機械手臂的檢測裝置與檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種機械手臂的檢測裝置與檢測方法。上述機械手臂的檢測裝置包括：底座部；支架部，配置在上述底座部上；承載部，包括上承載板以及下承載板，且上述上承載板以及上述下承載板以彼此間隔一距離的方式配置在上述支架部上；以及至少一感測器，配置在上述承載部上，用以對待檢測的機械手臂進行距離數據的收集。
【專利說明】
機械手臂的檢測裝置與檢測方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測裝置與方法，且特別是涉及一種機械手臂(robot blade)的檢測裝置與檢測方法。【背景技術】
[0002]在半導體元件的生產制作工藝中，為了將生產用的晶片(wafer)移動至特定位置，常需利用機械手臂來抓取存放在晶片匣(wafer cassette)中的硅晶片。一般來說，在晶片匣內的晶片與晶片間的距離可能僅約1〇_，一般機械手臂的厚度則可達約5_，因此， 在將機械手臂輸送至晶片匣中時，機械手臂的厚度已占據了晶片之間的大部分空間，僅剩下一點間隙可進行操作。在抓取晶片的過程中，若未先確認機械手臂的位置、角度等，可能會發(fā)生因機械手臂的水平度或高度等的異常而撞擊到晶片的情況，這會導致晶片的正面或背面刮傷，進而造成晶片的異常。
[0003]現行的確認機械手臂的位置的方法主要為以人工方式目測來判斷機械手臂的位置是否正常，然而，以目測方式判斷難以建立穩(wěn)定的標準，且若沒有相關距離數據可供判斷，也難以得知機械手臂的位置是否正確無誤，從而容易造成如上所述于生產時晶片碰撞而損傷的情況。
[0004]有鑒于上述問題，需要設計新的檢測裝置與方式來取代現有以人工目測來判斷的方式，以有效地減少因機械手臂的位置不精確等造成晶片損傷的問題。
【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種機械手臂的檢測裝置，可通過實際模擬晶片匣的配置形態(tài)來對機械手臂的水平度、高度等參數進行分析，以確認機械手臂的位置，避免因機械手臂的位置不正確造成晶片損傷的問題。
[0006]本發(fā)明另一目的在于提供一種機械手臂的檢測方法，其應用上述檢測裝置來檢測機械手臂的水平度、高度等參數進行分析，而能夠精準地確認機械手臂的位置，并可適時地對檢測裝置及機械手臂進行調整，避免因機械手臂的位置不正確造成晶片損傷的問題。
[0007]為達上述目的，本發(fā)明的機械手臂的檢測裝置包括:底座部；支架部，配置在上述底座部上；承載部，包括上承載板以及下承載板，且上述上承載板以及上述下承載板以彼此間隔一距離的方式配置在上述支架部上；以及至少一感測器，配置在上述承載部上，用以對待檢測的機械手臂進行距離數據的收集。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述底座部能通過至少一固定構件而與上述待檢測的機械手臂的設備機臺連接。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述支架部包括多個支撐柱，且上述支撐柱上具有一或多個支撐構件，用以放置上述承載部。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述至少一感測器配置在上述上承載板的上表面及/或上述下承載板的下表面。
[0011]在本發(fā)明的一實施例中，上述檢測裝置具有多個感測器，且上述多個感測器是相對于上述承載部而以兩個為一組的方式對稱地配置，其中一個配置在上述上承載板的上表面，另一個配置在上述下承載板的下表面。
[0012]本發(fā)明的機械手臂的檢測方法包括:提供如上述的機械手臂的檢測裝置；對上述檢測裝置進行驗證；將待檢測的機械手臂輸送至上述檢測裝置中；以上述檢測裝置中的一或多個感測器收集距離數據；以及對所收集的距離數據進行分析。
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，在對上述檢測裝置進行驗證之前，將上述檢測裝置與上述待檢測的機械手臂的設備機臺連接。
[0014]在本發(fā)明的一實施例中，對上述檢測裝置進行驗證包括利用水平治具來確認上述上承載板與上述下承載板間的距離。
[0015]在本發(fā)明的一實施例中，上述距離數據包括上述機械手臂的上表面至上述上承載板的距離，以及上述機械手臂的下表面至上述下承載板的距離。
[0016]在本發(fā)明的一實施例中，在對上述距離數據進行分析之后，依據所獲得的分析結果調整或更換上述機械手臂。
[0017]基于上述，本發(fā)明所提供的機械手臂的檢測裝置及檢測方法能夠通過實際模擬晶片匣的配置形態(tài)來對機械手臂的水平度、高度等參數進行分析，以確認機械手臂的位置，從而精準地確認機械手臂的位置，并可適時地對檢測裝置及機械手臂進行調整，避免因機械手臂的位置不正確造成晶片損傷的問題。
[0018]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附的附圖作詳細說明如下?！靖綀D說明】
[0019]圖1A為本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測裝置的結構示意圖；
[0020]圖1B為本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測裝置中感測器所在位置的示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測方法的流程示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測方法，在對檢測裝置進行驗證時的裝置剖面示意圖以及局部放大圖；
[0023]圖4A為本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測方法，在將待檢測的機械手臂輸送至檢測裝置中進行檢測時的裝置剖面示意圖；
[0024]圖4B為本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測方法，在將待檢測的機械手臂輸送至檢測裝置中進行檢測時的裝置的上視圖。
[0025]符號說明
[0026]10:檢測裝置
[0027]100:底座部
[0028]102:支架部
[0029]102a:支撐柱
[0030]102b:支撐構件
[0031]104:承載部
[0032]104a:上承載板
[0033]104b:下承載板
[0034]106、106a、106b、106c、106d:感測器
[0035]200:機械手臂
[0036]2〇2a、2〇2b:前端檔板
[0037]2〇2c、2〇2d:后端檔板
[0038]300:設備機臺
[0039]301:腔室
[0040]302:固定式作業(yè)平臺
[0041]303:可移動式作業(yè)平臺
[0042]304:固定構件
[0043]306:水平治具
[0044]306a:桿部
[0045]306b:量規(guī)
[0046]400:第一層支撐架
[0047]402:第二層支撐架
[0048]A、B、C、D:位置
[0049]E:范圍
[0050]d、H:距離
[0051]T、T’:厚度
[0052]SO1、S02、S02-1、S03、S04、S05、S05-1、S06:步驟【具體實施方式】
[0053]以下將參照所附的附圖，對本發(fā)明的檢測裝置與檢測方法實施方式進行更詳細的說明。
[0054]圖1A是依照本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測裝置的結構示意圖；圖1B是依照本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測裝置中感測器所在位置的示意圖。
[0055]請先參照圖1A，本發(fā)明的機械手臂的檢測裝置10包括底座部100、支架部102、承載部104以及至少一感測器106。
[0056]底座部100例如是具有中空殼狀結構，其材質例如是鋁合金，但不限于此，也可為其他結構或材質。底座部1〇〇例如是作為檢測裝置的載入端口(load port)，而能通過至少一固定構件(未繪示)而與待檢測的機械手臂的設備機臺(未繪示)連接。此外，底座部 100還可具有電源供應功能，但本發(fā)明并不限于此，也可視實際空間配置的需求而在檢測裝置10的其他位置(例如檢測裝置10中支架部102的上部)另設置電源供應部。
[0057]支架部102配置在底座部100上。在本實施例中，支架部102包括多個支撐柱 102a，且支撐柱上102a具有多個支撐構件102b。如圖1A所示，在多個支撐構件102b之間可形成用以放置承載部104的空間，類似于晶片匣中的插槽式結構。支撐柱102a例如是中空或實心的柱狀物，其材質例如是鋁合金，但不限于此。支撐構件102b例如是呈片狀的長方體構件，其材質可使用與支撐柱l〇2a相同的材質，例如是鋁合金，但并不限于此。
[0058]承載部104包括上承載板104a以及下承載板104b，且上承載板104a以及下承載板104b是以大致相互平行且彼此間隔一距離d的方式配置在支架部102上。距離d例如是 8mm?12mm，但不限于此，使用者可依照實際需求決定。上承載板104a以及下承載板104b 的材質例如是鋁合金，但并不限于此。
[0059]上承載板104a以及下承載板104b可作為虛擬晶片(dummy wafer)使用。更具體來說，可通過將上承載板l〇4a以及下承載板104b間的距離d設為待檢測的機械手臂實際所應用的晶片匣中晶片間的距離，而在檢測裝置中實際模擬機械手臂運作時的空間關系， 以利于確認機械手臂的位置是否正確無誤。
[0060]應注意的是，圖1A的實施例中僅繪示安裝兩個承載板(S卩，上承載板104a以及下承載板l〇4b)的結構，但實際上并不限于此，本發(fā)明的檢測裝置中也可具有三個以上的承載板。舉例來說，可通過在支架部102的多個支撐柱102a上分別設置更多支撐構件102b， 以形成更多插槽式結構，從而可承載三個以上的承載板。
[0061]感測器106配置在承載部104上，用以對待檢測的機械手臂進行距離數據的收集。 具體來說，感測器106可配置在上承載板104a的上表面及/或下承載板104b的下表面。 在本實施例中，多個感測器106是相對于承載部104而以兩個為一組的方式對稱地配置，其中一個配置在上承載板l〇4a的上表面，另一個配置在下承載板104b的下表面。詳細而言， 如圖1A所示，承載部104上配置有成組的感測器106a、感測器106b、感測器106c以及感測器106b，總計有8個感測器，且各組感測器中的兩個感測器分別配置在承載部104的兩側 (即，在上承載板104a的上表面與下承載板104b的下表面分別配置有一個感應器)上相互對稱的位置。
[0062]具體來說，感測器106的配置可依照待檢測的機械手臂的形狀與尺寸來決定。請參照圖1B的上視圖，其中以虛線圈起的范圍E表示承載部104的上承載板104a或下承載板104b的面積大小，當欲對機械手臂200進行檢測時，例如是將多個感測器106分別配置在承載板上與機械手臂200前端與后端兩側的檔板相對應的位置，S卩，圖1B中以虛線圈起的位置A、位置B、位置C及位置D。通過將感測器配置在對應于機械手臂的端部，更有利于機械手臂位置的確認。
[0063]感測器106例如是用于收集距離數據的感測器。作為感測器106的實例，可列舉: 激光測距器(laser distance meter)、電容感測測距器等，但并不以此為限。其中，就實用性與精確性的觀點來考慮，優(yōu)選為使用激光測距器。此外，感測器106的個數并無特別限定，只要足以完成所需數據的收集，也可僅使用一個。就能夠快速而準確地收集距離數據的觀點來看，優(yōu)選為使用4?8個感測器。
[0064]此外，檢測裝置10整體的高度例如是25cm?35cm，寬度例如是20cm?30cm，長度例如是25cm?35cm ;然而，本領域中具通常知識者應理解檢測裝置10整體及其構件的尺寸或形狀可依照實際需求來決定，并無特別限制，優(yōu)選為設定為能夠直接整合至待檢測的機械手臂的設備機臺中的尺寸或形狀。
[0065]圖2是依照本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測方法的流程示意圖。圖2所示的檢測方法例如是通過圖1的實施例所述檢測裝置10來執(zhí)行，但并不限于此。以下，將參照圖 1A的實施例所繪示的檢測裝置10,并搭配圖2、圖3及圖4A、圖4B以更詳細說明本發(fā)明的機械手臂的檢測方法。
[0066]首先，提供機械手臂的檢測裝置10 (步驟S01)，由于檢測裝置10的結構與材質等已于先前段落中進行了詳盡的說明，故于此不再贅述。
[0067]之后，為了便于進行機械手臂的檢測，可將檢測裝置10與待檢測的機械手臂的設備機臺連接。具體來說，如圖3所示，在待檢測的機械手臂的設備機臺300具有固定式作業(yè)平臺302以及可移動式作業(yè)平臺303的情況下，可通過多個固定構件304而將檢測裝置10 中的底座部100固定至可移動式作業(yè)平臺303,由此，檢測裝置10即可整合至待檢測的機械手臂200的設備機臺。
[0068]固定構件304例如是配置于可移動式作業(yè)平臺303上的導腳或固定器，但并不限于此。例如，在可移動式作業(yè)平臺303上還可具有一或多個壓力感應器作為固定構件，由此，當將檢測裝置10安裝至可移動式作業(yè)平臺303時，可通過壓力感應器是否感測到檢測裝置10的重量造成的壓力來確認檢測裝置10與可移動式作業(yè)平臺303間的連接是否已完成。
[0069]接下來，對檢測裝置10進行驗證(步驟S02)。具體來說，進行驗證的主要目的在于確認檢測裝置10中構件間的空間關系是否與實際上待檢測的機械手臂欲應用的對象相同(例如，上承載板l〇4a與下承載板104b間的距離d是否與實際上待檢測的機械手臂欲應用的晶片匣中晶片之間的距離相等)。
[0070]圖3是依照本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測方法，在對檢測裝置進行驗證時的裝置剖面示意圖以及局部放大圖。
[0071]如圖3所示，可利用包括桿部306a以及量規(guī)(gauge) 306b的水平治具306來進行檢測裝置10的驗證。例如，先將水平治具306架設在下承載板104b上，并利用量規(guī)306b 測量出水平治具306到固定式作業(yè)平臺302的表面的距離H。將距離H減去桿部306a的厚度T，即可得到下承載板104b的上表面至固定式作業(yè)平臺302的表面的距離。亦即，可獲得置放在由支撐構件102b所形成的第一層支撐架400上的下承載板104b的上表面的高度。 此外，利用位于水平治具306的桿部306a兩側的量規(guī)306b來進行上述距離量測的順序并無特別限定，亦即，可同時或先后分別利用兩側的量規(guī)306b來對檢測裝置10進行驗證。
[0072]可以相同的方式對實際上待檢測的機械手臂欲應用的晶片匣中的第一層支撐架上的晶片表面的高度進行測量，并將所得的結果與下承載板104b的上表面的高度進行比對，確認所得的結果是否與下承載板l〇4b的上表面的高度相等。
[0073]接下來，可再以相同的方式確認在檢測裝置10的第二層支撐架402上的上承載板104a的上表面的高度(即，上承載板104a的上表面至固定式作業(yè)平臺302的表面的距離)，并與實際上待檢測的機械手臂欲應用的晶片匣中的第二層支撐架上的晶片表面的高度進行比對，確認兩者是否相等。
[0074]通過上述以水平治具進行驗證的方式，可確認上承載板104a與下承載板104b間的距離d是否與實際上待檢測的機械手臂欲應用的晶片匣中晶片之間的距離相等，也可確認支撐構件l〇2b的厚度T’是否等同于欲應用的晶片匣中對應結構的厚度。
[0075]當比對的結果發(fā)現下承載板104b的上表面的高度、上承載板104a的上表面的高度、距離d或厚度T’有不相等的情況(例如是誤差大于0.15mm?0.25mm)時，則需進一步調整檢測裝置10 (步驟S02-1)，例如:調整上承載板104a及下承載板104b的厚度等，以在檢測裝置10中實際模擬機械手臂運作時的空間關系，而更有利于后續(xù)檢測。
[0076]接下來，在經過驗證步驟之后，將待檢測的機械手臂200輸送至檢測裝置10中(步驟S03)。具體來說，可通過開啟設備機臺內機械手臂200所在的腔室(chamber) 301的閘門，進而將待檢測的機械手臂輸送至檢測裝置10中上承載板104a及下承載板104b間所形成的空間內。
[0077]之后，以檢測裝置10中的一或多個感測器106收集距離數據(步驟S04)。上述距離數據例如是機械手臂200的上表面至上承載板104a的距離，以及機械手臂200的下表面至下承載板l〇4b的距離等數據。
[0078]圖4A是依照本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測方法，在將待檢測的機械手臂輸送至檢測裝置中進行檢測時的裝置剖面示意圖；圖4B是依照本發(fā)明一實施例的機械手臂的檢測方法，在將待檢測的機械手臂輸送至檢測裝置中進行檢測時的裝置的上視圖。
[0079]具體來說，請參照圖4A以及圖4B，例如是利用上承載板104a上的感測器106c及感測器106d對機械手臂200的前端部分進行檢測，而分別取得機械手臂200的前端檔板 202b及前端檔板202a的表面至上承載板104a的距離數據，并利用下承載板104b上的感測器106c及感測器106d對機械手臂200的前端下表面的部分進行檢測，而分別取得機械手臂200下表面的與前端檔板202b及前端檔板202a對應的位置至下承載板104b的距離數據。
[0080]同理，可利用上承載板104a上的感測器106a及感測器106b對機械手臂200的后端部分進行檢測，而分別取得機械手臂200的后端檔板202d及后端檔板202c的表面至上承載板104a的距離數據，并利用下承載板104b上的感測器106a及感測器106b對機械手臂200后端下表面的部分進行檢測，而分別取得機械手臂200下表面的與后端檔板202d及后端檔板202c對應的位置至下承載板104b的距離數據。
[0081]最后，對所收集的距離數據進行分析(步驟S05)。具體來說，例如是利用人工或電腦軟件的運算來整合并分析上述由各個感測器所獲得的距離數據，從而確認機械手臂200 的前后左右的端部高度及水平度是否正常。
[0082]在對上述距離數據進行分析之后，若發(fā)現有數據異常的情況，則可依據所獲得的分析結果調整或更換機械手臂(步驟S05-1)。上述數據異常的情況例如是各感測器所取得的距離數據超過可容許的上限高度(例如，超過上承載板104a及下承載板104b間距離的 50%)或者低于可容許的下限高度。在調整或更換機械手臂之后，再重復上述步驟S03至步驟S05,確認機械手臂的位置是否已正常。
[0083]進而，在確認到機械手臂200的位置已正常而完成檢測(步驟S06)之后，例如是通過機械手臂200的設備機臺300的控制系統發(fā)出信號，以將機械手臂200收回至腔室301 內，并且將檢測裝置10自可移動式作業(yè)平臺303上卸下，而結束檢測。
[0084]綜上所述，本發(fā)明所提供的機械手臂的檢測裝置及檢測方法能夠通過實際模擬晶片匣的配置形態(tài)來對機械手臂的水平度、高度等參數進行分析，以確認機械手臂的位置，從而精準而快速地確認機械手臂的位置與狀態(tài)，并可適時地對檢測裝置及機械手臂進行調整，避免因機械手臂的位置不正確造成晶片損傷的問題。此外，本發(fā)明的機械手臂的檢測裝置可通過構件的設計而容易整合至現有的設備機臺，而有利于應用在現行的半導體制作工藝等中。
[0085]雖然結合以上實施例公開了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍應當以附上的權利要求所界定的為準。
【主權項】
1.一種機械手臂的檢測裝置，包括:底座部；支架部，配置在所述底座部上；承載部，包括上承載板以及下承載板，且所述上承載板以及所述下承載板以彼此間隔 一距離的方式配置在所述支架部上；以及至少一感測器，配置在所述承載部上，用以對待檢測的機械手臂進行距離數據的收集。2.如權利要求1所述的機械手臂的檢測裝置，其中所述底座部能通過至少一固定構件 而與所述待檢測的機械手臂的設備機臺連接。3.如權利要求1所述的機械手臂的檢測裝置，其中所述支架部包括多個支撐柱，且所 述支撐柱上具有一或多個支撐構件，用以放置所述承載部。4.如權利要求1所述的機械手臂的檢測裝置，其中所述至少一感測器配置在所述上承 載板的上表面及/或所述下承載板的下表面。5.如權利要求1所述的機械手臂的檢測裝置，其具有多個感測器，且所述多個感測器 是相對于所述承載部而以兩個為一組的方式對稱地配置，其中一個配置在所述上承載板的 上表面，另一個配置在所述下承載板的下表面。6.—種機械手臂的檢測方法，包括:提供如權利要求1至5中任一所述的機械手臂的檢測裝置；對所述檢測裝置進行驗證；將待檢測的機械手臂輸送至所述檢測裝置中；以所述檢測裝置中的一或多個感測器收集距離數據；以及對所收集的距離數據進行分析。7.如權利要求6所述的機械手臂的檢測方法，其中，在對所述檢測裝置進行驗證之前， 將所述檢測裝置與所述待檢測的機械手臂的設備機臺連接。8.如權利要求6所述的機械手臂的檢測方法，其中對所述檢測裝置進行驗證包括利用 水平治具來確認所述上承載板與所述下承載板間的距離。9.如權利要求6所述的機械手臂的檢測方法，其中所述距離數據包括所述機械手臂的 上表面至所述上承載板的距離，以及所述機械手臂的下表面至所述下承載板的距離。10.如權利要求6所述的機械手臂的檢測方法，其中在對所述距離數據進行分析之后， 依據所獲得的分析結果調整或更換所述機械手臂。
【文檔編號】B25J19/02GK105983978SQ201510039855
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】張光云, 李伯良
【申請人】力晶科技股份有限公司