CN107464772B - 晶片支撑及校准设备 - Google Patents

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Abstract

本发明所公开的是晶片支撑及校准设备。晶片支撑及校准设备包括适用于固定、校准及支撑晶片的多个晶片支撑元件。晶片支撑元件包括至少一个平坦部分以支撑晶片、至少一个校准边缘部分从至少一个平坦部分向上突出以及由至少一个平坦部分的一部分雕刻而成的至少一个凹陷袋区。至少一个凹陷袋区适用于接收至少一个垫。可保持硅晶片的校准以及在(其)位置(上)，防止在制造程序中移动硅晶片从站至站的机械终端作用设备在线性和旋转移动时滑动。

Description

晶片支撑及校准设备
本发明是2014年03月11日所提出的申请号为201480014139.X、发明名称为《晶片支撑及校准设备》的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的实施例是有关于晶片支撑及校准设备，特别是有关于用于装置间传送晶片材料的晶片支撑及校准设备。
背景技术
硅晶片被用于制造半导体及太阳能电池。晶片受到牵涉多个机器及多个机台的多段制造程序。因此，晶片需要由一个机器/站传送至另一个机器/站一次或更多次。
通常使用叫做终端作用器的设备来传送晶片。典型的终端作用器可以是外观像手，其基座单元可依附于多个像手指的延伸。在每一个像手指的延伸上，多个晶片可间隔分开地固定于晶片垫的上面。最后的结果为由多个终端作用器指状部支撑晶片而形成的晶片矩阵。通常，终端作用器可线性移动(例如是向前及向后)或是整个在同个平面上旋转(例如是x-y轴)。终端作用器也可沿着第三方向的z轴移动以提供全范围的动作。
有几个形式的晶片介面特征用于半导体晶片处理设备。有时候硅酮垫用以从金属机械终端作用器指状部隔离硅晶片。有时候半导体晶片坐落在附着于沿着终端作用器指状部的周期间隔的硬滑垫上。硬滑垫通常由为高热塑性材料的聚醚醚酮(polyetheretherketone，以下简称PEEK)塑料所组成，其中高热塑性材料是半晶质的聚合物所组成。PEEK塑料的优点是在极端高温下保持其可焊接、可加工的力学性质，且可接线于环氧树脂(epoxies)氰基丙烯酸酯(cyanoacrylates)、聚胺基甲酸酯(polyurethanes)或硅酮。PEEK也不会在真空下释气且为一般允许接触半导体晶片的可接受的材料。
有几个形式的晶片介面特征用于半导体处理设备。有时候硅酮垫用于晶片处理设备，以从典型的金属机械终端作用器指状部分开硅晶片。如果硅晶片被金属终端作用器指状部接触，晶片可能被终端作用器指状部的基材污染。最近的晶片处理设备的发展包括具有唇状部形成于其上的典型的硬聚合物垫(例如是PEEK)。晶片坐落在垫上且当终端作用器设备加速或减速进入位置时被反推离唇状部。垫上的唇状部是用以相对于终端作用器对准晶片且确保当晶片传递至处理机台时有适当的晶片对准。若此种沿着终端作用器指状部支撑晶片的硬聚合物垫旋转太快时，晶片可侧着滑离终端作用器设备。当终端作用器震动或机械控制系统未被适当地调整，造成终端作用器指状部也振动时，在硬聚合物垫上的晶片也可在线性动作项目中滑动。
发明内容
在此公开及请求的实施例是对技术的改良，描述用以保持硅晶片的校准以及在(其)位置(上)以防止负责在制造程序中移动硅晶片从站至站的机械终端作用设备在线性和旋转移动时滑动的系统和设备。
在一实施例中，揭露了晶片支撑及校准设备。晶片支撑及校准设备包括适用于固定、校准及支撑晶片的多个晶片支撑元件以及多个基座。晶片支撑元件中的每一个包括至少一个平坦部分以支撑晶片、至少一个校准边缘部分从所述至少一个平坦部分向上突出以及由至少一个平坦部分的一部分雕刻而成的至少一个凹陷袋区。所述至少一个凹陷袋区适用于接收至少一个垫。所述多个基座适用于分别接收所述多个晶片支撑元件。所述基座还适用于沿着终端作用设备的指状部的长度而依附至所述终端作用设备的所述指状部，其中与所述多个基座相关连的所述垫的摩擦系数沿着所述指状部的长度而不同。
在一实施例中有揭露晶片支撑及校准设备。晶片支撑及校准设备包括适用于固定、校准及支撑晶片的多个晶片支撑元件。晶片支撑元件中的每一个包括至少一个用以支撑晶片的平坦部分、从所述至少一个平坦部分向上突出的至少一个校准边缘部分、由至少一个平坦部分的一部分雕刻而成的至少一个凹陷袋区以及适用于依附终端作用设备的指状部的多个下降部分。所述至少一个凹陷袋区适用于接收至少一个垫，其中所述多个晶片支撑元件沿所述指状部的长度设置，且与所述多个晶片支撑元件相关连的所述垫的摩擦系数沿着所述指状部的长度而不同。
在另一个实施例中，揭露了晶片支撑及校准设备。晶片支撑及校准设备包括适用于固定、校准及支撑晶片的晶片支撑元件。晶片支撑元件包括至少一个平坦部分以支撑晶片、至少一个校准边缘部分从所述至少一个平坦部分向上突出以及由至少一个平坦部分的一部分雕刻而成的至少一个凹陷袋区。所述至少一个凹陷袋区适用于接收至少一个垫。
附图说明
图1为一实施例中晶片支撑及校准设备的说明。
图2为一实施例中使用于图1的晶片支撑及校准设备的垫的说明。
图3为另一实施例中晶片支撑及校准设备的说明。
图4为一实施例说明其上依附有多个晶片支撑及校准设备的终端作用器设备晶片的部分透视图。
图5为一实施例说明其上依附有多个晶片支撑及校准设备的终端作用设备的上视图。
图6A为一实施例说明终端作用器设备具有介于多个晶片支撑及校准设备之间的多个晶片的上视图。
图6B为一实施例说明具有晶片放置在多个晶片支撑及校准设备之间的终端作用器设备的更多细节的部分透视图。
具体实施方式
本发明将在现在于下文中通过参考随附的附图(揭示本发明的较佳实施例)而被描述地更为充分。然而，本发明可以用许多不同形式来实施，且不应被建构为对于在此所列的实施例的限制。相反地，这些实施例被提供以使本公开是彻底且完善的，且充分地传递发明的范畴至本领域的技术人员。在所有的附图中，类似的数字代表类似的元件。
图1为一实施例中晶片支撑及校准设备100的说明。晶片支撑及校准设备100包括可移除的可附上于元件支撑部件140的晶片支撑元件120。元件支撑部件140，反过来说，可以是附着于或可移除的可附上于终端作用器设备-特别是终端作用器指状部110。终端作用器指状部110通常为了强度、硬度及共振而以金属制作而成，进而在制造程序中，传送晶片从站到站的操作期间理想地执行(工作)。然而，金属必须从其负责运送的半导体晶片被屏蔽，因为金属可污染半导体晶片而改变晶片的理想性质。因此，晶片支撑及校准设备100可包括聚合物材质，例如(举例而言)是聚醚醚酮(PEEK)或硅酮。晶片支撑元件120及元件支撑部件140可包括太阳能相容的材料，例如是PEEK或其他聚合物、金属、陶瓷或玻璃。
晶片支撑元件120可以是使用扣合或螺纹接口并可移除的可附着于元件支撑部件140，其中晶片支撑元件120合适地紧贴于元件支撑部件140，但如有必要仍可被移除或取代。
晶片支撑元件120还包括晶片(或其部分)可以固定于其上的平坦部分123。晶片支撑元件120也包括突出或延伸向上并垂直于平坦部分123的校准边缘部分125。操作校准边缘部分125以提供止动(特别是当晶片支撑及校准设备100在动作中时)给固定的晶片。校准边缘部分125可具有轻微的曲度以协助晶片置换，其中曲度的峰或顶点可以是当用于和其他晶片支撑元件120的晶片支撑及校准设备100连接时有校准点的特征。举例而言，比一个还多的校准设备100可以是放在特定的终端作用器指状部110上，晶片可以是放在其中两个这些晶片支撑及校准设备100之间。
校准边缘部分125可操作以通过与其他晶片支撑及校准设备100的其他晶片支撑元件120共同工作，校准通过晶片支撑元件120支撑的晶片。其它晶片支撑元件120的校准边缘部分125皆校准，使得当晶片接触校准边缘部分125时晶片会自我对准。此内容将伴随后面的讨论且更清楚地示意于图5至图6B。
晶片支撑元件120还包括可以是由平坦部分123的次部分雕刻而成的凹陷袋区130。操作凹陷袋区130以接收且固定垫。元件支撑部件140包括基座部分150。基座部分150适于依附于如上叙述的终端作用器指状部110。举例而言，终端作用器指状部110可以是圆形状的。若是如此，基座部分150可以是类似的，半径稍微较大的圆的(形状)，进而合适地紧贴在涵盖终端作用器指状部110。这仅是终端作用器指状部110的形状的一个例子。终端作用器指状部110也可以是其它形状，而基座部分150可以是适合于永久的或可移除的耦合于终端作用器指状部110。
图2为一实施例中使用于图1的晶片支撑及校准设备100的垫105的说明。如稍早所提到，垫105可以是固定于晶片支撑元件120的凹陷袋区130的里面。凹陷袋区130及垫105已经示意为圆形状。这仅是一例子或实施例。凹陷袋区130及垫105可以其它互补的形状施行。
垫105可包括基于结合不污染晶片及介于垫105及晶片之间的摩擦系数的硅酮。硅酮具有约略0.25至0.75的摩擦系数。再者，垫105的表面质地也可被改变以影响摩擦系数。举例而言，垫105的表面区域可以是类似于砂纸的质地以增加摩擦系数。因此，材料的选择及垫的表面的质地图样影响了介于垫105和晶片的整体摩擦系数。此造成了“可调式”设备，其中较大的摩擦系数可应用至晶片在动作时遭受较大的力的区域。因此，在一位置的垫105或终端作用器设备的末端，像是图5的终端作用设备500，可具有相较于不同位置上或末端的不同的摩擦系数。举例而言，在终端作用器的反方向的两末端的长度的垫105可具有不同或变化的摩擦系数。终端作用器设备的垫105也可具有随着一特定维度变化的摩擦系数，其可以是，举例而言，沿着从一位置或末端至另一位置或末端的长度的梯度。使用在此公开的实施例，终端作用器可具有伴随着不同摩擦系数的垫。举例而言，每一个晶片、半个晶片、或通过终端作用器持住的每一个晶片的特定列可以是在垫上(并)伴随着不同的摩擦系数。除此之外，垫105可包括其它太阳能相容的材料像是PEEK或其它聚合物、陶瓷、玻璃或金属等不会污染晶片的材料。
当垫105固定于凹陷袋区130内时(会)略微突出于晶片支撑元件120的平坦部分123。这使得固定于平坦部分123上的晶片实际上会接触垫105。除此之外，当垫105固定时，被设计为不升高在校准边缘部分125上方固定的晶片。垫105具有的主要功能为当操作终端作用器设备使从一站移动固定的晶片至另一站的整个过程中始终维持晶片位置。经由终端作用器的传送可造成晶片被施加侧向力。若晶片滑离它们的预期位置，其可阻止制造程序。因此，垫105可包括具有理想的摩擦系数的材料。其中一个这样的材料可以是硅酮。垫105的摩擦系数可以是大于或少于晶片支撑元件120的平坦部分123的摩擦系数。
再者，垫105的摩擦系数可以是因不同的晶片支撑及校准设备100而变化。举例而言，当晶片沿着终端作用器指状部110位于更加外面时，施加到固定于终端作用器指状部110的多个晶片的力可增加。若在终端作用器设备的移动中有旋转元件，这点尤其正确。更加远离终端作用器设备的基座的旋转力(也就是终端作用器指状部110耦合于剩下的终端作用器设备处)大于较靠近终端作用器设备的基座的旋转力。因此，具有较高的摩擦系数的垫105可以用于更加远离终端作用器设备的基座且依附于终端作用器指状部110的晶片支撑元件120。可以依据终端作用器设备传给晶片的预期的线性、旋转及振动力选择垫的摩擦系数并施行于垫上。垫105可以是附着于凹陷袋区130的里面，用压力感测粘着剂、环氧基树脂或其他固定机构以保持其(在)位置(上)。
图3为另一实施例中晶片支撑及校准设备300的说明。与图1中相同的那些元件与特征已保持相同的参考标号。不同于那些在图1的元件与特征已用新的参考标号来辨别。晶片支撑及校准设备300包括晶片支撑元件220。晶片支撑元件220可以是附着于或可移除的可依附于终端作用器设备-特别是终端作用指状部110。晶片支撑及校准设备300也包括聚合物材料，举例而言，像是PEEK。
晶片支撑元件220还包括在晶片(或其部分)可以固定于其上的平坦部分123。晶片支撑元件220也包括突出或延伸向上并垂直于平坦部分123的校准边缘部分125。操作校准边缘部分125以提供止动给固定的晶片，特别是当晶片支撑及校准设备300在做动时。校准边缘部分125可具有轻微的曲度以协助晶片置换，其中曲度的峰或顶点可以是用作当用于和其他晶片支撑及校准设备300的其他晶片支撑元件220连接时的校准点。
操作校准边缘部分125，通过与其他晶片支撑及校准设备300的其他晶片支撑元件220共同工作，校准通过晶片支撑元件220支撑的晶片。其它晶片支撑元件220的校准边缘部分125皆校准，使得当晶片接触校准边缘部分125时晶片会自我对准。更清楚的内容将讨论于后并清楚地示意于图6A、图6B。晶片支撑元件220还包括可以是由平坦部分123的次部分雕刻而成的凹陷袋区130。操作凹陷袋区130以接收且固定垫，例如是图1的垫105。
晶片支撑元件220包括基座耦合部分240。基座耦合部分240从晶片支撑元件220下倾，且适用于依附在终端作用器指状部110上。举例而言，终端作用器指状部110可以是圆形状的。若是如此，基座耦合部分240可以是类似的，半径稍微较大的圆，进而合适地紧贴在涵盖终端作用器指状部110。这仅是终端作用器指状部110的形状的一个例子。为了基座耦合部分240适合于永久的或可移除的耦合，终端作用器指状部110可以使用其它形状。
图4为一实施例的说明多个依附于其上的晶片支撑及校准设备200的终端作用器设备400的部分透视图。终端作用器设备400部分被示意且包括基座部分410及多个终端作用器指状部110。每一个终端作用器指状部110包括多个依附于其上的晶片支撑及校准设备300。虽然说明晶片支撑及校准设备300是为了方便解释，每一个晶片支撑及校准设备已为了校准目的而被明确地放置且更明确地示于图5至图6B中。
图5说明具有多个晶片支撑物及依附于其上的校准设备200的终端作用设备500的一实施例的上视图。在此上视图中，终端作用器设备500被示意地更完整且包括具有多个洞511及终端作用器设备耦合机构320的基座部分510，其中终端作用器设备耦合机构320为可操作以耦合终端作用器设备500至未示意的移动的源)。举例而言，移动的源可以是在二维平面上(例如是x-y轴)具有整个范围的线性和旋转动作及可在z轴移动的第三个线性移动元件的机械手臂。
晶片支撑及校准设备200可以是沿着每一个终端作用器指状部110，在一校正的方向被相隔开以接收且分别固定于多个晶片中的其中一个。如图6A和图6B将示意的，每一个个别晶片的部分可以是固定在多个晶片支撑及校准设备200的多个晶片支撑元件220(如图3所示意)上。
图6A说明与示意于图5中同样的终端作用器设备500(具有放置于其顶上且介于多个晶片支撑及校准设备200之间的多个晶片600)的上视图。在本上视图中，多个晶片600中的每一个分别固定于多个晶片支撑及校准设备200上的其中一个。每一个晶片600伴随着单一个终端作用器指状部110。多个晶片600被相隔开且沿着每一个终端作用器指状部110的长度放置以形成列。每一个晶片600依靠于两个晶片支撑及校正设备200。除此之外，每一个晶片支撑及校准设备200，如图1中所说明，包括四个平坦部分123、四个凹陷袋区130及四个校准边缘部分125，安排成对操作：前方侧对侧面对面一对，后方侧对侧面对面一对。每一个前方侧对侧及后方面对面的一对跨坐终端作用器指状部110。虽然未示意，垫105可以是固定于每一个凹陷袋区130里面以控制介于每一个晶片600及晶片支撑及校准设备200之间的摩擦系数。每一个晶片600可依靠于晶片支撑及校准设备200的后方面对面的一对以及沿着终端作用器指状部110的下一个晶片支撑物及校准设备200的前方面对面的一对。晶片600校准至前方或后方的其一(并非两者)的校准边缘部分125的组。因为在每一个晶片600的另一面及介于晶片600与对侧的校准边缘部分125之间有小间隙，晶片600放置在反离校准边缘部分125。在此方式下，每一个晶片600依靠在四个表面123或在垫105上。在此安排下，晶片600可接触操作以校准晶片600的四个垫105且在末端作用设备300动作的期间保持晶片在位置上。当终端作用设备500在动作时，晶片600可能想要骑乘在校准边缘部分125之间。然而，垫105依据介于垫105及晶片600间的摩擦系数起到减少任何晶片600的移动的作用。重复此安排于每一个终端作用指状部110上以制造晶片600的矩阵，其可以确实地且有效地防止晶片600在校准时移动滑离。
图6B说明一实施例的具有放置在多个晶片支撑及校准设备200之间的晶片600的终端作用器设备500的更多细节的部分透视图。在此观点中，晶片600固定于四个垫105(在晶片600下方)之上且利用晶片支撑及校准设备200的晶片支撑元件220的校准边缘部分125来校准。晶片600实质上依靠于垫105之上且并未以任何其他方法依附。因此，摩擦力是仅有的，当外加侧向、旋转或震动力在传送期间施加至晶片600时保持晶片600在位置上的力。校准边缘部分125及垫105的组合提供保持多个晶片600的每一个在制造程序期间从站移动晶片600至另一站时维持晶片在位置上的作用。
展现于此的实施例提供超过现有设计的改良。介于晶片和终端作用器之间的较高的摩擦系数可利用硅酮垫来达成，同时保持校准特征。再者，每一个晶片位置可具有带着不同的摩擦系数的垫105以最佳化地抵制因为在每一个晶片位置的力可以是不同而每一个晶片600将遭受的加速度及旋转力。举例而言，晶片位置在终端作用指状部110的更加外面时，相较于晶片位置在较靠近终端作用器设备500的基座510时可遭受更大的旋转力。对这些晶片位置提供更大的摩擦系数可使他们保持如同其他晶片位置一般稳定。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种晶片支撑及校准设备，其特征在于，包括：
多个晶片支撑元件，适用于固定、校准及支撑晶片，所述多个晶片支撑元件中的每一个包括：
至少一平坦部分以支撑所述晶片；
至少一校准边缘部分从所述至少一平坦部分向上突出；以及
至少一凹陷袋区，由所述至少一平坦部分的一部分雕刻而成，所述至少一凹陷袋区适用于接收至少一垫；以及
多个基座，适用于分别接收所述多个晶片支撑元件，所述多个基座还适用于沿着终端作用设备的指状部的长度而依附至所述终端作用设备的所述指状部，其中与所述多个基座相关连的所述垫的摩擦系数沿着所述指状部的长度而不同。
2.根据权利要求1所述的晶片支撑及校准设备，其特征在于，所述晶片支撑元件的材质包括聚醚醚酮塑料，所述至少一垫的材质包括硅酮。
3.根据权利要求1所述的晶片支撑及校准设备，其特征在于，所述至少一校准边缘部分是弯曲的，使得所述至少一校准边缘部分的最外面的点对应到固定在所述至少一平坦部分的所述晶片上的校准点。
4.根据权利要求1所述的晶片支撑及校准设备，其特征在于，所述至少一垫相较于所述晶片支撑元件的所述平坦部分具有较高的摩擦系数。
5.根据权利要求1所述的晶片支撑及校准设备，其特征在于，所述至少一垫相较于所述晶片支撑元件的所述平坦部分具有较低的摩擦系数。
6.一种晶片支撑及校准设备，其特征在于，包括：
多个晶片支撑元件，适用于固定、校准及支撑晶片，所述多个晶片支撑元件中的每一个包括：
至少一平坦部分以支撑所述晶片；
至少一校准边缘部分从所述至少一平坦部分向上突出；以及
至少一凹陷袋区由所述至少一平坦部分的一部分雕刻而成，所述凹陷袋区适用于接收至少一垫；以及
多个基座耦合部分，适用于依附终端作用设备的指状部，
其中所述多个晶片支撑元件沿所述指状部的长度设置，且与所述多个晶片支撑元件相关连的所述垫的摩擦系数沿着所述指状部的长度而不同。
7.根据权利要求6所述的晶片支撑及校准设备，其特征在于，所述晶片支撑元件的材质包括聚醚醚酮塑料，所述至少一垫的材质包括硅酮。
8.根据权利要求6所述的晶片支撑及校准设备，其特征在于，所述至少一校准边缘部分是弯曲的，使得所述至少一校准边缘部分的最外面的点对应到固定在所述至少一平坦部分的所述晶片上的校准点。
9.根据权利要求6所述的晶片支撑及校准设备，其特征在于，所述至少一垫相较于所述晶片支撑元件的所述平坦部分具有较高的摩擦系数。
10.根据权利要求6所述的晶片支撑及校准设备，其特征在于，所述至少一垫相较于所述晶片支撑元件的所述平坦部分具有较低的摩擦系数。
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