TWI546888B - 用於操作基板之設備及方法 - Google Patents

Description

用於操作基板之設備及方法

相關申請案之交叉引用

本申請案主張2011年1月5日申請之美國臨時申請案第61/430,029號之權益，該申請案之內容以引用之方式併入本文。

如本文示範性描述之本發明之實施例大體而言係關於用於操作基板之裝置及方法。更特定言之，本發明之實施例係關於能夠操作帶框式(tape-framed)基板之末端效應器夾持機構。

帶框式總成，諸如一個帶框式總成，可用以在基板切割製程、晶粒黏合製程期間及運輸並儲存基板期間支撐基板。通常，帶框式總成包括框架及伸展橫越框架之支撐膜。基板(例如，半導體晶圓)可固定於支撐膜上且由黏著劑材料固持於適當位置。此後，可於基板固定於支撐膜之同時處理該基板。為改良處理量並降低形成於基板上之器件之成本，通常會增大基板之尺寸。隨著基板變大，能夠支撐此等基板之框架的尺寸及重量通常亦會增大。例如，能夠支撐300 mm之Si晶圓的帶框式總成重量可高達至少500公克。遺憾的是，當試圖使用習知末端效應器技術來固持、釋放、移動或以其他方式操作該等帶框式總成時，帶框式總成之增大之尺寸及重量可產生問題。

在一實施例中，一種用於末端效應器之夾持機構可包括：經設置耦接至效應器主體之夾持件。該夾持件可包括夾持器，且該夾持件可沿第一方向移動遠離該效應器主體之第一末端朝向該效應器主體之第二末端。夾持件之第一部分可基於該夾持件沿第一方向之移動而相對於效應器主體沿第一行進路線移動。該夾持機構亦可包括：以可操作方式耦接至該夾持件之夾持導引件。該夾持導引件可經設置以基於該夾持件沿第一方向之移動而導引該夾持件之第二部分沿第二行進路徑之移動。另外，夾持件及夾持導引件可經設置，以使得夾持器可基於該第一及第二部分沿第一及第二行進路徑之移動而沿第一嚙合路徑移動至第一嚙合位置。該第一嚙合路徑可延伸遠離效應器主體之近端側且朝向鄰接效應器主體之保持區域。在第一嚙合位置，該夾持器可經設置以嚙合安置於保持區域中之物件。

在另一實施例中，一種可操作以操作安置於所鄰接之保持區域中之基板的末端效應器，其可包括：效應器主體及上文示範性描述之夾持機構。因此，當夾持器處於第一嚙合位置時，基板可保持於保持區域中。

在另一實施例中，一種可操作以操作安置於所鄰接之保持區域中之基板的末端效應器，其可包括：效應器主體及夾持件，該夾持件耦接至該效應器主體且可沿第一軸移動。該末端效應器可進一步包括：夾持導引件，其經設置以基於該夾持件沿該第一軸之移動而繞第二軸旋轉該夾持件至第一嚙合位置。該第二軸可以相對於該第一軸成大於0度且小於180度之角度來配置。該夾持件及該夾持導引件可經設置，以使得夾持器可基於該夾持件之移動而沿第一嚙合路徑移動至第一嚙合位置，以使得基板可保持於該保持區域中。

在另一實施例中，一種操作基板之方法可包括在基板上配置末端效應器。沿第一方向移動該末端效應器之夾持件遠離該末端效應器主體之第一末端朝向該末端效應器主體之第二末端。在此實施例中，移動該夾持件可包括沿第一嚙合路徑移動夾持器至第一嚙合位置，以使得當該夾持器處於該第一嚙合位置時，可使該基板保持於保持區域中。

在下文中參閱隨附圖式更全面地描述本發明，本發明之示例性實施例圖示於該等隨附圖式中。然而，本發明可以許多不同形式實施，且不應將本發明解釋為限於本文所闡述之實施例。相反地，提供此等實施例，以便本揭示案將為透徹且完整的，且本揭示案將向熟習此項技術者充分傳達本發明之範疇。在該等圖式中，為清晰起見，可誇示層及區域之尺寸及相對尺寸。

應理解，儘管本文可使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、元件、區域、集合、末端、路徑等，但此等元件、元件、區域、集合不應受此等術語所限制。此等術語僅用以區分一個元件、元件、區域、集合、末端、路徑等與另一元件、元件、區域、集合、末端、路徑等。因此，在不脫離本發明提供之教示的情況下，以下論述的第一元件、元件、區域、集合、末端、路徑等可稱為第二元件、元件、區域、集合、末端、路徑等。

本文所使用的術語僅出於描述特定示例性實施例之目的且不意欲視為本發明之限制。除非上下文另有清楚地指示，否則如本文所使用之單數形式「一」及「該」意欲亦包括複數形式。應進一步理解，在本說明書中使用時，術語「包含」指定所敘述特徵結構、整數、步驟、操作、元件及/或元件之存在，但不排除一或更多其他特徵結構、整數、步驟、操作、元件、元件及/或其他特徵結構、整數、步驟、操作、元件、元件、末端、路徑及/或上述各者之群組的存在或增加。

圖1及圖2分別為示意性圖示根據一實施例之具有夾持機構之末端效應器的平面俯視圖及平面側視圖。圖2A及圖2B為根據一些實施例之沿著圖2所示之線IIA-IIA的導引柱之剖面圖。

參閱圖1及圖2，末端效應器，諸如末端效應器100，可經設置以操作(例如，固持、釋放、移動等)基板104，基板104係安置於鄰接末端效應器100的保持區域中。儘管本文提供之描述論述了經由帶框式總成106間接藉由末端效應器100來處理基板104，但應瞭解，末端效應器100亦可經設置以直接操作基板104(例如，在基板104並未由帶框式總成支撐之狀態下直接操作)。

在圖示之實施例中，基板104為直徑為125 mm、150 mm、200 mm、300 mm、450 mm等之半導體基板(例如，矽基板)或晶圓基板。然而，在其他實施例中，基板104可為任何相對薄的、平坦且寬的物件(例如，見於液晶顯示(LCD)面板中之玻璃基板)。在圖示之實施例中，基板104係保持於帶框式總成106上，帶框式總成106例如包括框架108及支撐膜110，支撐膜110橫跨框架108並支撐基板104。通常，基板104之上表面104a在高度上介於框架108之上表面108a與支撐膜110之上表面110a之間。帶框式總成，諸如帶框式總成106，為此項技術中已知的，且其可用以在基板切割製程、晶粒黏合製程期間及運輸並儲存基板104期間支撐基板104。末端效應器100可包括效應器主體112、一或更多導引柱114及夾持機構116。

效應器主體112沿基板104之上表面104a延伸，且包括第一末端112a(本文亦稱為「近端」末端)及第二末端112b(本文亦稱為「遠端」末端)，該第二末端112b沿效應器主體112之縱軸113(本文亦稱為「效應器主體軸」)與該近端末端112a間隔分離。效應器主體112提供為懸臂主體，其中近端末端112a由機器人(未圖示)支撐，且遠端末端112b未受支撐。在圖示之實施例中，效應器主體112在基板104之上表面104a上方延伸。

每一導引柱114可經設置以嚙合框架108之一部分(例如，框架108之對準凹口114a)，以助於確保帶框式總成106在操作基板104期間適當地對準末端效應器100。如圖2及圖2A最佳地圖示，每一導引柱114向下延伸，遠離效應器主體112之下側202(本文亦稱為「近端側」)，下側202面向基板104及帶框式總成106之框架108。如圖2A所示，每一導引柱114之表面可包括第一導引表面204、第二導引表面206及第三導引表面208。通常，第一導引表面204及第二導引表面206經設置以使框架108之移動朝向第三導引表面208偏轉。應瞭解，可以任何適當的方式來設置第一導引表面204、第二導引表面206及第三導引表面208。此外，可省去第二導引表面206，且第三導引表面208可自第一導引表面204朝向效應器主體112之下側202(如圖2B示範性所示)延伸，或完全延伸至效應器主體112之下側202。如上文所述般構建，導引柱114可用以確保帶框式總成106在操作基板104期間既水準對準又垂直對準末端效應器100。

夾持機構116可包括夾持支撐件118、耦接至夾持支撐件118之夾持件120，及經設置以致動夾持件120之夾持致動器122(例如，電動馬達、氣動致動器、液壓致動器、線性致動器、壓電致動器、電活性聚合物或類似物或其組合)。如示範性所示，夾持支撐件118沿效應器主體軸113延伸且對準效應器主體軸113。然而，在其他實施例中，夾持支撐件118可沿與效應器主體軸113不同之方向延伸。儘管夾持支撐件118圖示為沿基板104及框架108之直徑或最大寬度延伸並與基板104及框架108之直徑或最大寬度對準，但應瞭解夾持支撐件118可沿與基板104及/或框架108之直徑或最大寬度不同之方向延伸。

當由夾持致動器122致動時，夾持件120可選擇性地移入一或更多位置，諸如嚙合位置及脫離位置。當移入嚙合位置時，夾持件120可嚙合(例如，實體接觸)安置於鄰接末端效應器100之保持區域(未圖示)中的框架108之邊緣或其他週邊區域。當夾持件120嚙合框架108時，可沿如圖2A示範性所示之箭頭210指示之方向移動框架108，以固持框架108抵靠夾持支撐件114。因此，當夾持件120嚙合框架108時，框架總成106(及因此基板104)可由末端效應器100來操作。當移入脫離位置時，夾持件120可脫離框架108(例如，與框架108實體間隔分離)，以使得帶框式總成106及基板104自末端效應器100移除。如上文示範性描述般構建，末端效應器100可表徵為一種「頂部夾持」末端效應器類型。

圖3為示意性圖示根據一實施例之圖1所示之夾持機構之一部分的平面俯視圖。

參閱圖3，夾持支撐件118包括第一支撐軌道302及與第一軌道302間隔分離之第二支撐軌道304。第一支撐軌道302與第二支撐軌道304可耦接至效應器主體112，且分別具有末端302a及304a，該等末端自效應器主體112之遠端末端112b突出。然而，在另一實施例中，第一支撐軌道302與第二支撐軌道304之末端302a及304a中之一者或兩者可不自效應器主體112之遠端末端112b突出。例如，第一支撐軌道302與第二支撐軌道304之末端302a及304a中之一者或兩者可與效應器主體112之遠端末端112b共面(或至少大體上共面)。儘管夾持支撐件118圖示為包括第一支撐軌道302及第二支撐軌道304，但應瞭解可省去第一支撐軌道302及第二支撐軌道304中之一者。在一實施例中，第一支撐軌道302及第二支撐軌道304可各自提供為與效應器主體112分離但相耦接之部件。在另一實施例中，第一支撐軌道302及第二支撐軌道304中之一者或兩者可與效應器主體112一體式成形。

通常，夾持件120具有第一末端306a及與第一末端306a相對之第二末端306b。在圖示之實施例中，夾持件120提供為單個、大體上剛性之主體，其中該第一末端306a不可相對於該第二末端306b移動。然而，在其他實施例中，夾持件120可提供為撓性主體或由彼此以樞轉方式耦接之複數個剛性主體來提供。儘管夾持件120之第二末端306b圖示為自效應器主體112之遠端末端112b突出一段距離，該距離小於第一支撐軌道302與第二支撐軌道304之末端302a及304a分別突出之距離，但應瞭解夾持件120之第二末端306b可自效應器主體112之遠端末端112b突出一段距離，該距離等於或大於第一支撐軌道302與第二支撐軌道304之末端302a及304a分別突出之距離。

通常，夾持件120可沿箭頭310指示之方向相對於夾持支撐件118移動，如示範性所示，該等方向沿效應器主體軸113延伸。夾持件120亦可相對於效應器主體112及導引柱114移動。在圖示之實施例中，可提供鏈接臂308以將夾持件120耦接至夾持致動器122。例如，鏈接臂308可在第一末端306a耦接至夾持件120。因此，夾持致動器122可藉由如箭頭310所指示向左(亦即，朝向近端末端112a)或向右(亦即，朝向遠端末端112b)移動鏈接臂308來致動夾持件120。在移動鏈接臂308之後，通常亦可向左或向右移動夾持件120。在一實施例中，例如，藉由軸向對準之鏈接接腳312a及312b(本文亦通稱為鏈接接腳312)來將鏈接臂308以樞轉方式耦接至第一末端306a。因此，夾持件120及鏈接臂308可相對於彼此繞鏈接接腳312之共軸樞轉。儘管鏈接接腳312a及312b圖示為分離的，應瞭解鏈接接腳312a及312可由延伸穿過鏈接臂308之單一鏈接接腳替代。

在圖示之實施例中，藉由第一接腳314a及314b(本文亦通稱為「第一接腳314」)及第二接腳316a及316b(本文亦通稱為「第二接腳316」)將夾持件120以可移動方式耦接至夾持支撐件118。第一接腳314各自耦接至夾持件120之第一部分，而第二接腳316各自耦接至夾持件120之第二部分。如下文更詳細論述，第一接腳314及第二接腳316由夾持支撐件118支撐。儘管第一接腳314a及314b圖示為分離接腳，但應瞭解第一接腳314a及314b可由延伸穿過夾持件120之單一第一接腳314替代。同樣地，儘管第二接腳316a及316b圖示為分離接腳，但應瞭解第二接腳316a及316b可由延伸穿過夾持件120之單一第二接腳316替代。另外，儘管接腳312a及316a圖示為分離的，但應瞭解接腳312a及316a可由延伸穿過夾持件120之單一接腳替代。同樣地，儘管接腳312b及316b圖示為分離的，但應瞭解接腳312b及316b可由延伸穿過夾持件120之單一接腳替代。

圖4為示意性圖示圖3所示之夾持機構的平面側視圖。圖5為示意性圖示在圖4所示之狀態下位於夾持支撐件中之夾持件的平面側視圖。

參閱圖4，夾持支撐件118之第一支撐軌道302包括槽402(例如，「第一槽」)及槽404(例如，「第二槽」)。第一槽402及第二槽404中之一或兩者可完全經由或僅部分延伸穿過第一支撐軌道302。然而，通常，第一槽402經設置以收納第一接腳314a，而第二槽404經設置以收納第二接腳316a。在一實施例中，第一接腳314a及第二接腳316a可在第一槽402及第二槽404之各別槽內滑動。儘管第一槽402圖示為與第二槽404分離，但應瞭解第一槽402可連續延伸至第二槽404。儘管未圖示，但第二支撐軌道304亦可包括第一槽，諸如第一槽402，該第一槽經設置以可滑動方式收納第一接腳314b；以及第二槽，諸如第二槽404，該第二槽經設置以可滑動方式收納第二接腳316b。當第一接腳314a及第二接腳316a在第一槽402及第二槽404之各別槽內移動時，夾持件120可相對於第一支撐軌道302及第二支撐軌道304移動。因此，將第一接腳314及第二接腳316可滑動收納於第一支撐軌道302及第二支撐軌道304中形成之相應槽中之舉使得夾持件120能夠以可移動方式耦接至夾持支撐件118。

因為每一第一接腳314可滑動收納於第一槽402中，所以每一第一槽402之形狀通常界定收納於其中之第一接腳314(及因此附接於第一接腳314之夾持件120的一部分)可沿之移動或滑動的路徑(本文亦稱為「行進路徑」)。同樣地，每一第二槽404之形狀通常界定收納於其中之第二接腳316(及因此附接於第二接腳316之夾持件120的一部分)可沿之移動或滑動的另一行進路徑。因此，取決於第一槽402及第二槽404之相對形狀、方位及位置、第一接腳314及第二接腳316相對於夾持件120之位置，及第一接腳314相對於第二接腳316之位置，可相對於夾持支撐件118之第一支撐軌道302及第二支撐軌道304來移動(例如，平移、旋轉或其組合)夾持件120。在夾持件120相對於夾持支撐件118旋轉之實施例中，夾持件120可繞一旋轉軸而旋轉，該旋轉軸以相對於，例如，效應器主體軸113成大於0度且小於180度之角度(例如，成90度之角度)來配置。在夾持件120相對於夾持支撐件118旋轉且平移之實施例中，如上文所論述，當旋轉軸本身(例如，沿箭頭310所指示之方向)移動時，夾持件120可旋轉。如上文所述般構建，第一接腳314及第二接腳316以及第一槽402及第二槽404可整體視為「夾持導引件」，其經設置以基於夾持件120相對於夾持支撐件118之一般移動 而導引夾持件120之不同部分沿不同行進路徑的移動。

如示範性所示，第一槽402可包括第一部分402a、第二部分402b，及自第一部分402a連續延伸至第二部分402b之第三部分402c，其中第一部分402a、第二部分402b及第三部分402c沿不同方向延伸。儘管第一部分402a、第二部分402b及第三部分402c中之各者圖示為直線的(例如，以界定行進路徑之筆直部分)，部分402a、402b及402c中之至少一者可為彎曲的(例如，以界定行進路徑之彎曲部分)。此外，儘管第一部分402a、第二部分402b及第三部分402c中之各者圖示為沿不同方向延伸，但應瞭解第一部分402a、第二部分402b及第三部分402c中之至少一者可與第一部分402a、第二部分402b及第三部分402c中之另一者平行(亦即，沿相同方向)延伸。最後，儘管第一槽402圖示為包括三個部分402a、402b及402c，但應瞭解第一槽402可包括更多或更少的部分。

如示範性所示，第二槽404為直線的(例如，以界定筆直行進路徑)。然而，應瞭解，如上文參照第一槽402所論述，第二槽404可包括一或更多直線或彎曲部分。儘管第二槽404示範性所示為沿與第一槽402之第三部分402c相同方向延伸，但第二槽404可沿任何方向或方向之組合延伸。

現參閱圖4及圖5，第一支撐軌道302包括下側406及上側408。在一實施例中，下側406可位於效應器主體112之下側202之上方、下方或與效應器主體112之下側202共面。儘管未圖示，但第二支撐軌道304亦可包括諸如下表面406之下表面，及諸如上表面408之上表面。第一支撐軌道302及第二支撐軌道304之下側406及上側408界定夾持支撐件118之高度h1。在一實施例中，夾持支撐件高度h1可在約10 mm至約4 mm範圍內。在另一實施例中，夾持支撐件高度h1可約為6 mm。當夾持件120脫離帶框式總成106時，夾持件120位於第一支撐軌道302及第二支撐軌道304之下側406與上側408之間。然而，在另一實施例中，當夾持件120脫離帶框式總成106時，夾持件120之任何部分可位於第一支撐軌道302及第二支撐軌道304中之至少一者之下側下方或上側408上方。

參閱圖5，夾持件120可包括配置於第二末端306b之夾持器502。夾持器502可具有一或更多嚙合表面502a，該等嚙合表面經設置以當夾持致動器122致動夾持機構120時嚙合(例如，實體接觸)帶框式總成106之框架108。在一實施例中，夾持器502可包括可選唇部分504，其有助於界定可收納框架108之一部分的夾持空間506。

圖6及圖7為示意性圖示使用參照圖3至圖5示範性描述之夾持機構來嚙合帶框式總成的方法之一實施例的平面側視圖。

可致動夾持件120以嚙合帶框式總成106之框架108，框架108係安置於鄰接末端效應器100之保持區域601中。在一實施例中，可藉由操作夾持致動器122來沿如圖6所示箭頭602指示之方向移動鏈接臂308，從而嚙合框架108。在移動鏈接臂308之後，亦沿箭頭602所指示之方向移動夾持件120。隨著夾持件120移動，每一第一槽402之第一部分402a導引相應第一接腳314朝向第一槽402之第三部分402c(例如，沿箭頭604所指示之方向)移動。同樣地，每一第二槽404導引相應第二接腳316(例如，沿箭頭602所指示之方向)移動。基於導引第一接腳314及第二接腳316之運動，夾持件120相對於夾持支撐件118平移且旋轉，以使得夾持器502沿第一嚙合路徑(例如，延伸遠離下側202朝向框架108)移動，該第一嚙合路徑位於效應器主體112之下側202下方(或位於第一支撐軌道302及第二支撐軌道304中之一者或兩者之下側下方)且與框架108間隔分離。

參閱圖7，在沿箭頭602所指示之方向進一步移動鏈接臂308及夾持件120之後，每一第一槽402之第三部分402c導引相應第一接腳314朝向第一槽402之第二部分402b(例如，沿箭頭702所指示之方向)移動。同樣地，每一第二槽404繼續導引相應第二接腳316(例如，沿箭頭602所指示之方向)移動。在圖示之實施例中，箭頭702及602指示相同方向。然而，應瞭解箭頭702及602可指示不同方向。基於如圖所示導引第一接腳314及第二接腳316之運動，夾持件120相對於夾持支撐件118平移，以使得夾持器502繼續沿第一嚙合路徑移動至第一嚙合位置，在該第一嚙合位置，夾持器502鄰接框架108。在該第一嚙合位置，框架108位於夾持器502與導引柱114之間。在一實施例中，可移動夾持件120，以使得當夾持器502處於第一嚙合位置時，一或更多嚙合表面502a接觸框架108。在另一實施例中，可移動夾持件120，以使得當夾持器502處於第一嚙合位置時，夾持器502之嚙合表面502a按壓框架108且固持框架108抵靠導引柱114。

圖8為示意性圖示使用參照圖3至圖5示範性描述之夾持機構來嚙合帶框式總成的方法之另一實施例的平面側視圖。

參閱圖8，在不使框架108脫離圖7所示之第一嚙合位置的情況下，可沿箭頭602所指示之方向進一步移動鏈接臂308及夾持件120，以使得每一第一槽402之第二部分402b導引相應第一接腳314(例如，沿箭頭802所指示之方向)移動。同樣地，每一第二槽404可繼續導引相應第二接腳316沿箭頭602所指示之方向移動。基於如圖所示導引第一接腳314及第二接腳316之運動，夾持件120相對於夾持支撐件118平移且旋轉，以使得夾持器502沿第二嚙合路徑(例如，延伸遠離第一嚙合位置朝向下側202)移動至第二嚙合位置，在該第二嚙合位置，夾持器502鄰接框架108，且夾持器502可移動框架108之邊緣(例如，第一邊緣)或其他週邊部分(例如，第一週邊部分)朝向效應器主體112之下側202或按壓該邊緣或其他週邊部分抵靠效應器主體112之下側202。若如上文參考圖2A所述提供導引柱114，則可將框架108之另一邊緣(例如，第二邊緣)或另一週邊部分(例如，第二週邊部分)可靠地與效應器主體112之下側202間隔分離。因此，當夾持器502安置於第二嚙合位置時，可將帶框式總成106相對於效應器主體112之下側202可靠且重複地傾斜。然而，若如上文參考圖2B所述提供導引柱114，則可使框架108之第二邊緣或第二週邊部分緊鄰或接觸效應器主體112之下側202。

如上文所述，可基於導引的夾持件120之第一末端306a及第二末端306b的移動，來移動夾持器502至嚙合位置(例如，圖7所示之第一嚙合位置或圖8所示之第二嚙合位置)。另外，鑒於以上論述，應瞭解第一及第二嚙合位置中之每一者係相對於效應器主體112及導引柱114定位，以使得框架108及可能基板104位於且固持於夾持器502與效應器主體112(及/或導引柱114)之間。當如上文所述固持框架108時，當夾持器處於如圖7或圖8示範性所示之第一或第二嚙合位置時，夾持件120嚙合於帶框式總成106中。因此，可藉由末端效應器100來操作保持於帶框式總成106上之基板(未圖示)。為使夾持件120脫離框架108，夾持致動器122可操作以沿與箭頭602所指示之方向相反的方向移動鏈接臂308，以使得夾持器502最終移動至如圖6所示之位置。若有需要時，可進一步操作夾持致動器122以沿與箭頭602所指示之方向相反的方向移動鏈接臂308，以使得夾持器502移動至如圖5所示之位置。當夾持件120脫離帶框式總成106之框架108時，可自末端效應器100移除基板(未圖示)。

圖9及圖10分別為示意性圖示根據一實施例之具有複數個夾持機構之末端效應器的平面俯視圖及平面側視圖。

參閱圖9及圖10，末端效應器，諸如末端效應器900，可經設置以操作(例如，固持、釋放、移動等)由帶框式總成(諸如，帶框式總成106)支撐之基板104。圖9及圖10所示之基板104及帶框式總成106可與上文參考圖1及圖2所述之基板104及帶框式總成106相同或不同。鑒於以上論述，但應瞭解末端效應器900亦可經設置以直接操作基板104(例如，在基板104並未由帶框式總成支撐之狀態下直接操作)。末端效應器900可包括效應器主體912、一或更多導引柱914，及複數個夾持機構，諸如夾持機構916a及916b(本文通稱為夾持機構916)。

通常，效應器主體912沿基板104之主要表面中之一者延伸，且包括近端末端912a及遠端末端912b，遠端末端912b沿效應器主體912之軸913(本文亦稱為「效應器主體軸」)與近端末端912a間隔分離。類似於效應器主體112，效應器主體912可提供為懸臂主體，其中近端末端912a由機器人(未圖示)支撐，而遠端末端912b未受支撐。在圖示之實施例中，效應器主體912在基板104之上表面104a上方延伸。

效應器主體912可包括第一效應器主體部分909及第二效應器主體部分911。通常，第二效應器主體部分911之上表面相對於第一效應器主體部分909之上表面為凹陷的。因此，效應器主體912之第一效應器主體部分909可具有第一厚度t1，且效應器主體912之第二效應器主體部分911可具有小於t1之第二厚度t2。第一厚度t1(如示範性所示)可小於夾持支撐件高度h1，或可等於或大於夾持支撐件高度h1。在一實施例中，第一厚度t1可在約10 mm至約4 mm範圍內。在另一實施例中，第一厚度t1可約為6 mm。在一實施例中，第二厚度t2可在約5 mm至約1 mm範圍內。在另一實施例中，第二厚度t2可約為2 mm。

每一導引柱914可經設置以嚙合框架108之一部分(例如，框架108之對準凹口914a)，以助於確保帶框式總成106在操作基板104期間適當地對準末端效應器100。導引柱914可與上文所述之導引柱114相同或不同。

可如上文相對於夾持機構116之示範性描述來提供或操作每一夾持機構916。如示範性所示，每一夾持機構916之夾持支撐件118沿效應器主體軸113延伸，但自效應器主體軸偏位。然而，在其他實施例中，夾持支撐件118可沿與效應器主體軸913不同之方向延伸。如示範性所示，每一夾持機構916之夾持支撐件118沿基板104及帶框式總成106之直徑或最大寬度延伸，但與該直徑或最大寬度偏位。然而，在其他實施例中，一或更多夾持機構916中之各者的夾持支撐件118可沿與基板104及/或帶框式總成106之直徑或最大寬度不同的方向延伸。儘管未圖示，但每一夾持機構916之夾持件120可包括對準特徵結構，其經設置以嚙合框架108，從而確保帶框式總成106在操作基板104期間適當地對準末端效應器900。

圖11為圖示插入基板匣之圖9及圖10所示之末端效應器的平面側視圖。

參閱圖11，末端效應器900可插入具有排架系統1102的匣1100，排架系統1102經設置以儲存複數個帶框式總成106(例如，第一帶框式總成106a、第二帶框式總成106b及第三帶框式總成106c)。儘管圖11僅圖示三個帶框式總成，但應瞭解排架系統1102可經設置以支撐任何數目之帶框式總成106。為增加匣1100中可儲存之帶框式總成106的數目，排架系統1102經設置以相對小的間距(例如，10 mm)來儲存複數個帶框式總成106。因此，鄰接帶框式總成106之框架108之間的距離可約為10 mm或更小。然而，如示範性所示，每一帶框式總成106之支撐膜110可由於其支撐之基板(未圖示)重量而下陷高達約3 mm。因此，一帶框式總成106(例如，第二帶框式總成106b)之支撐膜110與一鄰接帶框式總成106(例如，第三帶框式總成106c)之框架108之間的距離可約為7 mm或更小。

為移除保持於匣1100中儲存之帶框式總成106上之基板，機器人(未圖示)可操作以將末端效應器(例如，末端效應器900)插入匣1100中(例如，介於第二帶框式總成106b與第三帶框式總成106c之間)。在插入末端效應器900之後，效應器主體912配置於第三帶框式總成106c之框架108上方。如示範性所示，第二效應器主體部分911配置於經受最大下陷之第二帶框式總成106b之支撐膜110下方，而第一效應器主體部分909配置於經受最大下陷之第二帶框式總成106b之支撐膜110的部分後方。接著，第一夾持機構916a及第二夾持機構916b中之每一者的夾持件120經致動以選擇性嚙合第三帶框式總成106c之框架108(例如，以上文參照圖5至圖8中任一圖所示範性描述之方式嚙合)。當嚙合第三帶框式總成106c之框架108時，機器人可操作以自匣1100移除末端效應器900。可使用末端效應器900以任何需要之方式來操作由第三帶框式總成106c所保持之基板。應瞭解，可藉由顛倒次序來執行上文概述之程序來將保持於帶框式總成106上之基板插入匣1100中。

上文已描述了各種裝置及方法，應瞭解本發明之實施例可以諸多不同形式來實施並實踐。例如，末端效應器可包括末端效應器主體、可相對於效應器主體移動之夾持件，及耦接至效應器主體之導引柱。夾持件及導引柱經設置以嚙合物件(諸如，基板、支撐基板之帶框式總成及類似物)之不同部分。夾持件及導引柱可經設置使得由夾持件嚙合之物件的第一部分比由導引柱嚙合之物件的第二部分更靠近效應器主體。

上文為本發明實施例之說明性描述，且不欲理解為對本發明之限制。儘管已描述了本發明之若干示例性實施例，熟習此項技術者將易於瞭解，示例性實施例中可能有諸多修改而本質上並不脫離本發明之新穎教示及優點。因此，所有此等修改意欲包括於申請專利範圍中所界定之本發明之範疇內。因此，應理解，上文為本發明之說明性描述，且不欲理解為本發明限於所揭示之本發明之特定示例性實施例，且對所揭示之示例性實施例及其他實施例的修改意欲包括於所附申請專利範圍之範疇內。本發明由以下申請專利範圍界定，本發明亦包括申請專利範圍之均等物。

100．．．末端效應器

104．．．基板

104a．．．基板104之上表面

106．．．帶框式總成/框架總成

7108．．．框架

108a．．．框架108之上表面

110．．．支撐膜

110a．．．上表面

112．．．效應器主體

112a．．．第一末端

112b．．．第二末端

113．．．縱軸

114．．．導引柱

114a．．．凹口

116．．．夾持機構

118．．．夾持支撐件

120．．．夾持件

122．．．夾持致動器

202．．．效應器主體112之下側

204．．．第一導引表面

206．．．第二導引表面

208．．．第三導引表面

210．．．箭頭

302．．．第一支撐軌道

302a．．．末端

304．．．第二支撐軌道

304a．．．末端

306a．．．第一末端

306b．．．第二末端

308．．．鏈接臂

310．．．箭頭

312a．．．鏈接接腳

312b．．．鏈接接腳

314a．．．第一接腳

314b．．．第一接腳

316a．．．第二接腳

316b．．．第二接腳

402．．．槽/第一槽

402a．．．第一部分

402b．．．第二部分

402c．．．第三部分

404．．．槽/第二槽

406．．．下側

408．．．上側

502．．．夾持器

502a．．．嚙合表面

504．．．唇部分

506．．．夾持空間

601．．．保持區域

602．．．箭頭

604．．．箭頭

702．．．箭頭

802．．．箭頭

900．．．末端效應器

909．．．第一效應器主體部分

911．．．第二效應器主體部分

912a．．．近端末端

912b．．．遠端末端

913．．．效應器主體軸

914．．．導引柱

914a．．．凹口

916a．．．第一夾持機構

916b．．．第二夾持機構

1100．．．匣

1102．．．排架系統

圖1及圖2分別為示意性圖示根據一實施例之具有夾持機構之末端效應器的平面俯視圖及平面側視圖。

圖2A及圖2B為根據一些實施例之沿著圖2所示之線IIA-IIA的導引柱之剖面圖。

圖3為示意性圖示根據一實施例之圖1所示之夾持機構之一部分的平面俯視圖。

圖4為示意性圖示圖3所示之夾持機構的平面側視圖。

圖5為示意性圖示在圖4所示之狀態下位於夾持支撐件中之夾持件的平面側視圖。

圖6及圖7為示意性圖示使用參照圖3至圖5示範性描述之夾持機構來嚙合帶框式總成的方法之一實施例的平面側視圖。

圖8為示意性圖示使用參照圖3至圖5示範性描述之夾持機構來嚙合帶框式總成的方法之另一實施例的平面側視圖。

圖9及圖10分別為示意性圖示根據一實施例之具有複數個夾持機構之末端效應器的平面俯視圖及平面側視圖。

圖11為示意性圖示插入基板匣之圖9及圖10所示之末端效應器的平面側視圖。

100．．．末端效應器

104．．．基板

104a．．．基板104之上表面

106．．．帶框式總成/框架總成

108．．．框架

108a．．．框架108之上表面

110．．．支撐膜

110a．．．上表面

112．．．效應器主體

112a．．．第一末端

112b．．．第二末端

113．．．縱軸

114．．．導引柱

114a．．．凹口

118．．．夾持支撐件

122．．．夾持致動器

Claims (32)

1. 一種用於一末端效應器之夾持機構，其中該末端效應器包括一效應器主體，該效應器主體具有一第一末端、與該第一末端相對之一第二末端、及在該第一末端與該第二末端之間延伸之一近端側，其中該末端效應器可用以操作被安置於一保持區域中的一物件，其中該物件具有一第一表面和與該第一表面相對的一第二表面，且其中該物件的第一表面面向該效應器主體的近端側，該夾持機構包含：一夾持件，其設置以耦接至該效應器主體，且包括一夾持器，其中該夾持件可沿一第一方向而移動在該第一末端和該第二末端之間，且其中該夾持件之一第一部分可基於該夾持件沿該第一方向之移動而相對於該效應器主體而沿一第一行進路徑移動；以及一夾持導引件，其操作上被耦接至該夾持件，其中該夾持導引件經設置以基於該夾持件沿該第一方向之移動而導引該夾持件之一第二部分沿一第二行進路徑之移動，其中該第二行進路徑包含沿不同直線方向的至少兩個行進路徑部分，其中至少一個長型槽促進該夾持件沿該第二行進路徑之移動，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可基於該第一部分及該第二部分沿該第一行進路徑及該第二行進路徑之移動而沿一第一嚙合路徑移動至一第一嚙合位置，該第一嚙合路徑延伸遠離該效應器主體之該近端側且朝向該保持區域，且 其中在該第一嚙合位置，該夾持器經設置以接觸被安置於該保持區域中之該物件的該第二表面。
2. 如請求項1之夾持機構，其中該夾持件之第一部分不可相對於該夾持件之該第二部分移動。
3. 如請求項1之夾持機構，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可相對於該效應器主體平移。
4. 如請求項3之夾持機構，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可相對於該效應器主體旋轉。
5. 如請求項1之夾持機構，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可相對於該效應器主體旋轉。
6. 如請求項5之夾持機構，其中該夾持器可相對於該效應器主體繞一旋轉軸旋轉，該旋轉軸係以相對於該第一方向成大於0度且小於180度之一角度來配置，該夾持件可沿該第一方向移動。
7. 如請求項1之夾持機構，其中該第一行進路徑之至少一部分不與該第二行進路徑之至少一部分平行。
8. 如請求項1之夾持機構，其中該第一行進路徑之至少一部分與該第二行進路徑之至少一部分平行。
9. 如請求項1之夾持機構，其中該第一行進路徑及該第二行進路徑中之至少一者包括一直線部分。
10. 如請求項9之夾持機構，其中該第二行進路徑包括沿不同方向延伸之至少兩個直線部分。
11. 如請求項1之夾持機構，其中該第一行進路徑及該第二行進路徑中之至少一者包括一彎曲部分。
12. 如請求項1之夾持機構，其中該夾持導引件包含：一第一支撐軌道，其經設置以耦接至該效應器主體；一第一槽，其形成於該第一支撐軌道中；以及一第一接腳，其耦接至該夾持件之該第二部分，且可滑動收納於該第一槽中。
13. 如請求項12之夾持機構，其中該夾持導引件包含：一第二支撐軌道，其與該第一支撐軌道間隔分離；以及一第三槽，其形成於該第二支撐軌道中，其中該導引件安置於該第二支撐軌道與該第一支撐軌道之間，且其中該第一接腳可滑動收納於該第三槽中。
14. 如請求項12之夾持機構，其中該夾持導引件進一步包含：一第二槽，其形成於該第一支撐軌道中；以及一第二接腳，其耦接至該夾持件之該第一部分，且可滑動收納於該第二槽中。
15. 如請求項1之夾持機構，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可基於該第一部分及該第二部分沿該第一行進路徑及該第二行進路徑之移動而沿一第二嚙合路徑移動至一第二嚙合位置，該第二嚙合路徑延伸遠離該第一嚙合位置且朝向該效應器主體之該近端側。
16. 如請求項1之夾持機構，其中：該夾持件可沿一第二方向移動遠離該第二末端且朝向該第一末端，且 該夾持器經設置以基於該夾持件沿該第二方向之移動而脫離被安置於該保持區域中之一嚙合物件。
17. 如請求項1到16中任一項之夾持機構，其中該夾持導引件具有一上側和一下側，且其中與該上側相比，該下側更接近該物件。
18. 如請求項1之夾持機構，其進一步包含一固定導引柱，該固定導引柱經設置以嚙合該物件的一邊緣，而促進該物件相對於該末端效應器之對齊。
19. 一種可用以操作具有一第一主要表面和與該第一主要表面相對的一第二主要表面之一物件的末端效應器，其是在該物件被安置於鄰接該末端效應器之一保持區域中的時候，該末端效應器包含：一效應器主體，其具有一第一末端、與該第一末端相對之一第二末端、及在該第一末端與該第二末端之間延伸且鄰接該保持區域之一近端側；以及一夾持機構，其包括：一夾持件，其耦接至該效應器主體且包括用以界定其中的一夾持空間的一夾持器，其中該夾持件可沿一第一方向移動在該第一末端和該第二末端之間，且其中該夾持件之一第一部分可基於該夾持件沿該第一方向之移動而相對於該效應器主體沿一第一行進路徑移動，且其中該夾持空間經設置以接收該物件的一部分；以及一夾持導引件，其操作上被耦接至該夾持件，其中該夾持導引件經設置以基於該夾持件沿該第一方向之移 動而導引該夾持件之一第二部分沿一第二行進路徑之移動，其中該第二行進路徑包含沿不同直線方向的至少兩個行進路徑部分，其中至少一個長型槽促進該夾持件沿該第二行進路徑之移動，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可基於該第一部分及該第二部分沿該第一行進路徑及該第二行進路徑之移動而沿一第一嚙合路徑移動至一第一嚙合位置，該第一嚙合路徑延伸遠離該效應器主體之該近端側且朝向該保持區域，且其中當該夾持器處於該第一嚙合位置時，該物件的該第一主要表面和該第二主要表面的一部分可插入至該夾持空間中。
20. 如請求項19之末端效應器，進一步包含複數個夾持機構。
21. 如請求項19之末端效應器，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可基於該第一部分及該第二部分沿該第一行進路徑及該第二行進路徑之移動而沿一第二嚙合路徑移動至一第二嚙合位置，該第二嚙合路徑延伸遠離該第一嚙合位置且朝向該效應器主體之該近端側。
22. 如請求項19之末端效應器，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可相對於該效應器主體平移、可相對於該效應器主體旋轉，或其組合。
23. 如請求項19到22中任一項之末端效應器，其中該 夾持導引件具有一上側和一下側，且其中與該上側相比，該下側更接近該物件。
24. 如請求項19之末端效應器，其進一步包含一固定導引柱，該固定導引柱經設置以嚙合該物件的一邊緣，而促進該物件相對於該末端效應器之對齊。
25. 一種可用以操作被安置於一保持區域中之一物件的末端效應器，其包含：一效應器主體，其在鄰接該保持區域處具有一近端側；一夾持件，其耦接至該效應器主體且包括一夾持器，其中該夾持件可沿一第一軸移動，其中該夾持件之一第一部分可基於該夾持件沿該第一軸之移動而相對於該效應器主體沿一第一行進路徑移動；以及一夾持導引件，其操作上被耦接至該夾持件，其中該夾持導引件經設置以基於該夾持件沿該第一軸之移動而導引該夾持件之一第二部分沿一第二行進路徑之移動，其中該第二行進路徑包含沿不同直線方向的至少兩個行進路徑部分，其中至少一個長型槽促進該夾持件沿該第二行進路徑之移動，其中該夾持導引件經設置以基於該夾持件沿該第一軸之移動而繞一第二軸旋轉該夾持件至一第一嚙合位置，該第二軸係以相對於該第一軸成大於0度且小於180度之一角度來配置，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可基於該夾持件之移動而沿一第一嚙合路徑移動至一第一 嚙合位置，該第一嚙合路徑延伸遠離該效應器主體之一近端側且朝向該保持區域，其中當該夾持器處於該第一嚙合位置時且當該物件被安置於該保持區域時，該夾持器係嚙合該物件的一部分，並且其中當該夾持器與該物件嚙合時，該物件的該部分離開該效應器主體的移動係受到限制。
26. 如請求項25之末端效應器，其中該夾持件及該夾持導引件經設置以使得該夾持器可基於該夾持件之移動而沿一第二嚙合路徑移動至一第二嚙合位置，該第二嚙合路徑延伸遠離該第一嚙合位置且朝向該效應器主體之該近端側。
27. 如請求項25或26之末端效應器，其進一步包含一固定導引柱，該固定導引柱經設置以嚙合該物件的一邊緣，而促進該物件相對於該末端效應器之對齊，其中該夾持導引件具有一上側和一下側，且其中與該上側相比，該下側更接近該物件。
28. 一種操作一帶框式總成之方法，該帶框式總成包括一框架及橫跨該框架之一支撐膜，該支撐膜經設置以支撐一基板，該方法包含：在鄰近該帶框式總成處配置一末端效應器，該末端效應器包括：一效應器主體，其具有一第一末端、與該第一末端相對之一第二末端、及在該第一末端與該第二末端之間 延伸之一近端側；及一夾持件，其耦接至該效應器主體，該夾持件具有一夾持器；沿一第一方向移動該夾持件於該第一末端和該第二末端之間，其中移動該夾持件包括：基於該夾持件沿該第一方向之移動而相對於該效應器主體以將該夾持件之一第一部分沿一第一行進路徑移動，且基於該夾持件沿該第一方向之移動以將該夾持件之一第二部分沿一第二行進路徑移動，其中該第二行進路徑包含沿不同直線方向的至少兩個行進路徑部分，其中至少一個長型槽促進該夾持件沿該第二行進路徑之移動，用以沿一第一嚙合路徑移動該夾持器至一第一嚙合位置，其中該第一嚙合路徑延伸遠離該效應器主體之該近端側且朝向該保持區域；以及當該夾持器處於該第一嚙合位置時，保持該帶框式總成處於該保持區域中。
29. 如請求項28之方法，其中沿該第一方向移動該夾持件進一步包括：沿一第二嚙合路徑移動該夾持器至一第二嚙合位置，該第二嚙合路徑延伸遠離該第一嚙合位置且朝向該效應器主體之該近端側。
30. 如請求項28之方法，進一步包含：自該保持區域釋放該帶框式總成。
31. 如請求項28之方法，其中在該帶框式總成鄰近處配置該末端效應器包括在該帶框式總成上方配置該末端效應器。
32. 如請求項28到31中任一項之方法，其進一步包含一固定導引柱，該固定導引柱經設置以嚙合該帶框式總成的一邊緣，而促進該帶框式總成相對於該末端效應器之對齊，其中該夾持導引件具有一上側和一下側，且其中與該上側相比，該下側更接近該帶框式總成。