DD274708A1

DD274708A1 - DEVICE FOR HANDLING SEMICONDUCTED DISCS

Info

Publication number: DD274708A1
Application number: DD31872288A
Authority: DD
Inventors: Hans-Walter Neppe; Ulf Brettschneider; Guenter Quatuor; Alfred Maciey
Original assignee: Elektromat Veb
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1989-12-27

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung von Arbeitsstationen, vorzugsweise bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, in denen in Vakuumkammern Halbleiterscheiben mittels Vakuumspanntischen festgehalten werden. Gemaess der Erfindung ist unter einer als Vakuumspanntisch dienenden Heizplatte eine Hilfskammer angeordnet, in der Hubstoessel senkrecht beweglich angeordnet sind, die durch Durchgangsbohrung durch die Heizplatte hindurchtreten und die der Uebernahme und der Ablage der Halbleiterscheibe dienen. Da die Hilfskammer den einzigen Vakuumanschluss der Einrichtung besitzt, wird ueber die Durchgangsbohrungen die Vakuumkammer evakuiert. Eine Abdichtung der Hilfskammer zur Aussenatmosphaere erfolgt ueber einen Faltenbalg. FigurThe invention relates to the design of workstations, preferably in the manufacture of semiconductor devices, in which in vacuum chambers semiconductor wafers are held by vacuum clamping tables. According to the invention, an auxiliary chamber is arranged under serving as a vacuum clamping hot plate in which Hubstoessel are arranged vertically movable, which pass through through hole through the hot plate and serve the takeover and storage of the semiconductor wafer. Since the auxiliary chamber has the only vacuum connection of the device, the vacuum chamber is evacuated via the through-holes. A sealing of the auxiliary chamber to the outside atmosphere takes place via a bellows. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung kann auf all den Gebieten der Technik angewandt werden, wo flächenfö mige Werkstücke gespannt werden sollen. Insbesondere kann sie zum Vakuumspannen in Niederdruckanlagen eingesetzt werden. Derartige Anlagen finden im Herstellungsprozeß von Halbleiterbauelementen Verwendung.The invention can be applied to all fields of technology where flächenfö shaped workpieces are to be clamped. In particular, it can be used for vacuum clamping in low-pressure systems. Such systems are used in the manufacturing process of semiconductor devices use.

Charakteristik de« bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, Halbleiterscheiben in Vakuumstationen mittels eines Seiltransportes einzubringen. Dazu ist die Transportvorrichtung nach außen schwenkbar gestaltet und steht rr .i Saugstößeln in Wirkungsverbindung, so daß diese die Halbleiterscheibe in der Arbeitsstation anheben und durch Ansaugen arretieren.It is known to introduce semiconductor wafers in vacuum stations by means of a cable transport. For this purpose, the transport device is designed to pivot outward and is rr .i Saugstößeln in operative connection, so that they lift the wafer in the workstation and lock by suction.

Die Saugstößel sind in Durchgangsbohrungen in einer Heizplatte, auf die die Halbleiterscheibe abgelegt werden soll und die als Vakuumspannplatte ausgebildet ist, längsbeweglich angeordnet.The Saugstößel are longitudinally movably disposed in through holes in a heating plate on which the semiconductor wafer is to be stored and which is designed as a vacuum clamping plate.

Somit kann der Seiltransport nach Übernahme der Halbleiterscheibe durch die Saugstößel nach außen geschwenkt werden.Thus, the cable transport after taking over the semiconductor wafer can be pivoted by the suction plunger to the outside.

Anschließend senken die Saugstößel die Halbleiterscheibe auf die Heizplatte ab. Auf der wird die Scheibe mittels Vakuum festgespannt. Damit wird die Saugfunktion der Saugstößel ausgeschaltet, und diese werden in die Ebene der Heizplatte versenkt.Subsequently, the suction tappets lower the semiconductor wafer onto the heating plate. On the disc is clamped by vacuum. Thus, the suction function of the suction tappet is turned off, and these are sunk into the plane of the heating plate.

Eine Abschlußhaube ist un dem Grundgestell, an dem alle Elemente zumindest mittelbar befestigt sind, senkbar angelenkt un i wird schließlich auf dio Heizplatte gesenkt und verschließt diese dichtend, so daß in der damit entstandenen Kammer ein Vakuum erzeugt werden kann und die vorgesehenen Prozeßschritte durchgeführt werden können.An end cap is un lowered to the base frame to which all elements are at least indirectly attached, un i is finally lowered to dio heating plate and closes this sealing, so that in the resulting chamber, a vacuum can be generated and the proposed process steps can be performed ,

Nachteilig ist bei einer derartigen Lösung, daß die Stößeldurchführungen durch ihren Bewegungsspalt eine Verbindung zum Süßeren Luftdruck darstellen. Ist nunmehr die Heizplatte mit Spannvakuum beaufschlagt und die Vakuumkammer wird evakuiert, kann durch diesen Bewegungsspalt Luft zwischen die Halbleiterscheibe und die Heizplatte gelangen. Damit entsteht in diesem Zwischenraum ein höherer Druck, als er in der Vakuumkammer herrscht, und die Scheibe neigt zu einer gleitenden Lageveränderung, einem sogenannten Wegschwimmen. Eine solche Lageveränderung muß jedoch vermieden werden, da die Lage der Scheibe bei geschlossene· Vakuumkammer in der Regel nicht mehr visuell kontrolliert werden kann.A disadvantage of such a solution that the ram passages through their movement gap represent a connection to the sweeter air pressure. If now the heating plate is subjected to clamping vacuum and the vacuum chamber is evacuated, air can pass through this movement gap between the semiconductor wafer and the heating plate. This results in a higher pressure in this space, as it prevails in the vacuum chamber, and the disc tends to a sliding position change, a so-called floating away. However, such a change in position must be avoided, since the position of the disc with a closed vacuum chamber usually can not be visually checked.

Durch die Stößoldurchführungen ist die Spannfläche außerdem verkleinert, was diesen Effekt noch verstärkt.Due to the pushrod bushings, the clamping surface is also reduced, which further enhances this effect.

Der Aufbau der Stößel als Saugstößel, der für die Funktion dieser Lösung notwendig ist, ist außerdem recht kompliziert und erfordert damit einen hohen Fertigungsaufwand.The structure of the plunger as Saugstößel, which is necessary for the function of this solution is also quite complicated and thus requires a high production cost.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, unkontrollierte Lageveränderungen einerauf einer Vakuumspannfläche festgelegten Halbleiterscheibe in einer Vakuumkammer zu vermeiden, um die nachfolgende Weiterverarbeitung zu sichern und damit Ausfallzeiten zu vermeiden und den Aufbau von Handhabevorrichtungen in derartigen Einrichtungen zu vereinfachen.It is an object of the invention to avoid uncontrolled changes in the position of a semiconductor wafer set in a vacuum clamping surface in a vacuum chamber in order to ensure the subsequent further processing and thus to avoid downtimes and to simplify the construction of handling devices in such devices.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer Vorrichtung zur Handhabung von Halbleiterscheibe!? eine Verringerung des Vakuums auf einer Spannfläche in Vakuumkammern durch Fremdlufteintritt zu vermeiden und den Anschluß auf einen Anschluß an eine Vakuumquelle zu minimieren.The invention is based on the object, with a device for handling semiconductor wafer? to avoid a reduction of the vacuum on a clamping surface in vacuum chambers by outside air inlet and to minimize the connection to a connection to a vacuum source.

Zur Lösung der Aufgabenstellung wird davon ausgegangen, daß derartigen Vorrichtungen mit einem Grundgestell versehen sind, an dem eine Heizplatte waagerecht angeordnet ist, die als Vakuumspannplatte ausgebildet ist. Eine Seiltransportvorrichtung sowie eine Abschlußhaube sind daran über d'n Heizplatte schwenkbar angelenkt. Die Heizplatte selbst weist Durchgangsbohrungen auf, In denen senkrecht bewegliche Hubstößel zum Übernehmen der Halbleiterscheibe von der Seiltransporteinrichtung sowie zum Anheben und Absenken derselbon angeordnet sind.To solve the task, it is assumed that such devices are provided with a base frame on which a heating plate is arranged horizontally, which is designed as a vacuum clamping plate. A cable transport device and a closure cap are hinged thereto via d'n heating plate pivotally. The heating plate itself has through-holes, in which vertically movable lifting rams are arranged to take over the semiconductor wafer of the cable transport device and for raising and lowering derselbon.

Gemäß Ger Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Hllfskammar unter der Heizplatte luftdicht an diese angeflanscht ist. Diese Hilfskammer weist an ihrer Unterseite eine öffnung auf. In dieser öffnung ist eine senkrechte Hubstange längsbeweglich angeordnet, die an ihrem oberen Ende eine Stößelauf nähme trägt. Diese Stößelaufnahme ist mit mindestens drei senkrecht stehenden Stößeln versehen, die durch jeweils eine Durchgangtbohrung in der Heizplatte zu deren Oberflache hindurchragen und in diesen Durchgangsbohrungen ebenfalls längsbeweglich sind.According to Ger invention, the object is achieved in that a Hllfskammar is flanged under the hot plate airtight to this. This auxiliary chamber has an opening on its underside. In this opening a vertical lifting rod is arranged longitudinally movable, which carries at its upper end a Stößelauf. This plunger seat is provided with at least three vertical plungers, which protrude through a respective through-hole in the heating plate to the surface and in these through holes are also longitudinally movable.

Zwischen der Unterseite der Stößelaufnahme und der Hilfskammer im Bereich ihrer unteren öffnung ist ein Faltenbalg dichtend angeordnet.Between the underside of the plunger seat and the auxiliary chamber in the region of its lower opening, a bellows is sealingly arranged.

Die Verbindung zu der die Vakuumkammer evakuierenden Vakuumquelle ist dadurch gelöst, daß nur die Hilfskammer eine ' Verbindung zu dieser Quelle besitzt.The connection to the vacuum chamber evacuating vacuum source is achieved in that only the auxiliary chamber has a 'connection to this source.

In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Stößelaufnahme über ein Blattfedergelenk mit der Hilfskammer verbunden.In a favorable embodiment of the invention, the plunger seat is connected via a leaf spring joint with the auxiliary chamber.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß eine Halbleiterscheibe in herkömmlicher Weise in die Bearbeitungsstation transportiert wird. Danach wird die Hubstange nach oben gefahren, wodurch die Stößel die Scheibe von der Transportvorrichtung abheben, wodurch diese nach außen geschwenkt werden kann. Nunmehr wird die Abschlußhaube geschlossen und begonnen, die damit abgeschlossene Vakuumkammer über die Durchgangsbohrungen in der Heizplatte und die Hilfskammer zu evakuieren. Anschließend wird die Hubstange wieder nach unten gefahren. Damit legt sich die Halbleiterscheibe auf die Heizplatte auf. Da nunmehr unter der Scheibe abgesaugt wird, ist zwischen der Halbleiterscheibe und der als Vakuumspannfläche ausgebildeten Heizplatte stets ein geringerer Druck, als in der Vakuumkammer selbst. Eine Lageveränderung der Halbleiterscheibe ist damit ausgeschlossen.The operation of the device according to the invention can be seen in the fact that a semiconductor wafer is transported in a conventional manner in the processing station. Thereafter, the lifting rod is moved upwards, whereby the plunger lift the disc from the transport device, whereby it can be pivoted outwards. Now, the closure cap is closed and started to evacuate the vacuum chamber completed with it via the through holes in the heating plate and the auxiliary chamber. Then the lifting rod is moved down again. This places the semiconductor wafer on the heating plate. Since now is sucked under the disc, between the semiconductor wafer and designed as a vacuum clamping surface heating plate is always a lower pressure than in the vacuum chamber itself. A change in position of the semiconductor wafer is thus excluded.

AusfOhrungsbelsplel The invention will be explained in more detail below with reference to sines embodiment. The accompanying drawing shows a schematic cross section through an inventive device. On a base frame 1, a heating plate 2 are mounted horizontally and a connecting cap 3 pivoted. Under the Heizplätte 2 an auxiliary chamber 4 is tightly flanged. This auxiliary chamber 4 has an opening 5 on its underside

auf, in der eine senkrechte Hubstange β längsbeweglich angeordnet ist. Das obere Ende der Hubstange 6 weist eineon, in which a vertical lifting rod β is arranged longitudinally movable. The upper end of the lifting rod 6 has a

Plunger holder 7 on. To it three vertical lift rods 8 are fixed, each through a through hole 9 in the Heating plate 2 protrude to the surface of the heating plate 2. Between the underside of the plunger seat 7 and the auxiliary chamber 4 in the region of the opening 5, a bellows 10 is sealing

angeordnet.arranged.

Üt or a connecting piece 11, the auxiliary chamber is connected to a vacuum source, not shown. For safe guidance of the plunger seat 7, this is connected via a leaf spring joint 12 with the auxiliary chamber 4. Now, a semiconductor wafer 13 by a transport device, not shown, in the region of the heating plate. 2

gebracht, wird die Hubstange β nach oben gefahren, wodurch sich die Hubstößet 8 aus der Oberfläche der Heizplatte 2herausschieben und din Halbleiterscheibe 13 von der Transportvorrichtung abheben, so daß diese nach außen geschwenkt unddie Abschlußhaube 3 in die dargestellte Lage gebracht werden kann.brought, the lifting rod β is moved upwards, whereby the Hubstößet 8 from the surface of the heating plate 2herausschieben and din semiconductor wafer 13 stand out from the transport device, so that it pivoted outwardly and the end cap 3 can be brought into the position shown.

About the connecting piece 13, the auxiliary chamber 4 and thus on the through holes 9 of the vacuum chamber

wirkende Innenraum der Abschlußhaube 3 evakuiert.acting interior of the end cap 3 evacuated.

The semiconductor wafer 13 is placed by shutting down the lifting rod β on the surface of the heating plate 2 and thus

durch das Vakuum der Hilfskammer 4, das stets einen niedrigeren Druck gegenüber dem Vakuum der Vakuumkammer aufweist,angesa jgt und damit festgelegt, wodurch ein Wegschwimmen sicher vermieden wird.by the vacuum of the auxiliary chamber 4, which always has a lower pressure compared to the vacuum of the vacuum chamber, gesa jammed and thus fixed, whereby a Wegschwimmen is reliably avoided.

The invention thus offers the advantage that with secure mounting of the semiconductor wafer 13 no suction tappets are required,

wodurch sich der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung einfacher gestaltet, da ein Andruck an die Hubstößel 8 durch diewhereby the construction of the device according to the invention is simpler, since a pressure on the lift rod 8 by the

Flow of the extracted gases takes place. At the same time, the auxiliary chamber 4 acts as a vacuum block and thus prevents the occurrence of sudden forces on the Semiconductor wafer 13. Characterized in that the vacuum chamber can be evacuated simultaneously with the lowering of the semiconductor wafer 13, a Cycle time reduction enabled. · A separate supply of a tensioning vacuum is also avoided, causing the surface of the heating plate. 2

einfacher gestaltet.designed simpler.

Claims

1. Apparatus for handling semiconductor wafers in vacuum devices with a base frame to which a heating plate is arranged horizontally, which is designed as a vacuum clamping plate, and on which a Soiltransportvot direction and a closure cap are articulated lowerable via the heating plate, wherein the heating plate has through holes, in which vertically movable lifting ram for taking over the semiconductor wafer from the cable transport device and for raising and lowering thereof are arranged, characterized in that an auxiliary chamber (4) under the heating plate (2) is airtight connected to this, which at the bottom of an opening (5) in that in this opening (5) a vertical lifting rod (6) is arranged longitudinally movable, which carries at its upper end a plunger receptacle (7) on which at least three vertical plunger (8) are fixed, that between the underside of the plunger receptacle (7) and the auxiliary chamber (4) in the area its lower opening (5) a bellows (10) is arranged sealingly and that only the auxiliary chamber (4) has a connection (11) to a vacuum source. >

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the plunger receptacle (7) via a leaf spring plunger (12) with the auxiliary chamber (4) is connected.