CN109192691B - 晶片传送装置以及半导体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶片传送装置以及半导体加工设备。该晶片传送装置包括吸气臂和吸盘，吸盘包括吸附侧和连接侧，所述吸盘的连接侧通过柔性件与所述吸气臂连接，所述柔性件被配置为使得所述吸盘能相对所述吸气臂进行姿态调整。通过这种方式，吸盘能够相对于吸气臂发生倾斜、转动，从而使吸盘正对晶片，这使得晶片的抓取更准确。

Description

晶片传送装置以及半导体加工设备

技术领域

本发明涉及晶片加工技术领域，更具体地，涉及一种晶片传送装置以及半导体加工设备。

背景技术

在现有技术中，如图1所示，晶片传送装置主要包括吸气臂11、支撑件21、吸盘24和O型圈29。吸气臂11与负压装置连通，通过负压吸取晶片。在吸取过程中，首先传送装置下降，以使吸盘24与与晶片贴合；当晶片与吸盘24接触时，晶片与吸盘24形成封闭腔室。此时，吸气臂11内的吸气通道提供负压。该吸气通道与封闭腔室连通，从而使腔室形成负压腔室。在晶片两侧的压差作用下，晶片被吸住，然后被转移到其他工位。

在该装置中，吸盘24通过支撑件21与吸气臂11固定连接。同时，为了防止抽吸气通道漏气以及保护吸盘24，吸盘24、支撑件21与吸气臂11之间通常采用O型圈29进行密封。

O型圈29需要较大压缩量，才能达到良好的密封效果。吸盘24提供O型圈29压缩变形所需的变形力，这要求吸盘24的位置相对固定。而吸盘24在吸取晶片时，吸盘24的接触部与晶片之间为硬接触，由于变形力较大，故容易压伤晶片。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种晶片传送装置的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种晶片传送装置。该装置包括吸气臂和吸盘，所述吸盘包括吸附侧和连接侧，所述吸盘的连接侧通过柔性件与所述吸气臂连接，所述柔性件被配置为使得所述吸盘能相对所述吸气臂进行姿态调整。

可选地，所述柔性件为环形件，具有第一连接端、第二连接端和位于所述第一连接端和所述第二连接端之间的筒状缓冲部；所述第一连接端在所述吸气臂的吸气通道的入口处与所述吸气臂密封连接，所述第二连接端在所述吸盘的吸气孔处与所述吸盘的连接侧密封连接，所述柔性件的内部构成连接气路。

可选地，还包括压环，所述第一连接端具有沿所述柔性件的径向向外延伸的环形密封部，所述环形密封部被所述压环压紧密封在所述入口周围的壁上。

可选地，所述吸盘的连接侧设有沿所述吸盘的轴向突出的连接部，所述连接部的侧面设有环形的卡槽，所述吸气孔分布在所述卡槽围成的区域内；所述第二连接端具有沿所述柔性件的径向向内延伸的唇形接口，所述唇形接口与所述卡槽密封卡接。

可选地，所述吸盘的吸附侧设有位于中部的敞开腔及围绕所述敞开腔的接触面，所述吸气孔与所述敞开腔连通，所述接触面呈向内凹陷的喇叭口形。

可选地，所述柔性件为橡胶件、硅胶件或者波纹管件。

可选地，还包括支撑件，所述支撑件包括支撑部和突出设置在所述支撑部上的固定部，所述吸气臂上位于所述入口的区域内设有固定头，所述固定部从所述吸附侧穿过所述连接部并与所述固定头连接，所述支撑部呈板状结构，用于在所述吸附侧承托所述吸盘。

可选地，所述吸气孔为多个，多个所述吸气孔围绕所述固定部设置，所述吸附侧具有敞开腔，所述支撑部位于所述敞开腔内，所述吸气孔与所述敞开腔连通。

可选地，所述支撑部与所述入口之间设有间距，使得所述吸盘在所述支撑部与所述入口之间具有相应的移动量。

根据本发明的另一个方面，提供了一种半导体加工设备，该设备包括本发明提供的所述晶片传送装置。

根据本公开的一个实施例，晶片传送装置的吸盘通过柔性件与吸气臂连接。在抓取晶片时，吸盘能够根据与晶片接触时的作用力，调整姿态，从而使吸盘能够对准晶片，使得吸附力更大，晶片的吸取容易。

此外，柔性件的设置能够避免吸盘与晶片的硬接触，从而不会对晶片造成损伤。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1现有技术的晶片传送装置的剖视图。

图2是根据本发明的一个实施例的晶片传送装置的分解图。

图3是根据本发明的一个实施例的晶片传送装置的剖视图。

图4是根据本发明的一个实施例的橡胶件的剖视图。

图5是根据本发明的一个实施例的吸盘的俯视图。

图6是图5中沿A-A线的剖视图。

图7是根据本发明的一个实施例的使用状态的晶片传送装置的剖视图。

图8是根据本发明的一个实施例的另一种吸盘的剖视图。

附图标记说明：

10：晶片；11：吸气臂；12：入口；13：固定头；14：橡胶件；15：环形密封部；16：筒状缓冲部；17：唇形接口；18：压环；19：卡槽；20：吸气孔；21：支撑件；22：固定部；23：支撑部；24：吸盘；25：敞开腔；26：间隙；27：吸气通道；28：接触面；29：O型圈。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本发明的一个实施例，提供了一种晶片传送装置。如图2所示，该晶片传送装置包括吸气臂11、柔性件和吸盘24。吸盘24包括吸附侧和连接侧。吸附侧是指吸盘24的用于吸附晶片的一侧。连接侧是指吸盘24的用于连接吸气臂11的一侧。吸盘24的连接侧通过柔性件与吸气臂11连接。柔性件被配置为使得吸盘24能相对吸气臂11进行姿态调整。

具体地，吸气臂11的内部具有吸气通道27。吸气通道27具有入口12和出口。出口用于与负压装置连通。例如，吸气臂11由金属材料制作而成。负压装置为真空泵或者真空罐。

柔性件为环形件。柔性件具有第一连接端、第二连接端和位于第一连接端和第二连接端之间的筒状缓冲部16。筒状缓冲部16呈筒状结构，并且能够在吸取晶片10时根据吸盘受到的力的大小发生形变。

吸盘24具有接触面28、连接部以及贯通接触面28和连接部的吸气孔20。其中，接触面28位于吸附侧。连接部位于连接侧。接触面28与连接部相背。连接部由吸盘24的连接侧沿吸盘24的轴向突出而成。柔性件的内部构成连接气路。吸气孔20与柔性件的连接气路连通。接触面28用于与晶片10接触，以便于吸取。连接部用于与柔性件连接。例如，柔性件的第二连接端与连接部连接。例如，吸盘24由石英材料制作而成。该材料能够形成粗糙度小的接触面28，从而避免对晶片10造成损伤。

柔性件的第一连接端与吸气臂11的吸气通道27的入口12处密封连接。第二连接端在吸气孔处20与吸盘24的连接侧密封连接。密封连接使柔性件、吸气臂11、吸盘24连接并形成密封。连接气路与吸气通道27连通。

吸气孔20、柔性件的连接气路以及吸气通道27是相连通的。在吸取晶片10时，接触面28与晶片10接触，以形成密闭空间。负压装置进行吸气，以使密闭空间内形成负压，这使得晶片10被吸取。

筒状缓冲部16为通径结构或者变径结构。例如，筒状缓冲部16的靠近入口12的一端的直径大于靠近吸盘24的一端的直径。本领域技术人员可以根据实际需要设置筒状缓冲部16的内径。

在本发明实施例中，晶片传送装置的吸盘24通过柔性件与吸气臂11连接。在抓取晶片时，吸盘24能够根据与晶片接触时的作用力，调整姿态，从而使吸盘24能够对准晶片，使得吸附力更大，晶片的吸取容易。

此外，柔性件的设置能够避免吸盘24与晶片的硬接触，从而不会对晶片造成损伤。

优选地，柔性件包括筒状缓冲部16。在吸取晶片10时，吸盘24的接触面28与晶片10相接触并形成挤压。筒状缓冲部16能够根据吸盘24受到的挤压力的大小发生形变，从而改变接触面28与晶片10的相对角度，避免晶片10因压力过大而造成损伤。

此外，在吸取晶片10时，筒状缓冲部16能够发生形变，这使得接触面28能够根据晶片10的位置而改变接触的角度，从而避免在吸取时晶片10因发生倾斜，而造成漏气。

此外，由于筒状缓冲部16能够发生形变，故吸盘24能够根据晶片10的高、低位置自适应取片位置。

可选地，柔性件为橡胶件14、硅胶件或者波纹管件。上述各种管件都能够根据挤压力发生形变，以缓冲对晶片10的挤压。

优选地，柔性件是一体成型的。这种方式形成的柔性件具有结构牢固，可靠性良好的特点。例如，橡胶件、硅胶件采用注塑成型的方式一体成型。

在一个例子中，如图2、3和7所示，晶片传送装置还包括压环18。第一连接端具有沿柔性件的径向向外延伸的环形密封部15。环形密封部15被压环18压紧密封在入口12周围的壁上。环形密封部15相当于垫片。压环18呈环状结构，其作用类似于法兰。

例如，柔性件为橡胶件14。橡胶件14的第一连接端为环形密封部15。围绕吸气通道27的入口12的壁具有环形密封面。在组装时，首先，将橡胶件14的环形密封部15贴合到环形密封面上；

然后，将压环18压到环形密封部15的外侧；

最后，用螺栓或者螺钉将压环18固定到吸气臂11上，并使压环18压紧环形密封部15。

这种连接方式的结构简单，连接牢固，拆卸容易，密封效果良好。

在一个例子中，第二连接端的外部尺寸和筒状缓冲部16的外部尺寸小于或等于压环18的内径。这样，压环18能顺利从第一连接端和筒状缓冲部16经过，以压合到环形密封部15的外侧。

在其他示例中，压环18被直接坐到两个连接端之间。并且两个连接端的外部尺寸大于压环18的内径。这种方式同样可以使压环18的连接变得容易。

在一个例子中，如图3-6所示，连接部的侧面设有环形的卡槽19。吸气孔20分布在卡槽19围成的区域内。卡槽19位于吸气孔的外侧。第二连接端具有沿柔性件的径向向内延伸的唇形接口17。唇形接口17与卡槽19密封卡接。例如，橡胶软管14的下端为唇形接口17。唇形接口17向内凸出或者向外凸出，卡槽19与唇形结构相对，以形成卡接。通过这种方式，柔性件与吸盘24的连接变得容易，并且吸气孔20与柔性件之间的密封效果良好。

在一个例子中，吸附侧设有位于中部的敞开腔及围绕敞开腔的接触面28。接触面28的中部具有敞开腔25，敞开腔25为向接触面28内凹陷的空腔。吸气孔20与敞开腔25连通。如图8所示，接触面28呈向内凹陷的喇叭口形。在晶片10与吸盘24的接触面28接触时，敞开腔25被密封。敞开腔25能够提供更大的缓冲空间，这使得在吸取时晶片10两侧的压差更大，从而使得吸盘24对晶片10的吸力更大。

此外，由于敞开腔25能够提更大的缓冲空间，这样，如果发生轻微的漏气，也不会对晶片10两侧的压差造成大的影响，晶片10仍能够被吸取。

此外，如图8所示，接触面28呈锥面，且锥面的直径随与晶片的位移的增加而增加，以形成喇叭口形。在吸取时，晶片10的边角处与接触面28接触。这使得晶片10与接触面28的接触由面-面接触变为线-面接触。在通常情况下，晶片10的边角处不作为正式的工作部位，这种方式避免了接触面28对晶片10的正面或者背面的工作部位造成损伤和污染，提高了良品率。

在其他示例中，接触面18呈弧面，且弧面的直径随与晶片的位移的增加而增加，以形成喇叭口形。这种方式同样能够使晶片10与接触面28的接触由面-面接触变为线-面接触。

接触面18的结构不限于锥面和弧面，还可以是其他形状，只要能使晶片10与接触面28的接触由面-面接触变为线-面接触即可。

在上述例子中，柔性件不仅起到连通气路的作用，还起到承载吸盘24与晶片10重量的作用。这对柔性件的结构强度的要求高，并且柔性件容易发生疲劳损伤。

为了解决上述问题，在一个例子中，如图2、3和7所示，晶片传送装置还包括支撑件21。支撑件21包括支撑部23和突出设置在支撑部23上的固定部22。吸气臂上位于入口的区域内设有固定头13。固定部22从吸附侧穿过连接部并与固定头13连接。支撑部23呈板状结构，用于在吸附侧承托吸盘。

支撑部23与吸盘24相接触但不连接，以使吸盘24能发生切斜、移动。通过这种方式，支撑件21能够承载吸盘24和晶片10的重量，柔性件只起到连接气路的作用，从而降低了对柔性件的结构强度的要求。

此外，由于不需要柔性件承载吸盘24和晶片10的重量，故能够降低柔性件的疲劳损伤，提高柔性件的可靠性，从而延长了晶片10吸取装置的使用寿命。

在一个例子中，如图2、3、6和7所示，吸气孔20为多个，这使得吸气速度更快。多个吸气孔20围绕固定部22设置。优选地，多个吸气孔20关于吸盘24的中心呈中心对称设置。这使得抽气均匀，在取片过程中不会对晶片的局部造成损伤。吸附侧具有敞开腔25。在敞开腔25的顶壁中部具有通孔。固定部22穿过通孔与固定点13连接。支撑部23位于敞开腔25内。在支撑部23与敞开腔25的顶壁之间形成间隙26。吸气孔20通过间隙26与敞开腔25连通。在吸气时，气体通过间隙26、吸气孔20、柔性件的内部管路和吸气通道27被排出。间隙26围绕支撑部23，能增大吸气的面积，并且能够分散吸气，以使气流更均匀。例如，支撑部23为圆形、椭圆形或者多边形。间隙26围绕支撑部23的边缘设置。

在一个例子中，支撑部23嵌入顶壁中。例如，在顶壁设置有凹槽。在组装时，支撑部23嵌入凹槽中。通过这种方式，在吸取晶片10时，支撑部23与晶片10之间的距离更大，从而减小了支撑部23与晶片10接触的几率。

此外，嵌设的方式使得支撑部23和吸盘24的相对位置更加固定。

在一个例子中，如图1所示，支撑部23与入口12之间具有一定的间距，该间距使得吸盘在支撑部23与入口12之间具有相应的移动量。通过这种方式，使得吸盘24具有一定的活动量。该活动量使得在吸取晶片10时，吸盘24与晶片10之间的硬接触变为软接触，从而进一步避免了对晶片的损伤。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种半导体加工设备。该设备包括本发明提供的晶片传送装置。

该半导体加工设备具有良品率高的特点。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种晶片传送装置，其特征在于，包括吸气臂和吸盘，所述吸盘包括吸附侧和连接侧，所述吸盘的连接侧通过柔性件与所述吸气臂连接，所述柔性件被配置为根据所述吸盘与所述晶片接触时的作用力大小发生形变，以改变所述吸盘的接触面与所述晶片的相对角度，使得所述吸盘能相对所述吸气臂进行姿态调整；所述柔性件为环形件，具有第一连接端、第二连接端和位于所述第一连接端和所述第二连接端之间的筒状缓冲部；所述第一连接端在所述吸气臂的吸气通道的入口处与所述吸气臂密封连接，所述第二连接端在所述吸盘的吸气孔处与所述吸盘的连接侧密封连接，所述柔性件的内部构成连接气路；所述吸盘的连接侧设有沿所述吸盘的轴向突出的连接部，所述连接部的侧面设有环形的卡槽，所述吸气孔分布在所述卡槽围成的区域内；所述第二连接端具有沿所述柔性件的径向向内延伸的唇形接口，所述唇形接口与所述卡槽密封卡接。

2.根据权利要求1所述的晶片传送装置，其特征在于，还包括压环，所述第一连接端具有沿所述柔性件的径向向外延伸的环形密封部，所述环形密封部被所述压环压紧密封在所述入口周围的壁上。

3.根据权利要求1所述的晶片传送装置，其特征在于，所述吸盘的吸附侧设有位于中部的敞开腔及围绕所述敞开腔的接触面，所述吸气孔与所述敞开腔连通，所述接触面呈向内凹陷的喇叭口形。

4.根据权利要求1所述的晶片传送装置，其特征在于，所述柔性件为橡胶件、硅胶件或者波纹管件。

5.根据权利要求1所述的晶片传送装置，其特征在于，还包括支撑件，所述支撑件包括支撑部和突出设置在所述支撑部上的固定部，所述吸气臂上位于所述入口的区域内设有固定头，所述固定部从所述吸附侧穿过所述连接部并与所述固定头连接，所述支撑部呈板状结构，用于在所述吸附侧承托所述吸盘。

6.根据权利要求5所述的晶片传送装置，其特征在于，所述吸气孔为多个，多个所述吸气孔围绕所述固定部设置，所述吸附侧具有敞开腔，所述支撑部位于所述敞开腔内，所述吸气孔与所述敞开腔连通。

7.根据权利要求5所述的晶片传送装置，其特征在于，所述支撑部与所述入口之间设有间距，使得所述吸盘在所述支撑部与所述入口之间具有相应的移动量。

8.一种半导体加工设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的晶片传送装置。

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