CN109192692B - 晶片传送装置以及半导体加工设备 - Google Patents

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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铰接件与所述吸气臂连接，所述铰接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。吸盘能够根据受到的来自晶片的挤压力的大小绕铰接件转动，从而自适应晶片的角度和/或高度，避免晶片因压力过大而造成损伤，提高了晶片吸取速度。

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，首先晶片传送装置下降，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铰接件与所述吸气臂连接，所述铰接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，所述吸气臂的内部具有吸气通道，所述吸气通道具有入口和出气口，所述出气口用于与负压装置连通；所述吸盘具有接触面、第一连接部以及贯通所述接触面的吸气孔，所述接触面位于所述吸附侧，所述第一连接部位于所述连接侧；所述吸气孔通过柔性管与所述入口连通，所述第一连接部通过所述铰接件与所述吸气臂铰接。
可选地，所述吸气孔、所述柔性管和所述入口均为多个，并且三者一一对应，多个所述吸气孔、多个所述柔性管和多个所述入口围绕所述铰接件设置。
可选地，所述铰接件为球铰或者虎克铰链。
可选地，包括弹簧，所述弹簧的一端与所述吸盘的连接侧上的第二连接部连接，另一端与所述吸气臂连接。
可选地，所述弹簧及第二连接部均为多个并且围绕所述铰接件设置。
可选地，所述吸气通道还包括匀气腔室，所述匀气腔室与所述入口连通。
可选地，所述匀气腔室的出口与所述入口错位设置。
可选地，所述接触面的中部具有敞开腔，所述吸气孔与所述敞开腔连通；所述接触面呈由内向外逐渐放大的喇叭口形。
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晶片传送装置。
根据本公开的一个实施例，吸盘能够根据受到的来自晶片的挤压力的大小绕铰接件转动，从而自适应晶片的角度和/或高度，避免晶片因压力过大而造成损伤，提高了晶片吸取速度。
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剖视图。
图3是图1的局部放大图。
图4是根据本发明的一个实施例的吸盘的剖视图。
附图标记说明：
11：吸气臂；12：吸气孔；14：波纹管；15：弹簧；16：球头；17：球座；18：匀气腔室；19：出口；20：入口；24：吸盘；25：敞开腔；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2-3所示，该晶片传送装置包括吸气臂11和吸盘24。吸盘24包括吸附侧和连接侧，吸盘24的连接侧通过铰接件与吸气臂11连接。铰接件被配置为使得吸盘24能相对吸气臂11进行姿态调整。
这样，吸盘24能够根据受到的来自晶片的挤压力的大小绕铰接件转动，从而自适应晶片的角度和/或高度，避免晶片因压力过大而造成损伤，提高了晶片吸取速度。
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20和出气口。出气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。
吸盘24具有接触面28、第一连接部以及贯通接触面28的吸气孔12。例如，接触面28与第一连接部相背，接触面28位于吸附侧，第一连接部位于连接侧。吸气孔12通过柔性管与入口20连通。位于吸盘24中心的第一连接部通过铰接件与吸气臂11铰接。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，从而避免对晶片造成损伤。在吸盘24绕铰接点转动时，柔性管能够发生相应的形变，以适应不同高度、角度的晶片的吸取要求。
吸气孔12、柔性管的内部管路以及吸气通道27是相连通的。在吸取晶片时，接触面28与晶片接触，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，这使得晶片被吸取。
在该例子中，吸气臂11与吸盘24之间通过柔性管连通，并且吸盘24的第一连接部与吸气臂11铰接。在吸取晶片时，吸盘24的接触面28与晶片相接触并形成挤压。柔性管能够根据吸盘24受到的挤压力的大小发生形变，从而自适应晶片的角度和/或高度，避免晶片因压力过大而造成损伤。
此外，在吸取晶片时，柔性管能够发生形变，吸盘24能够发生摆动，这使得接触面28能够根据晶片的位置而改变接触的角度，从而避免在吸取时晶片因发生倾斜，而造成漏气。
此外，吸盘24的第一连接部与吸气臂11铰接，这样能够防止吸盘24发生横向移动，从而避免了在吸盘24移动过程中柔性管堵塞吸气孔12。
此外，吸盘24的第一连接部与吸气臂11铰接，铰接件还能承担吸盘24和晶片的重量，而不是柔性管来承担重量，这使得晶片传输的可靠性提高。
可选地，柔性管为橡胶软管、硅胶软管或者波纹管14。上述管件都能够根据挤压力发生形变，以缓冲对晶片的挤压。
优选地，柔性管是一体成型的。这种方式形成的柔性管具有结构牢固，可靠性良好的特点。例如，橡胶软管、硅胶软管采用注塑成型的方式一体成型。
在一个例子中，吸气孔12、柔性管和入口20均为多个，并且三者一一对应。多个吸气孔12、多个柔性管和多个入口20围绕铰接件设置。例如，吸气孔12、波纹管14和入口20均为8个并且围绕铰接件均匀地布置。通过这种方式，吸气通道27能够均匀地分布，这使得吸气时气流更均匀。
在一个例子中，铰接件为球铰或者虎克铰链。球铰包括球头16和球座17。球头16安装在球座17的球窝中，并能绕球座17转动。球头16被设置在第一连接部，球座17被设置在吸气臂11上；或者是，球头16被设置在吸气臂11上，球座17被设置在连接部。
虎克铰链包括上叉形铰链、下叉形铰链和十字轴。上叉形铰链和下叉形铰链分别铰接在十字轴的两组两两相对的轴上。上叉形铰链被设置在第一连接部，下叉形铰链被设置在吸气臂11上；或者是，上叉形铰链被设置在吸气臂11上，上叉形铰链被设置在第一连接部。
上述两种铰接方式均能实现吸盘24多个方向(例如，360°范围)的摆动，以使吸盘24具有更大的自由度。
在其他示例中，连接部和吸气臂11通过枢轴铰接，这种铰接方式能够实现吸盘24在设定方向的摆动。
在一个例子中，晶片传送装置包括弹簧15。吸盘24的连接侧上还设有第二连接部，弹簧15的一端与第二连接部连接，另一端与吸气臂11连接。例如，第二连接部位于铰接件周围。在晶片传送装置下移时，弹簧15的弹力能使接触面28与晶片压紧，以便于吸取。球铰与弹簧15的双自适应设计使得晶片在吸取时的无伤抓取，并且抓取动作更平稳，提高了晶片传送装置的工作效率，提高产品的良率。
此外，弹簧15能够形成缓冲力，从而避免晶片在与接触面28接触时受力过大。
在一个例子中，如图2所示，弹簧15及第二连接部为多个并且围绕铰接件设置。这使得弹簧15的分布更均匀，吸盘24受到的弹力更均匀。
在一个例子中，如图3所示，吸气通道27还包括匀气腔室18。匀气腔室18与入口20连通。例如，在吸气时，8个入口的气体均到达匀气腔室18中，得到缓冲，从而对负压装置的抽气压力形成缓冲，这使得气流更加均匀，以保证晶片吸取的平稳性。
优选地，如图3所示，匀气腔室18的出口19与入口20错位设置。在吸气时，气流经过多次变向到达匀气腔室18中，可以有效降低气流的流速和压力，避免气流的流速过快，以及晶片被吸取时速度过快，从而进一步保证晶片吸取的平稳性。
在一个例子中，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12与敞开腔25连通。在晶片与吸盘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两侧的压差更大，从而使得吸盘24对晶片的吸力更大。
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，也不会对晶片两侧的压差造成大的影响，晶片仍能够被吸取。
在一个例子中，接触面28呈由内向外逐渐放大的喇叭口形。例如，如图4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，晶片的边角处与接触面28接触。这使得晶片与接触面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。
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 (7)

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铰接件与所述吸气臂连接，所述铰接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；
所述吸气臂的内部具有吸气通道，所述吸气通道具有入口和出气口，所述出气口用于与负压装置连通；所述吸盘具有接触面、第一连接部以及贯通所述接触面的吸气孔，所述接触面位于所述吸附侧，所述第一连接部位于所述连接侧；所述吸气孔通过柔性管与所述入口连通，所述第一连接部通过所述铰接件与所述吸气臂铰接；
所述吸气通道还包括匀气腔室，所述匀气腔室与所述入口连通；
所述匀气腔室的出口与所述入口错位设置。
2.根据权利要求1所述的晶片传送装置，其特征在于，所述吸气孔、所述柔性管和所述入口均为多个，并且三者一一对应，多个所述吸气孔、多个所述柔性管和多个所述入口围绕所述铰接件设置。
3.根据权利要求1所述的晶片传送装置，其特征在于，所述铰接件为球铰或者虎克铰链。
4.根据权利要求1所述的晶片传送装置，其特征在于，还包括弹簧，所述弹簧的一端与所述吸盘的连接侧上的第二连接部连接，另一端与所述吸气臂连接。
5.根据权利要求4所述的晶片传送装置，其特征在于，所述弹簧及所述第二连接部均为多个并且围绕所述铰接件设置。
6.根据权利要求1所述的晶片传送装置，其特征在于，所述接触面的中部具有敞开腔，所述吸气孔与所述敞开腔连通；所述接触面呈由内向外逐渐放大的喇叭口形。
7.一种半导体加工设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的晶片传送装置。
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