TWI831162B - 裝載埠及其映射裝置 - Google Patents
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Abstract
一種裝載埠及其映射裝置，該裝載埠的映射裝置適用於對放置在一容器內的數個待測物進行檢測且包含一第一感測組及一第二感測組。該第一感測組能沿一檢測方向相對於該容器移動，該第一感測組用來檢測該等待測物且具有一第一光軸。該第二感測組能沿該檢測方向相對於該容器移動並用來檢測該等待測物且具有一相對於該第一光軸傾斜的第二光軸，該第二光軸較該第一光軸更遠離該容器且在該檢測方向上位於該第一光軸的前側。
Description
本發明是有關於一種適用於製造或處理半導體或固體裝置或部件的設備，特別是指一種裝載埠及其映射裝置。
參閱圖1，以日本專利特許公報第4501755號所公開的半導體映射裝置101(mapping device)，在一映射框架11上設置一組突片感測器12及一組掃片感測器13，該突片感測器12與該掃片感測器13設置在同一高度且位於該掃片感測器13的內側，藉由該突片感測器12能檢測出晶圓14是否有突片(即突出於正常位置)，以確保該掃片感測器13在檢測過程不會碰撞到該晶圓14的邊緣。但由於該突片感測器12與該掃片感測器13位在同一高度，針對尺寸較大之晶圓(例如12吋晶圓)進行掃片時，若該晶圓14朝該映射裝置101的方向偏移較多，在該突片感測器12檢測中，該掃片感測器13可能已碰撞到該晶圓14的邊緣，造成破片。
參閱圖2與圖3，為了改善上述問題，中華民國發明專利公告號I661496B所揭露的晶圓映射裝置102，將一組突片感測器
15設置在一組掃片感測器16的下方，藉由兩組感測器存在高度落差，能在該掃片感測器16通過該晶圓14前，就先檢測出是否有突片，進而避免該掃片感測器16碰撞到該晶圓14的問題。但同樣的，該突片感測器15也有可能發生碰撞到該晶圓14的問題，因此該晶圓映射裝置102還在該突片感測器15之間設置的一第三感測器17，以避免該突片感測器15碰撞到該晶圓14。
惟，該晶圓映射裝置102存在感測器數量較多、佈線較複雜的問題，仍有改善空間。
因此，本發明的目的，即在提供一種同時具有掃片及突片檢測功能且結構簡單的裝載埠的映射裝置。
於是，本發明裝載埠的映射裝置，適用於對放置在一容器內的數個待測物進行檢測。該裝載埠的映射裝置包含一第一感測組及一第二感測組。該第一感測組能沿一檢測方向相對於該容器移動，該第一感測組用來檢測該等待測物且具有一第一光軸。該第二感測組能沿該檢測方向相對於該容器移動，該第二感測組用來檢測該等待測物且具有一相對於該第一光軸傾斜的第二光軸，該第二光軸較該第一光軸更遠離該容器且在該檢測方向上位於該第一光軸的前側。
本發明的另一目的，即在提供一種同時具有掃片及突片
檢測功能且結構簡單的裝載埠。
於是，本發明裝載埠，適用於對放置在一容器內的數個待測物進行檢測。該裝載埠包含一基座及一如前述的映射裝置。該基座用來供該容器放置。該映射裝置能沿該檢測方向相對於該基座移動。
本發明的功效在於：透過該第二光軸相對於該第一光軸傾斜的斜角設計，將該第二光軸與該第一光軸設計成高度、深度與角度皆不同的非對稱配置，使該第二光軸較該第一光軸更遠離該容器且在該檢測方向上位於該第一光軸的前側，既能避免兩者互相干涉，還能達成在三維立體空間的斜角檢測功能，同時具有掃片及突片檢測的雙重作用。本發明的感測元件少，結構簡單而容易佈線，且能縮減各感測器互相干涉的區域。本發明還能進行不同尺寸的該等待測物的掃片及突片檢測，因此適用性佳。
2:基座
21:主板
211:裝載開口
212:固定感測器
22:載台
3:升降機構
31:升降驅動裝置
311:導螺桿
312:升降驅動器
32:導軌
33:滑座
4:開合機構
41:開合驅動器
411:驅動本體
412:活塞桿
500:映射裝置
5:移動座
51:座本體
52:支架
521:側桿
522:橫桿
53:支架驅動組
531:支架驅動器
532:轉軸
6:第一感測組
601:第一光軸
61:第一感測件
62:第二感測件
7:第二感測組
701:第二光軸
71:第三感測件
72:第四感測件
9:容器
91:待測物
92:容器開口
93:間隔件
A1:第一夾角
A2:第二夾角
D:檢測方向
L1,L2,L3,L4:跨距
S:間距
X:前後方向
Y:左右方向
Z:高度方向
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體示意圖，說明日本專利特許公報第4501755號所公開的半導體映射裝置；圖2是一平面示意圖，說明中華民國發明專利公告號I661496B
的晶圓映射裝置；圖3是中華民國發明專利公告號I661496B的晶圓映射裝置的一側視示意圖；圖4是本發明裝載埠的一實施例的一立體圖；圖5是該實施例的一不完整的側視圖；圖6是該實施例的一不完整的局部剖視示意圖，說明該實施例的一映射裝置相對於一基座位於一閉合位置；圖7是該實施例的一不完整的後視圖，說明該實施例的一升降機構設置在該基座；圖8是一類似於圖6的視圖，說明該映射裝置相對於該基座移動至一開啓位置，且該映射裝置的一支架能相對於一座本體樞轉；圖9是該映射裝置的一立體分解圖，說明該映射裝置的一支架驅動組用來驅動該支架樞轉；圖10是一立體圖，說明該映射裝置的一第一感測組與一第二感測組設置在該支架；圖11是一示意圖，說明該第一感測組的一第一光軸與該第二感測組的一第二光軸用來檢測數待測物；圖12是一局部剖視示意圖，說明該第一光軸與該第二光軸分別用來掃片及檢測突片；圖13是一示意圖，說明該第一光軸與該第二光軸在立體空間的
位置配置；圖14是一類似於圖11的視圖，說明該映射裝置用來檢測尺寸較小的該等待測物；及圖15是一類似於圖12的視圖，說明該第一感測組與該第二感測組分別用來掃片及檢測突片。
參閱圖4至圖6，本發明裝載埠(loadport)的一實施例，適用於對放置在一容器9內的數個待測物91進行檢測，該容器9具有一容器開口92，及數個位於內部且等距間隔設置的間隔件93，定義該等間隔件93的間距為S，該等間隔件93用來供該等待測物91放置。本實施例的該容器9以12吋晶圓盒做為示例說明，因此每一該待測物91為12吋晶圓，且該容器9具有一用來封閉該容器開口92的蓋板(圖未示)。該等待測物91不限於晶圓，也能是半導體產業相關的基板或半成品。該裝載埠包含一基座2、一升降機構3、一開合機構4及一映射裝置500。
該基座2包括一沿一高度方向Z延伸的主板21，及一設置在該主板21的載台22，該主板21具有一裝載開口211及一設置於該裝載開口211的固定感測器212，該固定感測器212用來檢測該容器9內的該等待測物91是否突出於該容器9，本實施例的該固定感測
器212採用穿透式光感測器。該載台22在一前後方向X位於該主板21的後側，該容器9放置在該載台22且該容器開口92對位於該裝載開口211。
參閱圖5至圖7，該升降機構3設置於該基座2的主板21且位於該載台22的下方，本實施例的該升降機構3包括一升降驅動裝置31、兩條導軌32及一滑座33。本實施例的該升降驅動裝置31具有一沿該高度方向Z延伸且能以自身軸線為中心轉動的導螺桿311，及一連接於該導螺桿311的底端且用來帶動該導螺桿311轉動的升降驅動器312，該升降驅動器312是馬達。該等導軌32沿該高度方向Z延伸且在一左右方向Y上間隔設置於該主板21。該滑座33連接於該導螺桿311且能滑移地設置於該等導軌32，該滑座33被該導螺桿311帶動而能沿著該等導軌32上下移動。在一些變化例中，該升降驅動裝置31也能是、氣動缸、電動缸、線性馬達、皮帶傳動、齒輪齒條傳動或類似元件，同樣能帶動該滑座33上下移動。
參閱圖6至圖8，該開合機構4設置於該升降機構3的滑座33，該開合機構4包括一開合驅動器41，本實施例的該開合驅動器41是氣動缸，但也能以電動缸、馬達驅動螺桿、皮帶傳動、齒輪齒條傳動或類似元件取代。該開合驅動器41具有一設置在該滑座33的驅動本體411，及一可伸縮地設置在該驅動本體411的活塞桿412，該活塞桿412能沿該前後方向X伸縮。
該映射裝置500連接於該開合機構4的活塞桿412的一端，且被該開合驅動器41的活塞桿412帶動而能沿該前後方向X移動。該映射裝置500包括一固定在該活塞桿412的移動座5，及設置於該移動座5的頂端的一第一感測組6與一第二感測組7。該映射裝置500被該開合機構4帶動而能相對於該基座2在一閉合位置(見圖6)與一開啓位置(見圖8)間移動，在該閉合位置時，該移動座5遮蓋該主板21的裝載開口211，在該開啓位置時，該移動座5離開該裝載開口211一距離，使該裝載開口211露出。
參閱圖8至圖10，該移動座5包括一固定在該活塞桿412且被該活塞桿412帶動的座本體51、一能樞轉地設置在該座本體51的頂端的支架52，及一設置在該座本體51且用來驅動該支架52樞轉的支架驅動組53。該座本體51具有內部空間而能安裝該支架驅動組53。該支架52具有兩個分別樞設在該座本體51的兩側邊的側桿521，及一沿該左右方向Y延伸並連接於該等側桿521的橫桿522。該支架驅動組53具有一固定在該座本體51的支架驅動器531，及一由該支架驅動器531沿該左右方向Y延伸出的轉軸532，該轉軸532的一端連接至其中一該側桿521。藉由該支架驅動器531驅動該轉軸532轉動而能帶動該支架52相對於該座本體51樞轉，從而使得該支架52的橫桿522靠近或遠離該基座2的裝載開口211。
為了避免該第一感測組6與該第二感測組7在該映射裝置
500移動至該閉合位置時撞擊到該容器9的蓋板而損壞，因此將該支架52設計成能相對於該座本體51樞轉的型式，能理解的是，該支架52也能做成相對於該座本體51水平移動的型式，同樣能避免撞擊問題。而在一些應用例中，例如該容器9為前開式而沒有蓋板時，便不需要避免撞擊，就能將該支架52設計成固定式，此時該第一感測組6採用反射式的光感測器。
參閱圖8、圖10及圖11，該第一感測組6與該第二感測組7設置在該支架52的橫桿522並用來沿一檢測方向D移動以檢測該等待測物91，該檢測方向D平行於該高度方向Z，所以該檢測方向D實質上垂直於該左右方向Y與該前後方向X，本實施例的該檢測方向D是由上往下逐步前進。該第一感測組6具有在該左右方向Y上間隔設置的一第一感測件61及一第二感測件62，該第一感測件61與該第二感測件62在該高度方向Z上的位置相同。該第一感測件61與該第二感測件62形成一實質上垂直於該檢測方向D的第一光軸601，亦即該第一光軸601的兩端分別為第一感測件61與該第二感測件62。該第一光軸601用來掃片以檢測該等待測物91是否有缺片、疊片、斜片或其厚度等相關資訊，本實施例的該第一感測組6為穿透式光感測器，該第一感測件61為光發射器，且該第二感測件62為光接收器，但其位置能夠調換，不以此為限。在其他變化例中，該第一感測組6也能是其他類型例如反射式的光感測器，只要能感
測物體即可。
該第二感測組7在該高度方向Z上低於該第一感測組6，且具有在該左右方向Y上間隔設置的一第三感測件71及一第四感測件72，本實施例的該第二感測組7為穿透式光感測器，該第三感測件71為光發射器，該第四感測件72為光接收器，但其位置能夠調換，不以此為限。
該第三感測件71鄰近於該第一感測件61且在該高度方向Z上的位置低於該第一感測件61，該第四感測件72鄰近於該第二感測件62且在該高度方向Z上的位置低於該第二感測件62，該第四感測件72在該高度方向Z上的位置低於該第三感測件71。本實施例的該第四感測件72與該第三感測件71在該左右方向Y上的跨距L1小於該第一感測件61與該第二感測件62在該左右方向Y上的跨距L2，由於該第一感測組6與該第二感測組7在該高度方向Z有高低落差，因此，在其他變化例中，該第四感測件72與該第三感測件71在該左右方向Y上的跨距L1也能大於或等於該第一感測件61與該第二感測件62在該左右方向Y上的跨距L2，不以此為限。
參閱圖10至圖12，該第三感測件71與該第四感測件72形成一第二光軸701，亦即該第二光軸701的兩端分別為該第三感測件71與該第四感測件72，該第二光軸701用來檢測該等待測物91的位置是否突出於正常位置(即突片)。為了避免位在該高度方向Z最
低處的該第四感測件72在尚未檢測出突片前就先撞擊到過多突出的該待測物91，因此要使該第二光軸701相對於該第一光軸601在立體空間傾斜，使該第二光軸701與該第一光軸601投影在一平行於該檢測方向D的平面(即YZ平面)上相夾一第一夾角A1，該第二光軸701與該第一光軸601投影在一垂直於該檢測方向D的平面(即XY平面)上相夾一第二夾角A2，該第一夾角A1大於0度但不大於15度，該第二夾角A2大於0度但不大於10度。為了獲得更佳的配置，例如該第四感測件72在該前後方向X上的位置設計是以不干涉該固定感測器212(見圖8)能檢測出最大偏移量的突片為基準，而使該第一夾角A1不大於10度，且該第二夾角A2不大於5度。
由於該第二光軸701需要在該第一光軸601前方先移動，才能在該第一感測組6到達前檢測出該等待測物91是否有突片以避免撞擊，因此該第二光軸701在該檢測方向D上需要位於該第一光軸601之前，且該第二光軸701要較該第一光軸601更遠離該容器9，而本實施例的該檢測方向D是由上往下移動，也就是該第二光軸701在該高度方向Z上要低於該第一光軸601，所以該第四感測件72在該檢測方向D上較該第三感測件71更遠離該第一光軸601，該第四感測件72在該前後方向X上較該第三感測件71更遠離該第一光軸601。當然在其他實施方式中，該檢測方向D也能由下往上移動，此時該第二光軸701便需要設計成在該高度方向Z上高於該第
一光軸601，才能在該第一光軸601之前先移動以檢測出突片並避免撞擊。
參閱圖6、圖8與圖11，本實施例在該映射裝置500移動至最底層的該待測物91時，為了避免該第四感測件72碰撞到該容器9，因此讓該第三感測件71與該第四感測件72在該檢測方向D上的跨距L3不大於該等間隔件93的間距S的兩倍。而為了讓該第二感測組7能檢測到該容器9內最上層的該待測物91，該第四感測件72與該第三感測件71在該檢測方向D上的跨距L3還要小於該第一感測件61與該第三感測件71在該檢測方向D上的跨距L4是較為恰當的設計。
參閱圖13的光軸示意圖，能更清楚該第一光軸601與該第二光軸701在立體空間的相對位置關係，本發明將該第二光軸701與該第一光軸601設計成高度、深度與角度皆不同的非對稱配置，既能避免兩者互相干涉，還能達成在三維立體空間的斜角檢測功能。
參閱圖5與圖8，檢測時，藉由該升降機構3驅動該映射裝置500移動，使該第一感測組6與該第二感測組7靠近該容器9頂端的位置，再由該開合機構4帶動該映射裝置500移動至該開啓位置，並驅動該支架驅動組53(見圖9)帶動該支架52朝該容器9的方向樞轉，使該第一感測組6與該第二感測組7伸入該容器開口92。接著，
驅動該升降機構3帶動該映射裝置500沿該檢測方向D逐漸朝下移動，使該第一感測組6與該第二感測組7相對於該容器9移動以檢測該等待測物91。
參閱圖12，圖中以實線表示正常位置的該待測物91，虛線表示突出正常位置的該待測物91(即突片)，藉由該第二光軸701能先檢測到以虛線表示的該待測物91，就能發出警告訊號或停機待檢，以避免該第一感測組6的該第二感測件62撞擊到以虛線表示的該待測物91(即突片)。只要沒有突片，該第一光軸601便能掃片以獲得該等待測物91的相關資訊(缺片、疊片、斜片或厚度等)。因此本發明的該映射裝置500透過該第一感測組6與該第二感測組7這兩組感測組便能達到掃片及突片檢測的雙重作用。相較於習知需要三組感測器才能掃片及突片檢測，本發明的感測元件較少，結構簡單而容易佈線，且能縮減各感測器互相干涉的區域。
參閱圖14與圖15，本實施例除了能檢測12吋晶圓外，也能檢測較小的該等待測物91例如但不限於8吋晶圓。只要驅動該映射裝置500移動至該開啓位置，並使該第一感測組6與該第二感測組7伸入該容器9內，就能使該第一感測組6與該第二感測組7相對於該容器9逐漸移動以檢測該等待測物91。
圖15中以實線表示正常位置的該待測物91，虛線表示突出正常位置的該待測物91(即突片)，藉由該第二光軸701能檢測出
突出正常位置的該待測物91。只要沒有突片，該第一光軸601便會繼續掃片。本發明能進行不同尺寸的該等待測物91的掃片及突片檢測，適用性佳。
綜上所述，本發明透過該第二光軸701相對於該第一光軸601傾斜的斜角設計，將該第二光軸701與該第一光軸601設計成高度、深度與角度皆不同的非對稱配置，使該第二光軸701較該第一光軸601更遠離該容器9且在該檢測方向D上位於該第一光軸601的前側，能達成在三維立體空間的斜角檢測功能，而具有掃片及突片檢測的雙重作用。本發明的感測元件較少，結構簡單而容易佈線，能縮減各感測器互相干涉的區域，且還能針對不同尺寸的該等待測物91進行掃片及突片檢測，適用性佳，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
500:映射裝置
52:支架
522:橫桿
6:第一感測組
601:第一光軸
61:第一感測件
62:第二感測件
7:第二感測組
701:第二光軸
71:第三感測件
72:第四感測件
91:待測物
A1:第一夾角
D:檢測方向
L1,L2,L3,L4:跨距
Y:左右方向
Z:高度方向
Claims (10)
- 一種裝載埠的映射裝置，適用於對放置在一容器內的數個待測物進行檢測，該裝載埠的映射裝置包含： 一第一感測組，能沿一檢測方向相對於該容器移動，該第一感測組用來檢測該等待測物且具有一第一光軸；及 一第二感測組，能沿該檢測方向相對於該容器移動，該第二感測組用來檢測該等待測物且具有一相對於該第一光軸傾斜的第二光軸，該第二光軸較該第一光軸更遠離該容器且在該檢測方向上位於該第一光軸的前側。
- 如請求項1所述的裝載埠的映射裝置，其中，該第二光軸與該第一光軸投影在一平行於該檢測方向的平面上相夾一第一夾角，該第二光軸與該第一光軸投影在一垂直於該檢測方向的平面上相夾一第二夾角，該第一夾角大於0度但不大於10度，該第二夾角大於0度但不大於5度。
- 如請求項1所述的裝載埠的映射裝置，其中，該第一感測組具有在一左右方向上間隔設置的一第一感測件及一第二感測件，該第一光軸的兩端分別為該第一感測件與該第二感測件，該左右方向實質上垂直於該檢測方向。
- 如請求項3所述的裝載埠的映射裝置，其中，該第二感測組具有在該左右方向上間隔設置的一第三感測件及一第四感測件，該第二光軸的兩端分別為該第三感測件與該第四感測件，該第四感測件與該第三感測件在該左右方向上的跨距小於該第一感測件與該第二感測件在該左右方向上的跨距。
- 如請求項3所述的裝載埠的映射裝置，其中，該第二感測組具有在該左右方向上間隔設置的一第三感測件及一第四感測件，該第二光軸的兩端分別為該第三感測件與該第四感測件，該第四感測件在該檢測方向較該第三感測件更遠離該第一光軸，該第四感測件與該第三感測件在該檢測方向上的跨距小於該第一感測件與該第三感測件在該檢測方向上的跨距。
- 如請求項1所述的裝載埠的映射裝置，其中，該第二感測組具有在一左右方向上間隔設置的一第三感測件及一第四感測件，該第二光軸的兩端分別為該第三感測件與該第四感測件，該左右方向實質上垂直於該檢測方向。
- 如請求項6所述的裝載埠的映射裝置，其中，該容器具有數個間隔設置的間隔件，該第三感測件與該第四感測件在該檢測方向上的跨距不大於該等間隔件的間距的兩倍。
- 如請求項6所述的裝載埠的映射裝置，其中，該第四感測件在該檢測方向較該第三感測件更遠離該第一光軸，且該第四感測件在一前後方向較該第三感測件更遠離該第一光軸，該前後方向實質上垂直於該左右方向與該檢測方向。
- 如請求項1所述的裝載埠的映射裝置，還包含一移動座，該移動座能沿該檢測方向移動且包括一座本體及一能相對於該座本體樞轉或移動的支架，該第一感測組與該第二感測組設置在該支架。
- 一種裝載埠，適用於對放置在一容器內的數個待測物進行檢測，該裝載埠包含： 一基座，用來供該容器放置；及 一如請求項1所述的映射裝置，能沿該檢測方向相對於該基座移動。
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- 2022-03-24 TW TW111111197A patent/TWI831162B/zh active
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