具有弧形载盘的旋转定位装置、自动取放系统及其操作方法
【专利摘要】本发明公开了一种旋转定位装置，包括一固定座、一旋转机构、一第一驱动模块、一载盘以及一第二驱动模块。旋转机构设置于固定座上。第一驱动模块设置于固定座上，并且耦接旋转机构，以驱动旋转机构绕着一第一转轴相对于固定座旋转。载盘具有多个容置槽，位于该载盘的一圆弧面上，且载盘经由一第二转轴枢接于旋转机构。所述第二转轴通过圆弧面的曲率中心并且垂直于第一转轴，且曲率中心位于第一转轴上。第二驱动模块配置于旋转机构上，并且耦接载盘，以驱动载盘绕着第二转轴相对于旋转机构旋转。应用此旋转定位装置的自动取放系统及其操作方法也被提出。
【专利说明】具有弧形载盘的旋转定位装置、自动取放系统及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有弧形载盘的旋转定位装置、应用此旋转定位装置的自动取放系统及其操作方法。
【背景技术】
[0002]随着集成电路的半导体元件的积集度日益增加，工艺的准确度及生产效率相对重要。在半导体工艺中发生些微的错误，便可能导致工艺失败，造成元件(例如半导体或发光二极管晶圆)的毁损，因而耗费大量成本。
[0003]以热蒸镀法为例，其是利用电阻或电子束将坩锅内的镀膜材料(如金属Cu)加热并使其蒸发，而达成薄膜沉积的目的。此种方法是透过加热将化合物蒸发而附着于晶圆或试样表面。
[0004]在镀膜成本考虑下，蒸镀机台所使用的载盘多为圆弧型。目前产业界是利用人工来做晶圆取放，需要额外花费人事训练成本，而且随着晶圆尺寸变大(如发光二极管晶圆增加到4英寸至6英寸以上)以及晶圆薄化的趋势，此人工取放方式不仅耗时，也有晶圆损伤的风险。若以机械手臂进行晶圆自动取放，机械手臂需要具有多自由度的灵活运动能力，以达到弧面定位的需求，如此增加了机械手臂设计困难度与设置成本。
【发明内容】
[0005]本申请提供一种旋转定位装置，包括一固定座、一旋转机构、一第一驱动模块、一载盘以及一第二驱动模块。旋转机构设置于固定座上。第一驱动模块设置于固定座上，并且耦接旋转机构，以驱动旋转机构绕着一第一转轴相对于固定座旋转。载盘具有多个容置槽，位于该载盘的一圆弧面上，且载盘经由一第二转轴枢接于旋转机构。所述第二转轴通过圆弧面的曲率中心并且垂直于第一转轴，且曲率中心位于第一转轴上。第二驱动模块配置于旋转机构上，并且耦接载盘，以驱动载盘绕着第二转轴相对于旋转机构旋转。
[0006]本申请提供一种自动取放系统，包括前述的旋转定位装置、一取放装置、多个定位组件以及一致动元件。旋转定位装置适于将载盘的各容置槽依序移动至一相同位置。取放装置在各容置槽依序移动至所述相同位置时夹取或放置在容置槽内的元件。各定位组件设置在相应的容置槽旁，用以夹持放置在容置槽内的元件。致动元件设置于固定座上，用以在各容置槽移动至所述相同位置时，解锁定位组件对元件的夹持。
[0007]基于前述旋转定位装置，可以实现下述操作方法，包括:通过所述第一驱动模块来驱动旋转机构绕着第一转轴相对于固定座旋转，以及，通过第二驱动模块来驱动载盘绕着第二转轴相对于旋转机构旋转，使得载盘上的所述多个容置槽依序移动到一相同位置。
[0008]基于前述旋转定位装置，可以实现下述另一种操作方法，包括:步骤1、通过所述第二驱动模块来驱动载盘绕着第二转轴相对于旋转机构旋转一第一旋转角，所述第一旋转角对应于同一圆形轨迹上的两容置槽间距；步骤2、重复步骤1，使同一圆形轨迹上的所有容置槽依序移动到一相同位置；步骤3、通过所述第一驱动模块来驱动旋转机构绕着第一转轴相对于固定座旋转一第二旋转角，所述第二旋转角对应于两圆形轨迹的间距，使另一圆形轨迹上的其中一个容置槽移动到所述相同位置；以及，步骤4、重复步骤I到步骤2。
[0009]基于上述，本申请的旋转定位装置透过两个轴向的旋转来带动载盘移动，使载盘上任一个容置槽在特定时间点上与工作台面维持固定的位置关系。另外，当旋转定位装置应用于自动取放系统，可依序使载盘的容置槽移动至一相同位置以达到弧面定位。如此自动取放系统的取放装置可以仅采用两方向的运动以带动夹爪移动至所述的相同位置，而不需要设计复杂的运动方式。此外，各定位组件可固定相应的容置槽中的元件，避免元件在载盘转动时产生偏移。致动元件可在各容置槽移动至所述相同位置时，解锁定位组件对元件的夹持，使自动取放系统的运作过程更为便利。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是依照本申请的一实施例的一种旋转定位装置。
[0011]图2为图1的旋转定位装置的剖面示意图；
[0012]图3为图1的载盘的作动示意图；
[0013]图4是依照本申请的一实施例的一种晶圆载盘的正视图；
[0014]图5A~5F是依照本申请的一实施例的旋转定位方法；
[0015]图6是依照本申 请的一实施例的一种旋转定位装置及自动取放系统；
[0016]图7是图6的B部分的放大图；
[0017]图8是图6的载盘的容置槽承载晶圆时的不意图；
[0018]图9是图8的容置槽在另一视角的示意图。
[0019]【附图标记说明】
[0020]10:晶圆
[0021]10a、132a:侧边
[0022]50:自动取放系统
[0023]100、200:旋转定位装置
[0024]110:固定座
[0025]112、114:固定支架
[0026]120、220:旋转机构
[0027]122:旋转托架
[0028]122a、122b:旋转托架的两端
[0029]124:轴杆
[0030]130:载盘
[0031]132:容置槽
[0032]140:第一驱动模块
[0033]150:第二驱动模块
[0034]142、152:伺服马达
[0035]172、174、D3、D4:方向
[0036]180:取放构件[0037]222:旋转托架
[0038]224:弧形导引轨道
[0039]224a:导引弧面
[0040]226:传动件
[0041]300:取放装置
[0042]320:第一传输机构
[0043]340:第二传输机构
[0044]360:夹爪
[0045]400:定位组件
[0046]420:卡钩
[0047]422:延伸部
[0048]440:弹性件
[0049]500:致动元件
[0050]Xl:第一转轴
[0051]X2:第二转轴
[0052]C、Cl:曲率中心
[0053]S:圆弧面
[0054]0、O:旋转角
[0055]D1、D2:载盘位置
[0056]P:载盘的旋转中心
[0057]A:放置晶圆的平面
[0058]Rl、R2:放置晶圆的平面的位置
[0059]H、Hl:工作台面
[0060]Kl-1 ~Kl-6、K2-1 ~K2-12、K3-1 ~K3-18:容置槽
[0061]a 1、a 2、a 3、M、P 2、@ 3:旋转角度值
【具体实施方式】
[0062]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0063]本申请所提出的旋转定位装置及其操作方法可适用于各种需要弧面定位的半导体或发光二极管工艺，例如半导体或发光二极管晶圆的蒸镀，以将载盘上的晶圆移动至相同的取放位置，达成弧面定位的效果。
[0064]图1是依照本申请的一实施例的一种旋转定位装置。图2为图1的旋转定位装置的剖面示意图。如图1与图2所示，所述旋转定位装置100包括固定座110、旋转机构120、载盘130、第一驱动模块140以及第二驱动模块150。所述固定座110例如是工艺机台的底座、传输设备的机架等可提供稳固支撑的部件。旋转机构120设置在固定座110上。第一驱动模块140设置于固定座110上，并且耦接旋转机构120，以驱动旋转机构120绕着第一转轴Xl相对于固定座110旋转。
[0065]详细而言，本实施例的旋转机构120包括一旋转托架122以及一轴杆124。旋转托架122承载载盘130与第二驱动模块150，且旋转托架122经由轴杆124枢接于固定座110上，其中轴杆124重合于第一转轴XI。此外，本实施例的固定座110包括相互平行的两固定支架112、114，分别立于旋转托架122的相对两侧。旋转托架122的两端122a与122b通过轴杆124耦接于固定支架112、114上，以通过轴杆124提高旋转托架122的旋转刚性与定位精度。旋转托架122例如是如图2所示的U形或是圆弧形等其他可能的形状。第一驱动模块140例如包括伺服马达142，而轴杆124的一端耦接到伺服马达142，以通过伺服马达142来驱动轴杆124转动，进而带动旋转托架122绕着第一转轴Xl旋转。[0066]本实施例的载盘130经由第二转轴X2枢接于旋转托架122上方，而第二驱动模块150配置于旋转托架122下方，并且耦接载盘130。第二驱动模块150可包括伺服马达152，以通过伺服马达152驱动载盘130绕着第二转轴X2相对于旋转托架122旋转。
[0067]如图1，取放构件180设置于载盘130的一侧，可沿方向172、174进行两个轴向的直线运动，用以夹取载盘130上的元件或将元件放置于载盘130。取放构件180可为夹爪、吸盘或其他类似构件。
[0068]图3为载盘130的作动示意图。如图1-3所示，载盘130具有多个容置槽132，且载盘130例如是圆弧形，使得容置槽132位于一圆弧面S上。亦即，容置槽132的中心点会位于圆弧面S上。当然，在其他实施例中，载盘130本身也可能并非圆弧形，例如仅在局部区域提供一圆弧形承载面的方形载盘，或是其他可使容置槽沿圆弧面分布的各种形态的载盘。
[0069]在本实施例中，以晶圆载盘为例，当晶圆被放置于容置槽132中时，晶圆会平行于通过所述容置槽132中心点的与该圆弧面S互切的平面。第二转轴X2通过圆弧面S的曲率中心C，并且垂直于第一转轴Xl (垂直图纸表面的方向)。此外，曲率中心C会位于第一转轴Xl上。
[0070]如此，本实施例通过第一驱动模块140来驱动旋转托架122绕着第一转轴Xl公转(revolution),并且通过第二驱动模块150来驱动载盘130绕着第二转轴X2自转(!otation)，可架构出一球坐标系统下的旋转定位模式。举例而言，以圆弧面S的曲率中心C作为球坐标系统(r，θ，Φ)的原点，则当旋转托架122绕着第一转轴Xl公转时，可改变载盘130的容置槽132的Θ坐标(天顶角)，如图3所示，由Dl位置移动到D2位置；而当载盘130绕着第二转轴X2自转时，可改变容置槽132的Φ坐标(方位角)。换言之，位于圆弧面S上的每个容置槽132都可以通过前述调整Θ坐标以及Φ坐标的方式，而被移动到圆弧面S上的特定位置，以供取放构件180进行取放动作。
[0071]下文以蒸镀工艺中的晶圆载盘的定位为例，来说明应用前述旋转定位装置100来达成弧面定位的操作方法。
[0072]图4是依照本申请的一实施例的一种晶圆载盘的正视图。本实施例以晶圆承载容量为60片的载盘130为例，具有60个可供放置晶圆的容置槽132。在此，载盘130上的容置槽132设计会伴随晶圆的取放方式有所不同，例如前置式的晶圆载盘或背置式的晶圆载盘。第二转轴X2通过载盘130的旋转中心P，且容置槽132沿着以旋转中心P为圆心的至少一圆形轨迹排列。例如，本实施例的60个容置槽132系沿着以载盘130的旋转中心P为圆心的4个同心圆轨迹Cl~C4排列,其中由内而外,最内圈(第一圈)可放置6片晶圆，第二圈为12片，第三圈为18片，第四圈为24片。[0073]如图3所示，由于载盘130具有圆弧面S，圆弧面S上任一点与曲率中心C的距离固定，因此当晶圆传输过程中，使载盘130绕着曲率中心C做公转与自转，即可使载盘130上任一个容置槽132在一段时间内与工作台面维持一固定位置关系。本实施例可将此固定位置关系定义为任意一容置槽132放置晶圆的平面A可在一段时间内与工作台面H平行，即位于可供取放构件180取放元件的位置。当传输晶圆时，取放构件180只需垂直或水平移动，不需要进行复杂的三维运动便可进行晶圆的取放。
[0074]此外，不论载盘130采用前述前置式或背置式的设计，在进行定位时，差异仅在于晶圆被置入的方向。换言之，所述两种载盘设计均可透过本申请的构想，使载盘130上任意一容置槽132放置晶圆的平面A与工作台面H成水平，则晶圆被置入的方向可被简化为由载盘130上方置入,或由载盘130下方置入。
[0075]为使容置槽132放置晶圆的平面A与工作台面H成水平，则载盘130需绕着曲率中心C进行公转与自转。在本实施例中，载盘130的旋转中心P与曲率中心C的连线为第二转轴X2，而第一转轴Xl则与第二转轴X2互相垂直，并且通过曲率中心C。如此，参照图
3,当载盘130绕着第一转轴Xl公转，而旋转一角度(天顶角Θ )时，载盘130由位置Dl被移动至D2的位置，且载盘130上的某一容置槽132放置晶圆的平面A由位置Rl被移动至与工作台面H成水平的位置R2。此外，为使载盘130上每一容置槽132放置晶圆的平面A都能被移动至定位，并与工作台面H成水平，更进一步使载盘130绕着第二转轴X2自转。
[0076]在此，可依据载盘130上的容置槽132排列的圆形轨迹的圈数与间距来定义出多个旋转角Θ的数值。例如，使载盘130绕着第一转轴Xl旋转对应于两圆形轨迹间距的旋转角Θ的数值(公转)，则可使其中一个圆型轨迹上的容置槽132被移动到另一圆形轨迹上的容置槽132的位置，以达成前述 通过公转实现的Θ坐标(天顶角)上的定位。另一方面，载盘130可绕着第二转轴X2旋转Φ角度(自转)，其中由于圆形轨迹的全圆周皆有容置槽132，故Φ角度范围为O度至360度，而所旋转的Φ角度的数值对应于同一圆形轨迹上的两容置槽的间距，以使同一圆型轨迹上的一个容置槽132被移动到另一个容置槽132的位置，以达成前述通过自转实现的Φ坐标(方位角)上的定位。
[0077]以下再通过图5A~5F来说明本实施例达成弧面定位的操作方法。首先，请参照图5A与5B，当取放芯片由载盘130最内圈的容置槽(Kl-1)开始，载盘130绕着第一转轴Xl旋转一初始旋转角α 1，则容置槽(Kl-1)即被移动至定位。此位置的容置槽(Kl-1)承载晶圆的平面与工作台面H成水平，接着将载盘130绕着第二转轴Χ2旋转一角度β 1，则容置槽(Κ1-2)会被移动至定位。本实施例中，最内圈的容置槽(Kl-1)~(Κ1-6)的排列为全圆周六等分排列，即等间距排列，故β I在本实施例为60度，且容置槽(Κ1-2)与容置槽(Κ1-3)、容置槽(Κ1-3)与容置槽(Κ1-4)、容置槽(Κ1-4)与容置槽(Κ1-5)、容置槽(Κ1-5)与容置槽(Κ1-6)之间的旋转角Φ的数值也是60度。如此，重复前述步骤，可使最内圈的容置槽(Kl-1)~(Κ1-6)依序移动到定位。
[0078]接着，参照图5C与当载盘130最内圈的晶圆取放完毕之后，则载盘130绕着第一转轴Xl旋转一角度α2，则容置槽(K2-1)即被移动至定位。此位置的容置槽(K2-1)承载晶圆的平面与工作台面H成水平，接着将载盘130绕着第二转轴X2旋转一角度β 2，则容置槽(Κ2-2)会被移动至定位。依此类推，本实施例中，第二圈的容置槽(Κ2-1)~(Κ2-12)的排列为全圆周十二等分排列，故β 2在本实施例为30度，且其他相邻的容置槽(Κ2-1)~(K2-12)之间所对应的旋转角O也是30度。
[0079]然后，参照图5E与5F，欲取放载盘130上第三圈的晶圆时，则载盘130绕着第一转轴Xl旋转一角度a 3，则容置槽(K3-1)即被移动至定位。此位置的容置槽(K3-1)承载晶圆的平面与工作台面H成水平。接着，将载盘130绕着第二转轴X2旋转一角度(63，则容置槽(K3-2)会被移动至定位。本实施例中，第三圈容置槽(K3-1)~(K3-18)的排列为全圆周十八等分排列，所以(63在本实施例为20度，且其余相邻的容置槽(K3-1)~(K3-18)之间所对应的旋转角O也是20度。依此类推，载盘130最外圈的容置槽132同样可通过前述步骤进行定位。 [0080]本申请并不限定载盘130上容置槽132的个数、圆形轨迹的圈数、容置槽130的间距以及圆形轨迹的间距。虽然前述实施例的同一圈的容置槽130为等间距排列，但本领域的技术人员也可依据实际需求来调整容置槽130之间的间距，例如，容置槽130之间可具有不同的间距，且相应地，只需调整对应于各间距的旋转角O，便可达到定位效果。此外，本领域的技术人员也可选择让所述多个圆形轨迹之间为等间距排列或具有不同的间距。当所述多个圆形轨迹之间为等间距排列，则前述旋转角9的数值al、a2、a 3会相等。类似地，本领域的技术人员也可依据实际需求来调整圆形轨迹之间的间距，且相应地，只需调整对应于各间距的旋转角9，便可达到定位效果。
[0081]通过前述实施例提出的旋转定位装置100及其操作方法可以通过载盘130绕着两个轴向X1、X2的公转与自转，来使载盘上任一个容置槽在特定时间点上与工作台面维持固定的位置关系。例如，自容置槽取放晶圆时，不同容置槽内的晶圆会被移动到与工作台面平行的相同位置，以达成弧面定位的效果。如此，晶圆与载盘130之间的传输就不需再依靠多轴运动且具有复杂设计的机械手臂，只需通过如图1所示的取放构件180经由固定路径(如单轴或双轴直线运动)自进料(或取料)位置抓取(或放置)晶圆。
[0082]前述的实施例中，旋转机构120是通过将旋转托架122经由轴杆124枢接于固定座110使得旋转托架122绕着第一转轴Xl相对于固定座110旋转。然而，使旋转机构120绕着第一转轴Xl相对于固定座110旋转的方式不并以此为限。
[0083]下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。图6是依照本申请的一实施例的一种旋转定位装置以及自动取放系统。请参考图6，旋转定位装置200包括固定座110、旋转机构220、载盘130、第一驱动模块140以及第二驱动模块150。旋转机构220设置在固定座110。第一驱动模块140设置于固定座110上，并且耦接旋转机构220，以驱动旋转机构220绕着第一转轴Xl相对于固定座110旋转。
[0084]本实施例的旋转定位装置200与图1的旋转定位装置100实质上相似，两者的差别主要在于旋转机构的构件及作动方式不同。本实施例的旋转机构220包括一旋转托架222以及一弧形导引轨道224。弧形导引轨道224设置于固定座110上，且旋转托架222滑设于弧形导引轨道224以绕着第一转轴Xl相对于固定座110旋转。详细而言，弧形导引轨道224具有一导引弧面224a，导引弧面224a的曲率中心Cl位在第一转轴XI，且旋转托架222设置在导引弧面224a上。如此，当旋转托架222滑设于导引弧面224a上时，其绕着曲率中心Cl转动且同时绕着第一转轴Xl相对于固定座110旋转。[0085]如图6中所示，第一驱动模块140设置于固定座110并耦接于旋转机构220，以驱动转机构220绕着第一转轴Xl相对于固定座110旋转。详细而言，本实施例的第一驱动模块140包括一伺服马达142，且旋转机构220包括以及一传动件226，例如皮带、齿条、链轮或拉绳。传动件226配置在旋转托架224以及第一驱动模块140之间，伺服马达142耦接于传动件226以驱动传动件226，进一步使旋转托架224被带动而绕着第一转轴Xl相对于固定座110旋转。
[0086]此外，本实施例的载盘130经由第二转轴X2枢接于旋转机托架222上方，而第二驱动模块150配置于旋转托架222下方，并且耦接载盘130。第二驱动模块150可包括伺服马达152，以通过伺服马达152驱动载盘130绕着第二转轴X2相对于旋转托架222旋转。本实施例的载盘130与图3的实施例相似，其具有多个容置槽132，且载盘130例如是圆弧形，使得容置槽132位于一圆弧面S上。在本实施例中，圆弧面S的曲率中心C重合导引弧面224a的曲率中心Cl。并且，第二转轴X2通过圆弧面S的曲率中心C，并且垂直于第一转轴Xl (垂直图纸表面的方向)。
[0087]据此，本实施例的旋转定位装置200可通过第一驱动模块140驱动旋转机构220绕着第一转轴Xl公转，并通过第二驱动模块150驱动载盘130绕着第二转轴X2自转，以架构出一球坐标系统下的旋转定位模式，使载盘130上的每一个容置槽132依序移动到一定位。请参考图3，详细而言，本实施例的载盘130与图3的实施例相似，其采用球坐标系统的旋转定位模式，其中曲率中心C(即图6显示的Cl)作为球坐标系统(r，θ，Φ)的原点。当旋转托架122绕着第一转轴Xl公转时，可改变载盘130的容置槽132的Θ坐标；而当载盘130绕着第二转轴X2自转时，可改变容置槽132的Φ坐标。如此，本实施例的旋转定位装置200便可如图5A至图5F所示，使载盘130上的每一放置元件的平面都能被移动至定位而达到弧面定位的效果。在本实施例中，当放置元件的平面移动至定位时，放置元件的平面与图6中固定座110的工作 台面Hl成水平。
[0088]请参考图6，图6显示了应用旋转定位装置200的一自动取放系统50。本实施例的自动取放系统50通过旋转定位装置200达到弧面定位的效果，再配合其他装置由载盘130固定或取放元件。在此须说明的是，本实施例是以自动取放系统50包括旋转定位装置200为例做说明，但自动取放系统50也可以应用前述的旋转定位装置100达到弧面定位的效果。
[0089]自动取放系统50包括旋转定位装置200、一取放装置300、多个定位组件400以及一致动元件500。在本实施例中，载盘130例如是一晶圆载盘。自动取放系统50的取放装置300设置在固定座110，且位在载盘130的一侧。当各容置槽132依序移动至一定位时，取放装置300由容置槽132夹取或放置一晶圆。详细而言,取放装置300包括一第一传输机构320、一第二传输机构340以及一夹爪360。在本实施例中，夹爪360可为一挠性夹爪，且夹爪360连接至第一传输机构320以及第二传输机构340。第一传枢机构320适于带动夹爪360沿一第一方向D3移动，且第二传输机构340适于带动夹爪360沿一第二方向D4移动。
[0090]在本实施例中，第一方向D3垂直于固定座110的工作台面Hl的法线方向，而第二方向D4平行于固定座110的工作台面Hl的法线方向。当第一传输机构320带动夹爪360沿第一方向D3移动，夹爪360可相对于载盘130前后移动；当第二传输机构340带动夹爪360沿第二方向D4移动,夹爪360可相对于载盘130上下移动。通过第一传输机构320以及第二传输机构340，夹爪360可接近或远离载盘130。
[0091]此外,在本实施例中，自动取放系统50还包括多个定位组件400以及一致动元件500。各定位组件400设置在相应的容置槽132旁，用以夹持容置槽132内的晶圆。如此，各容置槽132内的晶圆会被相应的定位组件400固定，以避免放置在容置槽132内的晶圆在载盘130转动时由容置槽132掉落或偏移。致动元件500设置于固定座110上，用以在各容置槽132移动至所述的定位时解锁定位组件400对晶圆的夹持。
[0092]图7是图6的B部分的放大图。请参考图7，各定位组件400包括一^^钩420以及一弹性件440，例如弹簧。各弹性件440连接在各卡钩420以及相应的容置槽132之间。在本实施例中，致动元件500可设置在所述的定位附近，当容置槽132移动至定位时，致动元件500推动卡钩420以解锁定位组件400对晶圆的夹持，并且弹性件440在定位组件400解锁后可复位卡钩420。 [0093]图8是图6的载盘的容置槽承载晶圆时的不意图。图9是图8的容置槽在另一视角的示意图。请参考图8以及图9，卡钩420由载盘130的背面延伸至载盘130的正面，用以夹持容置槽132内的一晶圆10。容置槽132具有一侧边132a，且晶圆10具有一侧边10a。当晶圆10放置在容置槽132时，侧边IOa与侧边132a对齐，且卡钩420钩合在侧边IOa与侧边132a。此外，如图9所示，卡钩420具有一延伸部422。当容置槽132移动至所述的定位时，延伸部422会位在致动元件500旁(图示未显示)。如此,致动元件500可推动延伸部422使得卡钩420远离容置槽132以解除卡钩420与晶圆10的钩合关系。
[0094]以上已说明自动取放系统50的各构件以及各构件的功能，以下将举例说明自动取放系统50的操作方法。举例而言，当本实施例的自动取放系统50开始运作，取放装置300的夹爪360由一起始位置抓取一晶圆。并且，第一传输机构320带动夹爪360沿第一方向D3移动以靠近载盘132。接着，旋转定位装置200的载盘132绕着两个轴向X1、X2公转与自转，以使载盘132的各个容置槽132依序移动到一定位。此部分的说明可参考前述的图5A至图5F。
[0095]请同时参考图5A、图6至图9。当载盘132如图5A所显示转动以使容置槽(Kl-1)移动至一定位，致动元件500推动设置在容置槽(Kl-1)的卡钩420的延伸部422以使卡钩420远离容置槽(Kl-1)。在致动元件500推动卡钩420的过程中，卡钩420带动弹性件440变形，且弹性件440在变形的过程中储存弹性位能。之后，取放装置300的第二传输机构340带动夹爪360沿第二方向D4移动以使夹爪360移动到前述的定位，此时夹爪360松开其抓取的晶圆，使晶圆放置在容置槽(Kl-1)中。接着，致动元件500释放卡钩420的延伸部422，且释放弹性件440在伸长的过程中所储存的弹性位能，以带动卡钩420复位，进一步夹持放置在容置槽(Kl-1)上的晶圆。之后，取放装置300的第一传输机构320以及第二传输机构340带动夹爪360回到前述的起始位置，以夹取另一个晶圆。
[0096]之后,第一传输机构320带动夹爪360沿第一方向D3移动以靠近载盘130,而载盘130继续转动，如图5B所示，使下一个容置槽(K1-2)移动至前述的定位。接着，致动元件500推动设置在容置槽(K1-2)的卡钩420并重复前述的步骤以夹持放置在容置槽(K1-2)上的晶圆。通过重复前述的步骤即可在各容置槽132中放置晶圆且固定晶圆。
[0097]在此需说明的是，前述的说明是以夹爪360将晶圆放置在容置槽132为例，但夹爪360也可用于夹取原先放置在容置槽132的晶圆。此部分的步骤与前述的步骤类似，两者的差异主要在于当夹爪360用于夹取原先放置在容置槽132的晶圆时，在起始位置并不夹持晶圆。并且在第一传输机构320以及第二传输机构340带动夹爪360至所述定位之后，致动元件500将推动延伸部422以解锁定位组件400对容置槽132内的晶圆的夹持。此时，夹爪360可由容置槽132夹取位在容置槽132的晶圆。接着，致动元件500远离容置槽132，而弹性件132复位卡钩420。
[0098]本实施例的自动取放系统50通过旋转定位装置200使载盘130上的每一放置晶圆的平面都能被移动至定位，并与工作台面Hl成水平。如此，取放装置300只需要沿着第一方向D3以及第二方向D4平移，而不需要复杂的移动方式，便能由容置槽132夹取或放置一晶圆。此外，各容置槽132旁设置相应的定位组件400，可在载盘转动的过程中固定放置在容置槽132的元件。另外，定位组件400可配合致动元件500以解锁定位组件400对元件的夹持。如此，自动取放系统50可取代现有的采用人工取放元件的做法，并大幅节省生产时间与成本。
[0099]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内 。
【权利要求】
1.一种旋转定位装置，其特征在于，包括: 一固定座； 一旋转机构，设置于该固定座上； 一第一驱动模块，设置于该固定座上，并且耦接该旋转机构，以驱动该旋转机构绕着一第一转轴相对于该固定座旋转； 一载盘，具有多个容置槽，该些容置槽位于该载盘的一圆弧面上，该载盘经由一第二转轴枢接于该旋转机构，其中该第二转轴通过该圆弧面的曲率中心并且垂直于该第一转轴，且该曲率中心位于该第一转轴上；以及 一第二驱动模块，配置于该旋转机构上，并且耦接该载盘，以驱动该载盘绕着该第二转轴相对于该旋转机构旋转。
2.如权利要求1所述的旋转定位装置，其特征在于，该旋转机构包括: 一旋转托架，承载该载盘与该第二驱动模块；以及 一轴杆，该旋转托架经由该轴杆枢接于该固定座上，且该轴杆重合于该第一转轴。
3.如权利要求2所述的旋转定位装置，其特征在于，该固定座包括两固定支架，分别立于该旋转托架的相对两侧，且各固定支架与该旋转托架相互枢接。
4.如权利要求1所 述的旋转定位装置，其特征在于，该旋转机构包括: 一旋转托架；以及 一弧形导引轨道，设置于该固定座上，该旋转托架滑设于该弧形导引轨道，以绕着该第一转轴相对于该固定座旋转。
5.如权利要求1所述的旋转定位装置，其特征在于，该第二转轴通过该载盘的一旋转中心，且该些容置槽沿着以该旋转中心为圆心的至少一圆形轨迹排列。
6.如权利要求5所述的旋转定位装置，其特征在于，同一圆形轨迹上的该些容置槽之间为等间距排列。
7.如权利要求5所述的旋转定位装置，其特征在于，同一圆形轨迹上的该些容置槽之间具有不同的间距。
8.如权利要求5所述的旋转定位装置，其特征在于，该些容置槽沿着多个同心圆轨迹排列。
9.如权利要求8所述的旋转定位装置，其特征在于，该些圆形轨迹之间为等间距排列。
10.如权利要求8所述的旋转定位装置，其特征在于，该些圆形轨迹之间具有不同的间距。
11.如权利要求1所述的旋转定位装置，其特征在于，该第一驱动模块或该第二驱动模块包括一伺服马达。
12.—种自动取放系统,适用于取放一兀件,其特征在于,该自动取放系统包括: 一旋转定位装置，包括: 一固定座； 一旋转机构，设置于该固定座上； 一第一驱动模块，设置于该固定座上，并且耦接该旋转机构，以驱动该旋转机构绕着一第一转轴相对于该固定座旋转； 一载盘，具有多个容置槽，该些容置槽位于该载盘的一圆弧面上，该载盘经由一第二转轴枢接于该旋转机构，其中该第二转轴通过该圆弧面的曲率中心并且垂直于该第一转轴，且该曲率中心位于该第一转轴上；以及 一第二驱动模块，配置于该旋转机构上，并且耦接该载盘，以驱动该载盘绕着该第二转轴相对于该旋转托架旋转，其中当该旋转机构绕着该第一转轴相对于该固定座旋转，且该载盘绕着该第二转轴相对于该旋转机构旋转时，各该容置槽依序移动至一相同位置； 一取放装置，其中当各该容置槽依序移动至该相同位置时，该取放装置夹取或放置该元件；以及 多个定位组件，各该定位组件设置在该相应的容置槽旁，用以夹持该容置槽内的该元件；以及 一致动元件，设置于该固定座上，用以在各该容置槽移动至该相同位置时，解锁该定位组件对该元件的夹持。
13.如权利要求12所述的自动取放系统，其特征在于，该旋转机构包括: 一旋转托架，承载该载盘与该第二驱动模块；以及 一轴杆，该旋转托架经由该轴杆枢接于该固定座上，且该轴杆重合于该第一转轴。
14.如权利要求13所述的自动取放系统，其特征在于，该固定座包括两固定支架，分别立于该旋转托架的相对两侧，且各固定支架与该旋转托架相互枢接。
15.如权利要求12所述的自动取放系统，其特征在于，该旋转机构包括: 一旋转托架；以及 一弧形导引轨道，设置于`该固定座上，该旋转托架滑设于该弧形导引轨道，以绕着该第一转轴相对于该固定座旋转。
16.如权利要求12所述的自动取放系统，其特征在于，该取放装置包括: 一第一传输机构； 一第二传输机构；以及 一夹爪，连接至该第一传输机构以及该第二传输机构，其中该第一传枢机构适于带动该夹爪沿一第一方向移动，且该第二传输机构适于带动该夹爪沿一第二方向移动。
17.如权利要求12所述的自动取放系统，其特征在于，各该定位组件包括: 一卡钩，用以夹持该容置槽内的该元件；以及 一弹性件，该弹性件连接在该卡钩以及该容置槽之间，以复位该卡钩。
18.如权利要求12所述的自动取放系统，其特征在于，该第二转轴通过该载盘的一旋转中心，且该些容置槽沿着以该旋转中心为圆心的至少一圆形轨迹排列。
19.如权利要求18所述的自动取放系统，其特征在于，同一圆形轨迹上的该些容置槽之间为等间距排列。
20.如权利要求18所述的自动取放系统，其特征在于，同一圆形轨迹上的该些容置槽之间具有不同的间距。
21.如权利要求18所述的自动取放系统，其特征在于，该些容置槽沿着多个同心圆轨迹排列。
22.如权利要求21所述的自动取放系统，其特征在于，该些圆形轨迹之间为等间距排列。
23.如权利要求21所述的自动取放系统，其特征在于，该些圆形轨迹之间具有不同的间距。
24.如权利要求12所述的自动取放系统，其特征在于，该第一驱动模块或该第二驱动模块包括一伺服马达。
25.如权利要求12所述的自动取放系统，其特征在于，所述操作方法包括: 通过该第一驱动模块来驱动该旋转机构绕着该第一转轴相对于该固定座旋转； 通过该第二驱动模块来驱动该载盘绕着该第二转轴相对于该旋转机构旋转，使得该载盘上的该些容置槽依序移动到该相同位置； 通过该取放装置自该相同位置上的该容置槽夹取或放置该元件；以及 通过该定位组件夹持放置在该容置槽上的该元件。
26.一种旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该旋转定位装置包括: 一固定座； 一旋转机构，设置于该固定座上； 一第一驱动模块，设置于该固定座上，并且耦接该旋转机构，以驱动该旋转机构绕着一第一转轴相对于该固定座旋转； 一载盘，具有多个容置槽，该些容置槽位于该载盘的一圆弧面上，该载盘经由一第二转轴枢接于该旋转机构，其中该第二转轴通过该圆弧面的曲率中心并且垂直于该第一转轴，且该曲率中心位于该第一转轴上；以及 一第二驱动模块，配置于该旋转机构上，并且耦接该载盘， 该操作方法包括: 通过该第一驱动模块来驱动该旋转机构绕着该第一转轴相对于该固定座旋转；以及 通过该第二驱动模块来驱动该载盘绕着该第二转轴相对于该旋转机构旋转， 使得该载盘上的该些容置槽依序移动到一相同位置。
27.如权利要求26所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该旋转机构包括一旋转托架以及一轴杆，该旋转机构经由该轴杆枢接于该固定座上，该轴杆重合于该第一转轴，且该旋转托架绕着该轴杆相对于该固定座旋转。
28.如权利要求26所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该旋转机构包括一旋转托架以及一弧形导引轨道，且该弧形导引轨道设置于该固定座上，该旋转托架滑设于该弧形导引轨道，以绕着该第一转轴相对于该固定座旋转。
29.如权利要求26所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，还包括: 通过一取放装置自该相同位置上的该容置槽夹取或放置一元件。
30.如权利要求29所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该取放装置包括一第一传输机构、一第二传输机构以及一夹爪，该夹爪连接至该第一传输机构以及该第二传输机构，其中该第一传枢机构适于带动该夹爪沿一第一方向移动，且该第二传输机构适于带动该夹爪沿一第二方向移动。
31.如权利要求26所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，还包括: 通过一定位组件夹持放置在各该容置槽上的一元件。
32.如权利要求31所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该定位组件包括一卡钩以及一弹性件，该弹性件连接在该卡钩以及该容置槽之间，则自该相同位置上的该容置槽夹取或放置该元件的步骤包括:推动该卡钩以使该卡钩远离该容置槽，并且该弹性件储存一弹性位能； 通过该取放装置自该相同位置上的该容置槽夹取或放置该元件；以及 释放该弹性件所储存的该弹性位能，以带动该卡钩复位。
33.如权利要求26所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该第二转轴通过该载盘的一旋转中心，且该些容置槽沿着以该旋转中心为圆心的至少一圆形轨迹排列，则通过该第二驱动模块来驱动该载盘绕着该第二转轴相对于该旋转机构旋转的步骤包括:使该载盘旋转对应于同一圆形轨迹上的两容置槽间距的一第一旋转角。
34.如权利要求33所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，同一圆形轨迹上的该些容置槽之间为等间距排列。
35.如权利要求33所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，同一圆形轨迹上的该些容置槽之间具有不同的间距。
36.如权利要求33所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该些容置槽沿着多个同心圆轨迹排列，则通过该第一驱动模块来驱动该旋转托架绕着该第一转轴相对于该固定座旋转的步骤包括:使该载盘旋转一第二旋转角，该第二旋转角对应于相邻两圆形轨迹的间距。
37.如权利要求36所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该些圆形轨迹之间为等间距排列。
38.如权利要求36所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该些圆形轨迹之间具有不同的间距。
39.一种旋转定位装置 的操作方法，其特征在于，该旋转定位装置包括: 一固定座； 一旋转机构，设置于该固定座上； 一第一驱动模块，设置于该固定座上，并且耦接该旋转机构，以驱动该旋转机构绕着一第一转轴相对于该固定座旋转； 一载盘，具有多个容置槽，该些容置槽位于该载盘的一圆弧面上，该载盘经由一第二转轴枢接于该旋转机构，其中该第二转轴通过该载盘的一旋转中心以及该圆弧面的曲率中心，并且垂直于该第一转轴，该曲率中心位于该第一转轴上，且该些容置槽沿着以该旋转中心为圆心的多个同心圆轨迹排列；以及 一第二驱动模块，配置于该旋转机构上，并且耦接该载盘， 该操作方法包括: 步骤1、通过该第二驱动模块来驱动该载盘绕着该第二转轴相对于该旋转机构旋转一第一旋转角，该第一旋转角对应于同一圆形轨迹上的两容置槽间距； 步骤2、重复步骤1，使该同一圆形轨迹上的所有容置槽依序移动到一相同位置； 步骤3、通过该第一驱动模块来驱动该旋转机构绕着该第一转轴相对于该固定座旋转一第二旋转角，该第二旋转角对应于两圆形轨迹的间距，使另一圆形轨迹上的其中一个容置槽移动到该相同位置；以及步骤4、重复步骤I到步骤2。
40.如权利要求39所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该旋转机构包括一旋转托架以及一轴杆，该旋转机构经由该轴杆枢接于该固定座上，该轴杆重合于该第一转轴，且该旋转托架绕着该轴杆相对于该固定座旋转。
41.如权利要求39所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该旋转机构包括一旋转托架以及一弧形导引轨道，且该弧形导引轨道设置于该固定座上，该旋转托架滑设于该弧形导引轨道，以绕着该第一转轴相对于该固定座旋转。
42.如权利要求39所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该操作方法还包括: 通过一取放装置自该相同位置上的该容置槽夹取或放置一元件。
43.如权利要求42所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该取放装置包括一第一传输机构、一第二传输机构以及一夹爪，该夹爪连接至该第一传输机构以及该第二传输机构，其中该第一传枢机构适于带动该夹爪沿一第一方向移动，且该第二传输机构适于带动该夹爪沿一第二方向移动。
44.如权利要求39所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该操作方法还包括: 通过一定位组件夹持放置在各该容置槽上的一元件。
45.如权利要求44所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该定位组件包括一卡钩以及一弹性件，该弹性件连接在该卡钩以及该容置槽之间，则自该相同位置上的该容置槽夹取或放置该元件的步骤包括: 推动该卡钩以使该卡钩远离该容置槽，并且该弹性件储存一弹性位能； 通过该取放装置自该相同位置上的该容置槽夹取或放置该元件；以及 释放该弹性件所储存的该弹性位能，以带动该卡钩复位。
46.如权利要求39所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，同一圆形轨迹上的该些容置槽之间为等间距排列。
47.如权利要求39所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，同一圆形轨迹上的该些容置槽之间具有不同的间距。
48.如权利要求39所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该些圆形轨迹之间为等间距排列。
49.如权利要求39所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该些圆形轨迹之间具有不同的间距。
50.如权利要求39所述的旋转定位装置的操作方法，其特征在于，该操作方法还包括在步骤I之前，通过该第一驱动模块来驱动该旋转托架绕着该第一转轴相对于该固定座旋转一初始旋转角，使步骤I中的该圆形轨迹上的其中一个容置槽移动到该相同位置。
【文档编号】C23C14/22GK103668075SQ201310399068
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】陈冠州, 吴佩珊, 李升亮, 陈家铭, 董福庆, 李志中, 林湾松, 陈冠翰 申请人:财团法人工业技术研究院