體之晶圓預治部中;一「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」程序,係由該晶圓置載機構將一晶圓移至該第一位移機構上進行導正,再將該晶圓置於該晶圓環中;一「遮蓋置載機構將一遮蓋疊置於該晶圓環中之晶圓上,形成一組合件」程序,係由該遮蓋置載機構將一遮蓋移置於該晶圓環中,並疊置於該晶圓上,藉以使該晶圓環、晶圓、遮蓋疊置形成一組合件;一「裝卸機構校正裝卸作業面」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構調整位置,使各測距元件量測該載盤上一待組裝位置之待組裝的組合件承載部周側之距離為等長,該裝卸機構得以一預設之裝卸作業面正向且平行對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正該裝卸機構之裝卸作業面的傾斜角度,並由該控制模組儲存該校正後裝卸作業面之資訊;一「影像攫取組件檢視載盤上待組裝的組合件承載部周緣之影像,並校正取像面」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之影像攫取組件,依前述該校正後裝卸作業面之傾斜角度及方向檢視該待組裝的組合件承載部周緣及各夾具之影像,並調整該影像攫取組件至以一預設之取像面正確對應於該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置,藉以校正該影像攫取組件之取像面的位置,且由 該控制模組儲存該校正後取像面之資訊,同時該控制模組利用該校正後取像面之資訊進一步修正該裝卸作業面之相對位置,使該裝卸作業面可準確地對應於該待組裝的組合件承載部及各夾具的位置;一「裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構將該組合件由第一座體移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上。
- 一種應用前述請求項9所述之置載裝置的置載方法,包括:一「載盤、晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於定位」程序,係將一空的載盤設置於預設之組裝定位,並將各晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於預設供料定位;一「晶圓環置載機構將一晶圓環移置於第一位移機構中」程序,係由該晶圓環置載機構將一晶圓環由該供料定位移置並承托於該第一座體之晶圓預治部中;一「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」程序,係由該晶圓置載機構將一晶圓移至該第一位移機構上進行導正,再將該晶圓置於該晶圓環中;一「遮蓋置載機構將一遮蓋疊置於該晶圓環中之晶圓上,形成一組合件」程序,係由該遮蓋置載機構將一遮蓋移置於該晶圓環中,並疊置於該晶圓上,藉以使該晶圓環、晶圓、遮蓋疊置形成一組合件;一「裝卸機構校正裝卸作業面」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構調整位置,使各測距元件量測該載盤上一待組裝位置上之待組裝的組合件承載部周側之距離為等長,該裝卸機構得以一預設之裝卸作業面正向且平行對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正該裝卸機構之裝卸作業面的傾斜角度,並由該控制模組儲存該校正後裝卸作業面之資訊;一「影像攫取組件檢視載盤上待組裝的組合件承載部周緣之影像,並校正取像面」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之影像攫取組件,依前述該校 正後裝卸作業面之傾斜角度及方向檢視該待組裝的組合件承載部周緣及各夾具之影像,並調整該影像攫取組件至以一預設之取像面正確對應於該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置,藉以校正該影像攫取組件之取像面的位置,且由該控制模組儲存該校正後取像面之資訊,同時該控制模組利用該校正後取像面之資訊進一步修正該裝卸作業面之相對位置,使該裝卸作業面可準確地對應於該待組裝的組合件承載部及各夾具的位置;一「裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構將該組合件由第一座體移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上。
- 一種應用前述請求項12所述之置載裝置的置載方法,包括:一「載盤、晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於定位」程序,係將一空的載盤設置於預設之組裝定位,並將各晶圓環、晶圓、遮蓋分別置於供料定位;一「晶圓環置載機構將一晶圓環移置於第一位移機構中」程序,係由該晶圓環置載機構將一晶圓環由該供料定位移置並承托於該第一座體之晶圓預治部中;一「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」程序,係由該晶圓置載機構將一晶圓移至該第一位移機構上進行導正,再將該晶圓置於該晶圓環中;一「遮蓋置載機構將一遮蓋疊置於該晶圓環中之晶圓上,形成一組合件」程序,係由該遮蓋置載機構將一遮蓋移置於該晶圓環中,並疊置於該晶圓上,藉以使該晶圓環、晶圓、遮蓋疊置形成一組合件;一「裝卸機構校正裝卸作業面」程序,係由該控制模組驅動該機械臂調整該裝卸機構之位置,使各測距元件量測該載盤上一待組裝位置上之待組裝的組合件承載部周側之距離為等長,使該裝卸機構得以一預設之裝卸作業面正向且 平行對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正該裝卸機構之裝卸作業面的傾斜角度,並由該控制模組儲存該校正後裝卸作業面之資訊;一「影像攫取組件檢視載盤上待組裝的組合件承載部周緣之影像,並校正取像面」程序,係由該控制模組驅動該機械臂上之影像攫取組件,依前述該校正後裝卸作業面之傾斜角度及方向檢視該待組裝的組合件承載部周緣及各夾具之影像,並調整該影像攫取組件至以一預設之取像面正確對應於該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置,藉以校正該影像攫取組件之取像面的位置,且由該控制模組儲存該校正後取像面之資訊,同時該控制模組利用該校正後取像面之資訊進一步修正該裝卸作業面之相對位置,使該裝卸作業面可準確地對應於該待組裝的組合件承載部及各夾具的位置;一「裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上」程序,係由該該控制模組驅動機械臂上之裝卸機構將該組合件由第一座體移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上。
- 如請求項16所述之預治式晶圓載盤之置載方法,其中該「裝卸機構校正裝卸作業面」程序,具有:一「機械臂帶動裝卸機構以預設裝卸基準值接近載盤,並以測距元件量測與待組裝的組合件承載部邊緣之距離」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構,以預設裝卸基準值之方向及角度移至該載盤上方;並利用各測距元件偵測至該待組裝的組合件承載部周側之距離;一「控制模組調整裝卸機構位置,使各測距元件之量測距離為等長,藉以校正其裝卸作業面之傾斜角度」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構調整位置,使各測距元件偵測至該待組裝的組合件承載部周側之距離為等長,以確保該裝卸機構之裝卸作業面正向且平行地對應該待組裝的組合件承載 部,藉以校正該裝卸機構之裝卸作業面的傾斜角度;且該控制模組儲存該校正後裝卸作業面之資訊;該「影像攫取組件檢視載盤上待組裝的組合件承載部周緣之影像,並校正取像面」程序,具有:一「機械臂帶動影像攫取組件以相同於該校正後裝卸作業面之傾斜角度接近載盤,並取得該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置影像」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之影像攫取組件,以相同於該校正後裝卸作業面之方向及傾斜角度移至該待組裝的組合件承載部上方,利用該影像攫取組件取得該待組裝的組合件承載部周邊的影像,藉以確認該待組裝的組合件承載部及各夾具之位置;一「控制模組調整影像攫取組件位置,使其正確對應該待組裝的組合件承載部,藉以校正其取像面之位置,且利用該校正後取像面之資訊修正該裝卸作業面,使其正向且準確對應該待組裝的組合件承載部」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之影像攫取組件調整位置,使該影像攫取組件保持正確地對應該待組裝的組合件承載部及各夾具,藉以校正該影像攫取組件之取像面的位置;且該控制模組儲存該校正後取像面之資訊,並可計算出該裝卸機構的修正位置資訊,以便於再經由該機械臂帶動該裝卸機構移至位於正向準確且平齊地對應該待組裝的組合件承載部的位置。
- 如請求項16所述之預治式晶圓載盤之置載方法,其中該「裝卸機構將該組合件移置並鎖固於該待組裝的組合件承載部上」程序,具有:一「裝卸機構解鎖各夾具」步驟,先由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構移至該待組裝的組合件承載部上方,利用各夾具操作組件鬆開各夾具; 一「裝卸機構將該組合件移置於該待組裝的組合件承載部上」步驟,係由該控制模組驅動該機械臂上之裝卸機構移至該第一座體之晶圓預治部上方,利用該夾持組件夾持該組合件,再將該組合件移至該待組裝的組合件承載部上;一「裝卸機構鎖掣各夾具,藉以固定該組合件」步驟,係由各夾具操作組件鎖掣各夾具,使該組合件得以被固定於該待組裝的組合件承載部上。
- 如請求項20所述之預治式晶圓載盤之置載方法,其中該「裝卸機構鎖掣各夾具,藉以固定該組合件」步驟之後另設有一「裝卸機構脫離組合件,且載盤轉動」步驟,係於各夾持組件鬆脫該組合件之後,由該控制模組驅動該樞轉組件帶動該載盤樞轉,使該已固定該組合件之組合件承載部樞轉移動至一旁側位置,且另一旁側空置的組合件承載部移至原待組裝位置形成另一待組裝的組合件承載部。
- 如請求項17所述之預治式晶圓載盤之置載方法,其中該「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」程序,具有:一「晶圓置載機構將該晶圓移置於該第一位移機構上,並導正該晶圓」步驟,係由該晶圓托架將該晶圓移至該第一座體之晶圓預治部上方,利用該取像單元取得該晶圓的影像,藉以檢視該晶圓之位置是否正確外,配合該二具有背光表面之夾套滑座相互靠合,使二凹弧部結合成一對應於該晶圓預治部之圓孔,再由該控制模組經由該晶圓移置組件帶動該晶圓托架修正位置,可使該晶圓被導正於正確對應該晶圓環中央之位置;一「該第一位移機構將該晶圓移至該晶圓環內」步驟,係使二夾套滑座分離,再由該承托座升降組件帶動該承托座上升,使該晶圓托架於凹槽道內脫離該晶圓;然後該晶圓移置組件帶動該晶圓托架移出該第一座體上方;再由該承托座升降組件帶動該承托座下降,使該晶圓下移於該晶圓環內。
- 如請求項18所述之預治式晶圓載盤之置載方法,其中該「晶圓置載機構將一晶圓移置於該晶圓環中」程序,具有:一「晶圓置載機構承載一晶圓,並於移置過程中導平該晶圓」步驟,係由該控制模組驅動該晶圓移置組件帶動該晶圓托架由該晶圓供料座上承托一晶圓,將該晶圓接近該噴氣頭,利用該噴氣頭之噴氣孔噴出空氣吹拂於該晶圓上,可導平該晶圓,使其平穩地保持在晶圓托架上正確的位置;一「晶圓置載機構將該晶圓移置於該第一位移機構上,並導正該晶圓」步驟,係由該晶圓托架將該晶圓移至該第一座體之晶圓預治部上方,利用該取像單元取得該晶圓的影像,藉以檢視該晶圓之位置是否正確,配合該二具有背光表面之夾套滑座相互靠合,使二凹弧部結合成一對應於該晶圓預治部之圓孔,再由該控制模組經由該晶圓移置組件帶動該晶圓托架修正位置,可使該晶圓被導正於正確對應該晶圓環中央之位置;一「該第一位移機構將該晶圓移至該晶圓環內」步驟,係使二夾套滑座分離,再由該承托座升降組件帶動該承托座上升,使該晶圓托架於凹槽道內脫離該晶圓;然後該晶圓移置組件帶動該晶圓托架移出該第一座體上方;再由該承托座升降組件帶動該承托座下降,使該晶圓下移於該晶圓環內。
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US20160225656A1 (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-04 | Applied Materials, Inc. | Wafer processing system with chuck assembly maintenance module |
TWM622071U (zh) * | 2021-07-15 | 2022-01-11 | 總督科技股份有限公司 | 預治式晶圓載盤之置卸載裝置 |
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2021
- 2021-07-15 TW TW110126135A patent/TWI819334B/zh active
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