专利名称：定位套件与定位方法
技术领域：
本发明涉及一种厂房中所使用的定位套件与使用其的定位方法，特别是涉及一种用以对准机器的加载端口(Load Port)与自动化搬运系统(OverheadHoist Transport(OHT)System)的定位套件与使用其的定位方法。
背景技术：
在半导体制造厂等高科技业的厂房中，各阶段工艺的半成品大多以自动化搬运系统来运送，以节省人力成本，并降低半成品因人为疏失而受损的可能性。自动化搬运系统一般系架设在各机器的上方，其可将一或多个半成品由工艺已完成的机器上抓起，并经由空中运送到下一工艺的机器上。以晶片厂所使用的自动化搬运系统为例，其可自一机器上抓取装载有多个晶片的前开式晶片夹盒(FOUP)，然后将其搬运到另一机器的加载端口的正上方，再令其下降到该加载端口上。
因此，为使工艺能顺利进行，自动化搬运系统与各机器之间的对准是很重要的。当厂房中有新增机器时，为使新增机器的加载端口对准自动化搬运系统，一般先令自动化搬运系统对准厂房内的固定定位点，再令机器的加载端口对准厂房内的固定定位点。然而，此种间接定位模式不但会增加定位误差，同时也常常因为厂房内定位点与机器间距过大及障碍物等缘故，而增加定位时的困难度。
发明内容
有鉴于此，本发明目的之一为提出一种定位套件，其可用来进行搬运系统与机器加载端口之间的直接定位，以提高定位的准确度。
本发明的另一目的为提出一种定位方法，其使用本发明的定位套件进行搬运系统与加载端口之间的直接定位。
本发明的定位套件包括一信号发射单元及一定位板，其分别置于搬运系统及加载端口上。其中，信号发射单元上有二定位点可产生二光束射向定位板，且定位板上对应于二定位点处有二孔洞。此处所谓「二孔洞的位置对应于二定位点」的含意，即是当加载端口对准搬运系统时，此二孔洞可在定位板呈水平状态下对准二定位点。另外，当上述二光束可垂直于水平状态的定位板而穿过该二孔洞时，即表示加载端口已对准搬运系统。
在上述本发明的定位套件中，定位板上还可包括二光束监测装置，以分别监测穿过二孔洞的二光束的准直性，其中每一个光束监测装置可由光投射板及反射镜所构成，而该二光束分别由一反射镜反射至对应的光投射板上。
本发明的定位方法使用本发明的定位套件来进行，其步骤如下。首先，将信号发射单元及定位板分别置于搬运系统及加载端口上，再使定位板呈水平状态，并令信号发射单元产生二光束射向定位板，此二光束与定位板垂直。接着，由此二光束在定位板上产生的二光点与二孔洞的相对位置，得知加载端口的XY平移偏差与旋转偏差，然后依据所得的平移偏差与旋转偏差调校加载端口，直至该二光束可穿过二孔洞为止。
由于本发明的定位方法使用本发明的定位套件进行搬运系统与加载端口之间的直接定位，所以与现有的间接定位法相较下，其定位将更加准确且容易。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图作详细说明。
图1绘示本发明优选实施例的定位套件及其使用情形。
图2绘示本发明优选实施例的定位套件中，(a)作为信号发射单元的定位用前开式晶片夹盒(FOUP)的下视图，以及(b)定位板的上视图。
图3绘示本发明优选实施例的定位方法中，定位板的使用情形。
图4绘示本发明优选实施例的定位套件中，以定位板中的光束监测装置监测光束的准直性的情形，其中图(a)为光束垂直于定位板面入射的情形，图(b)为光束非垂直于定位板面入射的情形。
简单符号说明10机器20加载端口30自动搬运系统(OHT System)
100定位套件110定位用的前开式晶片夹盒(FOUP)112a、112b激光发射器114a、114b激光116a、116b激光出口118a、118b激光点120定位板122a、122b孔洞124坐标轴126水平仪128反射镜130光投射板具体实施方式
请参照图1，其绘示本发明优选实施例的定位套件及其使用情形。如图1所示，此定位套件100包括定位用的前开式晶片夹盒(FOUP)110与定位板120，其分别安装在自动搬运系统(OHT System)30及机器10的加载端口20上。此定位用前开式晶片夹盒110作为前述的定位信号发射单元，其底部有二激光发射器112a及112b，而可朝下方的定位板120发出二激光束114a及114b。在理想状况下，此二激光束114a及114b应与定位板120的板面垂直。
请参照图2，其绘示图1的定位套件中，(a)定位用前开式晶片夹盒110的下视图，以及(b)定位板120的上视图。如2(a)图所示，定位用前开式晶片夹盒110的底部有二定位点，分别形成有激光出口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)图所示，定位板120上对应于上述二定位点的位置有二孔洞122a与122b，且定位板120上可刻有通过二孔洞122a与122b的坐标轴124。此处所谓「对应于上述二定位点的位置」指在自动搬运系统30及加载端口20互相对准，且定位板120呈水平状态的情形下，位在该二定位点正下方的位置。因此，激光出口116a及116b的间距应等于孔洞122a与122b的间距，图中以代号d表示之。另外，定位板120上还可包括一水平仪126，用以调校定位板120的水平状态。
请参照图3，其绘示本发明优选实施例的定位方法中定位板的使用情形。当上述自动搬运系统30及加载端口20(请见图1)并未对准时，即定位板120上的孔洞122a与122b未对准定位用前开式晶片夹盒110上的二定位点(激光出口116a及116b)时，激光束即会在定位板120上产生光点118a与118b。此时由孔洞122a、122b与光点118a、118b的相对位置，再加上坐标轴124的辅助，即可得知定位板120及加载端口的XY平移偏差与旋转偏差θ。本发明的定位方法即是依据所得的平移偏差与旋转偏差来调校加载端口，直到激光束114a/b能穿过定位板120的孔洞122a/b，而不在定位板120上产生光点为止。
此外，如前所述，当激光束114a及114b能在定位板120呈水平的状态下，垂直于定位板120而穿过孔洞122a及122b时，才表示加载端口已对准自动搬运系统。因此，如无法确定激光束114a及114b与水平的定位板120垂直，则可在定位板120上加装至少一光束监测装置，以分别监测穿过孔洞122a及122b的激光束114a及114b二者中至少一者的准直性。此光束监测装置例如为图4所示者，其包括反射镜128及光投射板130。如以激光束114b的光束监测装置为例，其反射镜128可将其反射到光投射板130上，且反射镜面与定位板120表面的夹角例如为45°，而可使垂直于定位板120穿过孔洞122b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上设有一圆圈图案，其用以标示出光点的投射位置。
如图4(a)所示，在此实施例中，当激光束114b垂直于定位板120而穿过孔洞122b时，其可射至光投射板130的正中央。反之，如图4(b)所示，当激光束114b并非垂直于定位板120而穿过孔洞122b时，其射至光投射板130的位置即会产生变化，而偏离光投射板130的正中央。此时，即可依据监测结果微调激光束114a及114b的方向，然后重复前述利用定位板120计算平移偏差与旋转偏差量，再依其结某调校加载端口的步骤，并观察激光束114a及114b是否可在垂直于水平的定位板120的状态下穿过孔洞122a及122b。如结果为是，即表示加载端口已对准搬运系统；如结果为否，即应继续重复前述微调激光束114a及114b的方向、计算平移偏差与旋转偏差量，以及调校加载端口的步骤至少一轮，直至激光束114a及114b可在垂直于水平的定位板120的状态下穿过孔洞122a及122b为止。
另外，虽然利用光投射板130来判断激光束的准直性是较为简便的作法，但是本发明也可以利用光感测接收器来侦测光束是否投射到正确的位置。
再者，虽然上述本发明的优选实施例调校加载端口以对准自动搬运系统，但依据本发明的原理，某些情形下亦可以加载端口的位置为准来调校自动搬运系统。再者，虽然在本发明的优选实施例中，信号发射单元及定位板分别安装在自动搬运系统及加载端口上，但依据前述理论，信号发射单元及定位板的安装处亦可对调，即将信号发射单元及定位板的安装部分的结构互换，而将其分别安装在加载端口及自动搬运系统上，并令激光束由下往上垂直射出。
除此之外，虽然前述本发明的定位套件应用于上下对准的场合中，但依据本发明的精神，此定位套件的设计亦可加以变化，以因应其它的需求。亦即，只要一定位套件符合以下的条件，即应涵盖在本发明的范围内。此定位套件至少包括一信号产生单元及一定位单元，其分别置于欲对准的二物体上。其中，信号产生单元的二定位点可产生二光束射向定位单元，且定位单元上的二特定位置有二孔洞，而当此二光束可以特定的方向穿过定位单元上的两个孔洞时，即表示该二物体已对准。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种定位套件，适用于一搬运系统与一加载端口之间的定位，包括一信号发射单元，其置于该搬运系统及该加载端口二者中的一者上；以及一定位板，其置于该搬运系统及该加载端口二者中的另一者上，其中该信号发射单元上有二定位点可产生二光束射向该定位板；该定位板上对应于该二定位点处有二孔洞，亦即，当该二孔洞在该定位板呈水平的状态下对准该二定位点时，该加载端口即对准该搬运系统；以及当该二光束可垂直于水平状态的该定位板而穿过该二孔洞时，即表示该加载端口已对准该搬运系统。
2.如权利要求1所述的定位套件，其中该二光束为二激光束。
3.如权利要求1所述的定位套件，其中该定位板上刻有通过该二孔洞的坐标轴。
4.如权利要求1所述的定位套件，其中该定位板还包括至少一光束监测装置，以监测穿过该二孔洞的该二光束中至少一者的准直性。
5.如权利要求4所述的定位套件，其中该光束监测装置包括一光投射板及一反射镜，且该光束由该反射镜反射至该光投射板上。
6.如权利要求1所述的定位套件，其中该定位板上还包括一水平仪。
7.如权利要求1所述的定位套件，其中该定位板位于该信号发射单元的下方。
8.如权利要求7所述的定位套件，其中该信号发射单元为一定位用的前开式晶片夹盒(FOUP)，其置于该搬运系统上，且从底部发出该二光束射向下方的该定位板。
9.一种定位套件，包括一信号产生单元与一定位单元，其中该信号产生单元置于欲对准的二物体中的一者上，该信号产生单元具有二定位点，且该二定位点可产生二光束射向该定位单元；以及该定位单元置于该二物体中的另一者上，该定位单元上的二特定位置具有二孔洞，而当该二物体对准时，该二光束可以特定方向穿过该定位单元上的该二孔洞。
10.如权利要求9所述的定位套件，其中该定位单元有一平坦顶面，且当该二物体对准时，该二光束垂直于该平坦顶面而穿过该二孔洞。
11.如权利要求10所述的定位套件，其中该平坦顶面上刻有通过该二孔洞的坐标轴。
12.如权利要求10所述的定位套件，其中该定位单元还包括一水平仪。
13.如权利要求9所述的定位套件，其中该二光束为二激光束。
14.如权利要求9所述的定位套件，其中该定位板还包括至少一光束监测装置，以监测穿过该二孔洞的该二光束中至少一者的方向。
15.如权利要求14所述的定位套件，其中该光束监测装置包括一光投射板及一反射镜，且该光束由该反射镜反射至该光投射板上。
16.一种定位方法，其用以进行一加载端口与一搬运系统间的直接定位，至少包括(a)提供一定位板，并将其置于该加载端口上，该定位板上有二孔洞；(b)提供一信号发射单元，并将其置于该搬运系统上，该信号发射单元上有二定位点可产生二光束射向该定位板，且该二定位点的位置对应于该二孔洞；(c)使该定位板呈水平状态；(d)使该信号发射单元产生二光束射向该定位板，并令该二光束与该定位板的表面垂直；(e)由该二光束在该定位板上产生的二光点与该二孔洞的相对位置，得知该加载端口的平移偏差与旋转偏差；以及(f)根据该平移偏差与该旋转偏差调校该加载端口，直至该二光束可穿过该二孔洞为止。
17.如权利要求16所述的定位方法，其中使该定位板呈水平状态的方法包括使用一水平仪来调校该加载端口。
18.如权利要求16所述的定位方法，其中该定位板还包括至少一光束监测装置，且该方法还包括(g)使用该光束监测装置监测该二光束中至少一者的准直性，并据以调校该至少一光束的方向；以及重复步骤(e)与(f)，再观察该二光束是否可在垂直于水平的该定位板的状态下穿过该二孔洞；如是即表示该加载端口已对准该搬运系统，如否则依序重复进行步骤(g)、(e)与(f)至少一轮，直至该二光束可在垂直于水平的该定位板的状态下穿过该二孔洞为止。
19.如权利要求18所述的定位方法，其中该光束监测装置包括一光投射板及一反射镜，且该光束由该反射镜反射至该光投射板上。
20.如权利要求19所述的定位方法，其中在监测任一光束的准直性时，以该光束照射在对应的光投射板上的位置的变化作为依据。
全文摘要
一种定位套件与定位方法，适用于机器的加载端口与搬运系统之间的定位。此定位套件包括信号发射单元及定位板，分别置于搬运系统及加载端口上。其中，信号发射单元上有二定位点可产生二光束射向定位板，且定位板上有位置对应于二定位点的二孔洞。当此二光束可垂直于水平状态的定位板而穿过该二孔洞时，即表示加载端口已对准搬运系统。
文档编号H01L21/68GK1763906SQ20041008823
公开日2006年4月26日 申请日期2004年10月21日 优先权日2004年10月21日
发明者林柏青, 杨育正 申请人:力晶半导体股份有限公司