TW202236456A

TW202236456A - 晶圓盒底側面檢測機構及其方法

Info

Publication number: TW202236456A
Application number: TW110108940A
Authority: TW
Inventors: 黃明慧; 張昌益
Original assignee: 旭東機械工業股份有限公司
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2022-09-16
Also published as: TWI764620B

Abstract

本發明揭露一種晶圓盒底側面檢測機構包括位於一檢測區且用於放置一晶圓盒的一檢測平台、用於驅動該檢測平台移動到達或離開該檢測區的一第一移載裝置、用於夾住該晶圓盒的一頭部的一夾爪裝置、用於驅動該夾爪裝置上昇或下降的一昇降裝置、用於對該晶圓盒的一底側面進行拍攝的一拍攝模組、用於移送該拍攝模組的一多軸機械手臂、以及用於檢測該拍攝模組所拍攝到的影像的一電腦裝置。其中，該多軸機械手臂係在該夾爪裝置夾住該晶圓盒的該頭部並上昇一高度及該檢測平台移動離開該檢測區之後，才將該拍攝模組移送到該晶圓盒的該底側面的下方，以使該拍攝模組能對著該晶圓盒的該底側面進行拍攝。

Description

晶圓盒底側面檢測機構及其方法

本發明與檢測晶圓盒的設備有關，尤指一種用於檢測一晶圓盒的一底側面的機構。

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。

在該晶圓盒投入上述運送場合中使用之前，往往需要進行自動光學檢測（AOI），以確認它是否正常。然而，該晶圓盒是被放置在一檢測平台上進行前述檢測，因此，它的底側面勢必會受到該檢測平台的遮蔽而無法或難以進行檢測，此一問題亟待解決。

本發明提供一種晶圓盒底側面檢測機構，其包括一檢測平台、一第一移載裝置、一夾爪裝置、一昇降裝置、一拍攝模組及一多軸機械手臂。該檢測平台用於承接一晶圓盒的一底側面。該第一移載裝置承載該檢測平台且能驅動該檢測平台移動到一檢測區或離開該檢測區。該夾爪裝置配置在該檢測區上方，且能在一原始位置及一夾合位置之間往返，及能在該夾合位置夾住該晶圓盒的一頭部。該昇降裝置用於驅動該夾爪裝置上昇到該原始位置或下降到該夾合位置。該拍攝模組用於對該晶圓盒進行拍攝。該多軸機械手臂，配置在該檢測區的前方，且承載該拍攝模組，其中，該多軸機械手臂還能在該夾爪裝置夾住該晶圓盒的該頭部且上昇返回該原始位置及該檢測平台離開該檢測區之後，將該拍攝模組移送到該晶圓盒的該底側面的下方，以使該拍攝模組能對著該晶圓盒的該底側面進行拍攝。該電腦裝置，耦接該拍攝模組，且能根據該拍攝模組所拍攝到的影像進行自動光學檢測。

在一實施例中，本發明之晶圓盒底側面檢測機構，包括一第二移載裝置、一送出平台及一第三移載裝置。該第二移載裝置用於承載該昇降裝置且能驅動該昇降裝置在該檢測區上方與一接收區上方之間往返。該送出平台能在該接收區接收該晶圓盒。該第三移載裝置用於承載該送出平台且能驅動該送出平台移動到該接收區或離開該接收區。在另一實施例中，本發明之晶圓盒底側面檢測機構的該第一移載裝置與該第三移載裝置是平行並置的，且該第二移載裝置是橫跨在該第一移載裝置及該第三移載裝置的上方。更進一步地，該第二移載裝置係在該拍攝模組完成對該晶圓盒的該底側面的拍攝之後才驅動該昇降裝置移動到該接收區的上方，該昇降裝置係在移動到該接收區的上方之後才驅動該夾爪裝置下降到使該晶圓盒剛好放置在該送出平台上的一釋放位置。

在一實施例中，本發明之晶圓盒底側面檢測機構的上述夾爪裝置包括一懸臂、一張夾驅動部及兩爪部。該懸臂具有兩端，其中一端連接於該昇降裝置。該張夾驅動部連接於該懸臂的另一端。兩該爪部由該張夾驅動部驅動於張開或夾合，其中，兩該爪部還被配置成能夾住該晶圓盒的該頭部的構形。

在一實施例中，本發明之晶圓盒底側面檢測機構的上述檢測平台被配置成可轉動的，以使該檢測平台上的該晶圓盒的前、左、右及後側面輪流面向該檢測區的前方，以配合該拍攝模組進行拍攝。

在一實施例中，本發明之晶圓盒底側面檢測機構的該昇降裝置係在該拍攝模組完成對該晶圓盒的該後側面的拍攝之後才驅動該夾爪裝置下降到該夾合位置。

本發明還提供一種晶圓盒底側面檢測方法，係用於檢測已放置在位於一檢測區中的一檢測平台上的一晶圓盒的一底側面，該方法包括：令一昇降裝置帶動位於該檢測平台上方的一夾爪裝置下降到一夾合位置；令該夾爪裝置在該夾合位置夾住該晶圓盒的一頂側面上的一頭部；令該昇降裝置帶動已夾住該晶圓盒的該頭部的該夾爪裝置上昇到一高度，以使該晶圓盒的該底側面脫離該檢測平台；令一拍攝模組對該晶圓盒的該底側面進行拍攝；及令該拍攝模組所拍攝到的影像傳送給一電腦裝置進行自動光學檢測。

在一實施例中，本發明該晶圓盒底側面檢測方法還包括在該晶圓盒的該底側面脫離該檢測平台之後，令該檢測平台離開該檢測區。

在一實施例中，本發明該晶圓盒底側面檢測方法還包括在該晶圓盒的該底側面完成拍攝之後，將該晶圓盒放置到位於該檢測平台旁邊的一送出平台上。

相對於先前技術，本發明之晶圓盒底側面檢測機構及其方法能對上述晶圓盒的該底側面進行自動光學檢測，解決過去無法或難以對該晶圓盒的該底側面進行檢測的問題。

圖1顯示本發明之晶圓盒底側面檢測機構的一個較佳實施例包括位於一檢測區的一檢測平台3、承載檢測平台3且能驅動檢測平台3移動到該檢測區或離開該檢測區的一第一移載裝置31、配置在該檢測區上方的一夾爪裝置44、用於驅動夾爪裝置44上昇到一原始位置或下降到一夾合位置的一昇降裝置42、配置在該檢測區前方的一多軸機械手臂45、配置於多軸機械手臂45上的拍攝模組46、及耦接拍攝模組45的一電腦裝置（圖中未示）。其中，多軸機械手臂45用於將拍攝模組46移送到它想要的拍攝位置，拍攝模組46用於對晶圓盒100進行拍攝，並將拍攝到的影像傳送給該電腦裝置，該電腦裝置根據所收到的影像進行自動光學檢測（含影像處理與分析運算）。此外，拍攝模組46可為單一拍攝裝置或包括多個拍攝裝置，在此實施例中，如圖1所示，拍攝模組46包括一第一拍攝裝置461及一第二拍攝裝置462，第一拍攝裝置461可為一面式掃描攝影機，它具有一視頻鏡頭（CCTV lens），第二拍攝裝置462可為一機器視覺相機，它具有一遠心鏡頭（Telecentric lens），可視想要檢測的項目來決定使用哪一支拍攝裝置來進行拍攝。

圖2顯示由上述晶圓盒底側面檢測機構4進行檢測的一晶圓盒100。在此實施例中，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）。無論如何，晶圓盒100具有一頂側面11及一底側面12，且頂側面11通常設置一頭部111（俗稱蘑菇頭）。

較佳地，如果需要，檢測平台3可配置成可轉動的，以使被放置在檢測平台3上的晶圓盒100能跟轉動，如此，晶圓盒100的前、左、右及後側面就會輪流面向該檢測區的前方，以配合拍攝模組46進行拍攝。其中，若檢測平台3上的晶圓盒100的一前側面13（即晶圓盒100的盒蓋2的外側面）一開始就是面向前方，則檢測平台3可在拍攝模組46完成對晶圓盒100的頂側面11與該前側面的拍攝之後才開始轉動。

如圖1及圖3所示，在此實施例中，夾爪裝置44包括一端連接於昇降裝置42的一懸臂43、連接於懸臂43另一端的一張夾驅動部441、及由張夾驅動部441驅動於張開或夾合的兩爪部442。其中，張夾驅動部441可選用雙活塞結構設計的夾爪氣壓缸，兩爪部442則配置成適合夾住晶圓盒100的頭部111的構形。

圖3顯示原本在一準備區承載晶圓盒100的檢測平台3，已經在第一移載裝置31的驅動下從該準備區移動到達該檢測區，且夾爪裝置44已位於該原始位置，此時，夾爪裝置44的兩爪部442呈一張開狀態且正對於晶圓盒100的頭部111。

圖4顯示昇降裝置42驅動夾爪裝置44從該原始位置下降到該夾合位置，且在該夾合位置，夾爪裝置44的張夾驅動部441驅動兩爪部442夾住晶圓盒100的頭部111。偵測裝置443是用來偵測夾爪裝置44是否已到達該夾合位置。較佳地，一偵測裝置443是用來偵測兩該爪部442是否已到達該夾合位置，較佳地，偵測裝置443呈桿狀且能彈性伸縮，一旦下移踫到頭部111，就會往上移，並因此觸發一光電感應器（圖中未示，例如一光遮斷器），以使夾爪裝置44得知兩該爪部442已經到達該夾合位置。

圖5顯示昇降裝置42驅動夾爪裝置44從該夾合位置上昇到該原始位置，以致於被夾爪裝置44的兩爪部442夾住的晶圓盒100也跟著上昇一高度，此時因為晶圓盒100的底側面12已脫脫檢測平台3而不再受它的遮蔽，故可對該底側面12進行拍攝。在此實施例中，在晶圓盒100上昇離開檢測平台3之後，檢測平台3就從該檢測區移動返回該準備區。在檢測平台3離開該檢測區之後，晶圓盒100下方，多軸機械手臂45才將拍攝模組46移送到晶圓盒100下方的一拍攝位置，以使拍攝模組46對著晶圓盒100的底側面12進行拍攝，並將所拍攝得到的一或多張底側面影像傳送給該電腦裝置。在此實施例中，拍攝模組46是使用上述第一拍攝裝置461進行前述拍攝。

由於上述底側面影像含有晶圓盒100的底側面12及相關附件，例如一或多個螺絲、灌氣用的一輸入埠與一輸出埠、防呆用的一或多個資訊接墊，所以，該電腦裝置可利上述底側面影像來檢測晶圓盒100的底側面12的狀況是否正常。例如，檢測前述螺絲是否有未裝上的缺件情形，及/或檢測前述輸入埠與輸出埠否有未裝上的缺件情形，及/或檢測前述資訊接墊是否塞入正確的孔洞。若該電腦裝置的前述檢測結果有任何缺件或資訊接墊未塞入正確孔洞的情形，即表示晶圓盒100有異常。

通常，拍攝模組46會先對檢測平台3上的晶圓盒100的其它側面進行拍攝，最後才如上述對晶圓盒100的底側面12進行拍攝，這表示晶圓盒100的底側面12是最後一個檢測對象，因此，在拍攝模組46完成上述底側面影像的拍攝之後，晶圓盒100就可以從該檢測區送出。

為了送出晶圓盒100，在此實施例中，如圖1所示，本發明之晶圓盒底側面檢測機構還包括承載昇降裝置42且能驅動昇降裝置42在該檢測區上方與一接收區上方之間往返的一第二移載裝置32、能在該接收區接收晶圓盒100的一送出平台5、及承載送出平台5且能驅動送出平台3移動到該接收區或離開該接收區的一第三移載裝置33。較佳地，第一移載裝置31與第三移載裝置33是平行並置的，以使檢測平台3與送出平台5的移動路徑是平行的。第二移載裝置32則橫跨在第一移載裝置31及第三移載裝置33的上方，以使昇降裝置42的移動路徑橫越檢測平台3與送出平台5的上方。

在拍攝模組46完成上述底側面影像的拍攝之後，送出平台5可在第三移載裝置33的驅動下移動到圖1所示的接收區，昇降裝置42可在第二移載裝置32的驅動下移動到該接收區的上方，一如圖6所示。接著，夾爪裝置44在昇降裝置42的驅動下，下降到使晶圓盒100剛好放置在送出平台5上的一釋放位置，並在釋放晶圓盒100之後上昇返回原位。接著，在第三移載裝置33的驅動下，送出平台5連同其上的晶圓盒100從該接收區移動到一等待區，等待一人員或一自動搬運車將已檢測完畢的晶圓盒100取走。

100:晶圓盒 11:頂側面 12:底側面 13:前側面 111:頭部 3:檢測平台 31:第一移載裝置 32:第二移載裝置 33:第三移載裝置 42:昇降裝置 43:懸臂 44:夾爪裝置 441:張夾驅動部 442:爪部 45:多軸機械手臂 46:拍攝模組 461:第一拍攝裝置 462:第一拍攝裝置 5:送出平台

圖1顯示本發明之晶圓盒底側面檢測機構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至圖6顯示本發明之晶圓盒底側面檢測機構的動作示意圖。

3:檢測平台

31:第一移載裝置

33:第三移載裝置

42:昇降裝置

43:懸臂

44:夾爪裝置

441:張夾驅動部

442:爪部

45:多軸機械手臂

46:拍攝模組

461:第一拍攝裝置

462:第一拍攝裝置

5:送出平台

Claims

一種晶圓盒底側面檢測機構，包括：一檢測平台，用於承接一晶圓盒的一底側面；一第一移載裝置，承載該檢測平台且能驅動該檢測平台移動到一檢測區或離開該檢測區一夾爪裝置，配置在該檢測區上方，且能在一原始位置及一夾合位置之間往返，及能在該夾合位置夾住該晶圓盒的一頭部；一昇降裝置，用於驅動該夾爪裝置上昇到該原始位置或下降到該夾合位置；一拍攝模組，用於對該晶圓盒進行拍攝；一多軸機械手臂，配置在該檢測區的前方，且承載該拍攝模組，其中，該多軸機械手臂還能在該夾爪裝置夾住該晶圓盒的該頭部且上昇返回該原始位置及該檢測平台離開該檢測區之後，將該拍攝模組移送到該晶圓盒的該底側面的下方，以使該拍攝模組能對著該晶圓盒的該底側面進行拍攝；及一電腦裝置，耦接該拍攝模組，且能根據該拍攝模組所拍攝到的影像進行自動光學檢測。
如請求項1所述的晶圓盒底側面檢測機構，包括一第二移載裝置，承載該昇降裝置且能驅動該昇降裝置在該檢測區上方與一接收區上方之間往返；一送出平台，能在該接收區接收該晶圓盒；及一第三移載裝置，承載該送出平台且能驅動該送出平台移動到該接收區或離開該接收區。
如請求項2所述的晶圓盒底側面檢測機構，其中該第一移載裝置與該第三移載裝置是平行並置的，該第二移載裝置是橫跨在該第一移載裝置及該第三移載裝置的上方。
如請求項2所述的晶圓盒底側面檢測機構，其中該第二移載裝置係在該拍攝模組完成對該晶圓盒的該底側面的拍攝之後才驅動該昇降裝置移動到該接收區的上方，該昇降裝置係在移動到該接收區的上方之後才驅動該夾爪裝置下降到使該晶圓盒剛好放置在該送出平台上的一釋放位置。
如請求項1所述的晶圓盒底側面檢測機構，其中該夾爪裝置包括：一懸臂，具有兩端，其中一端連接於該昇降裝置；一張夾驅動部，連接於該懸臂的另一端；及兩爪部，由該張夾驅動部驅動於張開或夾合，其中，兩該爪部被配置成能夾住該晶圓盒的該頭部的構形。
如請求項1所述的晶圓盒底側面檢測機構，其中該檢測平台被配置成可轉動的，以使該檢測平台上的該晶圓盒的前、左、右及後側面輪流面向該檢測區的前方，以配合該拍攝模組進行拍攝。
如請求項6所述的晶圓盒底側面檢測機構，其中該昇降裝置係在該拍攝模組完成對該晶圓盒的該後側面的拍攝之後才驅動該夾爪裝置下降到該夾合位置。
一種晶圓盒底側面檢測方法，係用於檢測已放置在位於一檢測區中的一檢測平台上的一晶圓盒的一底側面，該方法包括：令一昇降裝置帶動位於該檢測平台上方的一夾爪裝置下降到一夾合位置；令該夾爪裝置在該夾合位置夾住該晶圓盒的一頂側面上的一頭部；令該昇降裝置帶動已夾住該晶圓盒的該頭部的該夾爪裝置上昇到一高度，以使該晶圓盒的該底側面脫離該檢測平台；令一拍攝模組對該晶圓盒的該底側面進行拍攝；及令該拍攝模組所拍攝到的影像傳送給一電腦裝置進行自動光學檢測。
如請求項8所述的方法，包括在該晶圓盒的該底側面脫離該檢測平台之後，令該檢測平台離開該檢測區。
如請求項8所述的方法，包括在該晶圓盒的該底側面完成拍攝之後，將該晶圓盒放置到位於該檢測平台旁邊的一送出平台上。