CN204271064U - 晶圆搬运机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种晶圆搬运机械手，其特征在于，包括基板；所述基板上设有风道，所述风道设置有进风口和出风口；所述进风口与所述出风口通过所述风道连通；气体自所述进风口吹入所述风道后从所述出风口吹出；所述基板上设有多个沉孔，多个所述沉孔沿圆周方向分布；所述出风口开设于所述沉孔的侧壁上；每个沉孔的侧壁上设置至少一个所述出风口。本实用新型提供的晶圆搬运机械手，当基板贴近晶圆时，利用沉孔侧壁吹出的气形成涡流，在沉孔中央形成负压。利用负压可吸附晶圆，将晶圆吸附在基板上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种晶圆搬运机械手。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆是生产集成电路所用的载体，是最常用的半导体材料，按其直径分为6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至研发更大尺寸。晶圆越大，同一晶圆上可生产的IC就越多，但对晶圆生产技术的要求也就越高。在生产晶圆的过程当中，将晶圆从一个工作平台转移至另一个工作平台，多采用人工手持晶圆进行搬运，效率低，稳定性差，极易因工作人员的操作不当使晶圆划破或断裂，影响晶圆品质，严重时导致晶圆报废，降低晶圆生产的良品率。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种方便拿取晶圆的晶圆搬运机械手。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
晶圆搬运机械手，其特征在于，包括基板；所述基板上设有风道，所述风道设置有进风口和出风口；所述进风口与所述出风口通过所述风道连通；气体自所述进风口吹入所述风道后从所述出风口吹出；所述基板上设有多个沉孔，多个所述沉孔沿圆周方向分布；所述出风口开设于所述沉孔的侧壁上；每个沉孔的侧壁上设置至少一个所述出风口。
优选地是，每个沉孔侧壁上设置的所述出风口数目为多个，所述多个出风口沿圆周方向分布。
优选地是，所述沉孔为圆形。
优选地是，所述风道包括出风孔；所述出风孔自所述出风口向所述基板内延伸；同一个沉孔内的出风孔的延伸方向与该沉孔的径向夹角α均大于等于90°、小于180°，或同一个沉孔内的出风孔的延伸方向与该沉孔的径向夹角α均大于0°、小于等于90°。
优选地是，所述沉孔的个数为偶数；沿圆周方向相邻的两个沉孔，其中一个沉孔内的出风孔的延伸方向与该沉孔的径向夹角α均大于等于90°、小于180°，另一个沉孔内出风孔的延伸方向与该沉孔的径向夹角α均大于0°、小于等于90°。
优选地是，所述基板包括基板本体和盖板；所述盖板与所述基板本体连接；所述基板本体上设置有凹槽；所述盖板将所述凹槽封住形成所述风道。
优选地是，所述沉孔设置于所述基板本体正表面，并自所述基板本体正表面向所述基板本体后表面延伸；所述凹槽设置于所述基板本体的后表面，并自所述基板本体后表面向所述基板本体正表面延伸；所述盖板安装于所述基板本体后表面上。
优选地是，还包括衬环，所述衬环侧壁设置有多个第一通孔；所述多个第一通孔沿圆周方向分布；所述衬环设置于所述沉孔内；所述第一通孔与所述出风口连通；所述风道内的风经所述出风口、所述第一通孔吹入所述沉孔内。
优选地是，同一个衬环上的第一通孔的延伸方向与该衬环的径向夹角β均大于等于90°、小于180°，或同一个衬环上的第一通孔的延伸方向与该衬环的径向夹角β均大于0°、小于等于90°。
优选地是，所述衬环的个数为偶数；沿圆周方向相邻的两个衬环，其中一个衬环上的第一通孔的延伸方向与该衬环的径向夹角β均大于等于90°、小于180°，另一个衬环上的第一通孔的延伸方向与该衬环的径向夹角β均大于0°、小于等于90°。
优选地是，所述第一通孔沿基板厚度方向的截面呈圆形。
优选地是，所述基板上设有第二通孔；所述多个沉孔围绕所述第二通孔设置。
优选地是，所述基板上还设有至少一个凸块；所述凸块凸出所述基板的表面。
优选地是，所述凸块设置于所述沉孔内；所述凸块与所述沉孔侧壁具有间隙。
优选地是，还包括检测装置；所述检测装置用于检测所述基板是否吸住晶圆。
优选地是，所述检测装置为光电检测器。
本实用新型提供的晶圆搬运机械手，当基板贴近晶圆时，利用沉孔侧壁吹出的气形成涡流，在沉孔中央形成负压。利用负压可吸附晶圆，将晶圆吸附在基板上。移动基板可搬运晶圆。本实用新型效率高，稳定性好。本实用新型提供的晶圆搬运机械手可代替传统手持晶圆搬运的方法，避免手工触碰晶圆，防止因人员操作不当损坏晶圆，防止晶圆报废，使搬运过程中的晶圆报废率降低或归零。
附图说明
图1为实施例1中的晶圆搬运机械手的结构示意图；
图2为将图1所示的晶圆搬运机械手的盖板拆卸后的结构示意图；
图3为图2中的I放大图；
图4为将图1所示的晶圆搬运机械手翻转后的结构示意图；
图5为图4中的II放大图；
图6为实施例1中的一个沉孔内的子凹槽的结构主视图；
图7为实施例1中的另一个沉孔内的子凹槽的结构主视图；
图8为实施例2中的晶圆搬运机械手的结构示意图；
图9为实施例3中的晶圆搬运机械手的结构示意图；
图10为将图9中的晶圆搬运机械手的衬环拆卸后的结构示意图；
图11为实施例3中的一个衬环的结构示意图；
图12为图11所示的衬环的主视图；
图13为图12的A-A剖视图；
图14为实施例3中的另一个衬环的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：
实施例1
如图1-5所示，晶圆搬运机械手包括基板1。基板1包括基板本体11和盖板12。基板本体11上具有相对设置的正表面111和后表面112。基板本体11上设置有凹槽113。凹槽113设置于基板本体11的后表面112，并自基板本体11的后表面112向基板本体11的正表面111延伸。盖板12安装于基板本体11的后表面112上，用于将凹槽113封住形成风道。风道设置有进风口21和多个出风口22。进风口21与出风口22通过风道连通。气体自进风口21吹入风道11后从出风口22吹出。
基板本体11上设有沉孔114，沉孔114设置于基板本体11的正表面111，并自基板本体11的正表面111向基板本体11的后表面112延伸，沉孔114为圆形。沉孔114的数量为多个，多个沉孔114沿圆周方向分布。出风口22开设于沉孔114的侧壁上，每个沉孔的侧壁上设置的出风口22数目为多个，多个出风口22沿圆周方向分布。
凹槽113包括子凹槽3，盖板12封住子凹槽3形成出风孔。出风孔自出风口22向基板本体11内延伸。同一个沉孔114内的出风孔的延伸方向x与该沉孔114的径向y夹角α均大于等于90°、小于180°(如图6所示)，或同一个沉孔114内的出风孔的延伸方向x与该沉孔114的径向y夹角α均大于0°、小于等于90°(如图7所示)。从而使每个沉孔114的侧壁吹出的气体形成涡流，在沉孔114中央形成负压。利用负压吸附晶圆，将晶圆吸附在基板1上。
沉孔114的个数为偶数。沿圆周方向相邻的两个沉孔114，其中一个沉孔114内的出风孔的延伸方向x与该沉孔114的径向y夹角α均大于等于90°、小于180°，另一个沉孔114内出风孔的延伸方向x与该沉孔114的径向y夹角α均不小于90°均不大于90°。从而使沿圆周方向相邻的两个沉孔114内的涡流旋转方向相反，确保晶圆搬运机械手具有均衡的吸附力，避免晶圆转动或发生偏移，提高晶圆搬运的稳定性。
晶圆搬运机械手直接将出风口开设在基板1的沉孔侧壁，从出风口22吹出的气体形成的涡流，在沉孔114中央形成负压，利用负压吸附晶圆。大大降低了对基板1的厚度要求，可使基板1的最小厚度降低至2mm以下。从而减少晶圆搬运机械手的耗材，节省生产成本。
晶圆搬运机械手采用风道代替导气管将吹气装置与出风口22连通，避免导气管道对晶圆搬运机械手的工作产生干扰。
采用切割刀具对基板本体11进行切割，在基板本体11上形成子凹槽3。为方便加工，一般采用常规切割工艺(如铣切)加工子凹槽3，使子凹槽3沿基板厚度方向的截面呈矩形。从而使出风孔沿基板厚度方向的截面也呈矩形。
基板1上设有第二通孔13。基板本体11上的多个沉孔114围绕第二通孔13设置。基板1上开设第二通孔13，可在不影响晶圆吸附效果的情况下，节省晶圆搬运机械手的耗材，节省生产成本。
晶圆搬运机械手还包括检测装置，检测装置用于检测基板1是否吸住晶圆。检测装置为光电检测器4。
本实用新型的晶圆搬运机械手的使用方法如下：
将晶圆搬运机械手安装在行走装置上，通过行走装置驱动晶圆搬运机械手移动至待搬运晶圆的一侧，使基板1与晶圆保持平行。
自进风口21向基板1内通气，气体沿风道流动。基体1内的气体最终会流经出风孔，并从出风口22吹出。从出风口22吹出的气体形成涡流，在沉孔114的中央形成负压，利用负压将晶圆吸住(晶圆与基板不接触)，实现对晶圆的搬运。
实施例2
如图8所示，与实施例1不同，本实施例的晶圆搬运机械手还包括八个凸块6。凸块6凸出基板1表面。凸块6可设置在沉孔114以外区域，也可设置在沉孔114内。本实用新型的优选实施方式，每个凸块6均设置在一个沉孔114内，并与沉孔侧壁之间具有间隙。
采用本实施例的晶圆搬运机械手搬运晶圆的过程中，从出风口22吹出的气体形成涡流，在沉孔114的中央形成负压，利用负压将晶圆吸住，且晶圆与凸块6接触，晶圆搬运机械手的搬运可靠性进一步提高，使搬运过程中的晶圆报废率降低或归零。
本实施例的晶圆搬运机械手不包括光电检测器4，同样可以实现对晶圆的搬运。
实施例3
如图9-12所示，与实施例2不同，本实施例中的晶圆搬运机械手的每个沉孔114上开设有一个出风口22。还包括八个与沉孔114相适应的衬环7。衬环7侧壁设置有多个第一通孔71。多个第一通孔71沿圆周方向分布。衬环7设置于沉孔114内。第一通孔71与出风口22连通。风道内的气体经出风口22、第一通孔71吹入沉孔114内。
同一个衬环7上的第一通孔71的延伸方向m与该衬环7的径向n夹角β均大于等于90°、小于180°(如图13所示)，或同一个衬环7上的第一通孔71的延伸方向m与该衬环7的径向n夹角β均大于0°、小于等于90°(如图14所示)。从而使每个衬环7吹出的气体形成涡流，在沉孔114中央形成负压。利用负压吸附晶圆，将晶圆吸附在基板1上。
衬环7的个数为偶数。沿圆周方向相邻的两个衬环7，其中一个衬环7上的第一通孔71的延伸方向m与该衬环7的径向y夹角β均大于等于90°、小于180°，另一个衬环7上的第一通孔71的延伸方向m与该衬环7的径向y夹角β均大于0°、小于等于90°。从而使沿圆周方向相邻的两个衬环7内的涡流旋转方向相反，确保晶圆搬运机械手具有均衡的吸附力，避免晶圆转动或发生偏移，提高晶圆搬运的稳定性。
实施例1中，为加工方便，一般采用常规切割工艺加工子凹槽3，使子凹槽3沿基板厚度方向的截面仅能呈矩形。而本实施例中的衬环7可拆卸安装在基板1上，采用常规的切割工艺即可在衬环7上加工出沿衬环厚度方向截面呈圆形、半圆形、椭圆形、矩形、三角形等各种形状的第一通孔71。本实施例中的优选方案，第一通孔71沿衬环厚度方向的截面呈圆形。
本实施例的晶圆搬运机械手不包括光电检测器4，同样可以实现对晶圆的搬运。
本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。
Claims (16)
1.晶圆搬运机械手，其特征在于，包括基板；所述基板上设有风道，所述风道设置有进风口和出风口；所述进风口与所述出风口通过所述风道连通；气体自所述进风口吹入所述风道后从所述出风口吹出；所述基板上设有多个沉孔，多个所述沉孔沿圆周方向分布；所述出风口开设于所述沉孔的侧壁上；每个沉孔的侧壁上设置至少一个所述出风口。
2.根据权利要求1所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，每个沉孔的侧壁上设置的所述出风口数目为多个，所述多个出风口沿圆周方向分布。
3.根据权利要求1所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述沉孔为圆形。
4.根据权利要求1、2或3所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述风道包括出风孔；所述出风孔自所述出风口向所述基板内延伸；同一个沉孔内的出风孔的延伸方向与该沉孔的径向夹角α均大于等于90°、小于180°，或同一个沉孔内的出风孔的延伸方向与该沉孔的径向夹角α均大于0°、小于等于90°。
5.根据权利要求4所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述沉孔的个数为偶数；沿圆周方向相邻的两个沉孔，其中一个沉孔内的出风孔的延伸方向与该沉孔的径向夹角α均大于等于90°、小于180°，另一个沉孔内出风孔的延伸方向与该沉孔的径向夹角α均大于0°、小于等于90°。
6.根据权利要求1、2或3所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述基板包括基板本体和盖板；所述盖板与所述基板本体连接；所述基板本体上设置有凹槽；所述盖板将所述凹槽封住形成所述风道。
7.根据权利要求6所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述沉孔设置于所述基板本体正表面，并自所述基板本体正表面向所述基板本体后表面延伸；所述凹槽设置于所述基板本体的后表面，并自所述基板本体后表面向所述基板本体正表面延伸；所述盖板安装于所述基板本体后表面上。
8.根据权利要求1所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，还包括衬环，所述衬环侧壁设置有多个第一通孔；所述多个第一通孔沿圆周方向分布；所述衬环设置于所述沉孔内；所述第一通孔与所述出风口连通；所述风道内的风经所述出风口、所述第一通孔吹入所述沉孔内。
9.根据权利要求8所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，同一个衬环上的第一通孔的延伸方向与该衬环的径向夹角β均大于等于90°、小于180°，或同一个衬环上的第一通孔的延伸方向与该衬环的径向夹角β均大于0°、小于等于90°。
10.根据权利要求9所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述衬环的个数为偶数；沿圆周方向相邻的两个衬环，其中一个衬环上的第一通孔的延伸方向与该衬环的径向夹角β均大于等于90°、小于180°，另一个衬环上的第一通孔的延伸方向与该衬环的径向夹角β均大于0°、小于等于90°。
11.根据权利要求8所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述第一通孔沿基板厚度方向的截面呈圆形。
12.根据权利要求1所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述基板上设有第二通孔；所述多个沉孔围绕所述第二通孔设置。
13.根据权利要求1所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述基板上还设有至少一个凸块；所述凸块凸出所述基板的表面。
14.根据权利要求13所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述凸块设置于所述沉孔内；所述凸块与所述沉孔侧壁具有间隙。
15.根据权利要求1所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，还包括检测装置；所述检测装置用于检测所述基板是否吸住晶圆。
16.根据权利要求15所述的晶圆搬运机械手，其特征在于，所述检测装置为光电检测器。
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