專利名稱：用于控制卡盒在半導體制造設備中的位置的方法和器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造設備。更為具體地，本發(fā)明涉及用于在將卡盒加載于卡盒(cassette)支撐體之后控制其中承載晶片的卡盒的位置的器件。
背景技術：
半導體制造設備通常包括用于在晶片卡盒與其中處理晶片的處理室之間一個接一個地自動傳輸晶片的機械手。更為具體地，晶片卡盒具有用于分別容納晶片的狹槽，其晶片卡盒本身被加載于晶片卡盒支撐體上。通過機械手將每一個晶片從晶片卡盒的各狹槽中取出并傳送到處理室。一旦晶片被處理，則通過機械手將晶片從處理室移走，然后將其返還到晶片卡盒的狹槽中。安裝在晶片卡盒支撐體中的探測器探測晶片卡盒是否處于確保晶片會被機械手平穩(wěn)傳送的位置。探測器使用機械器件，例如接觸開關，以物理探測晶片卡盒存在于晶片卡盒支撐體的預定位置處。
然而，依賴于機械元件的探測器具有非常有限的操作性。因此，已經開發(fā)了一種具有可以以更高的可靠度來探測晶片卡盒存在的探測器的晶片卡盒支撐體。將參考圖1至3來描述這種現(xiàn)有技術的晶片卡盒支撐體和探測器、以及晶片卡盒本身。
晶片卡盒2具有普通的箱形，該箱的一側，例如前面，具有通過其將晶片W裝載進卡盒或從卡盒中取出的開口2a。晶片卡盒2還具有一對相對的內壁。每一內壁有多個垂直相疊間隔開的晶片支撐突起3。晶片支撐突起3限定出多個分別制定成用來容納晶片W的狹槽4。晶片W的外部周邊部分由一對晶片支撐突起3支撐，同時晶片容納在一個狹槽4中。晶片卡盒2的背部包括一對向后延伸出卡盒2的突出部5。晶片卡盒2的底部包括(在具有突起3的卡盒側面之間的方向上)橫向延伸的水平突出部6。
晶片卡盒支撐體1具有由不銹鋼、鋁或等同物形成的底座7。設置在底座7上的四個位置固定導向器8將晶片卡盒2導向在底座7上的特定位置。為此，當將卡盒2降低到底座7上時，每個位置固定導向器8的上部具有容易導向晶片卡盒2的斜面8a。因為晶片卡盒2被放置在底座7上，所以斜面8a還用以防止晶片卡盒2受損。
如圖3中最佳示出，位置固定導向器8適合分別導向晶片卡盒2的前左端部的內壁表面F1、晶片卡盒2的前右端部的內壁表面Fr、晶片卡盒2的后左端部(左側突出部5)的內壁表面R1、以及晶片卡盒2的后右端部(右側突出部5)的內壁表面Rr。從附圖中可以清楚地看出，位置固定導向器8的這種布置不能協(xié)調底座7的間隔效率。
卡盒固定器9設置在底座7的中央?？ê泄潭ㄆ?限定出制定成以容納晶片卡盒2底部的水平突出部6(圖2)的導向凹槽10。當晶片卡盒2放置在底座7上，突出部6被容納在凹槽10中時，通過卡盒固定器9來限定晶片卡盒2在前進和后退方向上的移動。另一方面，晶片卡盒2可以由位置固定導向器8導向而橫向滑動，而突出部6容納在凹槽10中。
彼此對角交叉設置的兩個位置固定導向器8S，即用于導向晶片卡盒2的前左端部和晶片卡盒2的后右端部的位置固定導向器，各自具有光可以從其中穿過的狹縫11。狹縫11呈穿過位置固定導向器8S延伸并在位置固定導向器8S的下表面開口的隧道形式。分別相鄰于兩個位置固定導向器8S來設置光探測開關12。每個開關12適合于檢驗晶片卡盒2是否存在于底座7的特定位置處。
特別地，每個光探測開關12包括例如用于發(fā)射可視光的發(fā)光部分12A和用于接收由發(fā)光部分12A發(fā)射的光的光接收部分12B。發(fā)光部分12A可以包括發(fā)光二極管(LED)或激光二極管，而光接收部分12B可以包括光電二極管(PD)。發(fā)光部分12A和光接收部分12B穿過位置固定導向器8S而彼此面對。因此，如果晶片卡盒放置在底座7上但沒有處于相對于底座7的預定位置處，則來自發(fā)光部分12A的光穿過位置固定導向器8S的狹縫并到達光接收部分12B。另一方面，如果晶片卡盒2處于形對于底座7的預定位置處，則來自發(fā)光部分12A的光穿過狹縫11但被晶片卡盒2阻擋，即光沒有到達光接收部分12B。同樣，當在將晶片卡盒2承載到底座7上之后，晶片卡盒2與底座7之間存在間隙時，來自發(fā)光部分12A的光在晶片卡盒2的下方通過狹縫11，然后沖擊相關的光接收部分12B。因此，晶片卡盒2由于沒有處于底座7上的預定位置處而被探測到。
而且，有益地，將發(fā)光部分12A設置在相鄰于不用于將晶片卡盒2導向到底座7上的位置固定導向器8S的側面。相反地，與其間隔開，光接收部分12B設置在具有斜面8a的位置定位導向器8S的側面，即，用于將晶片卡盒2導向到底座7上的側面。例如，在其中發(fā)光部分12A包括LED的情況下，來自發(fā)光部分12A的光沒有被散射并以高效率通過狹縫11，因為將發(fā)光部分12A設置在接近于位置固定導向器8S。
不管光探測器12所提供的精確度如何，四個位置固定導向器8是固定的。而且，位置固定導向器8在卡盒2由底座7支撐時不鄰接晶片卡盒2；相反，在卡盒2的外壁與位置固定導向器8之間存在間隙以允許在將卡盒2設置在底座7上的操作中有一定范圍。因此，晶片卡盒2放置在底座7上的任何時候，可以改變或移動晶片卡盒2的位置。因此，如果當機械手的卡盒臺(C/S)壁晶片將晶片裝載到卡盒2中或從卡盒2卸載晶片時，卡盒2沒有相對于底座7精確地定位，會損壞晶片。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種卡盒位置控制器件，無論在將晶片卡盒裝載到半導體制造設備中的底座上的任何時候，該器件總是將晶片卡盒放置在期望的位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個方案，用于半導體制造設備中的卡盒位置控制器件包括卡盒支撐體、控制部件和卡盒移動部件。在將卡盒加載到卡盒支撐體上之后，控制部件檢測晶片卡盒的狀態(tài)，并且一旦檢測了晶片卡盒的特定狀態(tài)就輸出電動驅動信號。當從控制部件輸出電動驅動信號時，卡盒移動部件將晶片卡盒移動到指定的位置。
控制部件包括位置傳感器，相對于底座放置，以便于檢測晶片卡盒是否處于晶片卡盒的穩(wěn)定支撐位置；和控制器，操作地連接于位置傳感器，以便于當位置傳感器檢測晶片傳感器存在于底座上的穩(wěn)定支撐位置時產生和輸出電動驅動信號?？ê幸苿硬考妱訖C，操作地連接于控制器，以便于在從控制器接收電動驅動信號時輸出驅動力；和可移動的第一晶片卡盒導向器，連接于電動機，以便于由電動機所輸出的驅動力驅動。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，除上述的第一卡盒導向器之外，卡盒位置控制器件的卡盒移動部件包括步進電動機、與步進電動機連接的滾珠螺絲、以及LM(線性運動)導向器，該LM導向器與滾珠螺絲嚙合以便于將滾珠螺絲的旋轉運動轉換為線性運動。將第一卡盒導向器固定于LM導向器以便于隨其運動。
在這種情況下，卡盒支撐體還包括在其前進的運動方向上與第一卡盒導向器間隔開設置的固定的第二卡盒導向器。第二卡盒導向器用以確定晶片卡盒移動到的指定位置。
此外，控制部件可以包括用于檢測晶片卡盒是否穩(wěn)定地定位于卡盒支撐體上的光電傳感器。將控制部件的控制器操作地連接于光電傳感器，用于在光電傳感器檢測晶片卡盒穩(wěn)定地定位于卡盒支撐體上時在前進方向上驅動步進電動機?？刂撇考?yōu)選還包括固定于LM導向器的支架(bracket)、用于通過支架的移動來分別探測第一卡盒導向器的前進和界限位置的第一和第二限位傳感器、以及至少一個與第二卡盒集成在一起以在晶片卡盒到達第二卡盒導向器并與其接觸時探測的導向傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方案，用于半導體制造設備的定位卡盒的方法包括將晶片卡盒裝載到晶片卡盒支撐體的底座上；以及隨后相對于底座在前進的方向上移動第一卡盒導向器，同時第一卡盒導向器與晶片卡盒嚙合，由此沿底座將晶片卡盒移動到指定位置。
優(yōu)選地，僅在檢測晶片卡盒穩(wěn)定地定位于底座上之后，沿底座移動晶片卡盒。通過在前進方向上操作步進電動機來移動卡盒。一旦檢測晶片卡盒處于指定位置，停止步進電動機的操作。隨后，啟動計算操作，并在經歷預定時間周期之后在后退方向上操作步進電動機，由此將卡盒導向器返還到初始位置。


從下面參考附圖作出的優(yōu)選實施例的詳細描述中，將會更加全面地理解本發(fā)明，其中圖1是現(xiàn)有技術的晶片卡盒支撐體以及由此支撐的普通晶片卡盒的透視圖；圖2是圖1中示出的晶片卡盒的底視圖；圖3是圖1中示出的晶片卡盒支撐體處于其中晶片卡盒設置于其上的狀態(tài)下的平面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的晶片卡盒以及用于在半導體制造設備中對準卡盒的晶片卡盒位置控制器件的透視圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的晶片卡盒位置控制器件的卡盒位置控制部件的示意圖；和圖6是根據(jù)本發(fā)明的控制卡盒定位的方法的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考圖4至6來描述本發(fā)明。為了清晰的目的，省略本發(fā)明所涉及的半導體制造設備的公知功能和系統(tǒng)的詳細描述。
首先參考圖4，晶片卡盒20可以容納多個晶片。為此，晶片卡盒20的結構與結合圖1所描述的基本相同。簡單地說，那么，晶片卡盒20具有普通的箱形。卡盒的一側，例如前面，限定開口20a。通過開口20a將晶片W插入卡盒20或從卡盒20中取出。晶片卡盒20還具有一對包括多個沿著各壁彼此按照均勻間隔被垂直間隔開的晶片支撐突起22的內側壁。因此，晶片支撐突起22在其間限定出多個狹槽24。晶片W的外部周邊由相對的一對晶片支撐突起22支撐，同時晶片容納在每一個狹槽24中。另一方面，晶片卡盒20的背部包括一對突出部26。晶片卡盒20的底部包括橫向延伸的水平突出部(圖5中的60)，即，在具有突起22的卡盒20的側面之間的方向上。
用于對準卡盒、即將卡盒移動到相對于傳送機械手或等同物的預定位置的晶片卡盒位置控制器件包括用于支撐晶片卡盒20的卡盒支撐體30?？ê兄误w30具有由不銹鋼、鋁或等同物形成的底座32。第一和第二卡盒導向器34和36設置在底座32上以將卡盒20定位于其上。更為具體地，第一卡盒導向器34為器件的卡盒移動部件的零部件并且可移動以當一旦將晶片卡盒20放置在卡盒支撐體30上就將晶片卡盒20相反于第二卡盒導向器36導向。為此，底座30在其中具有導向狹槽41，且第一卡盒導向器34可以沿著其向或遠離第二卡盒導向器36移動。將第三卡盒導向器38設置在底座32的中央部分以相對于底座32固定晶片卡盒20。第三卡盒導向器20的中心限定出凹槽40，將晶片卡盒20底部的突出部插入該凹槽中。此外，將光電傳感器(圖5中的62)安裝在導向凹槽40的中央部分以探測晶片卡盒20是否穩(wěn)定地安裝于卡盒支撐體30。即，光電傳感器檢測晶片卡盒20的突出部60是否正確地容納在第三卡盒導向器的凹槽40中，以便于卡盒20由底座32穩(wěn)定地支撐。
參考圖5，除第一卡盒導向器34之外，晶片卡盒位置控制器件的卡盒移動部件還包括步進電動機44、與步進電動機44連接以便于由步進電動機44旋轉的滾珠螺絲56、以及LM(線性運動)導向器54，滾珠螺絲56穿過該LM導向器54延伸并與其嚙合以便于將滾珠螺絲的旋轉轉換成線性(水平)運動。滾珠螺絲56在底座32的導向狹槽41(圖4)的方向中延伸，以便于當步進電動機44工作時，LM導向器54由滾珠螺絲56在導向狹縫41的方向上驅動。LM導向器54與第一卡盒導向器34集成在一起以便于第一卡盒導向器34隨其一致運動。晶片卡盒位置控制器件還包括固定于LM導向器54的支架58、以及用于通過與支架58的接觸來探測第一卡盒導向器34的界限位置的第一和第二限位傳感器46和48。而且，該器件包括控制器42、以及設置在第二卡盒導向器36上以探測晶片卡盒20是否相對于第二卡盒導向器36設置的第一和第二導向傳感器50和52。第一和第二導向傳感器50和52包括逼近傳感器(proximity sensor)、壓力傳感器或限位開關。
基本上，一旦光電傳感器62檢測到晶片卡盒的導向突出部60存在于第三卡盒導向器38的導向凹槽40中，控制器42就控制步進電動機44以在一個(前進)方向上旋轉滾珠螺絲56。當?shù)诙尬粋鞲衅?8檢測到支架58到達前進界限位置或第一和第二導向傳感器50和52檢測到晶片卡盒20相鄰于第二卡盒導向器36存在(表示晶片卡盒20傳送到指定位置)時，控制器42還停止步進電動機44。然后，控制器42控制步進電動機44在另一(反向)方向上旋轉滾珠螺絲56，并在第一限位傳感器46檢測到支架58到達后退界限位置時停止步進電動機44。
因此，晶片卡盒位置控制器件的卡盒移動部件包括步進電動機44、滾珠螺絲56、與滾珠螺絲56集成在一起的LM導向器54、以及連接于LM導向器54并由LM導向器54移動以將晶片卡盒20導向到相對于底座32的指定位置的第一卡盒導向器34。另一方面，晶片卡盒位置控制器件的控制部件包括控制器40、操作連接于其的傳感器/探測器、以及支架58。
現(xiàn)在將參考圖4至6來描述本發(fā)明的更加詳細的操作。
首先，將晶片卡盒20裝載到晶片卡盒支撐體30上(步驟101)。在這種情況下，晶片卡盒20可以由手或機械手傳送到卡盒支撐體30。接著，控制器42檢驗光電傳感器62是否檢測到晶片卡盒20，即，檢測到卡盒20的突出部62存在于導向凹槽40中來表示卡盒20是否由晶片卡盒支撐體30穩(wěn)定地支撐(步驟102)。如果沒有探測到晶片卡盒20由晶片卡盒支撐體30穩(wěn)定地支撐，則控制器產生警報并停止設備的操作(步驟103)。另一方面，如果探測到晶片卡盒20由晶片卡盒支撐體30穩(wěn)定地支撐，則控制器42在前進方向上驅動步進電動機44(步驟104)。結果，滾珠螺絲56旋轉，由此在第一方向上線性地移動LM導向器54和第一卡盒導向器34。此時，第一卡盒導向器34將晶片卡盒20朝向第二卡盒導向器36導向。安裝在第二卡盒導向器36上的第一和第二導向傳感器50和52在晶片卡盒20到達第二卡盒導向器36時探測。其間，控制器42還通過第二限位傳感器48的檢測來監(jiān)視連接于LM導向器54的支架58到達前進界限位置(步驟105)。
如果探測到支架58存在于前進界限位置，控制器42產生警報并關閉步進電動機44(步驟106)。另一方面，只要通過第二限位傳感器48沒有探測到支架58存在于前進界限位置，控制器42通過第一和第二導向傳感器50和52的探測來檢驗晶片卡盒20是否相鄰于第二卡盒導向器36(步驟107)。只要晶片卡盒20沒有到達第二卡盒導向器36，控制器42就繼續(xù)監(jiān)視支架58到達第一界限位置(步驟108)。然后，控制器42開始定時操作以允許經歷預定的時間周期，例如2秒(步驟109)。一旦經歷預定的時間周期，控制器42就在反向方向上驅動步進電動機44(步驟110)。結果，滾珠螺絲56反向旋轉，LM導向器54水平移動，且第一卡盒導向器34遠離第二卡盒導向器36水平移動。此時，控制器42通過第一限位傳感器46的檢測來檢驗連接于第一卡盒導向器34的支架58是否到達后退位置(步驟111)。一旦支架58接觸第一限位傳感器46，則控制器42停止步進電動機44(步驟112)。此時，卡盒位置控制器件假設一備用狀態(tài)，在該備用狀態(tài)下，可以從晶片支撐體30上移走晶片卡盒20，并且可以將下一個晶片卡盒裝載到晶片支撐體30上。
盡管根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，上面描述了控制器42檢測晶片卡盒20的裝載；驅動步進電動機44，以便于通過移動第一卡盒導向器34，晶片卡盒20變?yōu)檎掣接诘诙ê袑蚱?6；以及通過第一和第二導向傳感器50和52來檢測運動完成狀態(tài)，由此停止步進電動機44；根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例，驅動步進電動機44預定時間，然后在檢測到晶片卡盒20裝載之后停止，由此可以控制晶片卡盒20的位置，而不脫離本發(fā)明的精神。即，取代通過第一和第二導向傳感器50和52檢測晶片卡盒20的指定位置，可以僅驅動步進電動機44預定時間然后停止。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，將晶片卡盒裝載到卡盒支撐體上，然后將其移動到指定位置。因此，通過機械手(C/S ARM)或等同物總是可以將晶片裝載到同一相對位置/從同一相對位置卸載。因此，防止晶片受損。
最后，本發(fā)明優(yōu)選實施例的變形和修改對于本領域技術人員來說是顯而易見的。因此，可知這些和其它改變和變形落入由附屬權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內。
權利要求
1.一種用于在半導體制造設備中對準晶片卡盒的晶片卡盒支撐體器件，該器件包括包含底座的晶片卡盒支撐體；控制部件，包括相對于底座定位以便于檢測晶片卡盒是否處于晶片卡盒上的穩(wěn)定支撐位置的位置傳感器，和操作連接于位置傳感器以便于當位置傳感器檢測到晶片卡盒存在于底座上的穩(wěn)定支撐位置時產生和輸出電動驅動信號的控制器；以及卡盒移動部件，包括操作連接于所述控制器，以便于接收來自于其的電動驅動信號的電動機并在接收所述信號時輸出驅動力，和連接于所述電動機，以便于被由電動機所輸出的驅動力驅動的可移動第一晶片卡盒導向器。
2.權利要求1的晶片卡盒支撐體器件，其中所述電動機為具有旋轉輸出軸的步進電動機，且所述卡盒移動部件還包括連接于步進電動機的輸出軸以便于由其旋轉的滾珠螺絲，和與滾珠螺絲嚙合以便于將滾珠螺絲的旋轉運動轉換為線性運動的LM(線性運動)導向器，所述卡盒可移動導向器連接于LM導向器以便于沿LM導向器移動。
3.權利要求2的晶片卡盒支撐體器件，其中所述控制部件還包括連接于LM導向器以便于隨其向前和向后移動的支架，相對于支架定位的以便于在支架到達后退界限位置時檢測的第一限位傳感器，和相對于支架定位的以便于在支架到達前進界限位置時檢測的第二限位傳感器，所述限位傳感器操作地連接于所述控制器以便于向控制器發(fā)出信號以表示支架分別到達后退和前進界限位置。
4.用于在半導體制造設備中對準晶片卡盒的晶片卡盒支撐體器件，該器件包括包括要將晶片卡盒支撐于其上的底座的晶片卡盒支撐體；步進電動機；與步進電動機連接在一起以便于由其選擇地在旋轉的前進和反向方向上驅動的滾珠螺絲；與滾珠螺絲嚙合以便于隨其前進或后退移動的LM(線性移動)導向器；第一卡盒導向器，固定到LM導向器，以便隨之向前盒向后移動，所述第一卡盒導向器可與由卡盒支撐體的底座支撐的晶片卡盒嚙合，以便于第一卡盒導向器可以沿著底座移動晶片卡盒；相對于卡盒支撐體的底座設置在固定位置且在其運動的前進方向上與第一卡盒導向器間隔開的第二卡盒導向器導向器，在通過第一卡盒導向器將卡盒沿著卡盒支撐體的底座移動的同時，第二卡盒導向器與卡盒嚙合以便于將卡盒固定在相對于底座的位置上；相對于卡盒支撐體的底座定位以便于檢測晶片卡盒存在于底座上的穩(wěn)定支撐位置處的光電傳感器；以及操作連接于光電傳感器和步進電動機以便于當光電傳感器檢測晶片卡盒存在于卡盒支撐體底座上的穩(wěn)定支撐位置處時驅動步進電動機的控制器。
5.權利要求4的器件，且還包括固定于LM導向器以便于隨其移動的支架，以及相對于支架定位以便于分別在支架到達后退和前進界限位置時檢測的第一和第二限位傳感器，所述限位傳感器操作連接于所述控制器以便于向控制器發(fā)送信號以表示支架分別到達后退和前進界限位置。
6.權利要求5的器件，且還包括至少一個設置在第二卡盒導向器上以便于探測晶片卡盒相鄰于第二卡盒導向器存在的導向傳感器。
7.一種控制晶片卡盒在半導體制造設備中的位置的方法，該方法包括將晶片卡盒裝載到晶片卡盒支撐體的底座上；和在將晶片卡盒裝載到晶片卡盒支撐體的底座上之后，晶片卡盒支撐體在前進方向上相對于底座移動第一卡盒導向器，同時第一卡盒導向器與晶片卡盒嚙合并由此將晶片卡盒沿著底座移動到指定的相對位置。
8.權利要求7的方法，且還包括在將晶片卡盒裝載到底座上之后檢測晶片卡盒是否由晶片支撐體的底座穩(wěn)定支撐，且其中，僅當檢測到晶片卡盒穩(wěn)定地支撐于底座上時，通過第一卡盒導向器將晶片卡盒移動到指定的相對位置。
9.權利要求8的方法，其中所述在前進方向上移動第一卡盒導向器包括驅動步進電動機在前進方向上操作，且還包括檢測何時晶片卡盒到達指定相對位置；以及一旦在指定相對位置檢測到晶片卡盒，則停止步進電動機的操作。
10.權利要求9的方法，且還包括一旦在指定相對位置檢測到晶片卡盒，開始計數(shù)操作，和當計數(shù)操作確定經過指定時間周期時驅動步進電動機在后退方向上操作，因為已經停止步進電動機操作，由此將第一卡盒導向器返還到初始位置。
全文摘要
一種卡盒位置控制器件，在將晶片卡盒裝載到卡盒支撐體上時控制其中存儲有晶片的卡盒的位置。除了卡盒支撐體之外，該器件還具有卡盒移動部件和控制部件?？刂撇考z測晶片卡盒在卡盒支撐體上的狀態(tài)，且產生并輸出電動驅動信號以將卡盒移動到卡盒支撐體上的指定相對位置上?？ê幸苿硬考憫陔妱域寗有盘枌⒕ê幸苿拥街付ㄎ恢?。因此，在將晶片卡盒放置在卡盒支撐體上之后，可以將晶片裝載到同一指定位置或從同一指定位置卸載晶片。
文檔編號H01L21/673GK1702850SQ200510072660
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權日2004年5月17日
發(fā)明者李鐘華 申請人:三星電子株式會社