CN108695217B - 衬底传送装置及其端缘作用器 - Google Patents

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Abstract

一种端缘作用器，其包括吸附构件以及阻挡构件。吸附构件包括用以提供气流以吸附衬底的多个吹气孔。阻挡构件配置于吸附构件的一侧以限制被吸附构件吸附的衬底的侧向位移，其中阻挡构件包括阻挡部与连接部，连接部连接于阻挡部与吸附构件之间，且连接部沿着三维螺旋路径延伸。

Description

衬底传送装置及其端缘作用器
技术领域
本发明的实施例涉及一种衬底传送装置及其端缘作用器。
背景技术
在半导体工艺设备中，一般可藉由晶片传送装置将晶片从晶片存放匣(waferstorage cassette)中传送到工艺腔体(process chamber)中，或是将衬底从工艺腔体中移出。以伯努力真空晶片传送装置(Bernoulli Vacuum wafer transporting apparatus)为例，其端缘作用器在抓取晶片的过程中，通常会与被抓取的晶片产生一定程度的碰撞，而此碰撞将导致晶片破损、端缘作用器使用寿命降低、碰撞所导致的颗粒污染等问题。据此，如何改善上述问题，俨然已成为研发人员关注的议题之一。
发明内容
本发明的实施例提供一种端缘作用器，其包括吸附构件以及阻挡构件。吸附构件包括用以提供气流以吸附衬底的多个吹气孔。阻挡构件配置于吸附构件的一侧以限制被吸附构件吸附的衬底的侧向位移，其中阻挡构件包括阻挡部与连接部，连接部连接于阻挡部与吸附构件之间，且连接部沿着三维螺旋路径延伸。
本发明的另一实施例提供一种端缘作用器，其包括吸附构件以及阻挡构件。吸附构件包括固定座与吸附板，吸附板包括用以提供气流以吸附衬底的多个吹气孔。阻挡构件固定于固定座上并且位于吸附板的一侧以限制被吸附板吸附的衬底的侧向位移，其中阻挡构件包括阻挡部与螺旋状连接部，且螺旋状连接部连接于阻挡部与固定座之间。
本发明的又一实施例提供一种衬底传送装置，其包括自动化传送机构以及前述的端缘作用器，其中端缘作用器配置于自动化传送机构上，且自动化传送机构驱动端缘作用器移动以传送衬底。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明一实施例的衬底传送装置的立体示意图；
图2是沿着图1中的剖面线A-A’所绘示的剖面示意图；
图3是根据本发明一实施例的阻挡构件的立体示意图；
图4是根据本发明一实施例的阻挡构件的顶视示意图；
图5是根据本发明一实施例的阻挡构件的侧视示意图。
附图标号说明
100：衬底传送装置；
110：自动化传送机构；
120：端缘作用器；
122：吸附构件；
122a：固定座；
122b：吸附板；
124：阻挡构件；
124a：阻挡部；
124b：连接部；
126：固定托架；
128：气体供应装置；
BH：吹气孔；
BH1：第一吹气孔；
BH2：第二吹气孔；
F：气流；
F1：正向气流；
F2：侧向气流；
P：三维螺旋路径；
SUB：衬底；
T：转折。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成于第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复参考编号及/或字母。这种重复是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个组件或特征与另一(其他)组件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。
图1是根据本发明一实施例的衬底传送装置的立体示意图，而图2是沿着图1中的剖面线A-A’所绘示的剖面示意图。请参照图1与图2，本实施例的衬底传送装置100包括自动化传送机构110以及端缘作用器120，其中端缘作用器120配置于自动化传送机构110上，且自动化传送机构110用以驱动端缘作用器120移动以沿着特定路径传送衬底SUB(例如晶片)。在一些实施例中，自动化传送机构110例如为机械手臂(robotic arm)或其它型态的自动化传送机构，而配置于自动化传送机构110上的端缘作用器120例如为伯努力真空棒(Bernoulli Vacuum wand)。此处，伯努力真空棒泛指能够提供气流并且应用伯努力原理而吸附住衬底SUB的各种衬底吸附设备。
一般而言，端缘作用器120在抓取及/或沿着特定路径运送衬底SUB的过程中，端缘作用器120的底面会面向衬底SUB的正面(或称主动表面)，但端缘作用器120的底面不会接触到衬底SUB的正面。然而，在端缘作用器120在抓取及/或运送衬底SUB的过程中，衬底SUB的侧缘通常会因为移动惯性而与端缘作用器120产生相对侧向位移，导致衬底SUB的侧缘接触甚至碰撞到端缘作用器120。
如图1与图2所绘示，本实施例的端缘作用器120包括吸附构件122以及阻挡构件124，其中吸附构件122包括多个吹气孔BH(绘示于图2中)，这些多个吹气孔BH用以提供气流F(绘示于图1中)以吸附衬底SUB，而阻挡构件124配置于吸附构件122的一侧，以限制被吸附构件122所吸附的衬底SUB的侧向位移。阻挡构件124包括阻挡部124a与连接部124b，而连接部124b连接于阻挡部124a与吸附构件122之间，且连接部124b沿着三维螺旋路径P延伸。在一些实施例中，前述的三维螺旋路径P可为多边形螺旋路径(例如，三角形螺旋路径、矩形螺旋路径等)、圆形螺旋路径、椭圆形螺旋路径等。
在一些实施例中，在端缘作用器120在抓取及/或运送衬底SUB的过程中，衬底SUB的侧缘通常会因为移动惯性而与端缘作用器120产生相对侧向位移，衬底SUB的侧缘会接触甚至碰撞到端缘作用器120的阻挡构件124。此时，沿着三维螺旋路径P延伸的连接部124b提供了衬底SUB与阻挡部124a相互碰撞时的缓冲能力。换言之，当衬底SUB因移动惯性而碰撞到阻挡部124a时，沿着三维螺旋路径P延伸的连接部124b能够提供一定的弹性，以缓冲衬底SUB与阻挡部124a之间碰撞。由于阻挡构件124具有一定的弹性或缓冲能力，因此阻挡部124a在被衬底SUB碰撞之后较不容易产生刻痕，即使产生刻痕，刻痕的深度亦较浅。
在一些实施例中，阻挡构件124的阻挡部124a具有可供衬底SUB承靠的承靠表面，当衬底SUB因移动惯性而碰撞或承靠于阻挡部124a的承靠表面时，阻挡部124a的承靠表面与衬底SUB的边缘的接触可为多点接触或线接触。如此一来，阻挡部124a与衬底SUB之间的碰撞力可被有效地分散，进而减低阻挡部124a及/或衬底SUB的损坏机率。承上述，具有一定弹性或缓冲能力的阻挡构件124不但有助于降低衬底SUB破损的机率、增加端缘作用器120的使用寿命，还可减少碰撞所导致的颗粒污染问题。
请参照图1与图2，吸附构件122包括固定座122a以及吸附板122b，其中端缘作用器120是透过吸附构件122的固定座122a而与自动化传送机构110连接。在一些实施例中，固定座122a可透过螺丝锁附或其它方式而设置在自动化传送机构110上。在一些实施例中，吸附板122b的材质例如为石英。
如图2所示，吸附板122b包括多个吹气孔BH，而这些吹气孔BH是用以提供气流F以达到吸附衬底SUB的效果。当衬底SUB与吸附板122b之间的气体流速高于衬底SUB下方的气体流速时，衬底SUB与吸附板122b之间的气压便会低于衬底SUB下方的气压，此时，衬底SUB可藉由压力差所产升的上升力而被上抬并且与吸附板122b保持预定间距。衬底SUB与吸附板122b之间的间距可藉由气流F的流量、方向等参数进行适当的控制。吸附板122b的尺寸及形状与所欲抓取及/或运送的衬底SUB的尺寸及形状相关，此领域具有通常知识者可依据衬底SUB的尺寸及形状，适度地更动吸附板122b的尺寸与形状。在一些实施例中，吸附板122b的尺寸可略小于所欲抓取及/或运送的衬底SUB的尺寸。在其它可行的实施例中，吸附板122b的尺寸与形状可与所欲抓取及/或运送的衬底SUB的尺寸与形状实质上相同。在一些实施例中，吸附板122b可透过夹持或其他方式固定在固定座122a上。
阻挡构件124例如是直接或间接地固定于固定座122a上，且阻挡构件124分布于吸附板122b的一侧，以限制被吸附板122b所吸附的衬底SUB的侧向位移。
如图1所示，在一些实施例中，阻挡构件124的数量可为两个，且两个阻挡构件124例如是对称地设置在固定座122a的两相对侧。值得注意的是，图1中所绘示的两个阻挡构件124例如是具有相互对称(或镜像)的成对结构设计。在端缘作用器120在抓取及/或运送衬底SUB的过程中，位于衬底SUB的一侧且成对设置的阻挡构件124能够让衬底SUB与吸附板122b的相对位置更为稳定。
如图1所绘示，阻挡构件124的连接部124b为螺旋状立体结构，且连接部124b连接于阻挡部124a与吸附构件122的固定座122a之间。在一些实施例中，连接部124b可为多边形螺旋状立体结构(例如，三角形螺旋状立体结构、矩形螺旋状立体结构等)、圆形螺旋状立体结构、椭圆形螺旋状立体结构等。
如图1所示，连接部124b沿着三维螺旋路径P从固定座122a延伸至吸附板122b的侧缘。在设计上，阻挡构件124的阻挡部124a通常是紧邻于吸附板122b的侧缘分布，且以不接触吸附板122b的侧缘为原则。值得注意的是，阻挡构件124的阻挡部124a的分布位置与所欲抓取及/或运送的衬底SUB的尺寸相关，本实施例不以图1中所绘示的分布位置为限。
如图2所示，除了吸附构件122以及阻挡构件124之外，端缘作用器120可进一步包括固定托架126，其中阻挡构件124的连接部124b藉由固定托架126而固定于吸附构件122的固定座122a上。在一些实施例中，固定托架126可透过夹持的方式将阻挡构件124的连接部124b固定于其上，而固定托架126可透过锁附的方式被固定在固定座122a上。在本实施例中，阻挡构件124易于从固定托架126上取下，大幅地增加了阻挡构件124的更换便利性。举例而言，固定托架126可藉由多个(例如两个)调整螺丝锁附在固定座122a上，且在固定托架126被锁附在固定座122a上之后，可藉由调整各个调整螺丝的锁附程度来调整固定托架126的安装状态，进而微调阻挡构件124与吸附构件122的相对位置。
在一些实施例中，藉由适当的材质选择、破孔等设计，固定托架126可具备一定的弹性以适度地缓冲或吸收阻挡部124a与衬底SUB之间的碰撞力。
如图2所绘示，端缘作用器120可进一步包括气体供应装置128，且气体供应装置128与吸附构件122的吹气孔BH连通。举例而言，藉由气体供应装置128提供至吹气孔BH的气流F包括干燥空气、氮气或其它气体。在一些实施例中，吸附构件122的吹气孔BH包括第一吹气孔BH1与多个第二吹气孔BH2，其中第一吹气孔BH1提供面向衬底SUB吹拂的正向气流F1，且第二吹气孔BH2提供背向第一吹气孔BH1方向吹拂的侧向气流F2。正向气流F1吹向衬底SUB之后会往衬底SUB的侧缘流动，而侧向气流F2是呈现辐射状的向外吹拂，在此情况下，衬底SUB与吸附板122b之间的气压便会低于衬底SUB下方的气压，此时，衬底SUB可藉由压力差所产升的上升力而被上抬并且与吸附板122b保持预定间距。
以下将搭配图3至图5针对阻挡构件120进行详细的描述。
图3是根据本发明一实施例的阻挡构件的立体示意图，图4是根据本发明一实施例的阻挡构件的顶视示意图，而图5是根据本发明一实施例的阻挡构件的侧视示意图。请参照图3至图5，阻挡构件124的连接部124b沿着三维螺旋路径P延伸，连接部124b的一端与阻挡部124a连接，且连接部124b具有多个转折T。转折T赋予了连接部124b一定程度的弹性与缓冲特性。在一些实施例中，阻挡构件124的阻挡部124a与连接部124b具有相同的材质且为一体成型。举例而言，阻挡部124a与连接部124b的材质例如为石英。
在本实施例中，连接部124b例如是沿着三维螺旋路径P延伸的蜿蜒条状结构，此蜿蜒条状结构的截面(即垂直于三维螺旋路径P的截面)例如为圆形截面，且此圆形截面的直径约为2毫米。由于连接部124b所具备的细长结构，阻挡构件124可具备足够的弹性及缓冲能力。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种端缘作用器，其特征在于，包括：
吸附构件，包括固定座以及吸附板，所述吸附板固定于所述固定座上，且所述吸附构件包括用以提供气流以吸附衬底的多个吹气孔；以及
阻挡构件，配置于所述吸附构件的一侧以限制被所述吸附构件吸附的所述衬底的侧向位移，其中所述阻挡构件包括阻挡部与连接部，所述连接部连接于所述阻挡部与所述吸附构件之间，所述连接部沿着三维螺旋路径从所述固定座延伸至所述吸附板的侧缘，且所述连接部不接触所述吸附板。
2.根据权利要求1所述的端缘作用器，其特征在于，所述吸附构件的所述吹气孔包括第一吹气孔与多个第二吹气孔，所述第一吹气孔提供面向所述衬底吹拂的正向气流，且所述第二吹气孔提供背向所述第一吹气孔方向吹拂的侧向气流。
3.根据权利要求1所述的端缘作用器，其特征在于，所述阻挡构件的所述连接部具有多个转折。
4.根据权利要求1所述的端缘作用器，其特征在于，所述阻挡构件的所述阻挡部与所述衬底之间的接触为线接触。
5.根据权利要求1所述的端缘作用器，其特征在于，所述阻挡部与连接部的材质相同。
6.根据权利要求1所述的端缘作用器，其特征在于，更包括固定托架，其中所述阻挡构件的所述连接部藉由所述固定托架而固定于所述固定座上。
7.根据权利要求1所述的端缘作用器，其特征在于，更包括气体供应装置，其中所述气体供应装置与所述吸附构件的吹气孔连通。
8.一种端缘作用器，其特征在于，包括：
吸附构件，包括固定座与吸附板，所述吸附板包括用以提供气流以吸附衬底的多个吹气孔；以及
阻挡构件，固定于所述固定座上并且位于所述吸附板的一侧以限制被所述吸附板吸附的所述衬底的侧向位移，其中所述阻挡构件包括阻挡部与螺旋状连接部，所述螺旋状连接部连接于所述阻挡部与所述固定座之间，且所述螺旋状连接部不接触所述吸附板。
9.一种衬底传送装置，其特征在于，包括：
自动化传送机构；以及
如权利要求1至权利要求8中任一项所述的端缘作用器，其中所述端缘作用器配置于所述自动化传送机构上，且所述自动化传送机构驱动所述端缘作用器移动以传送所述衬底。
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