CN108346610A - 伯努利末端执行器 - Google Patents
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Abstract
本揭示提供一种伯努利末端执行器，用于传送一基板，包含：一本体，具有一气体传送通道、一进气孔和至少一第一出气孔，其中所述气体传送通道连通所述进气孔和所述至少一第一出气孔；以及一间隔盖板，覆盖在所述气体传送通道上，其中所述本体在所述气体传送通道内具有相对所述本体的表面不同深度的第一阶梯面和第二阶梯面。
Description
技术领域
本揭示涉及一种用于传送基板的末端执行器，特别是涉及一种于传送基板的伯努利末端执行器。
背景技术
随着半导体产品朝着轻薄短小的趋势发展，封装前的晶圆的厚度也趋于薄型化。相应地，对于大尺寸的晶圆而言，当厚度减薄之后在制造过程中极易产生碎裂。举例来说，当晶圆的厚度减薄至300微米(μm)以下时，若采用一般真空吸盘吸取所述薄型的晶圆容易因为施力过大或不平均而导致所述晶圆破碎。
因此，为了避免在传送与处理期间损坏晶圆，现今已经发展出多种针对薄型晶圆的传送设备，其中一种为利用伯努利原理而发展出的伯努利末端执行器，其通常被安装固定在传送装置的机械手臂的前端，用于承载和取放薄型晶圆。所述伯努利末端执行器具有一中空的气体传送通道，且所述气体传送通道的两侧分别设置进气孔和出气孔。通过从所述进气孔注入一压缩气体，使所述压缩气体沿着所述气体传送通道从所述出气孔高速喷出，进而带动所述出气孔周围的空气往所述出气孔高速地流动以产生吸附作用。
然而，在现有的伯努利末端执行器中，为了产生足够大的吸附力以及足够广的吸附区域，必须在所述进气孔注入至少2.5公斤的压缩气体。也就是说，注入的压缩气体产生的作用力与实际需要的吸附力有相当大的落差，故若是单一出气孔设计不当时容易发现单点吸附力过大的问题。意味着，在现有的伯努利末端执行器中存在难以精细地调控实际产生的吸附力和吸附区域的问题。因此，当通过现有的伯努利末端执行器传送厚度减薄至100微米，甚至是75微米以下的晶圆时仍存在相当高的破片率。
有鉴于此，有必要提出一种新的伯努利末端执行器，以解决现有技术中存在的技术问题。
发明内容
为解决上述现有技术的问题，本揭示的目的在于提供一种伯努利末端执行器，其通过改变气体传送通道和与基板接触的表面的设计，以在所述伯努利末端执行器生成均匀分布的吸附力和足够宽广的吸附区域，进而达到缩减注入的气体量，并且可解决因单点吸附力过大导致晶圆破片的问题。
为达成上述目的，本揭示提供一种伯努利末端执行器，用于传送一基板，包含：一本体，包含一第一面和一相对所述第一面的第二面，并且所述本体沿着所述第一面形成有一进气孔和至少一第一出气孔，以及所述本体沿着所述第二面形成有一气体传送通道，其中所述气体传送通道连通所述进气孔和所述至少一第一出气孔；以及一间隔盖板，覆盖在所述气体传送通道上，其中所述本体在所述气体传送通道内具有相对所述本体的所述第二面不同深度的第一阶梯面和第二阶梯面。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述本体沿着所述第一面设置有多个沟槽和一连通所述多个沟槽的连接通道，并且所述至少一第一出气孔形成在所述本体的所述连接通道的位置。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述多个沟槽为依序排列的半环形沟槽，并且所述多个沟槽的长度依序递增。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述本体包含一用于与一机械手臂组合的延伸部和一用于承载所述基板的承载部，其中所述气体传送通道、所述进气孔和所述至少一第一出气孔位在所述承载部。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述第二阶梯面相对所述本体的所述第二面的深度大于所述第一阶梯面相对所述本体的所述第二面的深度，并且所述至少一第一出气孔设置在靠近所述第一阶梯面与所述第二阶梯面交接的位置。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述至少一第一出气孔设置在所述第二阶梯面上。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述气体传送通道延伸至所述本体的一侧边以形成至少一第二出气孔，并且所述至少一第二出气孔的出气方向垂直于所述至少一第一出气孔的出气方向。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述至少一第二出气孔的出气方向平行于所述伯努利末端执行器的行进方向。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述本体的外型呈现一“Y”字型，所述气体传送通道延伸至所述本体的对称的两侧边以在对称的两侧边分别形成一第二出气孔，并且所述气体传送通道还包含另一第二出气孔设置在所述本体的所述对称的两侧边之间，以及其中所述第二出气孔的出气方向垂直于所述至少一第一出气孔的出气方向。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述伯努利末端执行器进一步包含一感测器，设置在所述本体的所述第一面，用于感测是否有所述基板放置在所述伯努利末端执行器上。
本揭示还提供一种伯努利末端执行器，用于传送一基板，包含：一本体，包含一第一面和一相对所述第一面的第二面，并且所述本体沿着所述第一面形成有一进气孔和至少一第一出气孔，以及所述本体沿着所述第二面形成有一气体传送通道，其中所述气体传送通道连通所述进气孔和所述至少一第一出气孔；以及一间隔盖板，覆盖在所述气体传送通道上，其中所述本体沿着所述第一面设置有多个沟槽和一连通所述多个沟槽的连接通道，以及所述至少一第一出气孔形成在所述本体的所述连接通道的位置。
本揭示其中之一优选实施例当中，所述本体在所述气体传送通道内具有相对所述本体的所述第二面不同深度的第一阶梯面和第二阶梯面。
相较于现有技术，本揭示通过在气体传送通道设置阶梯差，以及在伯努利末端执行器上与基板接触的表面设置多个依序排列的沟槽，使得所述伯努利末端执行器能生成均匀分布的吸附力和足够宽广的吸附区域，故能有效地降低注入的压缩气体的力道，以缩减注入的压缩气体的力道与实际对于晶圆单点所需的吸附力之间的差距，进而解决因对晶圆单点施加的吸附力过大导致破片的问题。
附图说明
图1显示一种根据本揭示的第一优选实施例的伯努利末端执行器的上视立体图；
图2显示图1的伯努利末端执行器的下视平面图；
图3显示图1的伯努利末端执行器的本体的下视立体图；
图4A显示沿着图2的A-A截线的剖面图；
图4B显示图4A的G部分的放大图；
图5A显示沿着图2的B-B截线的剖面图；
图5B显示图5A的F部分的放大图；
图6显示一种根据本揭示的第二优选实施例的伯努利末端执行器的立体图；
图7显示一种根据本揭示的第三优选实施例的伯努利末端执行器的立体图；
图8显示图7的伯努利末端执行器的下视平面图；
图9显示图7的伯努利末端执行器的本体的下视立体图；以及
图10显示一种根据本揭示的第四优选实施例的伯努利末端执行器的立体图。
具体实施方式
为了让本揭示的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本揭示优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
请参照图1和图2，其图1显示一种根据本揭示的第一优选实施例的伯努利末端执行器10的上视立体图，以及图2显示图1的伯努利末端执行器10的下视平面图。所述伯努利末端执行器10可装设在一自动化控制装置的机械手臂上，用于承载、传送和取放一基板。优选地，所述基板为一薄型的半导体晶圆。如图1和图2所示，所述伯努利末端执行器10包含一本体100和一间隔盖板200。所述本体100大致呈现一“Y”字型，具有一承载部110和一延伸部120。所述本体100的厚度优选地小于3毫米(mm)，故所述伯努利末端执行器10伸入卡匣内时，其可顺利地通过任两片晶圆之间的空间。所述延伸部120上设置有一进气孔140，用于与一气体供应源连接。所述承载部110上设置有一对第一出气孔130和一对第二出气孔135，其中所述对第一出气孔130和所述对第二出气孔135分别位在所述承载部110的对称的两侧。如图1所示，所述对第一出气孔130的出气方向Z垂直于所述对第二出气孔135的出气方向X。应当注意的是，在本实施例中所述第二出气孔135的出气方向X平行于所述伯努利末端执行器10的行进方向，此设计是为了配合在一般放置晶圆的卡匣中，卡匣正对于所述伯努利末端执行器10的行进方向的位置通常是采用篓空无遮蔽的设计，故当所述第二出气孔135喷出气体时，气体可顺利地朝卡匣外排出不会造成放置在卡匣上的晶圆的晃动。由此可知，本揭示的所述第二出气孔135的出气方向优选地可视对应使用的卡匣结构而改变其出气方向的设计。
请参照图1至图3，图3显示图1的伯努利末端执行器10的本体100的下视立体图。所述本体100包含一第一面102和一相对所述第一面102的第二面104。所述本体100的所述第二面104设置有相对所述第二面104凹陷的气体传送通道150，其中所述气体传送通道150延伸至所述本体100的侧边以形成所述对第二出气孔135。为了防止气体从所述第二面104泄漏，所述间隔盖板200覆盖在所述本体100的所述气体传送通道150上，进而形成仅连通所述进气孔140和所述对第一出气孔130与所述对第二出气孔135的所述气体传送通道150。当通过气体供应源从所述进气孔140注入一压缩气体时，所述压缩气体通过所述气体传送通道150传送至所述本体100的所述承载部110，接着通过所述对第一出气孔130与所述对第二出气孔135高速喷出，进而带动所述承载部110上的对应出气位置的周围(如图5B中的虚线区域R)的空气高速地流动以产生吸附作用。
请参照图4A和图4B，图4A显示沿着图2的A-A截线的剖面图，以及图4B显示图4A的G部分的放大图。所述本体100具有相对所述第二面104凹陷不同深度的第一阶梯面S1、第二阶梯面S2和第三阶梯面S3，其中所述第三阶梯面S3相对于所述第二面104的深度H3浅于所述第一阶梯面S1和所述第二阶梯面S2相对于所述第二面104的深度。所述第一阶梯面S1和所述第二阶梯面S2的特征将于后续详细描述。所述第三阶梯面S3是用于与所述间隔盖板200固定连接，并且当所述间隔盖板200放置在所述第三阶梯面S3上时，所述间隔盖板200的外表面会与所述本体100的所述第二面104共平面。也就是说，从所述伯努利末端执行器10的下方(即，从图2的方向)视的时，所述本体100与所述间隔盖板200的接合处不具有阶梯差。
请参照图5A和图5B，图5A显示沿着图2的B-B截线的剖面图，以及图5B显示图5A的F部分的放大图。所述本体100具有相对所述第二面104凹陷深度H1的所述第一阶梯面S1和相对所述第二面104凹陷深度H2的所述第二阶梯面S2。如同前述，由于所述间隔盖板200的外表面会与所述本体100的所述第二面104共平面，因此在图5B中所述第一阶梯面S1和所述第二阶梯面S2相对所述间隔盖板200的外表面凹陷的深度相当于相对所述本体100的所述第二面104凹陷的深度。如图5B所示，所述第一出气孔130设置在所述第二阶梯面S2，且位在靠近所述第一阶梯面S1与所述第二阶梯面S2交接的位置。因此，本揭示通过所述第一阶梯面S1和所述第二阶梯面S2之间的阶梯差设计，可提升压缩气体通过所述第一出气孔130喷出而产生的压差比，故可达到有效地降低注入的压缩气体的力道，以缩减注入的压缩气体的力道与实际对于基板单点所需的吸附力之间的差距，进而避免因存在单点吸附力过大导致薄型基板破碎的问题。此外，通过实验证实，当通过现有的伯努利末端执行器与本揭示的所述伯努利末端执行器10传送同一基板时，本揭示只需注入力道相较现有技术的十分的一的压缩气体，即可达到搬运和传送基板的效果。故，通过本揭示的所述伯努利末端执行器10传送基板还可有效地节省消耗的气体量。
如图1所示，所述伯努利末端执行器10的所述本体100的所述第一面102设置有四个沟槽160和两个连通所述四个沟槽160的连接通道172和一个辅助连接通道174，其中所述四个沟槽160为依序排列的半环形沟槽，并且所述四个沟槽160的长度依序递增。所述对第一出气孔130分别形成在所述两个连接通道172上。可以理解的是，所述多个沟槽160、所述多个连接通道172和所述辅助连接通道174的数量仅作为一种示例，本揭示并不局限于此。所述多个沟槽160和所述多个连接通道172和辅助连接通道174皆相对于所述本体100的所述第一面102凹陷一特定深度(如图4A所示)。因此，当气体从所述对第一出气孔130喷出时，气体会通过所述多个连接通道172传递至所述多个沟槽160内。在本实施例中，通过多道半环形沟槽160的设计，使得所述伯努利末端执行器10会由内而外(从最内层的所述沟槽160往最外层的所述沟槽160)逐渐生成吸附力，以达到顺向整平晶圆的效果，故可避免当晶圆非平坦的放置时，采用紊乱多点一起对晶圆施加吸附力，容易发生因晶圆内部应力不平均而破碎的问题。
请参照图6，其显示一种根据本揭示的第二优选实施例的伯努利末端执行器20的立体图。所述伯努利末端执行器20是由两个相同的伯努利末端执行器10’叠置组合而形成，以达到可双面吸附的效果。第二优选实施例的所述伯努利末端执行器10’的结构和特征大致相同于第一优选实施例的所述伯努利末端执行器10，在此不加以赘述。第二优选实施例的所述伯努利末端执行器10’相较于第一优选实施例的所述伯努利末端执行器10差别在于，所述伯努利末端执行器10’上设置有多个锁固孔21。通过锁固件将所述两个伯努利末端执行器10’锁固在一起，可避免所述伯努利末端执行器20因厚度过薄而翘曲变形。
请参照图7到图9，图7显示一种根据本揭示的第三优选实施例的伯努利末端执行器30的立体图，图8显示图7的伯努利末端执行器30的下视平面图，以及图9显示图7的伯努利末端执行器30的本体300的下视立体图。所述伯努利末端执行器30包含一本体300和一间隔盖板400。所述本体300具有一第一面302和一相对所述第一面302的第二面304，并且大致呈现一“Y”字型，包含一承载部310和一延伸部320。所述延伸部320上设置有一进气孔340，用于与一气体供应源连接。所述间隔盖板400覆盖在所述本体300的气体传送通道350上。第三优选实施例的所述伯努利末端执行器30的结构和特征大致相同于第一优选实施例的所述伯努利末端执行器10。例如，在第三优选实施例中，所述承载部310上设置有一对第一出气孔330，并且所述气体传送通道350对应于所述对第一出气孔330的结构和特征大致相同于第一优选实施例，在此不加以赘述。
如图7到图9所示，第三优选实施例的所述伯努利末端执行器30和第一优选实施例的所述伯努利末端执行器10两者差别在于，第三优选实施例的所述伯努利末端执行器30进一步包含一感测器500，以及所述承载部310上设置有三个第二出气孔335，其中所述三个第二出气孔335位在所述承载部310的对称的两侧以及中间。具体来说，所述气体传送通道350延伸至“Y”字型的所述本体300的对称的两侧边，以在对称的两侧边分别形成一第二出气孔335，并且所述气体传送通道350还包含另一第二出气孔335设置在所述本体300的所述对称的两侧边之间。所述第二出气孔335的出气方向垂直于所述第一出气孔330的出气方向。在第三优选实施例中，通过在对应所述本体300的所述承载部310的中间的位置增设所述第二出气孔335，使得所述伯努利末端执行器30施加在基板上的吸附力更为均匀。另一方面，在第三优选实施例中，所述感测器500是设置在所述本体300的所述第一面302，并且是设置所述承载部310的位置。因此，可通过所述感测器500感测是否有基板放置在所述伯努利末端执行器30上。
请参照图10，其显示一种根据本揭示的第四优选实施例的伯努利末端执行器40的立体图。所述伯努利末端执行器40是由两个相同的伯努利末端执行器30’叠置组合而形成，以达到可双面吸附的效果。第四优选实施例的所述伯努利末端执行器30’的结构和特征大致相同于第三优选实施例的所述伯努利末端执行器30，在此不加以赘述。在第四优选实施例中，所述两个伯努利末端执行器30’可通过各种适合的锁固件锁固在一起，进而避免所述伯努利末端执行器40因厚度过薄而翘曲变形。
综上所述，本揭示通过在气体传送通道设置阶梯差，以及在伯努利末端执行器上与基板接触的表面设置多个依序排列的沟槽，使得所述伯努利末端执行器能生成均匀分布的吸附力和足够宽广的吸附区域，故能有效地降低注入的压缩气体的力道，以缩减注入的压缩气体的力道与实际对于晶圆单点所需的吸附力之间的差距，进而解决因对晶圆单点施加的吸附力过大导致破片的问题。
以上仅是本揭示的优选实施方式，应当指出，对于本领域具有通常知识者，在不脱离本揭示原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本揭示的保护范围。
Claims (20)
1.一种伯努利末端执行器，用于传送一基板，其特征在于，包含：
一本体，包含一第一面和一相对所述第一面的第二面，并且所述本体沿着所述第一面形成有一进气孔和至少一第一出气孔，以及所述本体沿着所述第二面形成有一气体传送通道，其中所述气体传送通道连通所述进气孔和所述至少一第一出气孔；以及
一间隔盖板，覆盖在所述气体传送通道上，其中所述本体在所述气体传送通道内具有相对所述本体的所述第二面不同深度的第一阶梯面和第二阶梯面。
2.如权利要求第1项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述本体沿着所述第一面设置有多个沟槽和一连通所述多个沟槽的连接通道，并且所述至少一第一出气孔形成在所述本体的所述连接通道的位置。
3.如权利要求第2项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述多个沟槽为依序排列的半环形沟槽，并且所述多个沟槽的长度依序递增。
4.如权利要求第1项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述本体包含一用于与一机械手臂组合的延伸部和一用于承载所述基板的承载部，其中所述气体传送通道、所述进气孔和所述至少一第一出气孔皆位在所述承载部。
5.如权利要求第4项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述第二阶梯面相对所述本体的所述第二面的深度大于所述第一阶梯面相对所述本体的所述第二面的深度，并且所述至少一第一出气孔设置在靠近所述第一阶梯面与所述第二阶梯面交接的位置。
6.如权利要求第5项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述至少一第一出气孔设置在所述第二阶梯面上。
7.如权利要求第1项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述气体传送通道延伸至所述本体的一侧边以形成至少一第二出气孔，并且所述至少一第二出气孔的出气方向垂直于所述至少一第一出气孔的出气方向。
8.如权利要求第7项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述至少一第二出气孔的出气方向平行于所述伯努利末端执行器的行进方向。
9.如权利要求第1项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述本体的外型呈现一“Y”字型，所述气体传送通道延伸至所述本体的对称的两侧边以在对称的两侧边分别形成一第二出气孔，并且所述气体传送通道还包含另一第二出气孔设置在所述本体的所述对称的两侧边之间，以及其中所述第二出气孔的出气方向垂直于所述至少一第一出气孔的出气方向。
10.如权利要求第1项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述伯努利末端执行器进一步包含一感测器，设置在所述本体的所述第一面，用于感测是否有所述基板放置在所述伯努利末端执行器上。
11.一种伯努利末端执行器，用于传送一基板，其特征在于，包含：
一本体，包含一第一面和一相对所述第一面的第二面，并且所述本体沿着所述第一面形成有一进气孔和至少一第一出气孔，以及所述本体沿着所述第二面形成有一气体传送通道，其中所述气体传送通道连通所述进气孔和所述至少一第一出气孔；以及
一间隔盖板，覆盖在所述气体传送通道上，其中所述本体沿着所述第一面设置有多个沟槽和一连通所述多个沟槽的连接通道，以及所述至少一第一出气孔形成在所述本体的所述连接通道的位置。
12.如权利要求第11项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述多个沟槽为依序排列的半环形沟槽，并且所述多个沟槽的长度依序递增。
13.如权利要求第11项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述本体在所述气体传送通道内具有相对所述本体的所述第二面不同深度的第一阶梯面和第二阶梯面。
14.如权利要求第13项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述第二阶梯面相对所述本体的所述第二面的深度大于所述第一阶梯面相对所述本体的所述第二面的深度，并且所述至少一第一出气孔设置在靠近所述第一阶梯面与所述第二阶梯面交接的位置。
15.如权利要求第14项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述至少一第一出气孔设置在所述第二阶梯面上。
16.如权利要求第11项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述气体传送通道延伸至所述本体的一侧边以形成至少一第二出气孔，并且所述至少一第二出气孔的出气方向垂直于所述至少一第一出气孔的出气方向。
17.如权利要求第16项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述至少一第二出气孔的出气方向平行于所述伯努利末端执行器的行进方向。
18.如权利要求第11项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述本体包含一用于与一机械手臂组合的延伸部和一用于承载所述基板的承载部，其中所述气体传送通道、所述进气孔、所述至少一第一出气孔、所述多个沟槽和所述连接通道皆位在所述承载部。
19.如权利要求第11项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述本体的外型呈现一“Y”字型，所述气体传送通道延伸至所述本体的对称的两侧边以在对称的两侧边分别形成一第二出气孔，并且所述气体传送通道还包含另一第二出气孔设置在所述本体的所述对称的两侧边之间，以及其中所述第二出气孔的出气方向垂直于所述至少一第一出气孔的出气方向。
20.如权利要求第11项所述的伯努利末端执行器，其特征在于，所述伯努利末端执行器进一步包含一感测器，设置在所述本体的所述第一面，用于感测是否有所述基板放置在所述伯努利末端执行器上。
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