專利名稱：定位套件與定位方法
技術領域：
本發明涉及一種廠房中所使用的定位套件與使用其的定位方法，特別是涉及一種用以對準機器的加載端口(Load Port)與自動化搬運系統(OverheadHoist Transport(OHT)System)的定位套件與使用其的定位方法。
背景技術：
在半導體制造廠等高科技業的廠房中，各階段工藝的半成品大多以自動化搬運系統來運送，以節省人力成本，并降低半成品因人為疏失而受損的可能性。自動化搬運系統一般系架設在各機器的上方，其可將一或多個半成品由工藝已完成的機器上抓起，并經由空中運送到下一工藝的機器上。以晶片廠所使用的自動化搬運系統為例，其可自一機器上抓取裝載有多個晶片的前開式晶片夾盒(FOUP)，然后將其搬運到另一機器的加載端口的正上方，再令其下降到該加載端口上。
因此，為使工藝能順利進行，自動化搬運系統與各機器之間的對準是很重要的。當廠房中有新增機器時，為使新增機器的加載端口對準自動化搬運系統，一般先令自動化搬運系統對準廠房內的固定定位點，再令機器的加載端口對準廠房內的固定定位點。然而，此種間接定位模式不但會增加定位誤差，同時也常常因為廠房內定位點與機器間距過大及障礙物等緣故，而增加定位時的困難度。
發明內容
有鑒于此，本發明目的之一為提出一種定位套件，其可用來進行搬運系統與機器加載端口之間的直接定位，以提高定位的準確度。
本發明的另一目的為提出一種定位方法，其使用本發明的定位套件進行搬運系統與加載端口之間的直接定位。
本發明的定位套件包括一信號發射單元及一定位板，其分別置于搬運系統及加載端口上。其中，信號發射單元上有二定位點可產生二光束射向定位板，且定位板上對應于二定位點處有二孔洞。此處所謂「二孔洞的位置對應于二定位點」的含意，即是當加載端口對準搬運系統時，此二孔洞可在定位板呈水平狀態下對準二定位點。另外，當上述二光束可垂直于水平狀態的定位板而穿過該二孔洞時，即表示加載端口已對準搬運系統。
在上述本發明的定位套件中，定位板上還可包括二光束監測裝置，以分別監測穿過二孔洞的二光束的準直性，其中每一個光束監測裝置可由光投射板及反射鏡所構成，而該二光束分別由一反射鏡反射至對應的光投射板上。
本發明的定位方法使用本發明的定位套件來進行，其步驟如下。首先，將信號發射單元及定位板分別置于搬運系統及加載端口上，再使定位板呈水平狀態，并令信號發射單元產生二光束射向定位板，此二光束與定位板垂直。接著，由此二光束在定位板上產生的二光點與二孔洞的相對位置，得知加載端口的XY平移偏差與旋轉偏差，然后依據所得的平移偏差與旋轉偏差調校加載端口，直至該二光束可穿過二孔洞為止。
由于本發明的定位方法使用本發明的定位套件進行搬運系統與加載端口之間的直接定位，所以與現有的間接定位法相較下，其定位將更加準確且容易。
為讓本發明的上述和其它目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，并配合附圖作詳細說明。
圖1繪示本發明優選實施例的定位套件及其使用情形。
圖2繪示本發明優選實施例的定位套件中，(a)作為信號發射單元的定位用前開式晶片夾盒(FOUP)的下視圖，以及(b)定位板的上視圖。
圖3繪示本發明優選實施例的定位方法中，定位板的使用情形。
圖4繪示本發明優選實施例的定位套件中，以定位板中的光束監測裝置監測光束的準直性的情形，其中圖(a)為光束垂直于定位板面入射的情形，圖(b)為光束非垂直于定位板面入射的情形。
簡單符號說明10機器20加載端口30自動搬運系統(OHT System)
100定位套件110定位用的前開式晶片夾盒(FOUP)112a、112b激光發射器114a、114b激光116a、116b激光出口118a、118b激光點120定位板122a、122b孔洞124坐標軸126水平儀128反射鏡130光投射板具體實施方式
請參照圖1，其繪示本發明優選實施例的定位套件及其使用情形。如圖1所示，此定位套件100包括定位用的前開式晶片夾盒(FOUP)110與定位板120，其分別安裝在自動搬運系統(OHT System)30及機器10的加載端口20上。此定位用前開式晶片夾盒110作為前述的定位信號發射單元，其底部有二激光發射器112a及112b，而可朝下方的定位板120發出二激光束114a及114b。在理想狀況下，此二激光束114a及114b應與定位板120的板面垂直。
請參照圖2，其繪示圖1的定位套件中，(a)定位用前開式晶片夾盒110的下視圖，以及(b)定位板120的上視圖。如2(a)圖所示，定位用前開式晶片夾盒110的底部有二定位點，分別形成有激光出口116a及116b，而前述的激光束114a及114b即由激光出口116a及116b射出。另如2(b)圖所示，定位板120上對應于上述二定位點的位置有二孔洞122a與122b，且定位板120上可刻有通過二孔洞122a與122b的坐標軸124。此處所謂「對應于上述二定位點的位置」指在自動搬運系統30及加載端口20互相對準，且定位板120呈水平狀態的情形下，位在該二定位點正下方的位置。因此，激光出口116a及116b的間距應等于孔洞122a與122b的間距，圖中以代號d表示之。另外，定位板120上還可包括一水平儀126，用以調校定位板120的水平狀態。
請參照圖3，其繪示本發明優選實施例的定位方法中定位板的使用情形。當上述自動搬運系統30及加載端口20(請見圖1)并未對準時，即定位板120上的孔洞122a與122b未對準定位用前開式晶片夾盒110上的二定位點(激光出口116a及116b)時，激光束即會在定位板120上產生光點118a與118b。此時由孔洞122a、122b與光點118a、118b的相對位置，再加上坐標軸124的輔助，即可得知定位板120及加載端口的XY平移偏差與旋轉偏差θ。本發明的定位方法即是依據所得的平移偏差與旋轉偏差來調校加載端口，直到激光束114a/b能穿過定位板120的孔洞122a/b，而不在定位板120上產生光點為止。
此外，如前所述，當激光束114a及114b能在定位板120呈水平的狀態下，垂直于定位板120而穿過孔洞122a及122b時，才表示加載端口已對準自動搬運系統。因此，如無法確定激光束114a及114b與水平的定位板120垂直，則可在定位板120上加裝至少一光束監測裝置，以分別監測穿過孔洞122a及122b的激光束114a及114b二者中至少一者的準直性。此光束監測裝置例如為圖4所示者，其包括反射鏡128及光投射板130。如以激光束114b的光束監測裝置為例，其反射鏡128可將其反射到光投射板130上，且反射鏡面與定位板120表面的夾角例如為45°，而可使垂直于定位板120穿過孔洞122b的激光束114b改以平行于定位板120的方向射至光投射板130上。另外，光投射板130上設有一圓圈圖案，其用以標示出光點的投射位置。
如圖4(a)所示，在此實施例中，當激光束114b垂直于定位板120而穿過孔洞122b時，其可射至光投射板130的正中央。反之，如圖4(b)所示，當激光束114b并非垂直于定位板120而穿過孔洞122b時，其射至光投射板130的位置即會產生變化，而偏離光投射板130的正中央。此時，即可依據監測結果微調激光束114a及114b的方向，然后重復前述利用定位板120計算平移偏差與旋轉偏差量，再依其結某調校加載端口的步驟，并觀察激光束114a及114b是否可在垂直于水平的定位板120的狀態下穿過孔洞122a及122b。如結果為是，即表示加載端口已對準搬運系統；如結果為否，即應繼續重復前述微調激光束114a及114b的方向、計算平移偏差與旋轉偏差量，以及調校加載端口的步驟至少一輪，直至激光束114a及114b可在垂直于水平的定位板120的狀態下穿過孔洞122a及122b為止。
另外，雖然利用光投射板130來判斷激光束的準直性是較為簡便的作法，但是本發明也可以利用光感測接收器來偵測光束是否投射到正確的位置。
再者，雖然上述本發明的優選實施例調校加載端口以對準自動搬運系統，但依據本發明的原理，某些情形下亦可以加載端口的位置為準來調校自動搬運系統。再者，雖然在本發明的優選實施例中，信號發射單元及定位板分別安裝在自動搬運系統及加載端口上，但依據前述理論，信號發射單元及定位板的安裝處亦可對調，即將信號發射單元及定位板的安裝部分的結構互換，而將其分別安裝在加載端口及自動搬運系統上，并令激光束由下往上垂直射出。
除此之外，雖然前述本發明的定位套件應用于上下對準的場合中，但依據本發明的精神，此定位套件的設計亦可加以變化，以因應其它的需求。亦即，只要一定位套件符合以下的條件，即應涵蓋在本發明的范圍內。此定位套件至少包括一信號產生單元及一定位單元，其分別置于欲對準的二物體上。其中，信號產生單元的二定位點可產生二光束射向定位單元，且定位單元上的二特定位置有二孔洞，而當此二光束可以特定的方向穿過定位單元上的兩個孔洞時，即表示該二物體已對準。
雖然本發明以優選實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍應當以后附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種定位套件，適用于一搬運系統與一加載端口之間的定位，包括一信號發射單元，其置于該搬運系統及該加載端口二者中的一者上；以及一定位板，其置于該搬運系統及該加載端口二者中的另一者上，其中該信號發射單元上有二定位點可產生二光束射向該定位板；該定位板上對應于該二定位點處有二孔洞，亦即，當該二孔洞在該定位板呈水平的狀態下對準該二定位點時，該加載端口即對準該搬運系統；以及當該二光束可垂直于水平狀態的該定位板而穿過該二孔洞時，即表示該加載端口已對準該搬運系統。
2.如權利要求1所述的定位套件，其中該二光束為二激光束。
3.如權利要求1所述的定位套件，其中該定位板上刻有通過該二孔洞的坐標軸。
4.如權利要求1所述的定位套件，其中該定位板還包括至少一光束監測裝置，以監測穿過該二孔洞的該二光束中至少一者的準直性。
5.如權利要求4所述的定位套件，其中該光束監測裝置包括一光投射板及一反射鏡，且該光束由該反射鏡反射至該光投射板上。
6.如權利要求1所述的定位套件，其中該定位板上還包括一水平儀。
7.如權利要求1所述的定位套件，其中該定位板位于該信號發射單元的下方。
8.如權利要求7所述的定位套件，其中該信號發射單元為一定位用的前開式晶片夾盒(FOUP)，其置于該搬運系統上，且從底部發出該二光束射向下方的該定位板。
9.一種定位套件，包括一信號產生單元與一定位單元，其中該信號產生單元置于欲對準的二物體中的一者上，該信號產生單元具有二定位點，且該二定位點可產生二光束射向該定位單元；以及該定位單元置于該二物體中的另一者上，該定位單元上的二特定位置具有二孔洞，而當該二物體對準時，該二光束可以特定方向穿過該定位單元上的該二孔洞。
10.如權利要求9所述的定位套件，其中該定位單元有一平坦頂面，且當該二物體對準時，該二光束垂直于該平坦頂面而穿過該二孔洞。
11.如權利要求10所述的定位套件，其中該平坦頂面上刻有通過該二孔洞的坐標軸。
12.如權利要求10所述的定位套件，其中該定位單元還包括一水平儀。
13.如權利要求9所述的定位套件，其中該二光束為二激光束。
14.如權利要求9所述的定位套件，其中該定位板還包括至少一光束監測裝置，以監測穿過該二孔洞的該二光束中至少一者的方向。
15.如權利要求14所述的定位套件，其中該光束監測裝置包括一光投射板及一反射鏡，且該光束由該反射鏡反射至該光投射板上。
16.一種定位方法，其用以進行一加載端口與一搬運系統間的直接定位，至少包括(a)提供一定位板，并將其置于該加載端口上，該定位板上有二孔洞；(b)提供一信號發射單元，并將其置于該搬運系統上，該信號發射單元上有二定位點可產生二光束射向該定位板，且該二定位點的位置對應于該二孔洞；(c)使該定位板呈水平狀態；(d)使該信號發射單元產生二光束射向該定位板，并令該二光束與該定位板的表面垂直；(e)由該二光束在該定位板上產生的二光點與該二孔洞的相對位置，得知該加載端口的平移偏差與旋轉偏差；以及(f)根據該平移偏差與該旋轉偏差調校該加載端口，直至該二光束可穿過該二孔洞為止。
17.如權利要求16所述的定位方法，其中使該定位板呈水平狀態的方法包括使用一水平儀來調校該加載端口。
18.如權利要求16所述的定位方法，其中該定位板還包括至少一光束監測裝置，且該方法還包括(g)使用該光束監測裝置監測該二光束中至少一者的準直性，并據以調校該至少一光束的方向；以及重復步驟(e)與(f)，再觀察該二光束是否可在垂直于水平的該定位板的狀態下穿過該二孔洞；如是即表示該加載端口已對準該搬運系統，如否則依序重復進行步驟(g)、(e)與(f)至少一輪，直至該二光束可在垂直于水平的該定位板的狀態下穿過該二孔洞為止。
19.如權利要求18所述的定位方法，其中該光束監測裝置包括一光投射板及一反射鏡，且該光束由該反射鏡反射至該光投射板上。
20.如權利要求19所述的定位方法，其中在監測任一光束的準直性時，以該光束照射在對應的光投射板上的位置的變化作為依據。
全文摘要
一種定位套件與定位方法，適用于機器的加載端口與搬運系統之間的定位。此定位套件包括信號發射單元及定位板，分別置于搬運系統及加載端口上。其中，信號發射單元上有二定位點可產生二光束射向定位板，且定位板上有位置對應于二定位點的二孔洞。當此二光束可垂直于水平狀態的定位板而穿過該二孔洞時，即表示加載端口已對準搬運系統。
文檔編號H01L21/68GK1763906SQ20041008823
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月21日 優先權日2004年10月21日
發明者林柏青, 楊育正 申請人:力晶半導體股份有限公司