CN113557599A - 圆形晶片横向定位装置 - Google Patents

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Abstract

一种晶片定位装置，包括：至少一个固定止动件，定位在卡盘表面上的夹持位置的周边处；以及可伸长的指状物。指状延伸机构朝向卡盘表面的中心向外延伸指状物，并且远离卡盘表面的中心缩回指状物。当晶片放置在卡盘表面上并且指状延伸机构操作以向外延伸指状物时，指状物配置为朝向固定止动件横向地推动晶片，直到当指状物的远端在夹持位置的周边处时晶片的边缘接触固定止动件。

Description

圆形晶片横向定位装置
技术领域
本发明涉及晶片处理。更具体地，本发明涉及一种用于圆形晶片的横向定位的装置。
背景技术
半导体晶片制造中的许多过程需要将连续处理的晶片准确定位在可重复位置处。通常，半导体晶片具有圆形形状，例如，作为从以柱形晶锭(boule)形式生长的典型结晶材料切割晶片的结果。这种精确定位使得能够重复处理以生产不同类型的产品。当精确定位时，各种处理步骤可以应用于晶片的暴露表面，例如，以用于生产可靠的基于半导体的电子部件。
已经描述了许多能够精确定位的装置，这些装置可以在与其表面垂直的方向上以高重复性定位晶片。这种装置包括各种类型的卡盘以及非接触式支撑表面。例如，非接触式支撑表面，例如包括用于加压空气(或另一流体)的流出和应用抽吸的散置端口，该非接触式支撑表面可展示流体弹簧效应(fluidic spring effect)，该流体弹簧效应将晶片维持在所需高度。
发明内容
因此，根据本发明的实施例提供一种晶片定位装置，包括：至少一个固定止动件，定位在卡盘表面上的夹持位置的周边处；能伸长的指状物；以及指状延伸机构，用于朝向卡盘表面的中心向外延伸指状物，并且远离卡盘表面的中心缩回指状物，其中，当晶片放置在卡盘表面上并且指状延伸机构操作以向外延伸指状物时，指状物配置为朝向至少一个固定止动件横向地推动晶片，直到当指状物的远端在夹持位置的周边处时晶片的边缘接触至少一个固定止动件。
此外，根据本发明的实施例，夹持位置的周边是圆形的。
此外，根据本发明的实施例，至少一个固定止动件包括从卡盘表面的平面向外延伸的销。
此外，根据本发明的实施例，销大体上垂直于卡盘表面延伸。
此外，根据本发明的实施例，至少一个固定止动件包括在夹持位置的周边上的不同方位角位置处的两个销。
此外，根据本发明的实施例，至少一个销包括聚醚醚酮(PEEK)。
此外，根据本发明的实施例，指状延伸机构包括能旋转的臂和用于旋转臂的旋转机构，指状物附接到臂使得旋转机构在一个方向上旋转臂的操作朝向卡盘表面的中心向外延伸指状物，并且旋转机构在相反方向上旋转臂的操作远离卡盘表面的中心缩回指状物。
此外，根据本发明的实施例，臂耦接到能旋转柱。
此外，根据本发明的实施例，臂的近端耦接到能旋转柱。
此外，根据本发明的实施例，旋转机构是气动地操作的。
此外，根据本发明的实施例，旋转机构连接到两个气动入口，其中，施加压缩气体到气动入口中的一个气动入口导致旋转机构在一个方向上旋转臂，并且施加压缩气体到另一气动入口导致旋转机构在相反方向上旋转臂。
此外，根据本发明的实施例，旋转机构和臂配置为使得当在没有晶片放置在卡盘表面上的情况下臂旋转使得指状物完全延伸时，指状物的远端在夹持位置的周边内。
此外，根据本发明的实施例，臂是柔性的且有弹力的。
此外，根据本发明的实施例，臂包括U形弯曲部。
此外，根据本发明的实施例，臂包括螺旋臂或两个大体上平行的指状臂。
此外，根据本发明的实施例，旋转机构和臂配置为使得当臂旋转使得指状物完全缩回时，指状物的远端在夹持位置的周边外部。
此外，根据本发明的实施例，臂的壳体包括远端突出部，以在指状物完全缩回时限制晶片在卡盘表面上的横向移动。
此外，根据本发明的实施例，装置包括卡盘。
此外，根据本发明的实施例，指状延伸机构包括能纵向平移的臂，指状物通过弹性元件附接到臂。
此外，根据本发明的实施例，指状延伸机构包括带有两个支腿的臂，位于支腿中的一个支腿的近端处的脚部是固定的，并且位于另一支腿的近端处的脚部是能线性平移的。
附图说明
为了更好地理解本发明并且为了领会本发明的实际应用，提供并在下文引用附图。应当注意，附图仅作为示例给出并且决不限制本发明的范围。相同的部件由相同的附图标记表示。
图1A示意性地示出了根据本发明的实施例的圆形晶片横向定位装置。
图1B是图1A中所示的圆形晶片横向定位装置的示意性俯视图。
图1C是图1A中所示的圆形晶片横向定位装置的示意性侧视图。
图2示意性地示出了图1A中所示的圆形晶片横向定位装置的固定止动件。
图3示意性地示出了图1A中所示的圆形晶片横向定位装置的指状组件。
图4示意性地示出了图3所示的指状组件，其中其覆盖件被移除。
图5A示意性地示出了用于图4中所示的指状组件的直指状臂的实例。
图5B示意性地示出了具有两个直臂的指状臂的实例。
图5C示意性地示出了指状臂的实例，该指状臂具有相对于卡盘表面的平面在不同高度处的两个平坦臂。
图5D示意性地示出了指状臂的实例，该指状臂具有在相对于卡盘表面的平面的不同高度处的两个臂。
图5E示意性地示出了具有刚性臂和与指状物的弹性连接的指状臂的实例。
图5F示意性地示出了螺旋指状臂的实例。
图5G示意性地示出了复合指状臂的实例，其中双臂的两个区段处于不同定向。
图6A示意性地示出了具有V形凹口的指状物。
图6B示意性地示出了具有U形凹口的指状物。
图7A示意性地示出了具有与指状物的线性弹簧连接的可线性平移指状臂。
图7B示意性地示出了具有与指状物的板簧连接的可线性平移指状臂。
图8示意性地示出了复合指状臂。
具体实施方式
在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况中，没有详细描述公知的方法、过程、部件、模块、单元和/或电路，以便不模糊本发明。
尽管本发明的实施例在此方面不受限制，但使用例如“处理”、“计算”、“计算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语的讨论可以涉及计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算装置的操作和/或过程，这些装置将表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如，电子)量的数据操纵和/或转换为类似地表示为计算机的寄存器和/或存储器或者可存储用于执行操作和/或过程的指令的其他信息非瞬态存储介质(例如，存储器)内的物理量的其他数据。尽管本发明的实施例在此方面不受限制，但如在此使用的术语“多”或“多个”可以包括例如“许多”或“两个或更多个”。贯穿本说明书可以使用术语“多”或“多个”来描述两个或更多个部件、装置、元件、单元、参数等。除非明确说明，否则本文中所描述的方法实施例不限于特定次序或序列。此外，所描述的方法实施例或其元素中的一些方法实施例或其元素可以同时、在相同时间点或同时发生或执行。除非另外指明，如在本文中使用的连接词“或”应理解为包括性的(所陈述的选项中的任何一个或全部)。
根据本发明的实施例，装置设置为在不向晶片施加过度压缩力的情况下以高重复性横向定位圆形晶片。典型地，待处理的晶片的表面可以通过卡盘支撑在精确的高度处(例如，在垂直于待处理的晶片的表面的平面的维度上)，例如，该卡盘包括非接触支撑表面或至少能够限制晶片在卡盘表面上的横向滑动的其他表面。例如，当定位晶片时，流体压力(例如，空气压力)可以经由晶片搁置于其上的卡盘的面施加，以便减少晶片和卡盘表面之间的摩擦。在晶片已经横向定位后，可以经由卡盘表面施加抽吸，以便将晶片保持到卡盘表面。在其他实例中，经由散置在卡盘表面上的压力和真空端口同时施加压力和抽吸可以形成流体弹簧，该流体弹簧将晶片以精确的高度保持在卡盘表面上方。
如本文中所使用的，晶片的横向移动或定位指代大体上平行于晶片表面的平面的移动或定位维度，该晶片被暴露或待施加处理。横向定位装置配置为保持晶片的晶片横向位置在本文中是指晶片的夹持位置。如本文中所使用的，卡盘是指当晶片如本文中所描述的由横向定位装置定位时，可以支撑晶片的任何表面。尽管在本文中做出了对晶片的横向定位的参考，但如本文中所描述的装置可用于横向定位具有由卡盘支撑的平坦面的任何圆形物体。因此，本文中对晶片的任何参考应理解为指代任何此类物体(且不一定为半导体晶片)。尽管描述了圆形晶片的横向定位，但可能在具有一些限制(例如，晶片或物体的特定定向)的情况下使用如本文中所描述的装置来横向定位具有多边形、椭圆形或其他非圆形形状的晶片或物体。
晶片横向定位装置包括以固定止动件形式的一个或多个静态部件，该静态部件位于或延伸至晶片的夹持位置的圆形周边上的两个或更多个不同的方位角位置。因此，固定止动件定位成与保持在夹持位置的晶片的边缘相切。
例如，每个固定止动件可以包括销，该销从卡盘的表面的平面(例如，垂直于卡盘表面或与卡盘表面成另一角度)向外延伸。
可替代地或此外，单个方位角伸长的(例如，弧形的)固定止动件可围绕夹持位置的周边延伸至围绕夹持位置的周边的至少两个方位角地分离的位置，例如以便与保持在夹持位置中的晶片的边缘上的至少两个不同点相切。
可移动部件可以在卡盘的表面上径向地向内或向外移动。典型地，可移动部件为指状物的形式，该指状物定位在夹持位置的周边附近，并且可以朝向卡盘表面的中心向内延伸，以及可以远离卡盘表面的中心缩回。在一些情况中，可以设置多于一个的可移动部件。例如，两个或更多个指状物可以定位在沿着卡盘表面的周边的方位角地分离的位置。在一些情况中，装置可以包括三个或更多个指状物而没有任何固定止动件。
可替代地或此外,可移动部件可以围绕夹持位置的周边方位角地伸长。当伸长的可移动部件向内移动时，可移动部件可以在两个或更多个不同位置处接触晶片的边缘。在这种情况下，固定止动件可以包括单个固定止动件，其在直径上大体与可移动部件相对地定位。在一些情况中，装置可以包括两个或更多个伸长的可移动部件并且没有固定止动件。
可调节的指状组件包括可延伸的指状物，该指状组件定位在夹持位置的周边上的另一个不同的(不同于固定止动件)方位角位置。指状物可以在开放位置和封闭位置之间移动，在该开放位置中，指状物远离夹持位置最大程度地缩回，在该封闭位置中，指状物最大程度地延伸。当指状物最大程度地延伸并且没有晶片出现在卡盘上时，指状物向近侧延伸至该夹持位置的周边内。
指状物安装在柔性的臂上，使得当晶片出现在卡盘上并且指状组件在封闭状态中时，指状物推动抵靠晶片的横向边缘。该推动推动晶片抵靠固定止动件。当晶片被推动抵靠在固定止动件上时，晶片处于夹持位置。因此，当指状组件处于封闭状态时，晶片的周边邻接在夹紧位置的周边处的固定止动件和指状物，固定止动件和指状物与在夹紧位置处的晶片相切。
典型地，配置为接触晶片的固定止动件和指状物中的每个的至少一部分可以由不干扰晶片的处理的材料制成。例如，用于固定止动件和指状物的材料可以是在晶片处理的温度下不会降解并且具有抗静电特性的材料。适合的材料的实例包括聚醚醚酮(PEEK)、另一热塑性材料或另一种材料。
由指状物和固定止动件施加到晶片的圆形边缘的横向力在切点处横向向内指向。横向力配置为在晶片的处理期间足以将晶片保持在夹持位置。此外，切向施加的摩擦力可抵抗晶片的旋转。臂的柔性可确保由指状物施加于晶片边缘上的力不超过预定最大力。例如，可选择预定最大力以确保晶片保持在位，而没有使晶片弯曲或翘曲的风险。
例如，指状组件可以包括可旋转柱，柔性臂的近端附接至该可旋转柱。指状物安装在臂的远端部分上，并从臂横向向外(朝向卡盘表面的中心)延伸。该柱可以通过机动化的机构或其他机构来旋转。在一个实例中，该柱可以通过向与柱连接的可旋转叶片的一端施加气动压力(例如，经由一个端口)而在一个方向上旋转。旋转方向可通过向叶片的另一端施加气动压力(例如，经由不同的端口)而反转。可以利用其他机械、电磁、气动、液压或其他机构来使该柱旋转。
柱在一个方向上的旋转可以使臂旋转，使得臂的带有指状物的远端朝向夹持位置延伸。柱在相反方向上的旋转可以使臂旋转，使得在远端处的指状物向外旋转，从而使该指状物远离夹紧位置缩回。
柱可以设置有多个止动件，该止动件防止臂旋转超过预定的旋转角度范围。例如，止动件可以包括从柱向外延伸的多个接片。当这些接片接触指状组件的壳体中的突出部时，施加的力可以抵抗柱在该方向上的进一步旋转。柱与马达或提供用于旋转柱的扭矩的其他机构的连接可包括离合器机构以在防止进一步旋转时释放该连接。可替代地或此外，电气或电子电路可以防止柱超过所允许的旋转角度范围后的进一步旋转。例如，旋转到旋转范围的端点可以操作机械开关或光学、电子、电磁或其他机构以停止马达的操作、断开传动机构或以其他方式停止柱的旋转。
图1A示意性地示出了根据本发明的实施例的圆形晶片横向定位装置。图1B是图1A中所示的圆形晶片横向定位装置的示意性俯视图。图1C是图1A中所示的圆形晶片横向定位装置的示意性侧视图。
圆形晶片定位装置10配置为使圆形晶片12保持在卡盘头部11的卡盘表面28上的夹持位置处。例如，圆形晶片定位装置10和卡盘头部11可以安装到支撑固定件，该支撑固定件使用一个或多个安装突出部27、螺栓22或其他部件。
例如，卡盘表面28可以包括非接触平台，该非接触平台展示流体弹簧效应(fluidic spring effect)，该流体弹簧效应维持圆形晶片12和卡盘表面28之间的固定距离(典型地是固定高度)。在这种情况下，晶片支撑表面28可以包括散置的压力端口和真空端口的布置，这些端口连接到一个或多个流体压力源和抽吸源。在另一个实例中，压力可以经由卡盘表面28中的开口施加，以便减少圆形晶片12在卡盘表面28上横向定位期间的摩擦，随后施加抽吸以便将圆形晶片12保持到卡盘表面28。在其他实例中，卡盘表面28可以包括另一种合适类型的表面(例如，涂覆有不粘材料的表面)。
在所示实例中，圆形晶片定位装置10包括处于围绕卡盘表面28的不同方位角位置处的两个固定止动件14。指状组件16位于第三方位角位置处，该位置不同于固定止动件14的方位角位置。在所示实例中，指状组件16和两个固定止动件14围绕卡盘表面28的周边以大约120°的间隔大约等距地间隔。在其他实例中，装置可以包括多于两个固定止动件14，并且方位角的分离可以大于或小于120°(例如，但小于180°)。指状物20可以从指状组件16延伸出，以便将圆形晶片12保持在夹持位置，在该夹持位置中保持圆形晶片12与指状物20的远端和至少两个固定止动件14相切。在指状物20延伸之前，圆形晶片12的移动可受到指状组件16上的远端突出部24的限制。
图2示意性地示出了图1A中所示的圆形晶片横向定位装置的固定止动件。
在所示实例中，固定止动件14为销的形式，该销安装在止动底座26上，该止动底座进而安装到卡盘头部11的一侧。每个固定止动件14垂直于卡盘表面28的平面延伸。
每个固定止动件14是足够刚性的以防止邻接该固定止动件14的圆形晶片12向外移动。每个固定止动件14可以由这样的材料构造或者涂覆有这样的材料，即该材料与圆形晶片12的接触不会有损坏或毁坏圆形晶片12(例如，通过防止划痕、破裂或其他类型的损坏)或干扰圆形晶片12的处理(例如，通过防止静电荷的积聚、通过防止不希望的热传导、或对处理的其他干扰)的风险。例如，固定止动件14可以包括或可以涂覆有PEEK或其他合适的材料。类似地，至少指状物20的远端可以由相似的材料制成或涂覆有相似的材料，例如PEEK。
图3示意性地示出了图1A中所示的圆形晶片横向定位装置的指状组件。
在所示实例中，用于延伸和缩回指状组件16的指状物20的机构的部件封闭在组件覆盖件30内。通过操作柱旋转机构18以旋转与指状物20连接的可旋转柱40(在图4中可见)来实现指状物20的延伸或缩回。
在所示实例中，柱旋转机构18可以气动地操作，例如，通过施加气体压力到气动入口17中的任一个。例如，伸长的叶片可以在柱旋转机构18内连接到可旋转柱40。通过一个气动入口17提供的气动压力可以施加力到叶片的一端，因此提供扭矩以在一个方向上旋转柱。通过另一个气动入口17提供的气动压力可以施加力到叶片的相对端，从而提供扭矩以在相反方向上旋转柱。阀19(例如，以针阀的形式或其他类型的阀)可以操作以调节通过每个气动入口17的气动流入。调节流入可以使得能够有效地操作以气动形式操作的柱旋转机构18。
可替代地或此外，柱旋转机构18可包括另一机构，以用于旋转与指状物20连接的柱。例如，柱旋转机构18可以包括电动马达或另一个旋转机构。在这种情况下，电连接或其他控制或电源部件可以代替气动入口17和阀19。
在所示实例中，组件覆盖件30包括远端突出部24。远端突出部24可以配置为当指状物20缩回或没有完全延伸时，限制圆形晶片12在卡盘表面28上的横向移动。当指状物20延伸时，横向移动的限制可以有利于通过圆形晶片定位装置10横向定位圆形晶片12。
图4示意性地示出了图3所示的指状组件，其中其覆盖件被移除。
在所示实例中，可旋转柱40可通过柱旋转机构18的操作旋转。例如，可旋转柱40可以代表通过柱旋转机构18的叶片、马达或其他扭矩产生机构旋转的驱动柱的一端。在另一实例中，可旋转柱40可以通过传动机构耦接到分离的驱动柱。驱动柱可以通过柱旋转机构18的扭矩产生机构被直接驱动以旋转。传动机构可以包括一个或多个齿轮、带或其他机构，以用于将扭矩从驱动柱传输到可旋转柱40。
柱旋转机构18典型地包括用于限制可旋转柱40的旋转或者驱动柱的旋转的机构，可旋转柱40耦接至该驱动柱。例如，可旋转柱40能够旋转的典型旋转范围可以小于90°。旋转限制机构可以包括可旋转柱40上(或驱动柱上或传动机构的部件上)的接片、止动件或其他突出部，旋转限制机构配置为与柱旋转机构18内的相应结构接合，以限制可旋转柱40的旋转超过允许的旋转范围的端点。该相应结构可以包括机械突出部，该机械突出部物理地防止突出部的进一步旋转超过限制旋转角度。在另一个实例中，当突出部旋转到限制的角度时，突出部可以操作开关以关闭马达或断开传动机构。在另一个实例中，限制机构可以包括光学、电磁、电子或其他用于检测可旋转柱40旋转到限制旋转角度或旋转超过限制旋转角度的机构。在例如柱旋转机构18包括电动马达的一些情况下，传动机构可以包括离合器机构，当可旋转柱40的进一步旋转被机械地防止时，离合器机构能够使驱动柱与可旋转柱40断开。
在所示实例中，指状臂42的近端通过臂夹持件44夹持于可旋转柱40。可替代地或此外，指状臂42可以通过其他方式连接到可旋转柱40。例如，指状臂42可以通过一个或多个螺钉或夹子，通过插入到可旋转柱40中的凹槽或开口中，通过焊接或粘合剂，或以其他方式连接到可旋转柱40。在其他实例中，指状臂42可以直接地通过旋转机构旋转。
指状物20安装在指状臂42的远端。指状臂42在一方向上从指状组件16向外横向延伸，该方向大体上垂直于指状臂42从可旋转柱40延伸的方向。因此，指状臂42在一个方向(所示实例中为逆时针方向)上的旋转使指状物20朝向卡盘表面28的中心向外延伸。指状臂42在相反方向上的旋转使指状物20远离卡盘表面28的中心缩回。
在另一个例子中，指状物20可以通过其他方式连接到指状臂42。例如，指状物20可以从指状臂42的一端纵向地延伸，或与指状臂42成一倾斜角度。指状臂42可以通过其他方式连接到可旋转柱40或连接到另一类型的指状延伸机构(例如，纵向平移机构或可操作以使指状物20延伸或缩回的另一机构)。指状物20可以从指状臂42的一点延伸，该点远离臂夹持件44但邻近指状臂42的远端。
柱旋转机构18可以配置为使得当指状物20最大程度地延伸时(例如，在所示示例中，当可旋转柱40旋转到最大逆时针旋转角度时)，并且当没有圆形晶片12放置在卡盘表面28上时，指状物20的远端延伸到卡盘表面28上的圆形晶片12的夹持位置的周边内。类似地，当指状物20最大程度地缩回时(例如，在所示示例中，当可旋转柱40旋转到最大顺时针旋转角度时)，指状物20的远端缩回到卡盘表面28上的圆形晶片12的周边外部的位置。例如，指状物20的远端可以从卡盘表面28的中心缩回一径向距离，该径向距离大于到指状组件16的组件覆盖件30上的远端突出部24的径向距离。
指状臂42可以配置为是柔性的和弹性的。例如，指状臂42可以由可经受多次弯曲而不断裂的材料构成。例如，指状臂42可以由金属、塑料或另一种合适材料的平坦且可能弯曲的带构成，该材料具有足够的柔性以在挠曲时弯曲，但具有足够的刚度和弹性力以在挠曲力移除时返回到其原始形状。在所示的实例中，指状臂42设置有利于弹性弯曲而不使指状臂42机械地疲劳的特征。在所示的实例中，指状臂42包括U形弯曲部41，这样使得指状臂42的近端部段基本上平行于指状臂42的远端部段。指状臂42的远端区段包括大致平行于指状臂42的远端区段的伸长尺寸的纵向狭槽43。
因此，当指状臂42旋转以最大程度延伸指状物20时，圆形晶片12的外边缘可接触指状物20的远端以防止指状物20的完全延伸。因此，指状物20附近的指状臂42的远端可从卡盘表面28的中心向外弯曲。因此，指状臂42的弹性可以向指状物20施加力，以维持指状物20在圆形晶片12上的压紧力。因此，该力可以保持圆形晶片12的外边缘压靠在两个或更多个固定止动件14上。由指状物20和固定止动件14施加于圆形晶片12上的力可足以将圆形晶片12保持在卡盘表面28上的夹持位置。
在一些情况下，指状臂42或其上安装指状物20的其他结构可以是刚性的。在这种情况下，指状物20本身可以由柔性且有弹力的材料制成，以便当指状物20延伸时能够施加压紧力于圆形晶片12的外边缘上，从而将圆形晶片12保持在卡盘表面28上的夹持位置处。
在一些情况下，一旦指状组件16和固定止动件14的操作已经将圆形晶片12定位在卡盘表面28上的夹持位置处，就可以经由卡盘表面28中的开口施加抽吸。抽吸可以将圆形晶片12保持到卡盘表面28。卡盘表面28与圆形晶片12的面向卡盘表面28的一个面之间所产生的摩擦可足以将圆形晶片12保持在位。在这种情况下，在施加抽吸之后，可以操作指状组件16以缩回指状物20。
因此，当指状物20完全缩回时，圆形晶片12可以在卡盘表面28上放置在固定止动件14和指状组件16之间。固定止动件14和指状物20(或其他类型的固定部件和可移动部件)可围绕卡盘表面28的周边定位，使得相邻固定止动件14之间或指状物20和相邻固定止动件14之间没有大于圆形晶片12直径的空间。因此，如果圆形晶片12的尺寸大约是卡盘表面28的尺寸，则相邻定位部件(例如，固定止动件14和指状物20)之间的方位角间隔不能大于约180°(或更小，取决于圆形晶片12和卡盘表面28的相对尺寸)。
当圆形晶片12首先放置在卡盘表面28上时，圆形晶片12可以在卡盘表面28上能够自由滑动。例如，空气或其他气体或流体可经由卡盘表面28上的开口排出，以减少圆形晶片12和卡盘表面28之间的摩擦。可替代地，卡盘表面28可包括散置的开口，该开口用于同时施加压力和抽吸以形成展示出流体弹簧效应的流体缓冲。可替代地或此外，卡盘表面28可由非粘性表面材料制成或涂覆有非粘性表面材料。
柱旋转机构18可操作以延伸指状组件16的指状物20。例如，来自压力源的空气压力可被提供给气动入口17中的一个，以旋转可旋转柱40和附接的指状臂42，以使指状物20向外延伸。当指状物20的远端接触圆形晶片12的边缘时，指状物20的连续延伸可以将圆形晶片12推向固定止动件14。当圆形晶片12被推动到固定止动件14时，圆形晶片12的横向运动可以停止，并且指状物20的进一步延伸可以弯曲指状臂42以施加横向力来将圆形晶片12保持在夹持位置，并且圆形晶片在该位置与固定止动件14和指状物20相切。
一旦圆形晶片12已经横向地定位在夹持位置处(其中卡盘表面28配置为进行该操作)，圆形晶片12与卡盘表面28之间的摩擦可以增加。例如，可以经由卡盘表面28中的开口对圆形晶片12施加抽吸，以保持圆形晶片12抵靠卡盘表面28。
然后，可以进行圆形晶片12的处理(例如，修改或检查)。当处理完成时，可以从卡盘表面28释放圆形晶片12。例如，指状物20可以远离圆形晶片12完全缩回。经由卡盘表面28施加的抽吸可以停止。然后可以从卡盘表面28移除圆形晶片12。
典型地，圆形晶片定位装置10的操作可以由控制器控制。控制器可包括配置为根据编程指令操作的一个或多个单元。例如，控制器可操作柱旋转机构18以延伸或缩回指状物20。在一些情况下，控制器还可以操作，或者可以与操作其他功能的一个或多个控制器通信。因此，柱旋转机构18和圆形晶片定位装置10的操作可以与其他功能协调。这些其他功能可以包括以下各项中的一项或多项：向卡盘表面28上的开口施加流体压力、抽吸力或两者，处理圆形晶片12，将圆形晶片12运送到卡盘表面28和从卡盘表面运送圆形晶片，或者与处理一个或多个圆形晶片12相关的其他功能。
可替代地或此外，晶片定位装置可以包括指状物和指状延伸机构的其他构造。在一些构造中，可以使指状物能够在大体上垂直于卡盘表面28的方向上移动，例如以将圆形晶片12横向地定位在夹持位置处，直到圆形晶片12例如通过抽吸被固定到卡盘表面28上。
在一些构造中，可使指状物能够在大体上平行于夹盘表面的方向上移动。
图5A示意性地示出了用于图4中所示的指状组件的直指状臂的实例。
在所示的实例中，指状物20从直指状臂50的远端横向地延伸，该直指状臂的近端附接到可旋转柱40。直指状臂50可包括具有平坦的或其他截面的单个伸长臂，该单个伸长臂可以是柔性的且有弹力的，例如，以便至少能够横向弯曲。
图5B示意性地示出了具有两个直臂的指状臂的实例。
在所示的实例中，指状物20从两个平行且横向移位的直指状臂52的远端横向地延伸，该指状臂的近端附接到可旋转柱40。每个指状臂52可以具有平坦的(例如，大体上垂直于卡盘表面28的平面)或其他截面，并且可以是柔性的且有弹力的，例如，以便至少能够横向弯曲。
图5C示意性地示出了指状臂的实例，该指状臂具有在相对于卡盘表面的平面的不同高度处的两个平坦臂。
在所示的实例中，指状物20从两个平行的直指状臂54的远端横向地延伸，该指状臂的近端附接至可旋转柱40。在所示的实例中，每个指状臂54具有大体上平行于卡盘表面28的平面的平坦截面。指状臂54沿着垂直于卡盘表面28的平面的轴线彼此移位。每个指状臂54可以是柔性的且有弹力的，例如，以至少能够在垂直于卡盘表面28的平面的方向上弯曲。
图5D示意性地示出了指状臂的实例，该指状臂具有相对于卡盘表面的平面在不同高度处的两个臂。
在所示的实例中，指状物20从两个平行的直指状臂56的远端横向地延伸，该指状臂的近端附接至可旋转柱40。在所示的实例中，每个指状臂56具有圆形的或其他非平坦的截面。指状臂56沿着垂直于卡盘表面28的平面的轴线彼此移位。每个指状臂56可以是柔性的且有弹力的，例如，以能够横向弯曲且能够在垂直于卡盘表面28的平面的方向上弯曲。
图5E示意性地示出了具有刚性臂和与指状物的弹性连接的指状臂的实例。
在所示的实例中，指状物20通过以弹簧60形式的弹性(例如，柔性的且有弹力的)元件连接，以从刚性臂58的远端横向地延伸，该刚性臂的近端附接至可旋转柱40。与刚性臂58的弹性连接可以使指状物20能够在横向上且在垂直于卡盘表面28的平面的方向上都相对于刚性臂58移动。
图5F示意性地示出了螺旋指状臂的实例。
在所示的实例中，指状物20从螺旋臂62的远端纵向地延伸，该螺旋臂的近端附接至可旋转柱40。螺旋臂62可以是柔性的且有弹力的，例如，以便能够在横向上弯曲且在垂直于卡盘表面28的平面的方向上弯曲。
图5G示意性地示出了复合指状臂的实例，其中双臂的两个区段处于不同定向。
在所示的实例中，指状物20从复合指状臂66的远端横向地延伸，该复合指状臂的近端附接至可旋转柱40。在所示的实例中，复合指状臂66的近端区段包括两个指状臂54，该两个指状臂沿着垂直于卡盘表面28的平面的轴线彼此移位。复合指状臂66的远端区段包括两个平行且横向移位的直指状臂52。近端区段和远端区段在连接部64处连接。指状臂52和54的每一个可以是柔性的且有弹力的，例如，以能够在横向上弯曲且在垂直于卡盘表面28的平面的方向上弯曲。
指状物20可以配置为在距卡盘表面28预定距离处保持圆形盘12。例如，指状物20可以包括凹槽或凹口，该凹槽或凹口配置为用于沿着指状物20的远端将圆形盘12的边缘引导至特定部分。
图6A示意性地示出了具有V形凹口的指状物。
支撑在卡盘表面28上的圆形盘12的边缘可以被引导到在指状物20的远端上的V形凹口70中。因此，当指状物20延伸以将圆形盘12移动到卡盘表面28上的夹持位置时，该边缘可以被保持在V形凹口70中。
图6B示意性地示出了具有U形凹口的指状物。
支撑在卡盘表面28上的圆形盘12的边缘可以被引导到在指状物20的远端上的U形凹口72中。因此，当指状物20延伸以将圆形盘12移动到卡盘表面28上的夹持位置时，该边缘可以被保持在U形凹口72中。
图7A示意性地示出了具有与指状物的线性弹簧连接的可线性平移指状臂。
延伸机构80配置为通过纵向运动88来延伸和缩回指状臂82。例如，延伸机构80可以包括电动马达(例如，具有将旋转运动传输成线性运动的传动装置)，电动或电磁线性致动器，或者另一个液压的、气动的、电磁的或以其他方式提供动力的机构。纵向运动88可以代表实体指状臂82的线性移动，或可变长度的指状臂82的加长和缩短(例如，通过伸缩、伸缩接头的展开和折叠、扩展和收缩或其他方式)。
指状物20可以通过弹性元件连接到指状臂82。该弹性元件可有利于在没有损坏圆形盘12的风险的情况下保持指状物20和圆形盘12之间的接触。
在所示的实例中，将指状物20连接到指状臂82的远端的弹性元件包括线性弹簧84。
图7B示意性地示出了具有与指状物的板簧连接的可线性平移指状臂。
在所示的实例中，将指状物20连接到指状臂82的远端的弹性元件包括板簧86。在所示的实例中，板簧86是封闭的。在其他实例中，板簧86可以是开放的(例如，具有U型轮廓)。
图8示意性地示出了复合指状臂。
固定脚部92在复合指状臂90的支腿90a的近端处，该固定脚部可以附接到指状延伸机构上或附近的固定点。可移动脚部94在支腿90b的近端处，该可移动脚部可以通过指状延伸机构线性平移以向外和向内移动，如箭头96所示。例如，可通过线性致动器或用于产生可移动脚部94的线性双向移动的其他机构来移动可移动脚部94。可移动脚部94的向外和向内运动可导致复合指状臂90围绕固定脚部92的摇摆运动，该摇摆运动可相应地大致沿箭头98所示的方向延伸或缩回指状物20。
在本文中公开了不同的实施例。某些实施例的特征可以与其他实施例的特征组合；因此，某些实施例可以是多个实施例的特征的组合。为了说明和描述的目的，已经展现了本发明的实施例的上述描述。这不旨在是详尽的或将本发明限制在所公开的精确形式。本领域技术人员应当理解，根据上述教导，许多修改、变化、替换、改变和等同物是可能的。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有此类修改和变化。
虽然在本文中已经示出和描述了本发明的某些特征，但本领域普通技术人员现在将做出许多修改、替换、改变和等效物。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有此类修改和变化。

Claims (20)

1.一种晶片定位装置，包括：
至少一个固定止动件，定位在卡盘表面上的夹持位置的周边处；
能伸长的指状物；以及
指状延伸机构，用于朝向所述卡盘表面的中心向外延伸所述指状物，以及远离所述卡盘表面的中心缩回所述指状物，
其中，当晶片放置在所述卡盘表面上并且所述指状延伸机构操作以向外延伸所述指状物时，所述指状物配置为朝向所述至少一个固定止动件横向地推动所述晶片，直到当所述指状物的远端在所述夹持位置的周边处时所述晶片的边缘接触所述至少一个固定止动件。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述夹持位置的周边是圆形的。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述至少一个固定止动件包括从所述卡盘表面的平面向外延伸的至少一个销。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述销大体上垂直于所述卡盘表面延伸。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，所述至少一个销包括在所述夹持位置的周边上的不同方位角位置处的两个销。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的装置，其中，所述至少一个销包括聚醚醚酮(PEEK)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的晶片定位装置，其中，所述指状延伸机构包括能旋转的臂和用于旋转所述臂的旋转机构，所述指状物附接到所述臂，使得所述旋转机构在一个方向上旋转所述臂的操作朝向所述卡盘表面的中心向外延伸所述指状物，并且所述旋转机构在相反方向上旋转所述臂的操作远离所述卡盘表面的中心缩回所述指状物。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述臂耦接到能旋转柱。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述臂的近端耦接到所述能旋转柱。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中，所述旋转机构是气动地操作的。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述旋转机构连接到两个气动入口，其中，施加压缩气体到所述气动入口中的一个气动入口导致所述旋转机构在一个方向上旋转所述臂，并且施加压缩气体到另一个气动入口导致所述旋转机构在相反方向上旋转所述臂。
12.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其中，所述旋转机构和所述臂配置为使得当在没有晶片放置在所述卡盘表面上的情况下所述臂旋转使得所述指状物完全延伸时，所述指状物的远端在所述夹持位置的周边内。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述臂是柔性的且有弹力的。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述臂包括U形弯曲部。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述臂包括螺旋臂或两个大体上平行的指状臂。
16.根据权利要求7至15中任一项所述的装置，其中，所述旋转机构和所述臂配置为使得当所述臂旋转使得所述指状物完全缩回时，所述指状物的远端在所述夹持位置的周边外部。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述臂的壳体包括远端突出部，以在所述指状物完全缩回时限制所述晶片在所述卡盘表面上的横向移动。
18.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述指状延伸机构包括能纵向平移的臂，所述指状物通过弹性元件附接到所述臂。
19.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述指状延伸机构包括带有两个支腿的臂，位于所述支腿中的一个支腿的近端处的脚部是固定的，并且位于另一支腿的近端处的脚部是能线性平移的。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的装置，还包括卡盘。
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