機(jī)械手和半導(dǎo)體設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)械手和半導(dǎo)體設(shè)備。該機(jī)械手包括底板、支撐單元、第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元，所述支撐單元、所述第一調(diào)整單元和所述第二調(diào)整單元分別設(shè)置于所述底板上，所述第一調(diào)整單元位于所述底板一側(cè)的邊緣位置，所述第二調(diào)整單元位于所述底板上與所述第一調(diào)整單元相對的一側(cè)靠近邊緣的位置；所述支撐單元用于支撐晶片，所述晶片位于所述第一調(diào)整單元和所述第二調(diào)整單元之間，且所述第一調(diào)整單元和所述第二調(diào)整單元用于在所述晶片偏離初始位置時將所述晶片調(diào)整至所述初始位置。本發(fā)明實現(xiàn)了晶片自身位置的調(diào)整，避免了晶片在機(jī)械手上的位置發(fā)生變動，避免了晶片從機(jī)械手上脫落，以及降低了系統(tǒng)的成本。
【專利說明】機(jī)械手和半導(dǎo)體設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種機(jī)械手和半導(dǎo)體設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體設(shè)備自動化程度的提高以及晶片多樣化程度的加大，對半導(dǎo)體設(shè)備傳輸晶片所用的機(jī)械手的要求也愈來愈高，傳統(tǒng)的只針對硅片的機(jī)械手在傳輸其他種類的晶片過程中的穩(wěn)定性和重復(fù)定位精度越來越無法滿足要求，而傳輸過程中的穩(wěn)定性和重復(fù)定位精度的好壞直接或者間接地影響著元件的加工質(zhì)量。機(jī)械手的合理性直接影響到整個系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和安全性。另外，現(xiàn)有的機(jī)械手主要是利用軟件控制系統(tǒng)來調(diào)整晶片在機(jī)械手上的位置，軟件控制系統(tǒng)對不同種類的晶片存在很大的局限性，達(dá)不到重復(fù)定位的要求。
[0003]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1中機(jī)械手的工作示意圖，如圖1和圖2所示，該機(jī)械手包括:底板I和設(shè)置于底板I上的三個橡膠墊2，晶片3放置于橡膠墊2上，橡膠墊2起到增加晶片3和機(jī)械手之間摩擦的作用。機(jī)械手在傳輸模塊(TransferModule，簡稱:TM)4中工作，通過機(jī)械手的伸縮、升降實現(xiàn)將晶片3從一個模塊傳輸?shù)搅硪粋€模塊。圖2所不為機(jī)械手將晶片3從傳輸模塊4傳輸?shù)焦に嚹K(Process Module,簡稱:PM) 5的工作過程，此過程中，傳輸模塊4和工藝模塊5均是真空狀態(tài)。在圖2中，傳輸模塊4和工藝模塊5之間設(shè)置有兩個傳感器(SenSOr)6，在實際應(yīng)用中不同系統(tǒng)可配置不同數(shù)量的傳感器6，傳感器6的作用是檢測將晶片3從工藝模塊5中傳出時晶片3在機(jī)械手上的位置，在機(jī)械手將晶片3從傳輸模塊4傳送至工藝模塊5中時，此過程中傳感器6不工作，機(jī)械手將晶片3傳輸至工藝模塊5后，通過自身升降將晶片3放置于工藝模塊5中的基座(Pedestal) 7上，此時可定義該位置為傳片位。然后機(jī)械手縮回到傳輸模塊4中，晶片3在工藝模塊5中需要進(jìn)行一系列工藝，在工藝過程中，晶片3需要在基座7上執(zhí)行上升、下降或其他動作，最后再回到傳片位。此時機(jī)械手再次伸入到工藝模塊5中去取晶片3。晶片3經(jīng)過在工藝模塊5中的一系列工藝過程后，在基座7上的位置可能會發(fā)生偏移，這樣機(jī)械手在取片后，晶片3在機(jī)械手上的位置將不同于機(jī)械手送片時的位置，如果在晶片3傳回到傳輸模塊4之前晶片3在機(jī)械手上的位置得不到校正，而機(jī)械手繼續(xù)將晶片3傳到其他模塊中，則可能出現(xiàn)晶片3與其他零部件發(fā)生碰撞或從機(jī)械手上脫落的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致晶片3的破裂。在圖2所示的工作過程中，機(jī)械手將晶片3從工藝模塊5中取出時，傳輸模塊4與工藝模塊5之間的傳感器6檢測晶片3在機(jī)械手上的位置，如果此時晶片3位置不同于進(jìn)入工藝模塊5時的位置，傳感器6將信號反饋到控制單元，控制單元根據(jù)反饋信號通過調(diào)整機(jī)械手來調(diào)整晶片3相對于初始時的位置，以此達(dá)到調(diào)整晶片3位置的目的，且在調(diào)整的過程中晶片3和機(jī)械手是相對靜止的。
[0004]但是，現(xiàn)有技術(shù)中存在如下技術(shù)問題:
[0005]1、在晶片的傳輸過程中，如果機(jī)械手在取回晶片的過程中晶片位置發(fā)生偏移，控制單元只能通過改變機(jī)械手的位置來調(diào)整晶片相對于初始時的位置，不能實現(xiàn)晶片自身位置的調(diào)整；
[0006]2、由于晶片和機(jī)械手之間只是通過橡膠墊來增大摩擦力，沒有任何的限位，在傳片過程中，如果機(jī)械手由于加速或減速運(yùn)動或者晶片與某零部件發(fā)生擦碰，很可能導(dǎo)致晶片從機(jī)械手上脫落或者在機(jī)械手上的位置發(fā)生變動；
[0007]3、傳感器造價相對較高，如果系統(tǒng)中有多個工藝模塊存在，則需要使用多個傳感器，這樣導(dǎo)致整個系統(tǒng)造價成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種機(jī)械手和半導(dǎo)體設(shè)備，用于實現(xiàn)晶片自身位置的調(diào)整，避免晶片在機(jī)械手上的位置發(fā)生變動，避免了晶片從機(jī)械手上脫落，以及降低系統(tǒng)的成本。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種機(jī)械手，包括:底板、支撐單元、第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元，所述支撐單元、所述第一調(diào)整單元和所述第二調(diào)整單元分別設(shè)置于所述底板上，所述第一調(diào)整單元位于所述底板一側(cè)的邊緣位置，所述第二調(diào)整單元位于所述底板上與所述第一調(diào)整單元相對的一側(cè)靠近邊緣的位置；
[0010]所述支撐單元用于支撐晶片，所述晶片位于所述第一調(diào)整單元和所述第二調(diào)整單元之間，且所述第一調(diào)整單元和所述第二調(diào)整單元用于在所述晶片偏離初始位置時將所述晶片調(diào)整至所述初始位置。
[0011]可選地，所述第一調(diào)整單元和所述晶片邊緣的接觸面的形狀與所述晶片的邊緣的形狀匹配，所述第二調(diào)整單元和所述晶片邊緣的接觸面的形狀與所述晶片的形狀匹配。
[0012]可選地，所述第一調(diào)整單元與所述晶片邊緣的接觸面的形狀為斜坡狀，所述第二調(diào)整單元與所述晶片邊緣的接觸面的形狀為斜坡狀。
[0013]可選地，所述第一調(diào)整單元的坡面的傾斜角度大于或者等于70°且小于90°，所述第二調(diào)整單元的坡面的傾斜角度大于或者等于70°且小于90°。
[0014]可選地，所述第一調(diào)整單元的坡面的粗糙度小于1.6且大于0，所述第二調(diào)整單元的坡面的粗糙度小于1.6且大于O。
[0015]可選地，所述第一調(diào)整單元和所述底板一體成型，所述第二調(diào)整單元和所述底板一體成型。
[0016]可選地，所述第一調(diào)整單元嵌入所述底板，所述第二調(diào)整單元嵌入所述底板。
[0017]可選地，所述支撐單元包括:第一支撐平臺和第二支撐平臺，所述第一支撐平臺靠近所述第一調(diào)整單元，所述第二支撐平臺靠近所述第二調(diào)整單元。
[0018]可選地，所述支撐單元還包括:支撐凸臺，所述支撐凸臺靠近所述底板的中間位置。
[0019]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括:上述機(jī)械手。
[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]本發(fā)明提供的機(jī)械手包括:底板、支撐單元、第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元，支撐單元用于支撐晶片，晶片位于第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元之間，且第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元用于在晶片偏離初始位置時將晶片調(diào)整至初始位置，本發(fā)明的機(jī)械手在調(diào)整晶片位置時無需改變機(jī)械手的位置，僅需通過改變晶片的位置即可達(dá)到調(diào)整的目的，從而實現(xiàn)了晶片自身位置的調(diào)整，與現(xiàn)有技術(shù)相比整個調(diào)整過程更合理，避免了機(jī)械手在傳輸晶片過程中出現(xiàn)其他問題；本發(fā)明可通過第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元限制晶片在機(jī)械手上的位置，當(dāng)機(jī)械手由于加速或減速運(yùn)動或者晶片與某零部件發(fā)生擦碰時，避免了晶片在機(jī)械手上的位置發(fā)生變動以及避免了晶片從機(jī)械手上脫落；本發(fā)明的機(jī)械手無需使用傳感器，僅依靠機(jī)械手本身調(diào)整晶片位置，從而降低了系統(tǒng)的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1中機(jī)械手的工作示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實施例一提供的一種機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為圖3中A-A向剖視圖；
[0026]圖5為圖4中局部放大圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的機(jī)械手和半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028]圖3為本發(fā)明實施例一提供的一種機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖3中A-A向剖視圖，圖5為圖4中局部放大圖，如圖3、圖4和圖5所示，該機(jī)械手包括:底板11、支撐單元、第一調(diào)整單元13和第二調(diào)整單元14，支撐單元、第一調(diào)整單元13和第二調(diào)整單元14分別設(shè)置于底板上11，第一調(diào)整單元13位于底板11 一側(cè)的邊緣位置，第二調(diào)整單元14位于底板11上與第一調(diào)整單元13相對的一側(cè)靠近邊緣的位置。支撐單元用于支撐晶片15，晶片15位于第一調(diào)整單元13和第二調(diào)整單元14之間，且第一調(diào)整單元13和第二調(diào)整單元14用于在晶片15偏離初始位置時將晶片15調(diào)整至初始位置。需要說明的是:圖3僅為機(jī)械手的剖面圖，未畫出位于其上的晶片15。
[0029]第一調(diào)整單元13和晶片15邊緣的接觸面的形狀與晶片15的邊緣的形狀匹配，第二調(diào)整單元14和晶片15邊緣的接觸面的形狀與晶片15邊緣的形狀匹配。當(dāng)將晶片15放置于支撐單元上時，第一調(diào)整單元13和第二調(diào)整單元14可通過對晶片15進(jìn)行調(diào)整，將偏離初始位置的晶片15調(diào)整至初始位置。換言之，第一調(diào)整單元13和第二調(diào)整單元14起到了限定晶片15位置的作用。
[0030]第一調(diào)整單元13與晶片15邊緣的接觸面的形狀為斜坡狀，第二調(diào)整單元14與晶片15邊緣的接觸面的形狀為斜坡狀。本實施例中，第一調(diào)整單元13和第二調(diào)整單元14均需要具備特定的傾斜角度和特定的粗糙度。優(yōu)選地，第一調(diào)整單元13的坡面131的傾斜角度大于或者等于70°且小于90°，第二調(diào)整單元14的坡面141的傾斜角度大于或者等于70°且小于90° ;第一調(diào)整單元13的坡面131的粗糙度小于1.6且大于0，第二調(diào)整單元14的坡面141的粗糙度小于1.6且大于O。
[0031]本實施例中，優(yōu)選地，第一調(diào)整單元13和底板11 一體成型，第二調(diào)整單元14和底板11 一體成型。
[0032]在實際應(yīng)用中，可選地，第一調(diào)整單元13和第二調(diào)整單元14還可以為單獨設(shè)置的結(jié)構(gòu)，并通過嵌入式連接方式安裝于底板11上。具體地，第一調(diào)整單元13還可嵌入底板11，第二調(diào)整單元14還可嵌入底板11。[0033]本實施例中，支撐單元包括:第一支撐平臺12和第二支撐平臺16，第一支撐平臺12靠近第一調(diào)整單元13，第二支撐平臺16靠近第二調(diào)整單元14。晶片15位于第一支撐平臺12和第二支撐平臺16上，第一支撐平臺12和第二支撐平臺16的表面處于同一平面，以便于第一支撐平臺12和第二支撐平臺16能夠更加穩(wěn)定的支撐晶片15。
[0034]進(jìn)一步地，支撐單元還可以包括:支撐凸臺17，支撐凸臺17靠近底板11的中間位置。支撐凸臺17的數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，本實施例中，支撐凸臺17的數(shù)量為四個，在實際應(yīng)用中可根據(jù)實際情況增加或者減小支撐凸臺17的數(shù)量。第一支撐平臺12、第二支撐平臺16和支撐凸臺17的表面處于同一平面，以便于第一支撐平臺12、第二支撐平臺16和支撐凸臺17能夠更加穩(wěn)定的支撐晶片15。
[0035]優(yōu)選地，上述支撐單元和底板11 一體成型。
[0036]本實施例中，支撐單元的作用是調(diào)整晶片在機(jī)械手上的位置，即:當(dāng)在工藝過程中晶片15偏離初始位置時，第一調(diào)整單元13和第二調(diào)整單元14可將晶片15調(diào)整至初始位置。當(dāng)晶片15在工藝模塊中進(jìn)行一系列工藝后，再次回到傳片位的時候晶片15的位置相對于初始位置會發(fā)生偏離，此時采用本發(fā)明的機(jī)械手可以自動校正晶片15的位置，使之能被調(diào)整至初始位置。其工作原理如下:如圖5所示，當(dāng)機(jī)械手從工藝模塊中接到晶片15后，晶片15在機(jī)械手上的正常位置應(yīng)該是在位置I (初始位置)，但是若晶片15經(jīng)過工藝過程后其位置偏離初始位置，機(jī)械手接到晶片15后，晶片15在機(jī)械手上的位置為圖5中的位置2(圖中虛線所示位置)。當(dāng)晶片15落在機(jī)械手的位置2時，機(jī)械手的第二調(diào)整單元14能自動的將晶片15調(diào)整到位置I。具體地，當(dāng)晶片15落在位置2時，即晶片15 —部分邊緣落在第二調(diào)整單元14的坡面141上，由于該坡面141具有特定的傾斜角度和特定的粗糙度，因此晶片15在自身重力的作用下，沿著第二調(diào)整單元14的坡面141自動調(diào)整到位置1，從而第二調(diào)整單元14實現(xiàn)了在晶片15偏離初始位置時將晶片15調(diào)整至所述初始位置。
[0037]同理，若晶片15 —部分邊緣落在第一調(diào)整單元13的坡面131上時，由于該坡面131具有特定的傾斜角度和特定的粗糙度，因此晶片15在自身重力的作用下，沿著第一調(diào)整單元13的坡面131自動調(diào)整到位置1，從而第二調(diào)整單元14實現(xiàn)了在晶片15偏離初始位置時將晶片15調(diào)整至初始位置，此種情況未具體畫出。
[0038]本實施例提供的機(jī)械手包括:底板、支撐單元、第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元，支撐單元用于支撐晶片，晶片位于第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元之間，且第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元用于在晶片偏離初始位置時將晶片調(diào)整至初始位置，本實施例的機(jī)械手在調(diào)整晶片位置時無需改變機(jī)械手的位置，僅需通過改變晶片的位置即可達(dá)到調(diào)整的目的，從而實現(xiàn)了晶片自身位置的調(diào)整，與現(xiàn)有技術(shù)相比整個調(diào)整過程更合理，避免了機(jī)械手在傳輸晶片過程中出現(xiàn)其他問題；本實施例可通過第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元限制晶片在機(jī)械手上的位置，當(dāng)機(jī)械手由于加速或減速運(yùn)動或者晶片與某零部件發(fā)生擦碰時，避免了晶片在機(jī)械手上的位置發(fā)生變動以及避免了晶片從機(jī)械手上脫落；本實施例的機(jī)械手無需使用傳感器，僅依靠機(jī)械手本身調(diào)整晶片位置，從而降低了系統(tǒng)的成本；本實施例的支撐單元可包括第一支撐平臺、第二支撐平臺和多個支撐凸臺，增大了對晶片的支撐面積，尤其對于翹曲大、材質(zhì)軟的鍵合片能夠起到更好的支撐作用，從而在機(jī)械手傳輸過程中能對晶片的翹曲起到一定的補(bǔ)償作用；本實施例的機(jī)械手無論對應(yīng)于傳統(tǒng)的硅片還是翹曲大、材質(zhì)軟的鍵合片都比較容易實現(xiàn)位置的調(diào)整；本實施例可在機(jī)械手厚度允許范圍內(nèi)調(diào)整機(jī)械手的厚度，以使得該機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)對不同類型的晶片進(jìn)行調(diào)整。
[0039]本發(fā)明實施例二提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備，該半導(dǎo)體設(shè)備包括:上述實施例一中的機(jī)械手。對機(jī)械手的具體描述可參見上述實施例一，此處不再贅述。
[0040]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械手，其特征在于，包括:底板、支撐單元、第一調(diào)整單元和第二調(diào)整單元，所述支撐單元、所述第一調(diào)整單元和所述第二調(diào)整單元分別設(shè)置于所述底板上，所述第一調(diào)整單元位于所述底板一側(cè)的邊緣位置，所述第二調(diào)整單元位于所述底板上與所述第一調(diào)整單元相對的一側(cè)靠近邊緣的位置； 所述支撐單元用于支撐晶片，所述晶片位于所述第一調(diào)整單元和所述第二調(diào)整單元之間，且所述第一調(diào)整單元和所述第二調(diào)整單元用于在所述晶片偏離初始位置時將所述晶片調(diào)整至所述初始位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述第一調(diào)整單元和所述晶片邊緣的接觸面的形狀與所述晶片的邊緣的形狀匹配，所述第二調(diào)整單元和所述晶片邊緣的接觸面的形狀與所述晶片的形狀匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述第一調(diào)整單元與所述晶片邊緣的接觸面的形狀為斜坡狀，所述第二調(diào)整單元與所述晶片邊緣的接觸面的形狀為斜坡狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械手，其特征在于，所述第一調(diào)整單元的坡面的傾斜角度大于或者等于70°且小于90°，所述第二調(diào)整單元的坡面的傾斜角度大于或者等于70°且小于90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械手，其特征在于，所述第一調(diào)整單元的坡面的粗糙度小于1.6且大于0，所述第二調(diào)整單元的坡面的粗糙度小于1.6且大于O。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述第一調(diào)整單元和所述底板一體成型，所述第二調(diào)整單元和所述底板一體成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述第一調(diào)整單元嵌入所述底板，所述第二調(diào)整單元嵌入所述底板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述支撐單元包括:第一支撐平臺和第二支撐平臺，所述第一支撐平臺靠近所述第一調(diào)整單元，所述第二支撐平臺靠近所述第二調(diào)整單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述支撐單元還包括:支撐凸臺，所述支撐凸臺靠近所述底板的中間位置。
10.一種半導(dǎo)體設(shè)備，其特征在于，包括:權(quán)利要求1至9任一所述的機(jī)械手。
【文檔編號】B25J9/08GK103943545SQ201310022780
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月21日
【發(fā)明者】鄭金果, 丁培軍, 趙夢欣, 王厚工 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司