TWM491548U - 硏磨設備之自動進料裝置 - Google Patents

Description

研磨設備之自動進料裝置

本新型是關於一種自動進料裝置，特別是指一種以自動化方式將晶圓送到研磨裝置進行研磨加工之研磨設備的自動進料裝置。

一般晶圓在製造的過程中，需要藉由研磨、拋光來提高表面的平整度，而晶圓研磨裝置就是一種專門用來研磨晶圓表面的加工機器。為了方便進行前述加工步驟，一般晶圓都是數個一組擺放在一個載盤，所述晶圓並圍繞該載盤的一個旋轉中心。當該研磨裝置之一旋轉機具帶動該載盤旋轉時，就可以針對該載盤上的每個晶圓進行研磨加工。

惟有鑒於一般晶圓在進行研磨加工時，其進料及出料的步驟都是以人工搬運，不僅製程無法一貫化，在研磨操作時也需要較高的人力成本。

本新型之目的即在提供一種可自動化進料，以降低人力成本的研磨設備之自動進料裝置。

本新型之自動進料裝置用來移送一個晶圓載裝 單元，該晶圓載裝單元包括一個載箱，以及數個裝設在該載箱內並具有至少一個晶圓的加工組件，而該進料裝置可將該等加工組件移送到一個研磨裝置進行研磨加工，並包含：一個機架，以及安裝在該機架上的一個角度調整機構、一個托移機構、一個進料機構、一個移送機構。該角度調整機構包括一個用來承接該加工組件的承載座、一個帶動該承載座升降的升降壓缸、一個旋轉盤，以及一個帶動該旋轉盤旋轉的調整旋轉件，該承載座具有一個供該旋轉盤伸出以頂撐該加工物件的穿孔，而該托移機構包括一個可將存放在該載箱內的加工組件移送到該旋轉盤及該承載座上的托架，該進料機構可將位於該承載座上之加工組件移送到該研磨裝置，所述移送機構用來移送該晶圓載裝單元，使其鄰近該托移機構以方便該托架托移該等加工組件。

本新型有益的效果在於：前述機構的配合，可以將預備接受研磨加工之晶圓先移送到該角度調整機構進行角度調整後，再一貫化的移送到該研磨裝置進行研磨加工，藉此達到自動化進料及出料，以及降低研磨加工時的人力成本等功效。

10‧‧‧自動進料裝置

11‧‧‧晶圓載裝單元

111‧‧‧載箱

112‧‧‧加工組件

113‧‧‧箱底壁

114‧‧‧底溝槽

115‧‧‧載盤

116‧‧‧晶圓

12‧‧‧研磨裝置

13‧‧‧第一方向

14‧‧‧第二方向

2‧‧‧機架

21‧‧‧機箱

211‧‧‧開口側

212‧‧‧進料側

213‧‧‧進料口

22‧‧‧上基板

221‧‧‧導槽

222‧‧‧開槽

23‧‧‧下基板

24‧‧‧第一立板

25‧‧‧第二立板

26‧‧‧進料板

3‧‧‧移送機構

31‧‧‧第一升降單元

31’‧‧‧第二升降單元

311‧‧‧升降軌道

312‧‧‧升降座

313‧‧‧升降動力源

314‧‧‧座底壁

315‧‧‧缺槽

33‧‧‧第一平移單元

332‧‧‧第一平移壓缸

333‧‧‧移動架

334‧‧‧第一拉移件

336‧‧‧傾斜面

337‧‧‧擋推面

34‧‧‧第二平移單元

341‧‧‧第一吊架

342‧‧‧進料推架

343‧‧‧第二平移壓缸

35‧‧‧第三平移單元

351‧‧‧第二吊架

352‧‧‧出料推架

353‧‧‧第三平移壓缸

36‧‧‧第四平移單元

361‧‧‧第四平移壓缸

362‧‧‧拉動架

363‧‧‧第二拉移件

364‧‧‧傾斜面

365‧‧‧擋推面

4‧‧‧角度調整機構

41‧‧‧固定吊架

42‧‧‧升降壓缸

43‧‧‧升降吊架

44‧‧‧承載座

441‧‧‧穿孔

45‧‧‧調整旋轉件

451‧‧‧軸桿

46‧‧‧旋轉盤

5‧‧‧托移機構

51‧‧‧托持壓缸

52‧‧‧托架

521‧‧‧托叉

6‧‧‧進料機構

61‧‧‧懸空基架

62‧‧‧突伸台

63‧‧‧進料動力源

64‧‧‧升降載台

65‧‧‧進料壓缸

66‧‧‧夾持件

661‧‧‧夾持壓缸

662‧‧‧夾爪

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本新型進料裝置之一實施例的前視使用參考圖，說明該進料裝置與一研磨裝置、數個晶圓載裝單元的相對關係； 圖2是該實施例的一個前視立體圖，省略該進料裝置之一機箱；圖3是該實施例之一後視立體圖，亦省略該機箱；圖4是該實施例之一局部立體圖，主要說明該進料裝置之一第一平移單元及一第二平移單元；圖5是該實施例之一局部仰視立體圖，主要說明該進料裝置之一第三平移單元及一第四平移單元；圖6是該實施例之一局部剖視圖，說明該第四平移單元；圖7是該實施例之又一局部立體圖，說明該進料裝置之一角度調整機構及一托移機構；圖8是該實施例之另一局部剖視圖，亦說明該角度調整機構及該托移機構的相對關係；圖9是該較佳實施例之一局部後視圖，單獨說明該進料裝置之一進料機構，圖中該進料機構位在一個起始位置；及圖10是一個類似圖9的視圖，圖中該進料機構位在一進料位置。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2、3，本新型自動進料裝置10之一實施例可帶動數個晶圓載裝單元11移動，並和研磨設備之一研磨裝置12相鄰近，每個晶圓載裝單元11都包括一個 載箱111，以及數個上下間隔插設在該載箱111內的加工組件112，該載箱111具有一個箱底壁113，該箱底壁113具有數條間隔平行的底溝槽114，每個加工組件112都具有一個載盤115，以及數個擺放在該載盤115上並圍繞該載盤115之一旋轉中心的晶圓116，在以下的說明中，前方係指具有該進料裝置10的一側，即該研磨裝置12位於該進料裝置10的後方。

本實施例該自動進料裝置10可移送該等晶圓載裝單元11沿著一個進料方向及一個出料方向前進，並且將該等晶圓載裝單元11的加工組件112一一的移送到該研磨裝置12進行研磨加工，該進料裝置10包含：一個機架2，以及安裝在該機架2之一機箱21內部的一個移送機構3、一個角度調整機構4、一個托移機構5、一個進料機構6。

該機架2還包括一片安裝在該機箱21內部且水平設置的上基板22、一片安裝在該機箱21內部且平行於該上基板22的下基板23、一片直立並鄰近該研磨裝置12的第一立板24，以及一片直立並鄰近前右側的第二立板25，該機箱21具有一個位於後方的開口側211，以及一個位於前方的進料側212，該進料側212具有一個進料口213，而該上基板22具有兩條鄰近前方的導槽221，以及一個鄰近後方的開槽222，所述導槽221沿著一個第一方向13延伸。又該機架2還包括一片與該下基板23連接並突出於該進料口213的進料板26。

參閱圖3、4、5，本實施例該移送機構3包括一 個架設在該第一立板24上的第一升降單元31、一個安裝在該第二立板25上的第二升降單元31’、一個安裝在該上基板22上並鄰近前方的第一平移單元33、一個安裝在該上基板22上並前後向設置的第二平移單元34、一個設在該下基板23上並位於該第一平移單元33正下方的第三平移單元35，以及一個設在該下基板23上並位於該第三平移單元35正下方的第四平移單元36。

該第一升降單元31及該第二升降單元31’的構造相同，並都具有兩支直立平行的升降軌道311、一個可移動地架設在該等升降軌道311間的升降座312，以及一個驅動該升降座312升降的升降動力源313，在本實施例該升降動力源313為馬達配合鏈條的形式，由於利用該馬達及鏈條帶動升降座312升降是一般的機械設計，不再詳述。又該第一升降單元31之升降座312具有一個座底壁314，該座底壁314具有兩條沿著一個第二方向14延伸且開口朝前的缺槽315，該第二方向14平行於該第一方向13。

該第一平移單元33具有一個架設在該上基板22底面的第一平移壓缸332，以及一個被該第一平移壓缸332驅動沿著該第一方向13往復移動的移動架333，以及數個具彈性樞擺地安裝在該移動架333上的第一拉移件334，該等第一拉移件334都是利用彈簧頂撐分別突出於該上基板22之該等導槽221。每個第一拉移件334都具有一個傾斜面336及一個擋推面337，該擋推面337可以抵靠在該等晶圓載裝單元11的後側，以推動該等晶圓載裝單元11由該第 二升降單元31’往該第二平移單元34的一側移動。

而該第二平移單元34具有一個懸吊在該機箱21內部的第一吊架341、一個可移動地安裝在該第一吊架341下方的進料推架342，以及一個驅動該進料推架342沿著該第二方向14移動的第二平移壓缸343。該第三平移單元35的結構與該第二平移單元34類似，並具有一個懸掛在該上基板22下方的第二吊架351、一個可移動地安裝在該第二吊架351下方的出料推架352，以及一個驅動該出料推架352沿著該第一方向13移動的第三平移壓缸353。

參閱圖3、5、6，本實施例該第四平移單元36的結構與該第一平移單元33類似，並具有一個安裝在該下基板23底面的第四平移壓缸361、一個被該第四平移壓缸361之缸軸驅動而沿著該第二方向14往復移動的拉動架362，以及兩個可彈性復位地安裝在該拉動架362上的第二拉移件363，該等第二拉移件363分別對應該第一升降單元31之缺槽315，且分別具有一個朝向該等缺槽315的傾斜面364，以及一個擋推面365。該等第二拉移件363可以伸入該等晶圓載裝單元11之載箱111的底溝槽114內，以便在該第四平移壓缸361拉動該拉動架362移動時，藉該等第二拉移件363之擋推面365與該等晶圓載裝單元11之底溝槽114的抵靠，將位於該第一升降單元31上之晶圓載裝單元11往該第三平移單元35拉動。

參閱圖3、7、8，本實施例該角度調整機構4包括一個安裝在該上基板22之開槽222下方的固定吊架41、 一個安裝在該固定吊架41下方的升降壓缸42、一個被該升降壓缸42推動可升降的升降吊架43、一個架設在該升降吊架43上方並位於該上基板22上方的承載座44、一個安裝在該上基板22之開槽222內的調整旋轉件45，以及一個被該調整旋轉件45帶動可微量升降及旋轉的旋轉盤46，該承載座44具有一個供該旋轉盤46伸出的穿孔441，該調整旋轉件45並具有一支和該旋轉盤46連動地結合的軸桿451。

該托移機構5安裝在該機架2之上基板22上，並可夾取位在該載箱111內的加工組件112，其包括一個沿著該第一方向13設置並架設在該上基板22上的托持壓缸51，以及一個被該托持壓缸51驅動而沿著該第一方向13往復移動的托架52，該托架52具有兩個沿著該第一方向13設置並可以往該第一升降單元31移動的托叉521，所述托叉521分別位在該承載座44相反側，並可將位於該第一升降單元31上之加工組件112托移到該角度調整機構4之承載座44及該旋轉盤46上。

參閱圖3、9、10，本實施例該進料機構6可將位於該承載座44上的加工組件112移送到該研磨裝置12(參見圖1)進行加工，並包括一個架設在該上基板22上方的懸空基架61、一個可移動地安裝在該懸空基架61上的突伸台62、一個帶動該突伸台62沿著該第二方向14往復移動的進料動力源63、一個位於該突伸台62下方的升降載台64、一個安裝在該突伸台62上並帶動該升降載台64升降的進料壓缸65，以及數個等角度安裝在升降載台64上的夾持件 66，每個夾持件66都具有一個安裝在該升降載台64上的夾持壓缸661，以及一個被該夾持壓缸661驅動在一夾持位置及一非夾持位置間移動的夾爪662，即前述夾爪662可以被該夾持壓缸661驅動往徑向外端移動，或者往徑向內端移動。

參閱圖1、2、3，本實施例該進料裝置在使用時，裝載有該等晶圓116之晶圓載裝單元11擺放在該機架2之進料板26處，並推送到該第二升降單元31’之升降座312上，受到該第二升降單元31’之升降動力源313的驅動，該晶圓載裝單元11將上升與該上基板22等高，之後將該晶圓載裝單元11推送到該上基板22上，緊接著，該第一平移單元33之該等第一拉移件334會將該該晶圓載裝單元11往該第二平移單元34的方向移送，當該晶圓載裝單元11對應該第二平移單元34之進料推架342時，受到該第二平移單元34的帶動，該晶圓載裝單元11會沿著該第二方向14往後移送到該第一升降單元31的升降座312上，此時，該第一升降單元31的升降座312會受到該升降動力源313的驅動逐格下降，使該晶圓載裝單元11上的每個加工組件112逐步的對應該托移機構5之托架52。

參閱圖3、7、8，當該托移機構5之托架52要由該載箱111中托出該等加工組件112的其中之一時，該旋轉盤46及該承載座44會如圖8實線所示略為下降，而該托架52會被驅動沿著該第一方向13往該第一升降單元31移進，並由該載箱111內托出該等加工組件112的其中 之一後回到該上基板22的開槽222附近。接著，原本下降之該旋轉盤46及該承載座44會上升托住該加工組件112，在托持後該旋轉盤46略高於該承載座44。此時，藉由設在該加工組件112及該旋轉盤46上之感測元件(圖未示)的感測，可以感測該加工組件112之擺放角度是否正確，並藉由該調整旋轉件45帶動該旋轉盤46轉動，以微調該加工組件112的角度，並方便後續的加工。

參閱圖3、9、10，當該加工組件112的角度正確後，該進料機構6之進料壓缸65就會帶動該升降載台64下降，且該等夾爪662會因為該等夾持壓缸661的帶動往徑向外端移動，並位在該非夾持位置，當該等夾爪662之底緣越過該加工組件112之底緣時，該等夾持壓缸661會內縮，使該等夾爪662轉換到該夾持位置，並因此夾持該加工組件112。而當該進料壓缸65帶動該升降載台64上升，同時該進料機構6之進料動力源63帶動該突伸台62往該研磨裝置12(參見圖1)的方向移入，就可進行研磨加工。

研磨後的加工組件112再度回到圖3的位置，並且重新擺放到該角度調整機構4之承載座44上，然後藉由該托移機構5之托架52上，重新送回到該晶圓載裝單元11的載箱111內，以此類推，就可自動化將位於該載箱111內的加工組件112一一的移送到該研磨裝置12內進行研磨。

參閱圖2、3、5，當該晶圓載裝單元11內的加 工組件112都加工完成後，該第一升降單元31之升降座312會移動到最低的位置，並且對應該移送機構3之第四平移單元36，藉由該第四平移單元36及該第三平移單元35的作動，可以將加工完成之晶圓載裝單元11往該進料板26的方向移送，並因此達到自動進料及出料一貫化的目的。

由以上說明可知，本新型該自動進料裝置10可以源源不斷地將該等晶圓載裝單元11之加工組件112一一的移送到該角度調整機構4之旋轉盤46上，在等待校正角度值後，藉由該進料機構6送到該研磨裝置12內進行研磨之後，之後送回到該自動進料裝置10，藉由該第三平移單元35及該第四平移單元36的移送，完成一貫化進料及出料作業，故本新型該自動進料裝置10不僅結構新穎，亦可達到自動化進料及出料的目的，同時降低研磨加工的人力成本。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧自動進料裝置

11‧‧‧晶圓載裝單元

111‧‧‧載箱

112‧‧‧加工組件

113‧‧‧箱底壁

114‧‧‧底溝槽

115‧‧‧載盤

116‧‧‧晶圓

13‧‧‧第一方向

14‧‧‧第二方向

2‧‧‧機架

22‧‧‧上基板

222‧‧‧開槽

23‧‧‧下基板

24‧‧‧第一立板

25‧‧‧第二立板

3‧‧‧移送機構

31‧‧‧第一升降單元

31’‧‧‧第二升降單元

311‧‧‧升降軌道

312‧‧‧升降座

313‧‧‧升降動力源

314‧‧‧座底壁

315‧‧‧缺槽

34‧‧‧第二平移單元

4‧‧‧角度調整機構

41‧‧‧固定吊架

42‧‧‧升降壓缸

43‧‧‧升降吊架

5‧‧‧托移機構

51‧‧‧托持壓缸

52‧‧‧托架

6‧‧‧進料機構

61‧‧‧懸空基架

62‧‧‧突伸台

63‧‧‧進料動力源

64‧‧‧升降載台

65‧‧‧進料壓缸

66‧‧‧夾持件

Claims (6)

1. 一種研磨設備之自動進料裝置，用來移送一個晶圓載裝單元，該晶圓載裝單元包括一個載箱，以及數個裝設在該載箱內並具有至少一晶圓的加工組件，而該進料裝置可將該等加工組件移送到一個研磨裝置進行研磨加工，並包含：一個機架；一角度調整機構，安裝在該機架上，並包括一個用來承接該加工組件的承載座、一個帶動該承載座升降的升降壓缸、一個旋轉盤，以及一個帶動該旋轉盤旋轉的調整旋轉件，該承載座具有一個供該旋轉盤伸出以頂撐該加工組件的穿孔；一個托移機構，安裝在該機架上，包括一個可由該載箱內取出該加工組件並將該加工組件移送到該旋轉盤及該承載座上方的托架；一個進料機構，安裝在該機架上，並將位於該承載座上之加工組件移送到該研磨裝置；及一個移送機構，安裝在該機架上，並將該晶圓載裝單元移送到鄰近該托移機構，以方便該托移機構之該托架由該載箱取出該加工組件。
2. 如請求項1所述的研磨設備之自動進料裝置，其中，機架包括一個上基板，該上基板具有一個供該調整旋轉件架設的開槽，而該角度調整機構還包括一個懸吊在該上基板下方並供該升降壓缸架設的固定吊 架，以及一個被該升降壓缸驅動升降的升降吊架，而該承載座位於該上基板的上方並架設在該升降吊架上。
3. 如請求項2所述的研磨設備之自動進料裝置，其中，該托移機構還包括一個帶動該托架沿著一個第一方向往復移動的托持壓缸，該托架具有兩支分別位在該承載座相反側的托叉。
4. 如請求項3所述的研磨設備之自動進料裝置，其中，該進料機構包括一個架設在該上基板上的懸空基架、一個突伸台、一個將該突伸台架設於該懸空基架上並可往該研磨裝置突伸的進料動力源、一個升降載台、一個將該升降載台架設在該突伸台下方的進料壓缸，以及數個安裝在該升降載台上並可夾持該加工組件的夾持件。
5. 如請求項4所述的研磨設備之自動進料裝置，其中，該等夾持件都具有一個安裝在該升降載台上的夾持壓缸，以及一個被該夾持壓缸控制而可在一夾移位置及一非夾持位置間轉換的夾爪。
6. 如請求項4所述的研磨設備之自動進料裝置，其中，該機架還包括一個位於該上基板下方的下基板，以及兩個間隔設置的立板，而該移送機構包括兩個分別安裝在該等立板上並可帶動該晶圓載裝單元升降的升降單元，以及數個帶動該晶圓載裝單元平移的平移單元。