CN117133702A - 可取放多尺寸晶圆的机器手臂 - Google Patents

可取放多尺寸晶圆的机器手臂 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可取放多尺寸晶圆的机器手臂，包括第一取放单元、第二取放单元与底座。第一取放单元，用以搬运具有第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆从第一位置至第二位置。第二取放单元，相邻于第一取放单元，用以搬运具有第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆从第一位置至第二位置。底座，用以承载第一取放单元与第二取放单元；其中第一取放单元与第二取放单元具有相同结构，分别具有可调间距的托架，以同时搬运第一尺寸晶圆与第二尺寸晶圆。

Description

可取放多尺寸晶圆的机器手臂
技术领域
本发明涉及一种机械手臂，特别涉及一种可取放多尺寸晶圆的机器手臂。
背景技术
在半导体制造过程中，通常会利用机械手臂将晶圆由一个制造程序或检查程序搬运至下个程序。目前常见的机器手臂具有x-y轴向的移动行程，以将晶圆搬运至下个程序，而该机械手臂还具有单板式取放板，可用以取放单种尺寸的晶圆。
然而，当要取放不同尺寸的晶圆时，需要拆除机械手臂上的取放板并更换为对应尺寸的取放板。前述更换取放板的过程除了花费时间外，也无法同时取放两种尺寸的晶圆，进而影响半导体制造效率。
因此，如何改良并能提供一种『可取放多尺寸晶圆的机器手臂』来避免上述所遭遇到的问题，为目前业界的重要课题。
发明内容
有鉴于上述习知技术的问题，本发明的主要目的就是在提供一种可取放多尺寸晶圆的机器手臂，以解决习知技术的各种问题。
本发明的目的是这样实现的，本发明提供一种可取放多尺寸晶圆的机器手臂，包括第一取放单元、第二取放单元与底座。第一取放单元，用以搬运具有第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆从第一位置至第二位置。第二取放单元，相邻于第一取放单元，用以搬运具有第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆从第一位置至第二位置。底座，用以承载第一取放单元与第二取放单元；其中第一取放单元与第二取放单元具有相同结构，分别具有可调间距的托架，以同时搬运第一尺寸晶圆与第二尺寸晶圆。
在一些实施例中，其中该第一取放单元还包括有第一托架、第一驱动部及第一位移支臂。第一托架，用以调整至第一间距或第二间距，以托持第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆。第一驱动部，用以驱动第一托架调整至第一间距或第二间距。第一位移支臂，与第一驱动部连接，用以提供X轴向与Y轴向的位移。
在一些实施例中，第一托架还开设有吸附孔，通过负压吸附第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆。
在一些实施例中，第二取放单元还包括有第二托架、第二驱动部及第二位移支臂。第二托架，用以调整至第一间距或第二间距，以托持第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆。第二驱动部，用以驱动第二托架调整至第一间距或第二间距。
第二位移支臂，与第二驱动部连接，用以提供X轴向与Y轴向的位移。
在一些实施例中，第二托架还开设有吸附孔，通过负压吸附第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆。
在一些实施例中，第一取放单元与第二取放单元为上下排列设置。
在一些实施例中，第一取放单元与第二取放单元为左右并列设置。
根据本发明的其中一目的，提出一种可取放多尺寸晶圆的机器手臂，包括取放单元与底座。取放单元，具有可调间距的托架，用以搬运具有第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆从第一位置至第二位置。底座，用以承载取放单元。
在一些实施例中，取放单元还包括有托架、驱动部及底座。托架，用以调整至第一间距或第二间距，以托持第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆。驱动部，用以驱动托架调整至第一间距或第二间距。位移支臂，与驱动部连接，用以提供X轴向与Y轴向的位移。
在一些实施例中，托架还开设有吸附孔，通过负压吸附第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆。
本发明的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，具有可调整间距的托架，以同时搬运不同尺寸晶圆，大幅提升晶圆搬运效率。
为能够让本发明能更明显易懂，下面特列举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例的外观结构示意图。
图2A为本发明实施例第一取放单元调整为第一间距时的外观结构示意图。
图2B为本发明实施例第一取放单元调整为第二间距时的外观结构示意图。
图3为本发明实施例托持晶圆时的外观结构示意图。
图4为图3的A部分的放大图。
图5为本发明实施例托持带框架晶圆时的外观结构示意图。
图6为图5的B部分的放大图。
图7为本发明实施例的不同尺寸晶圆的搬运示意图。
附图标号说明：10-第一取放单元；12-第一托架；14-第一驱动部；15-连接部；16-第一位移支臂；20-第二取放单元；22-第二托架；24-第二驱动部；26-第二位移支臂；30-底座；40-晶圆；42-框架；44-膜体；50-带框架的第一尺寸晶圆；51-第二尺寸晶圆；52-第三尺寸晶圆；53-第四尺寸晶圆；54-带框架的第五尺寸晶圆；60-工作站；100-可取放多尺寸晶圆的机器手臂；120-吸附孔；G1-第一间距；G2-第二间距；M1-移动行程。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此限制本发明的保护范围。
为了清楚与方便附图说明之故，附图中的各部件在尺寸与比例上可能会被扩大或缩小地呈现。在以下描述及/或申请专利范围中，当提及组件「连接」或「耦合」至另一组件时，其可直接连接或耦合至该另一组件或可存在介入组件；而当提及组件「直接连接」或「直接耦合」至另一组件时，不存在介入组件，用于描述组件或层之间的关系的其他字词应以相同方式解释；「第一」、「第二」、「第三」等序数，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同组件。为使便于理解，下述实施例中的相同组件系以相同的符号标示来说明。
请参照图1，图1为本发明实施例的外观结构示意图。如图1所示，可取放多尺寸晶圆的机器手臂100包括有第一取放单元10、第二取放单元20与底座30。
第一取放单元10由第一托架12、第一驱动部14及第一位移支臂16组成。第一取放单元10用以搬运具有第一尺寸的晶圆40从第一位置至第二位置。在一些实施例中，第一取放单元10也可用以搬运具有第二尺寸的晶圆40从第一位置至第二位置。
第一托架12大致上呈现叉型的外观结构(如图2A所示)。第一托架12可由金属或塑料等不易对晶圆40造成接触损伤的材质构成，但不以此为限。第一托架12用以调整至第一间距或第二间距，以托持第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆。
第一驱动部14与第一托架12连接。第一驱动部14用以驱动第一托架12调整其叉型支臂(图中未标示)至第一间距或第二间距。第一驱动部14可由马达、传动齿轮、皮带、驱动电路等零件组成。
第一位移支臂16与第一驱动部14连接。第一位移支臂16用以提供X轴向与Y轴向的位移，以使第一托架12可移动至晶圆40的存放位置并托持晶圆40。接者，再将晶圆40以托持的方式搬运至下一个制造或检查程序的位置。第一位移支臂16可由金属或刚性材质构成。
第二取放单元20相邻于第一取放单元10。第二取放单元20用以搬运具有第一尺寸的晶圆40从第一位置至第二位置。在一些实施例中，第二取放单元20也可用以搬运具有第二尺寸的晶圆40从第一位置至第二位置。
第二托架22大致上呈现叉型的外观结构(如图2A所示)。第二托架22可由金属或塑料等不易对晶圆40造成接触损伤的材质构成，但不以此为限。第二托架22用以调整至第一间距或第二间距，以托持第一尺寸晶圆或第二尺寸晶圆。
第二驱动部24与第二托架22连接。第二驱动部24用以驱动第二托架22调整其叉型支臂至第一间距或第二间距。第二驱动部24可由马达、传动齿轮、皮带、驱动电路等零件组成。
第二位移支臂26与第二驱动部24连接。第二位移支臂26用以提供X轴向与Y轴向的位移，以使第二托架26可移动至晶圆40的存放位置并托持晶圆40。接者，再将晶圆40以托持的方式搬运至下一个制造或检查程序的位置。第二位移支臂26可由金属或刚性材质构成。
底座30用以承载第一取放单元10与第二取放单元20。同样的，底座30可由金属或刚性材质构成。如图1所示，第一取放单元10与第二取放单元20为上下排列设置。在一些实施例中，第一取放单元10与第二取放单元20也可以为左右并列设置。在一些实施例中，可取放多尺寸晶圆的机器手臂100可以有超过两组以上的取放单元组成。
请参照图2A，为本发明实施例第一取放单元调整为第一间距时的外观结构示意图。如图2A所示，第一托架12与第一驱动部14连接。第一驱动部14与连接部15连接。连接部15与第一位移支臂16连接。第一取放单元10的第一托架12大致上呈现叉型的外观结构。第一托架12由第一驱动部14控制开合状态，以使叉型支臂相隔第一间距G1。更具体的说，第一托架12由第一驱动部14控制进行平向移动，并让叉型支臂彼此远离，以相隔第一间距G1。藉此，可托持具有第一尺寸的晶圆40。
在第一托架12的上表面处还开设有数个吸附孔120。吸附孔120通过负压方式吸附第一尺寸的晶圆40或第二尺寸的晶圆40。更具体的说，第一托架12内部形成有气道结构，通过负压源(例如，抽气马达)形成的负压，将第一尺寸的晶圆40或第二尺寸的晶圆40吸附与固定于第一托架12的上表面，以避免搬运晶圆40的过程中造成掉落。藉此，可降低晶圆搬运时造成损坏的几率。
请参照图2B，为本发明实施例第一取放单元调整为第二间距时的外观结构示意图。如图2B所示，第一取放单元10的第一托架12大致上呈现叉型的外观结构。第一托架12由第一驱动部14控制开合状态，以使叉型支臂相隔第二间距G2。更具体的说，第一托架12由第一驱动部14控制进行平向移动，并让叉型支臂彼此靠近，以相隔第二间距G2。藉此，可托持具有第二尺寸的晶圆40。另外，第一驱动部14可以多段式或无段式调整第一托架12的叉型支臂之间的相隔间距，以符合多尺寸晶圆的搬运需求。
请参照图3，为本发明实施例托持晶圆时的外观结构示意图。如图3所示，第一托架12的叉型支臂调整至相隔第二间距G2，并托持第一尺寸的晶圆40。第一托架12的叉型支臂的末端约略突出于晶圆40。在第一托架12的叉型支臂末端往第一驱动部14的方向具有向内靠近的弯折部(图中未标示)，可增加第一托架12与晶圆40的接触与施力的面积，以使第一托架12可更平稳地托持晶圆40。
请参照图4，为图3的A部分的放大图。如图4所示，在第一托架12的上表面开设有数个吸附孔120。吸附孔120与晶圆40的下表面接触，通过负压方式可稳固地吸附与固定晶圆40。在一些实施例中，吸附孔120的形状、位置与数量可视实际需求进行设计与变化。
请参照图5，为本发明实施例托持带框架晶圆时的外观结构示意图。如图5所示，第一托架12的叉型支臂调整至相隔第一间距G1，并托持第一尺寸的晶圆40。在图5中晶圆40具有框架42与膜体44。框架42与膜体44用以固定与保护晶圆40。框架42大致上呈现圆环状的外观形状。框架42具有平整、高硬度、抗折、抗腐蚀与防刮伤等特性。框架42可由不锈钢材质等金属构成。膜体44具有可扩张性、黏着力等特性。膜体44可例如是蓝膜或UV膜，但不以为限。
第一托架12的叉型支臂的末端约略突出于框架42。在第一托架12的叉型支臂末端往第一驱动部14的方向具有向内靠近的弯折部(图中未标示)，可增加第一托架12与框架42、膜体44的接触与施力的面积，以使第一托架12可更平稳地托持带框架晶圆。
请参照图6，为图5的B部分的放大图。如图6所示，在第一托架12的上表面开设有数个吸附孔120。吸附孔120与膜体44与/或框架42的下表面接触，通过负压方式可稳固地吸附与固定膜体与/或框架42。在一些实施例中，吸附孔120的形状、位置与数量可视实际需求进行设计与变化。
请参照图7，为本发明实施例的不同尺寸晶圆的搬运示意图。如图7所示，可取放多尺寸晶圆的机器手臂100的周围分别设置有带框架的第一尺寸晶圆50、第二尺寸晶圆51、第三尺寸晶圆52、第四尺寸晶圆53、带框架的第五尺寸晶圆54与工作站60。
可取放多尺寸晶圆的机器手臂100在移动行程M1之间来回移动。可取放多尺寸晶圆的机器手臂100用以在带框架的第一尺寸晶圆50、第二尺寸晶圆51、第三尺寸晶圆52、第四尺寸晶圆53、带框架的第五尺寸晶圆54与工作站60之间执行搬运程序。
举例来说，当要搬运第二尺寸晶圆51与第三尺寸晶圆52时，习知单板式机械手臂只能分次搬运第二尺寸晶圆51、第三尺寸晶圆52至工作站60，且需要将符合第二尺寸晶圆51的托盘更换为符合第三尺寸晶圆52的托盘，才能继续搬运程序。由于本发明的可取放多尺寸晶圆的机器手臂100设有第一取放单元10与第二取放单元20，并可对应调整第一托架12与第二托架22，以符合第二尺寸晶圆51与第三尺寸晶圆52的搬运需求。另外，亦可将第一取放单元10与第二取放单元20的第一托架12与第二托架22皆调整成相同间距，以符合相同的第二尺寸晶圆51的搬运需求，至工作站60执行取出完成制造或检查程序的晶圆51，并接续摆放尚未制造或检查程序的晶圆51。如此，可同时搬运不同尺寸或相同尺寸晶圆，大幅提升晶圆搬运效率。
综上所述，本发明实施例的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，具有可调整间距的托架，以同时搬运不同尺寸晶圆，大幅提升晶圆搬运效率。
根据本发明实施例的第一托架末端往第一驱动部的方向具有向内靠近的弯折部，可增加第一托架与晶圆的接触与施力的面积，以使第一托架可更平稳地托持晶圆。
根据本发明实施例的吸附孔与晶圆的下表面接触，通过负压方式可稳固地吸附与固定晶圆，以避免搬运晶圆的过程中造成掉落，进而降低晶圆搬运时造成损坏的几率。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于，包括：
一第一取放单元，用以搬运具有一第一尺寸晶圆或一第二尺寸晶圆从一第一位置至一第二位置；
一第二取放单元，相邻于该第一取放单元，用以搬运具有该第一尺寸晶圆或该第二尺寸晶圆从该第一位置至该第二位置；及
一底座，用以承载该第一取放单元与该第二取放单元；
其中该第一取放单元与该第二取放单元具有相同结构，分别具有一可调间距的托架，以同时搬运该第一尺寸晶圆与该第二尺寸晶圆。
2.如权利要求1所述的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于，该第一取放单元还包括有：
一第一托架，用以调整至一第一间距或一第二间距，以托持该第一尺寸晶圆或该第二尺寸晶圆；
一第一驱动部，用以驱动该第一托架调整至该第一间距或该第二间距；及
一第一位移支臂，与该第一驱动部连接，用以提供一X轴向与一Y轴向的位移。
3.如权利要求2所述的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于：该第一托架还开设有一吸附孔，通过一负压吸附该第一尺寸晶圆或该第二尺寸晶圆。
4.如权利要求1所述的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于，该第二取放单元还包括有：
一第二托架，用以调整至一第一间距或一第二间距，以托持该第一尺寸晶圆或该第二尺寸晶圆；
一第二驱动部，用以驱动该第二托架调整至该第一间距或该第二间距；及
一第二位移支臂，与该第二驱动部连接，用以提供一X轴向与一Y轴向的位移。
5.如权利要求4所述的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于：该第二托架还开设有一吸附孔，通过一负压吸附该第一尺寸晶圆或该第二尺寸晶圆。
6.如权利要求1所述的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于：该第一取放单元与该第二取放单元为上下排列设置。
7.如权利要求1所述的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于：该第一取放单元与该第二取放单元为左右并列设置。
8.一种可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于，包括：
一取放单元，具有一可调间距的托架，用以搬运具有一第一尺寸晶圆或一第二尺寸晶圆从一第一位置至一第二位置；及
一底座，用以承载该取放单元。
9.如权利要求8所述的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于，该取放单元还包括有：
一托架，用以调整至一第一间距或一第二间距，以托持该第一尺寸晶圆或该第二尺寸晶圆；
一驱动部，用以驱动该托架调整至该第一间距或该第二间距；及
一位移支臂，与该驱动部连接，用以提供一X轴向与一Y轴向的位移。
10.如权利要求9所述的可取放多尺寸晶圆的机器手臂，其特征在于：该托架还开设有一吸附孔，通过一负压吸附该第一尺寸晶圆或该第二尺寸晶圆。
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