DE102006059809B4 - Device and method for separating and transporting substrates - Google Patents

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    • B65G59/08De-stacking after preliminary tilting of the stack

Abstract

Vorrichtung zum Vereinzeln und Transportieren von scheibenförmig ausgebildeten Substraten, wobei die Vorrichtung im Wesentlichen folgende Baugruppen umfasst:
– eine innerhalb eines flüssigen Mediums angeordnete Trägereinrichtung (104; 204), in der die einzelnen Substrate (102; 202) sequenziell hintereinander stehend in einer Vorschubrichtung (105; 205) in Form eines Substratstapels (103; 203) angeordnet sind,
– eine Entnahmeeinrichtung (107; 207) zum Vereinzeln und Transportieren mindestens eines Substrats (102; 202), wobei die Entnahmeeinrichtung (107; 207) einen Greifer (108; 208) mit Mitteln umfasst, mit denen das Substrat (102; 202) aufnehmbar und von der Trägereinrichtung (104; 204) wegführbar ist,
– eine Strömungseinrichtung (117; 217) zum Auffächern zumindest eines Teils des Substratstapels (103; 203), und
– ein Andruckelement (122; 222), das den aufgefächerten Substraten (102; 202) entgegenwirkt.
Device for separating and transporting disc-shaped substrates, wherein the device essentially comprises the following components:
A carrier device (104; 204) arranged within a liquid medium, in which the individual substrates (102; 202) are arranged sequentially one behind the other in a feed direction (105; 205) in the form of a substrate stack (103; 203),
A removal device (107, 207) for separating and transporting at least one substrate (102, 202), wherein the removal device (107, 207) comprises a gripper (108, 208) with means with which the substrate (102, 202) can be received and can be guided away from the carrier device (104; 204),
A flow device (117, 217) for fanning at least part of the substrate stack (103, 203), and
- A pressure element (122, 222), which counteracts the fanned-out substrates (102, 202).

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Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vereinzeln und Transportieren von Substraten. Die Substrate sind scheibenförmig ausgebildet und bruchempfindlich. Zum Vereinzeln ist eine Trägereinrichtung vorgesehen, die die einzelnen Substrate in der Ausbildung eines Substratstapels aufnimmt und für das Vereinzeln bereithält. Eine Entnahmeeinrichtung führt den Prozess des Vereinzelns und Transportierens durch.The The invention relates to a device for separating and transporting of substrates. The substrates are disc-shaped and susceptible to breakage. For separating a carrier device provided that the individual substrates in the training of a Substrate stack receives and for the separation holds. A removal facility leads the process of singulating and transporting.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Vereinzeln und Transportieren von in einem Substratstapel bereitgestellten Substraten.Further The invention relates to a method for separating and Transporting substrates provided in a substrate stack.

Definitionendefinitions

Die „Substrate" sind scheiben- bzw. flächenförmig ausgebildet und in der Regel rechteckig. Sie werden nach einem Sägeprozess aus einem Substratblock gewonnen. Sie weisen umlaufende Kanten auf, die im Wesentlichen gerade ausgebildet sind, wobei die Ecken rechtwinklig, abgerundet oder abgeschrägt ausgestaltet sein können.The "substrates" are disc or formed surface-shaped and usually rectangular. They are after a sawing process obtained from a substrate block. They have circumferential edges, which are substantially straight, the corners being at right angles, rounded or bevelled can be configured.

Mehrere aufeinander gestapelte oder nebeneinander bzw. hintereinander gestellte Substrate ergeben einen „Substratstapel". Verlaufen die Substratflächen horizontal, so wird erfindungsgemäß von einem „liegenden" Stapel übereinander liegender Substrate gesprochen; verlaufen die Substratflächen vertikal, so entspricht dies einem "stehenden" Stapel nebeneinander stehender Substrate. Die einzelnen Substrate sind bereits von einer für den Sägeprozess notwendigen Halteeinrichtung abgelöst und frei und unabhängig voneinander gestapelt. Häufig haften die einzelnen Substrate aufgrund des vorangegangenen Sägeprozesses jedoch noch ungewollt flächenartig zusammen. Für den Weiterbearbeitungsprozess ist es im Normalfall notwendig, diese so gestapelten Substrate zu vereinzeln. Dies bedeutet, dass das jeweils am Ende eines aufrecht positionierten Substratstapels bereitgestellte Substrat mittels einer Einrichtung von dem Substratstapel entnommen und in den weiteren Bearbeitungsprozess übergeben werden soll.Several stacked on top of each other or side by side or behind each other Substrates result in a "substrate stack." If the substrate surfaces are horizontal, Thus, according to the invention of a "lying" stack one above the other lying substrates spoken; the substrate surfaces run vertically, this corresponds to a "standing" stack next to each other standing substrates. The individual substrates are already from one for the Sawing process necessary Detached holding device and free and independent stacked from each other. Often the individual substrates adhere due to the previous sawing process but still unintentionally flat together. For the Further processing is normally necessary, this to separate so stacked substrates. This means that each provided at the end of an upright positioned substrate stack Substrate removed by means of a device of the substrate stack and to be transferred to the further processing process.

Die „Stapelrichtung" der Substrate in einem Substratstapel wird durch die Position des zu vereinzelnden Substrats vorgegeben. Die einzelnen Substrate sind derart ausgerichtet, dass sie mit ihren Flächen im Wesentlichen aneinanderliegend stehen. Die Stapelrichtung entspricht im Spezialfall exakt und vollständig einander anliegender Substratflächen genau der Richtung der Flächennormalen des Substrats bzw. der Substrate, wobei die positive Richtung auf dasjenige Ende des Stapels weist, von welchem das jeweils zu vereinzelnde Substrat abgenommen werden soll. Sofern dieses Substrat auf der rechten Seite des in einer Trägereinrichtung angeordneten „stehenden" Substratstapels angeordnet ist, zeigt die Stapelrichtung demnach in Pfeilrichtung rechts.The "stacking direction" of the substrates in a stack of substrates is determined by the position of the to be separated Substrate specified. The individual substrates are aligned in such a way that with their surfaces are essentially contiguous. The stacking direction corresponds in a special case exactly and completely abutting substrate surfaces exactly the direction of the surface normals of the substrate or substrates, wherein the positive direction that end of the stack points, from which each one to be separated Substrate should be removed. Unless this substrate is on the right side of the in a carrier device arranged "standing" substrate stack is arranged, shows the stacking direction accordingly in the arrow direction right.

Die „Vorschubrichtung" eines Stapels entspricht im Wesentlichen der Stapelrichtung.The "feed direction" of a stack corresponds essentially the stacking direction.

Der „Stapelanfang" bezeichnet dasjenige Ende des Substratstapels, an welchem sich das nächste zu vereinzelnde Substrat befindet. Das ist dasjenige Ende, welches in Vorschubrichtung zeigt. Wird jedoch allgemein von „Stapelende" gesprochen, so ist nicht näher bezeichnet, ob es sich um den Stapelanfang oder das entgegengesetzte Ende des Stapels handelt.The "stack start" denotes that end of the substrate stack, to which the next substrate to be separated located. This is the end that points in the feed direction. Becomes however, generally speaking of "stack end", so is not closer indicates whether it is the beginning of the stack or the opposite End of the stack is.

Die im Wesentlichen senkrecht bzw. aufrecht positionierten Substratstapel werden in einer „Trägereinrichtung" bereitgestellt. Dabei liegt eine Kante des jeweiligen Substrats auf der Trägereinrichtung auf. Die Trägereinrichtung nimmt den Substratstapel beispielsweise nach dem Sägen und/oder dem Entfernen des häufig zum Befestigen der zunächst ungesägten Substrate auf eine Halteplatte benutzten Klebers auf und transportiert diesen zu einer Entnahmeeinrichtung, in welcher die Vereinzelung erfolgen soll. Die Trägereinrichtung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie den Substratstapel als Ganzes aufnimmt, d. h. die einzelnen Substrate stehen im Wesentlichen flächig aneinander- bzw. hintereinanderliegend.The substantially vertically or upright positioned substrate stack are provided in a "carrier device". In this case, an edge of the respective substrate rests on the carrier device. The carrier device takes the substrate stack, for example, after sawing and / or removing the frequently for attaching the first ungesägten Substrates on a holding plate used adhesive and transported this to a removal device in which the separation should be done. The carrier device is preferably designed such that it as the substrate stack Whole takes up, d. H. the individual substrates are essentially flat one another or one behind the other.

Die Trägereinrichtung kann gewünschtenfalls ein gewisses Verkippen der flächig einander berührenden Substrate gegen die ursprüngliche Stapelrichtung ermöglichen oder erzwingen, so dass sich ein konstruktiv vorherbestimmter „Neigungswinkel" der Substrate gegenüber der ursprünglichen Stapelrichtung ergibt, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit α bezeichnet wird. Dieser wird zwischen der Flächennormalen eines Substrats und der Vorschubrichtung eingeschlossen, wobei die Flächennormale derjenigen Substratseite zu wählen ist, welche eher in Vorschubrichtung weist, so dass sich Neigungswinkel zwischen –90° und +90° ergeben können. Positive Winkel deuten ein Kippen der Substrate nach hinten (entgegen der Vorschubrichtung) an, negative Winkel ein Kippen der Substrate nach vorn (in Vorschubrichtung). Bevorzugte Neigungswinkel liegen im Bereich von +5° bis +35°; besonders bevorzugt sind Neigungswinkel von +15° bis +20°.The support means if desired a certain tilting of the surface touching each other Substrates against the original Allow stacking direction or force, so that a structurally predetermined "tilt angle" of the substrates over the original Stacking results in the context of the present invention denoted by α becomes. This is between the surface normal of a substrate and the feed direction included, wherein the surface normal to choose that substrate side is, which points more in the feed direction, so that tilt angle between -90 ° and + 90 ° can. Positive angles indicate a tilting of the substrates to the rear (opposite the feed direction), negative angles tipping the substrates forward (in feed direction). Preferred angles of inclination are in the range of + 5 ° to + 35 °; especially tilt angles of + 15 ° to + 20 ° are preferred.

Die „Entnahmeeinrichtung" dient zum Vereinzeln und Abtransportieren eines Substrats vom Substratstapel. Dabei wird das an dem einen Ende des zu vereinzelnden Substratstapels angeordnete Substrat von der Entnahmeeinrichtung aufgegriffen, beispielsweise über Saugeinrichtungen, von dem Substratstapel abgelöst und damit vereinzelt, und einem weiteren Bearbeitungs- oder Transportprozess zugeführt. Die Entnahmeeinrichtung dient dazu, das zu vereinzelnde Substrat aus dem Substratstapel zu entfernen. Dabei kann die „Entnahme" in mehrere Richtungen erfolgen. Zum einen kann die Entnahme in Stapelrichtung erfolgen, d. h. durch die Entnahmeeinrichtung wird das zu vereinzelnde Substrat aufgegriffen und parallel zur flächigen Ausbildung des nachfolgenden Substrats in Stapelrichtung weggezogen, so dass zwischen dem zu vereinzelnden Substrat und dem nachfolgenden Substrat Zug- bzw. Druckkräfte aufgrund bestehender Adhäsion entstehen. Zum anderen kann vorgesehen werden, dass das Substrat durch Verschieben gegenüber dem nachfolgenden Substrat entfernt wird, so dass zwischen den beiden Substraten lediglich Scherkräfte entstehen. Dabei wird das zu vereinzelnde Substrat in Richtung der flächigen Erstreckung des jeweiligen Substrats, vorzugsweise ungefähr senkrecht zur Ebene der Trägereinrichtung, nach oben verschoben bzw. entfernt.The substrate is picked up and transported away from the substrate stack by means of the removal device, for example via suction devices, from which the substrate is arranged at the one end of the substrate stack to be separated Substrate stack detached and thus isolated, and fed to another processing or transport process. The removal device serves to remove the substrate to be separated from the substrate stack. On the one hand, the removal can take place in the stacking direction, ie, the substrate to be separated is picked up by the removal device and pulled away parallel to the planar formation of the following substrate in the stacking direction, so that between the substrate to be separated and On the other hand, it can be provided that the substrate is removed by displacement relative to the following substrate, so that only shearing forces arise between the two substrates, in which case the substrate to be separated is moved in the direction of the substrate planar extension of the respective substrate, preferably approximately perpendicular to the plane of the carrier device, moved up or removed.

Je nach Entnahmerichtung wirken daher unterschiedliche Kräfte unterschiedlicher Stärke auf das zu vereinzelnde Substrat und die noch im Stapel befindlichen Substrate ein, wobei diesen Kräften vor allem das dem gerade zu entnehmenden Substrat folgende Substrat ausgesetzt ist.ever After removal direction therefore different forces act differently Strength on the substrate to be separated and those still in the stack Substrates, with these forces especially the substrate just following the substrate to be removed is exposed.

Zum Vereinzeln des Substratstapels ist vorgesehen, diesen zusammen mit der Trägereinrichtung in einem Fluid anzuordnen, worunter hierbei im Wesentlichen flüssige Medien zu verstehen sind. Innerhalb des Fluids sind „Strömungseinrichtungen" vorgesehen, die den Substratstapel von der bzw. den Seiten und/oder von unten bzw. oben mit Fluid derart beströmen, dass eine Strömung erzielt wird, die auf den Substratstapel zielt und bewirkt, dass die einzelnen Substrate „auffächern" und im Abstand zueinander gehalten werden. Dies bedeutet, dass zwischen den einzelnen Substraten ein Zwischenraum entsteht, der mit Fluid gefüllt ist.To the Separation of the substrate stack is provided, this together with the carrier device To arrange in a fluid, which hereby essentially liquid media to be understood. Within the fluid "flow means" are provided, the the substrate stack from the side and / or from below or flow upwards with fluid in such a way that a flow which aims at the substrate stack and causes the individual substrates "fan out" and at a distance to each other being held. This means that between each substrate creates a gap which is filled with fluid.

Dieses Auffächern kann nach einer bevorzugten Ausführungsform noch mit weiteren geeigneten Mitteln wie z. B. mit insbesondere im Auffächerungsbereich positionierten Ultraschallstrahlern unterstützt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Adhäsionskräfte zwischen den einander berührenden Substraten derart hoch sind, dass ein Eindringen des Fluids ansonsten nur sehr langsam erfolgt.This fan out can according to a preferred embodiment still with other suitable means such. B. with particular in the fan-out area positioned ultrasonic emitters are supported. This is special then advantageous if the adhesion forces between the touching one another Substrates are so high that the penetration of the fluid otherwise only very slowly.

Eine „Lagebestimmungseinrichtung" dient dazu, die Lage und/oder die Position des zu vereinzelnden Substrats und/oder des Substratstapels festzustellen. Sofern eine entsprechend angeordnete Elektronik mit einem Sensor ein entsprechendes Signal erhält, was gleichbedeutend damit ist, dass das zu entnehmende Substrat lage- und positionsgerecht angeordnet ist, wird der Betrieb der Entnahmeeinrichtung zum Vereinzeln freigegeben. Liegt das zu vereinzelnde Substrat nicht lage- und positionsgerecht an der Lagebestimmungseinrichtung an, so wird ein anderes Signal ausgegeben, dass dann entsprechend zu interpretieren ist. Die Lagebestimmungseinrichtung kann außerdem dazu dienen, das zu vereinzelnde Substrat mittels geeigneter, z. B. geometrischer, Zwangsbedingungen in die gewünschte Lage zu bewegen, die zur Freigabe des Signals für die Entnahmeeinrichtung notwendig ist, und/oder das Substrat dort zu halten.A "position determination device" serves the purpose of Location and / or the position of the substrate to be separated and / or of the substrate stack. If a correspondingly arranged electronics with a sensor receives a corresponding signal, what synonymous with it is that the substrate to be removed arranged in position and position is, the operation of the removal device is released for separation. Is the substrate to be separated not in position and position at the orientation device, then another signal output that then has to be interpreted accordingly. The orientation device can also serve to isolate the substrate to be separated by means of suitable, for. B. geometric, constraints in the desired position to move to release the signal for the Removal device is necessary, and / or the substrate there to hold.

Stand der TechnikState of the art

Bei einem der bekannten Herstellungsverfahren für Substrate, wie sie beispielsweise zur Herstellung von Solar- oder Halbleiterwafern angewendet werden, werden Siliziumblöcke oder Siliziumsäulen (vorliegend Substratblöcke genannt) verwendet, die in dünne, bruchempfindliche Scheiben (vorliegend Substrate genannt) zersägt werden. Die auf diese Weise hergestellten Substrate weisen typischerweise Dicken von einigen 10 bis zu 300 μm auf und sind in der Regel quadratisch oder rechteckig ausgebildet. Sie haben dann bevorzugt eine jeweilige Kantenlänge bis 210 mm.at one of the known production methods for substrates, as for example be used for the production of solar or semiconductor wafers, become silicon blocks or silicon columns (present substrate blocks called) used in thin, Fragile discs (in the present case called substrates) are sawed. The substrates produced in this way typically have Thicknesses of a few 10 to 300 microns on and are usually square or rectangular. You then preferred a respective edge length up to 210 mm.

Die Substratblöcke werden zum Sägen gewöhnlich auf eine Halteeinrichtung aufgeklebt. Diese Halteeinrichtung besteht typischerweise aus einem Metallträger, auf dem wiederum eine Glasplatte als Zwischenträger aufgebracht ist, wobei der zu bearbeitende Substratblock auf der Glasplatte aufgeklebt ist. Alternativ hierzu können nach dem Stand der Technik auch andere Materialien für die Ausbildung der Halteeinrichtung vorgesehen sein.The substrate blocks be used for sawing usually glued to a holding device. This holding device consists typically made of a metal carrier, on which in turn a Glass plate as intermediate carrier is applied, wherein the substrate block to be processed on the Glued glass plate. Alternatively, according to the prior art also other materials for the formation of the holding device can be provided.

Zur Herstellung der zuvor genannten Substrate ist es notwendig, den Substratblock scheibenartig vollständig durchzusägen, so dass der Sägeschnitt selbst über den Substratblock hinaus bis in die Glasplatte hineinreicht. Nach dem Sägen haftet das auf diese Weise hergestellte Substrat mit seiner einen Kante über eine Klebeverbindung weiterhin an der Glasplatte. Nachdem der Substratblock vollständig in einzelne Substrate zerteilt worden ist, entsteht ein kammartiges Gebilde.to Preparation of the aforementioned substrates it is necessary to Saw substrate block completely like a disk, so that the saw cut itself over extends beyond the substrate block into the glass plate. To sawing The substrate thus prepared adheres to its one Edge over an adhesive bond continues on the glass plate. After the substrate block Completely has been divided into individual substrates, creating a comb-like Structure.

Bevor die einzelnen Substrate, die nun eine scheibenförmige Ausbildung aufweisen, von der Halteeinrichtung abgelöst werden, findet in der Regel eine Vorreinigung statt.Before the individual substrates, which now have a disc-shaped design, detached from the holding device usually a pre-cleaning takes place.

Zur Durchführung des Sägeprozesses wird ein Medium benötigt, das im Wesentlichen Glykol und ggfs. weitere chemische Zusätze sowie ein Trennmittel wie z. B. Siliziumcarbidkörnchen umfasst. Dieses Medium wird als „Slurry" bezeichnet und dient der Durchführung des Sägeprozesses. Im Normalfall verbleibt immer ein gewisser Rest an Slurry im Raum zwischen den einzelnen, gesägten Substraten. Im ungünstigsten Fall wird die Slurry während des Bearbeitungsprozesses bzw. im Anschluss daran zu einem pastösen Gebilde, da es sich mit den aus dem Substratblock entstandenen Siliziumpartikeln sowie mit dem Abrieb des für den Sägeprozess angewandten Sägedrahts und dem Trennmittel vermischt bzw. gewisse Bestandteile des Gemenges miteinander reagieren. Aufgrund ihrer Konsistenz haftet die Slurry an der Oberfläche des Wafers. Trotz einer sich an das Sägen der Substratblöcke im Normalfall anschließenden Vorreinigung finden sich sehr häufig noch Reste des Gemenges zwischen den Substraten.To carry out the sawing process, a medium is needed which is essentially glycol and optionally further chemical additives and a release agent such. Silicon carbide granules. This medium is called "slurry" and serves to carry out the sawing process. Normally, a certain amount of slurry always remains in the space between the individual sawn substrates. In the worst case, the slurry during the processing process or subsequently to a pasty structure, since it mixes with the silicon particles formed from the substrate block and with the abrasion of the saw wire used for the sawing process and the release agent or certain components of the batch together react. Due to their consistency, the slurry adheres to the surface of the wafer. Despite a subsequent to the sawing of the substrate blocks in the normal case pre-cleaning are still very often residues of the mixture between the substrates.

In der WO 01/28745 A1 werden Verfahren und Einrichtungen zum Ablösen von scheibenförmigen Substraten beschrieben. Eine roboterartige Einrichtung greift das abzulösende Substrat über Saugeinrichtungen (aktive Erzeugung eines Unterdruckes über z. B. eine Vakuumpumpe), wodurch das Substrat durch eine oszillierende Bewegung der Einrichtung von der Halteeinrichtung gelöst wird. Dabei sind oszillierende Bewegungen in unterschiedliche Richtungen vorgesehen. Das Greifen des zu vereinzelnden Substrats erfolgt mit Hilfe einer über der Fläche des Substrats angeordneten und an der Einrichtung befestigten Saugeinrichtung. Zur Freigabe des Substrats wird innerhalb der Saugeinrichtung ein gewisser Überdruck erzeugt, so dass das abgelöste Substrat wieder von der Einrichtung entfernbar ist.In the WO 01/28745 A1 describes methods and devices for detaching disc-shaped substrates. A robot-like device grips the substrate to be detached by means of suction devices (active generation of a negative pressure via, for example, a vacuum pump), whereby the substrate is released from the holding device by an oscillating movement of the device. In this case, oscillating movements are provided in different directions. The gripping of the substrate to be separated takes place with the aid of a suction device arranged above the surface of the substrate and attached to the device. To release the substrate, a certain overpressure is generated within the suction device, so that the detached substrate is removable from the device again.

Aus der DE 199 00 671 A1 sind Verfahren und Vorrichtungen zum Ablösen von scheibenförmigen Substraten wie insbesondere von Wafern bekannt. Es wird vorgeschlagen, die unmittelbar nach dem Sägevorgang aneinander haftenden Substrate, die mit ihrer einen Seite (Kante) noch an der Halteeinrichtung befestigt sind, durch einen gezielten Fluidstrahl voneinander im Abstand zu halten. Eine Keileinrichtung sorgt dafür, dass eine Trennung des abzulösenden Substrats von der Halteeinrichtung erfolgt. Gleichzeitig wird das vereinzelte Substrat mittels einer Saugeinrichtungen aufweisenden greifarmähnlichen Einrichtung aus der Halteeinrichtung entnommen.From the DE 199 00 671 A1 Methods and devices for detaching disc-shaped substrates, in particular wafers, are known. It is proposed that the substrates adhering to each other immediately after the sawing process, which are still fastened with their one side (edge) on the holding device, by a targeted fluid jet from each other at a distance. A wedge device ensures that a separation of the substrate to be detached takes place from the holding device. At the same time, the isolated substrate is removed from the holding device by means of a suction device having a gripping arm-like device.

Aus der DE 697 22 071 T2 ist eine Vorrichtung für das Einlegen von durch Zersägen eines Substratblocks erhaltenen Werfern in ein Aufbewahrungselement bekannt. Es werden Handhabungsvorrichtungen vorgeschlagen, die es erlauben, im Querschnitt runde oder ovale Substrate zu ergreifen und diese in ein ständerartiges Gebilde zu überführen. Dabei werden mehrere Substrate gleichzeitig aufgenommen und auf eine Stellfläche überführt, welche die vereinzelten Substrate aufnimmt.From the DE 697 22 071 T2 For example, there is known an apparatus for loading projectors obtained by sawing a substrate block into a storage element. There are proposed handling devices that allow to take round or oval substrates in cross-section and to convert them into a stand-like structure. In this case, a plurality of substrates are recorded simultaneously and transferred to a footprint, which receives the isolated substrates.

Aus der DE 199 04 834 A1 ist eine Vorrichtung zum Ablösen von einzelnen dünnen, bruchempfindlichen und scheibenartigen Substraten bekannt. Der Substratblock mit den bereits gesägten Substraten befindet sich in einem mit einem Fluid gefüllten Behälter. Im Gegensatz zum bisher bekannten Stand der Technik ist die Halteeinrichtung zusammen mit den noch an der Halteeinrichtung fixierten Substraten senkrecht ausgerichtet, so dass das zu vereinzelnde Substrat parallel zur Fluidoberfläche angeordnet ist. Eine Keileinrichtung sorgt dafür, dass eine Trennung zwischen der Glasplatte und dem zu vereinzelnden Substrat stattfindet. Ein in unmittelbarer Nähe zum Substrat angeordnetes Transportband sorgt dafür, dass die abgelösten und aufschwimmenden Substrate abtransportiert werden. Eine Schiebeeinrichtung sieht vor, dass die Halteeinrichtung immer wieder in die gleiche Position gebracht und horizontal gegen die Keileinrichtung zur Ablösung des jeweiligen Substrats gefahren wird. Auf der anderen Seite des Förderbandes ist eine Einrichtung vorgesehen, mit der die vereinzelten Substrate automatisch in einen Ständer eingefügt werden. Ziel der Ablösung ist es, dass die abgetrennten, scheibenartig ausgebildeten Substrate nach ihrer Entfernung von der Halteeinrichtung gestapelt und in vorbestimmte Einrichtungen eingefügt oder unmittelbar planmäßig aufeinander gelegt werden.From the DE 199 04 834 A1 a device for detaching individual thin, fragile and disc-like substrates is known. The substrate block with the already sawn substrates is in a container filled with a fluid. In contrast to the previously known prior art, the holding device is vertically aligned together with the still fixed to the holding device substrates, so that the substrate to be separated is arranged parallel to the fluid surface. A wedge device ensures that a separation between the glass plate and the substrate to be separated takes place. An arranged in close proximity to the substrate conveyor belt ensures that the detached and floating substrates are removed. A sliding device provides that the holding device is repeatedly brought into the same position and moved horizontally against the wedge device for detachment of the respective substrate. On the other side of the conveyor belt, a device is provided with which the separated substrates are automatically inserted into a stand. The aim of the detachment is that the separated, disc-like substrates are stacked after their removal from the holding device and inserted into predetermined facilities or placed directly on schedule.

Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art

Die Vereinzelung der jeweiligen Substrate gestaltet sich schwierig.The Separation of the respective substrates is difficult.

Für das Vereinzeln sind Bewegungen notwendig, die komplexe Einrichtungen erfordern, sofern man auf eine manuelle Bedienung verzichten möchte. Da es sich jedoch bei den Substraten um sehr bruchempfindliche und dünne, plattenartig ausgestaltete Substrate handelt, können diese nicht ohne weiteres über herkömmliche greifarmähnliche Systeme aufgenommen werden. Hierzu ist es notwendig, sehr präzise und feinfühlige Einrichtungen vorzusehen.For singling movements are necessary that require complex facilities, if you want to do without manual operation. There However, it is in the substrates to very fragile and thin, plate-like configured substrates, they can not readily over conventional gripper arm-like systems be recorded. For this it is necessary, very precise and sensitive Provide facilities.

Aus dem Stand der Technik sind somit ausschließlich solche Einrichtungen bekannt, die das jeweilige Substrat mittels einer Saugeinrichtung ergreifen. Unmittelbar nach dem Anfahren der Saugeinrichtung an die flächige Ausgestaltung des zu vereinzelnden Substrats wird zwischen Saugeinrichtung und zu vereinzelndem Substrat über eine Vakuumpumpe ein Vakuum erzeugt, so dass ein Anhaften des Substrats an einer Handhabungseinrichtung möglich ist. Es ist jedoch Vorsicht geboten, da das zu vereinzelnde Substrat durch zu hohen Unterdruck zu Bruch gehen kann.Out the prior art are thus exclusively such devices known, the respective substrate by means of a suction device take. Immediately after starting the suction on the areal Design of the substrate to be separated is between suction and to einzzelndem substrate over a vacuum pump generates a vacuum, allowing the substrate to adhere is possible on a handling device. It is, however, careful offered because the substrate to be separated by too high a vacuum can break.

Ein weiterer kritischer Punkt hierbei besteht darin, dass das jeweilige Substrat von der Handhabungseinrichtung angefahren, d. h. berührt werden muss. Da das Substrat von der Einrichtung in keinem Fall weggedrückt werden darf, ist eine exakte Positionierung notwendig. Dies gestaltet sich doch schwierig, da zum einen eine Relativbewegung der Halteeinrichtung zur Positionierung des zu vereinzelnden Substrats im Bereich der Halteeinrichtung vorgesehen ist, und die Halteeinrichtung selbst damit entsprechende Freiheitsgrade aufweist. Daher sind Toleranzen möglich, die zur möglichen Beschädigung des zu vereinzelnden Substrats führen. Zum anderen finden solche Bewegungen in der Regel in einem Fluid statt, so dass Gefahr besteht, dass durch die einzelnen Bewegungen der Einrichtungen ein Strömungsdruck, insbesondere in Richtung der Substrate, entsteht, der zu Positionsverschiebungen der Substrate oder sogar zu Bruch führen kann.Another critical point here is that the respective substrate of the Handha approached, ie has to be touched. Since the substrate must not be pushed away from the device in any case, an exact positioning is necessary. This is difficult because, on the one hand, a relative movement of the holding device for positioning the substrate to be separated is provided in the region of the holding device, and the holding device itself therefore has corresponding degrees of freedom. Therefore, tolerances are possible, which lead to possible damage to the substrate to be separated. On the other hand, such movements generally take place in a fluid, so that there is a risk that a flow pressure, in particular in the direction of the substrates, is created by the individual movements of the devices, which can lead to positional displacements of the substrates or even to breakage.

Eine von Hand durchgeführte Vereinzelung birgt die Gefahr, dass die sehr dünnen und bruchempfindlichen sowie scheibenförmig ausgebildeten Substrate insbesondere aufgrund der erhöhten Adhäsionskräfte zerbrechen.A done by hand Separation carries the risk of being very thin and fragile as well as disk-shaped broken substrates in particular due to the increased adhesive forces.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Bereitstellung von Vorrichtungen und Verfahren, mit denen ein nahezu beschädigungsfreies Entnehmen von dünnen, bruchempfindlichen und gestapelten Substraten ermöglicht wird.The The object of the invention is therefore to provide devices and methods that allow almost damage-free removal of thin, break-sensitive and stacked substrates is made possible.

Lösung der Aufgabesolution the task

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, eine Trägereinrichtung, auf der sich ein Substratstapel mit sequenziell hintereinander angeordneten Substraten befindet, und eine Entnahmeeinrichtung mit der Eigenschaft vorzuschlagen, dass jeweils das am Stapelanfang des Substratstapels angeordnete Substrat an seiner vom Substratstapel fortweisenden Fläche über die Entnahmeeinrichtung aufgegriffen, geringfügig vom nachfolgenden Substrat entfernt und alsdann parallel zu seiner Flächenausrichtung vom Substratstapel und somit von der Trägereinrichtung weggeführt wird. Wesentlich dabei ist, dass der in einem Fluid angeordnete Substratstapel von einer durch Düsen erzeugten Strömung durchströmt wird, wodurch insbesondere die am freien Ende des Substratstapels angeordneten Substrate zueinander auf Abstand gehalten werden. Dadurch wird ein Aneinanderhaften der jeweiligen Substrate vermieden. Gleichzeitig bewirkt diese Strömung zwischen den einzelnen Substraten die Ausbildung eines fluiden Dämpfungskissens, so dass auf das zu vereinzelnde Substrat beim Heranfahren der Entnahmeeinrichtung eine Dämpfungswirkung entsteht und damit ein Bruch der einzelnen Substrate vermieden werden kann. Ein Greifarm der Entnahmeeinrichtung erfasst das zu vereinzelnde Substrat mit einem Greifer derart, dass zwischen dem Greifer und dem Substrat Adhäsionskräfte durch ein Ansaugen des Fluids aus dem Zwischenraum mittels im Greifer befindlicher Bohrungen entstehen und damit der Greifer flächig eine Ansaugkraft auf das Substrat bewirkt.Of the The core idea of the invention is a carrier device on which a substrate stack with sequentially arranged sequentially substrates located, and to propose a withdrawal facility with the property that in each case arranged at the stack beginning of the substrate stack substrate on its surface facing away from the substrate stack via the removal device taken up, slightly removed from the subsequent substrate and then parallel to its face orientation away from the substrate stack and thus away from the carrier device. It is essential that the arranged in a fluid substrate stack from one through nozzles generated flow flows through which, in particular, at the free end of the substrate stack arranged substrates are kept apart from each other. Thereby An adhesion of the respective substrates is avoided. simultaneously causes this flow between the individual substrates the formation of a fluid damping pad, so that on the substrate to be separated when approaching the removal device a damping effect arises and thus a break of the individual substrates can be avoided. A gripper arm of the removal device detects the to be separated Substrate with a gripper such that between the gripper and Adhesion forces through the substrate a suction of the fluid from the intermediate space by means of the gripper located holes and thus the gripper surface one Suction force on the substrate causes.

Somit besteht die Lösung der Aufgabe darin, eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und/oder ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16 vorzuschlagen.Consequently is the solution the task therein, a device according to claim 1 and / or a method according to the characteristics of claim 16 to propose.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung besteht darin, dass die Substrate bruchsicher in einem schnellen Zyklus vollständig und automatisiert vereinzelt werden können.one the main advantages of the invention is that the Substrate shatterproof in a fast cycle completely and automated can be separated.

Der Kerngedanke der Lösung besteht darin, dass die im Wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung, jedoch leicht unter einem Winkel geneigt ausgerichteten Substrate innerhalb des Substratstapels durch eine Strömungseinrichtung aufgefächert werden. Vorzugsweise werden die ersten fünf bis zehn Substrate von durch Strömungsdüsen erzeugten Strömungen umströmt, so dass die einzelnen Substrate im Abstand zueinander gehalten werden und sogenannte fluide Dämpfungskissen zwischen den einzelnen Substraten entstehen. Sofern gegen die Stapel- bzw. Vorschubrichtung eine Kraft auf die Substrate wirkt, werden die einzelnen Substrate im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht weiter zusammengedrückt; vielmehr wird vollständig über die gesamte Fläche eine Gegenkraft erzeugt, die jedoch in gewissen Grenzen eine Restbeweglichkeit insbesondere des am Stapelanfang befindlichen Substrats ermöglicht. Diese Gegenkraft wird zusammen mit der Restbeweglichkeit ausgenutzt, damit der Greifer der Entnahmeeinrichtung gegen das zu vereinzelnde Substrat drücken kann. Ohne indirekte Dämpfung mittels der zwischen den aufgefächerten Substraten befindlichen fluiden Dämpfungskissen würde das Substrat mit hoher Wahrscheinlichkeit brechen.Of the Core idea of the solution is that the substantially perpendicular to the feed direction, but slightly inclined at an angle substrates be fanned within the substrate stack by a flow device. Preferably, the first five to ten substrates of generated by flow nozzles currents flows around, so that the individual substrates are kept at a distance from each other and so-called fluid damping pads arise between the individual substrates. If against the stacking or feed direction a force acts on the substrates become the individual substrates in the context of the method according to the invention not further compressed; Rather, it is completely about the the whole area generates a counterforce, but within certain limits a residual mobility in particular allows the substrate located at the beginning of the stack. This drag is exploited along with the residual mobility so that the gripper of the removal device against the to be separated Press substrate can. Without indirect damping by means of between the fanned-out substrates located fluid damping pad would the Substrate with high probability of breaking.

Handelt es sich um einen stehenden Stapel, so wird der Greifer bevorzugt von oben, d. h. parallel zur Längserstreckung der jeweiligen Substrate und damit ungefähr quer zur Stapelrichtung eingeführt und dann gegen das zu vereinzelnde Substrat geführt. Die in dem Greifer vorgesehenen Bohrungen dienen dazu, das Fluid aus dem Zwischenraum zwischen dem Greifer und dem zu vereinzelnden Substrat abzusaugen. Hierzu ist ein Unterdruck notwendig, der sowohl mittels dynamischer Verfahren (z. B. Pumpe), statischer Verfahren (Unterdrucktank) oder sonstiger Verfahren innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung erzeugt werden kann. Befinden sich schließlich Greifer und Substrat in unmittelbarem Kontakt, bzw. befindet sich nur noch ein sehr dünner Fluidfilm (wenige Nanometer bis zu 50 Mikrometer) zwischen Greifer und Substrat, so bauen sich Adhäsionskräfte auf, die ein selbsttätiges Festhalten bzw. Anhaften des Substrats an dem Greifer ermöglichen. Diese Adhäsionskräfte sind insbesondere größer als diejenigen zum nachfolgenden Substrat, so dass die Entnahme des zu vereinzelnden Substrats mit dem Greifer parallel zur Flächenrichtung des nachfolgenden Substrats erfolgen kann. Dabei wirken allenfalls nur geringe Scherkräfte auf das zu vereinzelnde Substrat, wodurch die Bruchrate erheblich verringert wird. Zug- und Druckkräfte werden vermieden. Ein im Zeittakt schnelles Entnehmen aus dem Substratstapel ist möglich. Die Adhäsionskräfte sind ferner so groß, dass sie, je nach geometrischer Ausgestaltung des Greifers und Substratgewicht, insbesondere dann ein Anhaften von Substrat am Greifer auch ohne aktive Unterdruckerzeugung ermöglichen, wenn sich das Substrat außerhalb des den Substratstapel umgebenden Fluids befindet. Hierbei ist zu beachten, dass der funktionelle Zusammenhang von Bohrungsdurchmesser und -anzahl in der Greiferfläche, die Größe der Greiferfläche, sowie die Größe des zum Absaugen des Fluids und zum Ansaugen des Substrats notwendigen Unterdrucks berücksichtigt wird.If it is a standing stack, the gripper is preferably introduced from above, ie parallel to the longitudinal extent of the respective substrates and thus approximately transversely to the stacking direction and then guided against the substrate to be separated. The holes provided in the gripper serve to suck the fluid out of the space between the gripper and the substrate to be separated. For this purpose, a negative pressure is necessary, which can be generated both by means of dynamic methods (eg pump), static methods (vacuum tank) or other methods inside or outside the device. Finally, the gripper and substrate are in direct contact, or is only a very thin Fluid film (a few nanometers to 50 microns) between the gripper and the substrate, so build adhesion forces, which allow an automatic sticking or adhesion of the substrate to the gripper. These adhesion forces are in particular greater than those for the following substrate, so that the removal of the substrate to be separated with the gripper can take place parallel to the surface direction of the following substrate. At most only slight shearing forces act on the substrate to be separated, as a result of which the breakage rate is considerably reduced. Tensile and compressive forces are avoided. Fast removal from the substrate stack is possible in a timely manner. The adhesion forces are furthermore so great that, depending on the geometrical configuration of the gripper and substrate weight, they allow substrate to adhere to the gripper even without active underpressure generation, especially when the substrate is outside the fluid surrounding the substrate stack. It should be noted that the functional relationship between the bore diameter and number in the gripper surface, the size of the gripper surface, as well as the size of the vacuum necessary for the suction of the fluid and for sucking the substrate is taken into account.

Der Greifer selbst ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er ausschließlich aus einem Balken besteht. Alternative Ausführungen können vorsehen, dass balkenförmige, O-förmige, U-förmige, dreieckige und in Greiferbewegungsrichtung spitz zulaufende (V-förmig), oder aber auch flächenmäßig ausgestaltete Greifer vorgesehen sind. Besonders bevorzugt sind solche Ausführungen, die einen geringen Strömungswiderstand in Greiferbewegungsrichtung aufweisen und/oder möglichst geringe Turbulenzen beim Entfernen des Substrats vom Substratstapel und der nachfolgenden Vereinzelungsbewegung erzeugen. Die Greifer aller Ausführungen weisen weiterhin den Vorteil auf, dass nur ein Greifer für unterschiedliche Formate von Substraten verwendet werden muss, und dass das Prinzip des Greifens des zu vereinzelnden Substrats auch bei solchen Substraten funktionsgerecht ausgeführt werden kann, die bereits gebrochen sind und daher nicht mehr die üblichen Abmaße aufweisen. Ein weiterer Vorzug liegt darin, dass mit einer Greiferausführung unterschiedliche Formate von Substraten aufgenommen werden können. Dies liegt darin begründet, dass nicht eine Saugwirkung, sondern eine Adhäsionskraft erzielt wird, die sich flächenmäßig über die Kontaktfläche zwischen Greifer und Substrat erstreckt.Of the Gripper itself is preferably designed such that it exclusively out a bar exists. Alternative embodiments may provide that bar-shaped, O-shaped, U-shaped, triangular and in gripper movement direction tapered (V-shaped), or in terms of space Grippers are provided. Particularly preferred are such designs, which has a low flow resistance have in the direction of gripper movement and / or the least possible turbulence when removing the substrate from the substrate stack and the following Create separation movement. The grippers of all versions continue to have the advantage that only one gripper for different Formats of substrates must be used and that the principle gripping the substrate to be separated even in such substrates functionally executed can be, which are already broken and therefore no longer the usual dimensions exhibit. Another advantage is that with a gripper design different Formats of substrates can be recorded. This is due to the fact that not a suction, but an adhesion force is achieved, the in terms of area over the Contact area between Gripper and substrate extends.

Erfindungsgemäß wird der Unterdruck zu Beginn der Entnahmephase erzeugt. Auch wenn dieser Unterdruck nur bis zum Erhalt des oben genannten Fluidfilms zwischen Substrat und Kontaktfläche des Greifers aufrechterhalten bleiben muss, kann der Unterdruck auch bis zum Ablegen des Substrates auf die Transportvorrichtung aufrechterhalten bleiben.According to the invention Low pressure generated at the beginning of the extraction phase. Even if this Negative pressure only until the receipt of the above-mentioned fluid film between Substrate and contact surface of the Gripper must be maintained, the negative pressure can also maintained until the deposition of the substrate on the transport device stay.

Die Trägereinrichtung selbst ist derart aufgebaut, dass sie mindestens einen aus einer Vielzahl von Substraten bzw. Wafern bestehenden Substratstapel aufnehmen kann. Ferner weist die Trägereinrichtung Mittel auf, durch welche sichergestellt wird, dass die einzelnen Substrate eine gewisse Neigung aufweisen, wobei die Neigung derart ausgebildet ist, dass der Neigungswinkel α, gebildet zwischen der Vorschubrichtung des Stapels und der eher in Vorschubrichtung weisenden Flächennormalen eines Substrats, größer 0 Grad, also positiv ist. Im Falle eines stehenden Stapels bedeutet dies, dass die auf der Trägereinrichtung liegende Kante des Substrats in Vorschubrichtung vor der oberen Kante angeordnet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der Greifer parallel zu dieser Ausrichtung in das Fluid eintauchen und das Substrat so in dieser Richtung auch wieder entnehmen kann. Dadurch wird auch vermieden, dass der stehende Stapel bei einem Weitertransport der Trägereinrichtung innerhalb des Fluids nach vorne kippt und damit seine Lageorientierung verliert.The support means itself is constructed such that it contains at least one of a Record variety of substrates or wafers existing substrate stack can. Furthermore, the carrier device Means by which it is ensured that the individual Substrates have a certain inclination, the inclination of such is formed such that the inclination angle α, formed between the feed direction the stack and the surface normal pointing in the feed direction a substrate, greater than 0 degrees, So it is positive. In the case of a standing stack this means that on the carrier device lying edge of the substrate in the feed direction in front of the upper Edge is arranged. This has the advantage that the Immerse gripper parallel to this orientation in the fluid and The substrate can be removed in this direction again. Thereby It also avoids that the standing stack in a further transport the carrier device within the fluid tilts forward and thus loses its positional orientation.

Somit ist die Trägereinrichtung zumindest in eine Richtung verschiebbar. Vorzugsweise ist sie in Vorschubrichtung verschiebbar, und zwar zunächst soweit, bis das erste zu vereinzelnde Substrat des Substratstapels an die Lagebestimmungseinrichtung gelangt. Anschließend ist sie z. B. in Schritten verschiebbar, deren Schrittweite vorzugsweise der jeweiligen, im Normalfall über den Stapel hin konstanten Substratdicke entspricht, und zwar soweit, bis schließlich das letzte Substrat des Stapels an die Entnahmeeinrichtung herangeführt ist. Alternativ kann die Trägereinrichtung stationär ausgebildet sein. In diesem Falle würden geeignete Mittel bereitgestellt werden, mit denen der Substratstapel auf der Trägereinrichtung in Vorschubrichtung bewegt werden kann. Alternativ oder zusätzlich können die Greifeinrichtung sowie die Lagebestimmungseinrichtung über entsprechend größere Freiheitsgrade verfügen, damit sie entgegen der Vorschubrichtung in Richtung des Stapelanfangs bewegbar sind.Consequently is the carrier device at least in one direction displaceable. Preferably, it is in the feed direction relocatable, and initially so far, until the first substrate to be separated of the substrate stack to the Orientation device arrives. Then she is z. In steps displaceable whose step size preferably the respective, im Normally about the stack corresponds to constant substrate thickness, and so far, until finally the last substrate of the stack is brought to the removal device. Alternatively, the carrier device stationary be educated. In this case, appropriate resources would be provided be, with which the substrate stack on the support device in the feed direction can be moved. Alternatively or additionally, the gripping device and the orientation device over correspondingly greater degrees of freedom dispose of it they counter to the feed direction in the direction of the stack start are movable.

Die Lagebestimmungseinrichtung ist eine Einrichtung, mit der die Lage und Position des zu vereinzelnden Substrats detektiert wird. Hierzu ist vorgesehen, dass die Lagebestimmungseinrichtung Andruckstifte umfasst, die in Richtung des Substratstapels ausgerichtet sind. Durch Verringern des Abstandes zwischen der Lagebestimmungseinrichtung und dem Substratstapel wird der aufgefächerte Anfang des Substratstapels solange ausgerichtet, bis das zu vereinzelnde Substrat an allen vorgesehenen Andruckstiften anliegt. Ein zusätzliches Sensorelement, beispielsweise in Form eines Berührungssensors, gibt ein entsprechendes Signal aus, wodurch der Greifer nun vorzugsweise zwischen die Andruckstifte eintauchen und das zu vereinzelnde Substrat vereinzeln und wegtransportieren kann.The position determining device is a device with which the position and position of the substrate to be separated is detected. For this purpose, it is provided that the position-determining device comprises pressure pins, which are aligned in the direction of the substrate stack. By reducing the distance between the position-determining device and the substrate stack, the fanned-out beginning of the substrate stack is aligned until the substrate to be separated rests against all provided pressure pins. An additional sensor element, for example in the form of a touch sensor, emits a corresponding signal, whereby the gripper now preferably between the pressure pins immerse and singulate the substrate to be separated and transported away.

Sofern der Substratstapel Substrate umfasst, deren Dicke die für das Justieren der Andruckelemente eingestellte Durchschnittsdicke und damit die resultierende Schrittweite übersteigt, wird dieser Zustand von der Lagebestimmungseinrichtung detektiert, so dass der Substratstapel entsprechend in Vorschubrichtung verfahren wird, bis das nächste zu vereinzelnde Substrat die Andruckelemente kontaktiert.Provided the substrate stack comprises substrates whose thickness is suitable for adjustment the Andruckelemente set average thickness and thus the resulting increment exceeds, this condition is detected by the orientation device, so that the substrate stack moved accordingly in the feed direction will be until the next to be separated substrate contacts the pressing elements.

Alternativ oder zusätzlich kann die Lagebestimmungseinrichtung durch einen Winkelmesser ergänzt werden. Auf diese Weise kann die Lage des zu vereinzelnden Substrats exakt bestimmt und gewünschtenfalls als Messgröße zur Überprüfung der Qualität des zu vereinzelnden Substrats herangezogen werden.alternative or additionally the orientation device can be supplemented by a protractor. In this way, the position of the substrate to be separated can be exact determined and if desired as a measure to check the quality of the too isolating substrate are used.

Der Vorteil der Vorrichtung liegt somit darin, dass durch das Zusammenspiel von Trägereinrichtung, Entnahmeeinrichtung, Strömungseinrichtung sowie Lagebestimmungseinrichtung eine Vorrichtung insbesondere zum Vereinzeln und Transportieren von Substraten geschaffen worden ist, mittels der die Verfahrensschritte automatisiert und mit einer im Vergleich zum Stand der Technik äußerst geringen Bruchrate ausgeführt werden können. Dieser Vorteil wird durch das aufgrund der Strömungseinrichtung vorgesehene fluide Dämpfungskissen unterstützt.Of the Advantage of the device is thus that through the interaction from carrier device, Extraction device, flow device as well Position determining device, a device in particular for separating and transporting substrates has been created by means of which automates the process steps and with a comparison the prior art extremely low breakage rate accomplished can be. This advantage is provided by the due to the flow device Fluid damping pads supported.

Auch die Ausgestaltung der Entnahmeeinrichtung selbst sowie die hierdurch vorgegebene Entnahme des Substrats quer zur Stapelrichtung bewirkt, dass auf das zu vereinzelnde Substrat keine oder nur geringe Zug- oder Druckkräfte wirken. Vorteilhafterweise ist diese Entnahmeeinrichtung derart ausgebildet, dass die Entnahme parallel zur flächenmäßigen Erstreckung des jeweiligen Substrats erfolgt, damit möglichst wenig Zug-, Druck- oder Biegekräfte auf das entsprechende Substrat wirken.Also the embodiment of the removal device itself and the thereby predetermined removal of the substrate transversely to the stacking causes that little or no tension is applied to the substrate to be separated. or compressive forces Act. Advantageously, this removal device is designed such that the removal parallel to the areal extent of the respective Substrate takes place, so that possible little tensile, compressive or bending forces act on the corresponding substrate.

Der Weitertransport erfolgt vorzugsweise innerhalb des Fluids. Es ist jedoch auch vorgesehen, den Greifer aus dem Fluid herauszuführen und das über Adhäsion anhaftende Substrat von dem Greifer auf ein Fördermittel wie z. B. ein Transportband derart abzulegen, dass Fluid über die im Greifer vorgesehenen Bohrungen in Richtung des Substrates ausgestoßen wird, so dass sich das flächig ausgebildete Substrat von dem Greifer einfach und ohne Wirkung durch von außen angreifender Zug- und/oder Druckkräfte lösen kann.Of the Further transport preferably takes place within the fluid. It is However, also provided to lead out the gripper from the fluid and the above adhesion adherent substrate from the gripper to a conveyor such. B. a conveyor belt store so that fluid over the holes provided in the gripper in the direction of the substrate pushed out will, so that the area trained substrate from the gripper easily and without effect through from the outside can solve attacking tensile and / or compressive forces.

Der Zyklus ist beliebig oft wiederholbar.Of the Cycle can be repeated as often as you like.

Einer der wesentlichen Vorteile einer weiteren Ausbildung der Erfindung besteht darin, dass der vorgesehene Greifarm in seiner Annäherung an das Substrat eine gewisse Toleranz aufweisen kann. Es ist nicht erforderlich, dass der Greifarm exakt vor dem zu vereinzelnden Substrat anhält und dort positioniert wird. Vielmehr kann die Dämpfung, die aufgrund der Anordnung der Substrate innerhalb des Fluids sowie durch die Strömungseinrichtung entsteht, vorteilhaft ausgenutzt werden, indem der Greifer mit geringer Kraft entgegen der Vorschubrichtung gegen den Substratstapel fährt und so einen flächigen Kontakt zu dem zu vereinzelnden Substrat herstellt, welches aufgrund des dahinter liegenden fluiden Dämpfungskissens nachgiebig gelagert ist.one the significant advantages of a further embodiment of the invention is that the intended gripper arm in its approach to the substrate can have a certain tolerance. It is not required that the gripper arm exactly in front of the substrate to be separated persists and is positioned there. Rather, the damping can be due to the arrangement the substrates within the fluid as well as through the flow device arises, can be advantageously exploited by the gripper with little force moves against the feed direction against the substrate stack and such a flat Makes contact with the substrate to be separated, due to the underlying fluid damping cushion is resiliently stored.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung betrifft die Bereitstellung einer Vorrichtung, mit der die zwischen Greifarm und Substrat vorhandenen Adhäsionskräfte maschinell und damit selbsttätig ausgenutzt werden, so dass jedes einzelne Substrat relativ unabhängig von seiner Größe und Außenkontur auf einfache Art und Weise bruchfrei entnommen, durch den Transport innerhalb des Fluids teilweise sogar vorgereinigt und in eine bestimmte Einrichtung wie beispielsweise auf eine Transportvorrichtung überführt werden kann.One Another advantage of the invention relates to the provision of a Device with which the existing between gripper arm and substrate Adhesion forces by machine and thus automatically be exploited so that each individual substrate is relatively independent of its size and outer contour taken in a simple manner without breakage, by the transport partly even prepurified within the fluid and into a specific one Device such as transferred to a transport device can.

Eine weitere alternative Ausführungsform der Entnahmeeinrichtung zeigt eine Einrichtung, die einen definierten Flexibilitätsgrad aufweist, so dass Toleranzen im Positionierungsbereich im Hinblick auf die flächige Anordnung der Aufnahme zu dem zu vereinzelnden Substrat ausgeglichen werden. Dabei ist der Greifer, die Handhabungseinrichtung und/oder die Verbindung zwischen beiden Bauteilen in sich biegsam ausgestaltet und entsprechend verformbar.A another alternative embodiment of the Removal device shows a device that has a defined degree of flexibility so that tolerances in the positioning range in terms on the plane Arrangement of the recording balanced to the substrate to be separated become. In this case, the gripper, the handling device and / or the Connection between two components designed to be flexible and deformable accordingly.

Um die Taktzeiten für die Vereinzelung zu erhöhen, ist nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein weiteres Mittel zur Übernahme des vereinzelten Substrats von der Entnahmeeinrichtung vorgesehen. Innerhalb der Zeitspanne, in der das Substrat durch dieses weitere Mittel auf ein Förderband abgelegt wird, kann die Entnahmeeinrichtung bereits ein weiteres Substrat vom Substratstapel aufnehmen. Alternativ oder zusätzlich können zwei im Wesentlichen baugleiche Entnahmeeinrichtungen vorgesehen sein, die phasenverschoben geschaltet sind.Around the cycle times for to increase the singulation, is according to a particularly preferred embodiment, another means for takeover the isolated substrate provided by the removal device. Within the time span in which the substrate passes through this Means on a conveyor belt is stored, the removal device can already another Pick up the substrate from the substrate stack. Alternatively or additionally, two be provided substantially identical removal devices, which are switched out of phase.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen hervor.Further advantageous embodiments will become apparent from the following description, the claims and the drawings.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:It demonstrate:

1 [A–F] eine schematische Darstellung des erfinderischen Kerns der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere des Ablaufs eines Vereinzelungs- und Transportprozesses eines zu vereinzelnden Substrats; 1 [A-F] is a schematic representation of the inventive core of the device according to the invention, in particular the sequence of a separating and transporting process to unite tentative substrate;

2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 in Seitenansicht; 2 a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention according to 1 in side view;

3 eine schematische Darstellung der in 2 gezeigten Ausführungsform in perspektivischer Ansicht; 3 a schematic representation of in 2 embodiment shown in a perspective view;

4[A] eine schematische Darstellung eines ersten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in Seitenansicht; 4 [A] a schematic representation of a first process step of the device according to the invention according to 2 in side view;

4[B] eine schematische Darstellung eines ersten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in perspektivischer Ansicht; 4 [B] a schematic representation of a first process step of the device according to the invention according to 2 in perspective view;

5[A] eine schematische Darstellung eines zweiten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in Seitenansicht; 5 [A] a schematic representation of a second process step of the device according to the invention according to 2 in side view;

5[B] eine schematische Darstellung eines zweiten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in perspektivischer Ansicht; 5 [B] a schematic representation of a second process step of the device according to the invention according to 2 in perspective view;

6[A] eine schematische Darstellung eines dritten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in Seitenansicht; 6 [A] a schematic representation of a third process step of the device according to the invention according to 2 in side view;

6[B] eine schematische Darstellung eines dritten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in perspektivischer Ansicht; 6 [B] a schematic representation of a third process step of the device according to the invention according to 2 in perspective view;

7[A] eine schematische Darstellung eines vierten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in Seitenansicht; 7 [A] a schematic representation of a fourth process step of the device according to the invention 2 in side view;

7[B] eine schematische Darstellung eines vierten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in perspektivischer Ansicht; 7 [B] a schematic representation of a fourth process step of the device according to the invention 2 in perspective view;

8[A] eine schematische Darstellung eines fünften Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in Seitenansicht; 8 [A] a schematic representation of a fifth method step of the device according to the invention according to 2 in side view;

8[B] eine schematische Darstellung eines fünften Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in perspektivischer Ansicht; 8 [B] a schematic representation of a fifth method step of the device according to the invention according to 2 in perspective view;

9[A] eine schematische Darstellung eines sechsten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in Seitenansicht; 9 [A] a schematic representation of a sixth method step of the device according to the invention according to 2 in side view;

9[B] eine schematische Darstellung eines sechsten Verfahrensschritts der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 in perspektivischer Ansicht. 9 [B] a schematic representation of a sixth method step of the device according to the invention according to 2 in perspective view.

Beschreibungdescription

In 1, Darstellungen A–F, ist schematisch der Kerngedanke der erfinderischen Vorrichtung 101 sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Diese Vorrichtung 101 ist geeignet zum Vereinzeln und Transportieren von scheibenförmig ausgebildeten Substraten 102.In 1 , Representations A-F, is schematically the core idea of the inventive device 101 and the method according to the invention. This device 101 is suitable for separating and transporting disc-shaped substrates 102 ,

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Substrate 102 in einem Substratstapel 103 angeordnet, wobei der Substratstapel 103 in einer Trägereinrichtung 104 gelagert ist. Die einzelnen Substrate 102 sind bereits von einer Halteeinrichtung gelöst. Bevorzugt sind die Flächennormalen der eher in Vorschubrichtung weisenden Flächen der einzelnen Substrate 102 in einem Winkel α (Neigungswinkel) (in 2 dargestellt) zur Vorschubrichtung angeordnet. Bei der Anordnung der Vorrichtung innerhalb eines Fluids wird im Falle eines stehenden Substratstapels 103 durch diese Schrägstellung verhindert, dass die einzelnen Substrate 102 aufschwimmen oder die Trägereinrichtung 104 ungewollt verlassen. Zudem lassen sich die einzelnen Substrate 102 durch die noch näher zu beschreibende Entnahmeeinrichtung 107 einfacher aufnehmen.In the illustrated embodiment, the substrates 102 in a substrate stack 103 arranged, wherein the substrate stack 103 in a carrier device 104 is stored. The individual substrates 102 are already solved by a holding device. Preferably, the surface normals are the surfaces of the individual substrates which point more in the direction of advance 102 at an angle α (inclination angle) (in 2 shown) arranged to the feed direction. In the arrangement of the device within a fluid is in the case of a stationary stack of substrates 103 By this inclination prevents the individual substrates 102 float up or the carrier device 104 leave unintentionally. In addition, the individual substrates can be 102 through the extraction device to be described later 107 easier to record.

Die einzelnen flächig ausgebildeten Substrate 102 sind derart aneinandergereiht, dass sich deren Oberflächen berühren. Zwischen ihnen wirken Adhäsionskräfte, die von dem sehr kleinen Spalt zwischen den Substraten einerseits und ggf. von Verunreinigungen z. B. durch einen vorangegangenen Sägeschritt herrühren. Durch diese Anordnung geben die Substrate 102 eine definierte Vorschubrichtung 105 vor.The individual flat substrates 102 are lined up in such a way that touch their surfaces. Between them, adhesion forces act on the part of the very small gap between the substrates on the one hand and possibly of impurities z. B. originate from a previous sawing step. By this arrangement, the substrates give 102 a defined feed direction 105 in front.

In den dargestellten Zeichnungen sind die Substrate schematisch dargestellt. Dabei bedeutet die schematisch dargestellte Blockansicht, dass die Substrate in diesem Bereich sehr eng aneinander liegen. In dem weiteren Bereich, nämlich dem Entnahmebereich, sind die Substrate aufgefächert und weisen einen Zwischenraum auf. Die Adhäsionskräfte zwischen den aufgefächerten Substraten betragen vorzugsweise null.In the illustrated drawings, the substrates are shown schematically. In this case, the block diagram shown schematically means that the substrates in this area are very close together. In the wider area, namely the removal area, the substrates are fanned out and have a gap on. The adhesion forces between the fanned out Substrates are preferably zero.

Ferner ist erfindungsgemäß eine Entnahmeeinrichtung 107 vorgesehen, die greiferartig ausgestaltet ist. Sie ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und zeigt im Wesentlichen einen Greifer 108. An dem Greifer 108 ist eine Handhabungseinrichtung (in 1[A] dargestellt) angeordnet, die es erlaubt, den Greifer 108 in verschiedene Richtungen zu bewegen und/oder zu verschwenken. Vorzugsweise ist der Greifer 108 in Pfeilrichtung 110 und um eine Achse in Pfeilrichtung 112 verschwenkbar.Furthermore, according to the invention a removal device 107 provided, which is designed claw-like. It is shown schematically in the embodiment shown here and essentially shows a gripper 108 , At the gripper 108 is a handling device (in 1 [A] shown), which allows the gripper 108 to move in different directions and / or to pivot. Preferably, the gripper 108 in arrow 110 and around an axis in the direction of the arrow 112 pivotable.

Ferner ist eine Transporteinrichtung 113 vorgesehen. Diese Transportvorrichtung 113 besteht aus einem Förderband 114, das über eine Achse 115 in Pfeilrichtung 116 angetrieben wird.Furthermore, a transport device 113 intended. This transport device 113 consists of a conveyor belt 114 that's about an axis 115 in the direction of the arrow 116 is driven.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest bestimmte Teile der Vorrichtung 101, nämlich die Trägereinrichtung 104, der Substratstapel 103, sowie Teile der Entnahmeeinrichtung 107 innerhalb eines Fluids angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, dass die Substrate über die Dauer des gesamten Verfahrens, zumindest bis zu ihrer Ablage auf die Transporteinrichtung nicht trockenfallen. Optional können die restlichen Teile der Entnahmeeinrichtung 107 sowie die Transporteinrichtung 113 ebenfalls innerhalb des Fluids angeordnet sein, wobei die Transporteinrichtung alternativ auch eigene Mittel zur Befeuchtung der Substrate aufweisen kann.It is preferably provided that at least certain parts of the device 101 namely the carrier device 104 , the substrate stack 103 , as well as parts of the removal device 107 are arranged within a fluid. This ensures that the substrates do not fall dry over the duration of the entire process, at least until they are deposited on the transport device. Optionally, the remaining parts of the removal device 107 as well as the transport device 113 may also be disposed within the fluid, wherein the transport device may alternatively have their own means for moistening the substrates.

Ferner ist zur Verbesserung der Vereinzelung der jeweiligen Substrate 102 mindestens eine Strömungseinrichtung 117 mit Strömungsdüsen 118 angeordnet, durch die Fluid in Zwischenräume 119 eingebracht wird, wobei sich dieser Zwischenraum 119 jeweils zwischen dem zu vereinzelnden Substrat 102 und dem nachfolgenden Substrat 102 befindet. Vorzugsweise bleibt der jeweilige Zwischenraum 119 bestehen, solange von den Strömungsdüsen 118 Fluid in die Zwischenräume 119 ausströmt. Vorteilhafterweise bilden sich in einem definierten Bereich, in dem mehrere Substrate 102 angeordnet sind, zwischen jeweils zwei Substraten 102 Zwischenräume 119 aus.Furthermore, to improve the separation of the respective substrates 102 at least one flow device 117 with flow nozzles 118 arranged through the fluid into spaces 119 is introduced, with this gap 119 in each case between the substrate to be separated 102 and the subsequent substrate 102 located. Preferably, the respective gap remains 119 exist as long as from the flow nozzles 118 Fluid in the interstices 119 flows. Advantageously, form in a defined area in which several substrates 102 are arranged between each two substrates 102 interspaces 119 out.

Um zu verhindern, dass die einzelnen Substrate 102 durch die Strömung die Trägereinrichtung 104 verlassen, ist ein Andruckelement 122 vorgesehen, das bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen Andruckstifte 123 umfasst. Beim Verfahren des Substratstapels in Vorschubrichtung drückt das zu vereinzelnde Substrat gegen die Andruckstifte 123, wodurch eine Gegenkraft zu der Kraft ausgeübt wird, die durch das Einströmen des Fluids in die Zwischenräume 119 erzeugt wird.To prevent the individual substrates 102 through the flow, the carrier device 104 leave, is a pressure element 122 provided, which in the embodiment illustrated in the figures essentially Andruckstifte 123 includes. When the substrate stack is moved in the feed direction, the substrate to be separated presses against the pressure pins 123 , whereby a counterforce is exerted to the force caused by the inflow of the fluid into the interstices 119 is produced.

In den Zwischenräumen 119 entstehen sogenannte Fluidkissen, durch die sichergestellt werden kann, dass die einzelnen an das jeweilige Fluidkissen anliegenden Substrate 102 im Abstand zueinander gehalten werden. Ferner weisen diese Fluidkissen die Eigenschaft auf, dass aufgrund des Ausübens der Gegenkraft zum einen durch das Andruckelement 122, aber auch durch das Anfahren des Greifes 108 an das zu vereinzelnde Substrat 102 eine Dämpfungswirkung entsteht.In the intervals 119 arise so-called fluid cushion, by which it can be ensured that the individual adjacent to the respective fluid cushion substrates 102 kept apart from each other. Furthermore, these fluid pads have the property that due to the exertion of the counterforce on the one hand by the pressure element 122 , but also by the approach of the gripper 108 to the substrate to be separated 102 a damping effect arises.

In der Darstellung 1[B] ist der Greifer 108 der Einrichtung 107 bereits parallel zur Oberfläche des Substrats 102 angeordnet. Der Greifer 108 verfährt parallel in Pfeilrichtung 110 und in einem weiteren anschließenden Schritt auf die Fläche des Substrats 102 zu, und zwar soweit, bis dieser, wie es in 1[C] dargestellt ist, das zu vereinzelnde Substrat 102 kontaktiert hat. Aufgrund des Anfahrdruckes, der durch den Greifer 108 erzeugt wird, wenn er das Substrat 102 berührt, wird der jeweilige Zwischenraum zwischen zwei Substraten 102 verkleinert. Aufgrund der Anordnung des Fluids innerhalb der Zwischenräume 119 zwischen jeweils zu vereinzelnden Substraten 102 entsteht ein Dämpfungseffekt. In dieser Darstellung [C] werden die in der Zeichnung nicht näher dargestellten Bohrungen innerhalb des Greifers 108 aktiviert, indem gemäß obiger Darstellung ein Unterdruck erzeugt wird. Der Unterdruck führt dazu, dass der Greifer 108 das zu vereinzelnde Substrat 102 soweit ansaugt, dass sich der Spalt zwischen dem Substrat 102 und dem Greifer 108 sehr stark verkleinert und sich zwischen den Kontaktflächen eine Adhäsionskraft ausbildet. Das Auffächern wird durch das Ausströmen des Fluids aus den Strömungsdüsen 118 unterstützt.In the presentation 1 [B] is the gripper 108 the device 107 already parallel to the surface of the substrate 102 arranged. The gripper 108 moves parallel in the direction of the arrow 110 and in a further subsequent step on the surface of the substrate 102 until, until this, as it is in 1 [C] is shown, the substrate to be separated 102 has contacted. Due to the starting pressure caused by the gripper 108 is generated when he is the substrate 102 touches, the respective gap between two substrates 102 reduced. Due to the arrangement of the fluid within the interstices 119 between each to be separated substrates 102 creates a damping effect. In this illustration [C], the holes not shown in detail in the drawing within the gripper 108 activated by a negative pressure is generated as shown above. The negative pressure causes the gripper 108 the substrate to be separated 102 so far sucks, that the gap between the substrate 102 and the gripper 108 greatly reduced and forms an adhesion between the contact surfaces. The fanning is caused by the outflow of fluid from the flow nozzles 118 supported.

Der Greifer 108 bewegt sich mit dem anhaftenden Substrat 102 gemäß Darstellung [D] soweit, bis er das Substrat 102 auf die Transporteinrichtung 113 ablegen kann. Bei diesem Vorgang muss die Einheit aus Substrat und Greifer ein Stück entgegen der Vorschubrichtung 105 verfahren werden, so dass es bei der anschließenden Entnahmebewegung zu keiner Kontaktierung der Andruckstifte 123 mit der Substratfläche kommt. Zur Freigabe des Wafers kann alternativ auch die Lagebestimmungseinrichtung ein Stück in Vorschubrichtung verfahren werden. Diese beiden Bewegungen können erfindungsgemäß auch kombiniert werden. Gemäß Darstellung [E] wird das Substrat 102 flächig auf das Förderband 114 positioniert. Für das Vereinzeln des nächsten Substrats 102 wird gemäß Darstellung [F] der Greifer 108 wieder in die gemäß Darstellung [B] gezeigte Position verfahren.The gripper 108 moves with the adherent substrate 102 as shown [D] until it reaches the substrate 102 on the transport device 113 can take off. In this process, the unit of substrate and gripper must be a piece opposite to the feed direction 105 be moved so that there is no contact with the Andruckstifte in the subsequent removal movement 123 comes with the substrate surface. To release the wafer, alternatively, the position-determining device can be moved a little bit in the feed direction. These two movements can also be combined according to the invention. As shown in [E], the substrate becomes 102 flat on the conveyor belt 114 positioned. For separating the next substrate 102 becomes according to representation [F] the gripper 108 move back to the position shown in illustration [B].

Die Adhäsionskräfte, die beim Ansaugen des zu vereinzelnden Substrats 102 entstehen, sind derart bemessen, dass diese ausreichen, das durch den Greifer 108 aufgenommene Substrat 102 innerhalb des Fluids zu transportieren.The adhesion forces, the suction of the substrate to be separated 102 are created, are such that they are sufficient, that by the gripper 108 absorbed substrate 102 to transport within the fluid.

In den 2 und 3 ist schematisch eine Vorrichtung 201 dargestellt, die im Vergleich zu 1 eine Weiterbildung des Grundgedankens darstellt.In the 2 and 3 is schematically a device 201 shown that compared to 1 represents a development of the basic idea.

Die Vorrichtung 201 ist insbesondere zum Vereinzeln und Transportieren von scheibenförmig ausgebildeten Substraten 202 geeignet.The device 201 is in particular for separating and transporting disc-shaped substrates 202 suitable.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Substrate 202 in einem Substratstapel 203 angeordnet, wobei der Substratstapel 203 in einer Trägereinrichtung 204 gelagert ist und die einzelnen Substrate 202 bereits von einer Halteeinrichtung gelöst sind.In the Ausführungsbei shown here play are the substrates 202 in a substrate stack 203 arranged, wherein the substrate stack 203 in a carrier device 204 is stored and the individual substrates 202 already solved by a holding device.

Bevorzugt sind die einzelnen Substrate 202 in einem Neigungswinkel α (2) zwischen der Vorschubrichtung 205 und der eher in Vorschubrichtung weisenden Flächennormalen des Substrats angeordnet. Durch diese Schrägstellung wird bei Anordnung der Vorrichtung innerhalb eines Fluids und bei einer stehenden Position des Substratstapels 203 verhindert, dass die einzelnen Substrate 202 aufschwimmen und die Trägereinrichtung 204 ungewollt verlassen. Die Substrate 202 sind derart angeordnet, dass sich deren Oberflächen berühren. Die einzelnen Substrate 202 bilden dadurch eine Aneinanderreihung, die eine definierte Vorschubrichtung 205 ergibt.The individual substrates are preferred 202 at an inclination angle α ( 2 ) between the feed direction 205 and arranged the more in the feed direction facing surface normals of the substrate. By this inclination is in the arrangement of the device within a fluid and at a standing position of the substrate stack 203 prevents the individual substrates 202 float up and the carrier device 204 leave unintentionally. The substrates 202 are arranged so that their surfaces touch. The individual substrates 202 thereby form a juxtaposition, the defined feed direction 205 results.

Ferner ist erfindungsgemäß eine Entnahmeeinrichtung 207 vorgesehen, die greiferartig ausgestaltet ist. Sie ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und zeigt im Wesentlichen einen Greifer 208. An dem Greifer 208 ist eine Handhabungseinrichtung 209 angeordnet, die es erlaubt, den Greifer 208 in verschiedene Richtungen (Pfeilrichtungen 210, 211, 212) zu verschieben und zu verschwenken. Der Greifer 208 und die Handhabungseinrichtung 209 bilden zusammen einen Greifarm.Furthermore, according to the invention a removal device 207 provided, which is designed claw-like. It is shown schematically in the embodiment shown here and essentially shows a gripper 208 , At the gripper 208 is a handling device 209 arranged, which allows the gripper 208 in different directions (arrow directions 210 . 211 . 212 ) to move and to pivot. The gripper 208 and the handling device 209 together form a gripper arm.

Ferner ist eine Transporteinrichtung 213 vorgesehen. Diese Transporteinrichtung 213 besteht aus einem Förderband 214, das über eine Achse 15 in Pfeilrichtung 216 angetrieben wird.Furthermore, a transport device 213 intended. This transport device 213 consists of a conveyor belt 214 that's about an axis 15 in the direction of the arrow 216 is driven.

In der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest bestimmte Teile der gesamten Vorrichtung 201, nämlich die Trägereinrichtung 204, der Substratstapel 203, und Teile der Entnahmeeinrichtung 207, innerhalb eines Fluids angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, dass die Substrate über die Dauer des gesamten Verfahrens, zumindest bis zu ihrer Ablage auf die Transporteinrichtung nicht trockenfallen. Optional können auch die restlichen Teile der Entnahmeeinrichtung 207 sowie die Transporteinrichtung 213 in dem Fluid angeordnet sein, wobei die Transporteinrichtung alternativ auch eigene Mittel zur Befeuchtung der Substrate aufweisen kann.In the preferred embodiment it is provided that at least certain parts of the entire device 201 namely the carrier device 204 , the substrate stack 203 , and parts of the sampling facility 207 , are arranged within a fluid. This ensures that the substrates do not fall dry over the duration of the entire process, at least until they are deposited on the transport device. Optionally, the remaining parts of the removal device 207 as well as the transport device 213 may be arranged in the fluid, wherein the transport device may alternatively have its own means for moistening the substrates.

Ferner ist zur Verbesserung der Vereinzelung der jeweiligen Substrate 202 in der Nähe des Stapelanfangs mindestens eine Strömungseinrichtung 217 mit Strömungsdüsen 218 angeordnet, durch die Fluid in einen Zwischenraum 219 eingebracht wird, wobei der Zwischenraum 219 jeweils zwischen dem zu vereinzelnden Substrat 202 und dem nachfolgenden Substrat 202 entsteht. Die Strömungsdüsen 218 sind insbesondere in dem Bereich des Substratstapels 203 angeordnet, der unmittelbar für die Auffächerung bestimmt ist. In der Regel betrifft dies mindestens die ersten vier bis neun Substrate 202, die dem gerade zu vereinzelnden Substrat 202 folgen. Dadurch entstehen mehrere Zwischenräume 219, wobei jeder Zwischenraum 219 links und rechts von einem Substrat 202 begrenzt ist. Innerhalb des Zwischenraums 219 bildet sich ein Fluidkissen aus, das dämpfende Eigenschaften besitzt.Furthermore, to improve the separation of the respective substrates 202 at least one flow device near the beginning of the stack 217 with flow nozzles 218 arranged through the fluid into a space 219 is introduced, with the gap 219 in each case between the substrate to be separated 202 and the subsequent substrate 202 arises. The flow nozzles 218 are especially in the area of the substrate stack 203 arranged directly for the fanning out. As a rule, this concerns at least the first four to nine substrates 202 , the substrate just to be separated 202 consequences. This creates several spaces 219 , with each gap 219 left and right of a substrate 202 is limited. Inside the gap 219 A fluid cushion forms, which has damping properties.

Ferner ist in 2 und 3 eine Lagebestimmungseinrichtung 220 dargestellt. Diese Lagebestimmungseinrichtung 220 besteht im Wesentlichen aus einer weiteren Handhabungseinrichtung 221 sowie einem an einem freien Ende der Handhabungseinrichtung 221 angeordneten Andruckelement 222. Das Andruckelement 222 umfasst ferner Andruckstifte 223, die die Oberfläche der jeweiligen Substrate 202 gemäß 2 und 3 in einer definierten Lage berühren bzw. es mittels der Berührung in eine definierte Lage bringen und dort halten. Die weitere Handhabungseinrichtung 221 ist in und entgegen Pfeilrichtung 230 verschiebbar gelagert.Furthermore, in 2 and 3 a position determining device 220 shown. This orientation device 220 consists essentially of a further handling device 221 and one at a free end of the handling device 221 arranged pressure element 222 , The pressure element 222 also includes pressure pins 223 covering the surface of the respective substrates 202 according to 2 and 3 touch in a defined position or bring it by touch in a defined position and hold there. The further handling device 221 is in and opposite to the arrow 230 slidably mounted.

Ferner ist der Lagebestimmungseinrichtung 220 ein Sensorelement 224 zugeordnet. Dieses Sensorelement 224 hat die Aufgabe, zu detektieren, ob an dem Andruckelement 222 und/oder an den Andruckstiften 223 eine flächige Anlage des zu vereinzelnden Substrats 202 vorliegt.Furthermore, the orientation device is 220 a sensor element 224 assigned. This sensor element 224 has the task of detecting whether on the pressure element 222 and / or on the pressure pins 223 a flat arrangement of the substrate to be separated 202 is present.

Eine besondere Ausbildung dieses Sensorelements 224 ist in den 2 und 3 dargestellt. Dieses Sensorelement 224 tastet mechanisch das Vorhandensein des zu vereinzelnden Substrats 202 ab. Hierfür sind unterschiedliche Stellungen vorgesehen, die über einen Näherungsschalter 229 detektiert werden. Das Sensorelement 224 weist eine kniehebelartige Ausbildung auf, wobei diese an einem Gelenk 225 schwenkbar in und gegen die Pfeilrichtung 226 gelagert ist. Das eine freie Ende 227 dient zur Auflage an der Oberfläche des zu detektierenden Substrats 202. Das andere Ende 228 ist zur Anordnung im Bereich des Näherungsschalters 229 vorgesehen. Die Grundstellung des Sensorelements 224 wird dann eingenommen, wenn an dem freien Ende 227 kein Substrat 202 detektiert wird. Das freie Ende 227 steht über eine gedachte Linie zwischen den freien Enden der Andruckstifte 223, und das andere freie Ende 228 ist derart gestaltet, dass der Abstand des freien Endes 228 zum Näherungsschalter nahezu Null ist. Sobald das freie Ende 227 Druck erfährt, verschwenkt das Sensorelement 224, und der Abstand des freien Endes 228 zum Näherungsschalter vergrößert sich. Hat dieser eine zuvor kalibrierte Stellung eingenommen, kann selbsttätig festgestellt werden, ob an den freien Enden der Andruckstifte 223 ein Substrat 202 anliegt. Ohne Druck an dem freien Ende 227 geht das Sensorelement 224 wieder in seine Grundstellung über. In alternativen, nicht näher erläuterten Ausführungsformen des Sensorelementes 224 kann die Detektion des Vorhandenseins des Substrates und seiner Position auch mittels anderer, geeigneter Vorrichtungen, wie mittels z. B. optischer oder akustischer Näherungsschalter, erfolgen, wobei ggf. auf die mechanische Weiterleitung der Berührungsinformation mittels Kniehebel und Gelenk 225 verzichtet werden kann.A special design of this sensor element 224 is in the 2 and 3 shown. This sensor element 224 mechanically senses the presence of the substrate to be separated 202 from. For this purpose, different positions are provided, which via a proximity switch 229 be detected. The sensor element 224 has a knee-lever-like training, which at a joint 225 swiveling in and against the direction of the arrow 226 is stored. The one free end 227 serves as a support on the surface of the substrate to be detected 202 , The other end 228 is to be arranged in the vicinity of the proximity switch 229 intended. The basic position of the sensor element 224 is then taken when at the free end 227 no substrate 202 is detected. The free end 227 stands over an imaginary line between the free ends of the pressure pins 223 , and the other free end 228 is designed such that the distance of the free end 228 to the proximity switch is almost zero. Once the free end 227 Pressure experiences, pivots the sensor element 224 , and the distance of the free end 228 to the proximity switch increases. If this has taken a previously calibrated position, it can be automatically determined whether at the free ends of the pressure pins 223 a substrate 202 is applied. Without pressure on the free end 227 goes the sensor element 224 be back in ne basic position over. In alternative, unspecified embodiments of the sensor element 224 For example, the detection of the presence of the substrate and its position may also be effected by other suitable means, such as e.g. B. optical or acoustic proximity switch, carried out, where appropriate, on the mechanical transmission of the touch information by toggle and joint 225 can be waived.

Das Andruckelement 222 ist vorzugsweise in einem Winkel zur Handhabungseinrichtung 221 angeordnet, der dem Neigungswinkel α entspricht. So weisen die einzelnen Andruckstifte 223 vorzugsweise dieselbe Länge auf.The pressure element 222 is preferably at an angle to the handling device 221 arranged, which corresponds to the inclination angle α. This is how the individual pressure pins point 223 preferably the same length.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass das Andruckelement 222 senkrecht zur Handhabungseinrichtung 221 angeordnet ist, und die Andruckstifte 223 unterschiedliche Längen aufweisen, so dass in der dargestellten Position immer die freien Enden der Andruckstifte 223 die Oberfläche des Substrats 202 berühren.Alternatively, it can be provided that the pressure element 222 perpendicular to the handling device 221 is arranged, and the pressure pins 223 have different lengths, so that in the position shown always the free ends of the pressure pins 223 the surface of the substrate 202 touch.

Die Funktionsweise der Lagebestimmungseinrichtung 220 ist derart, dass der Substratstapel 203 in Vorschubrichtung 205 gefahren wird, und zwar soweit, bis die Oberfläche des zu vereinzelnden Substrats 202 die freien Enden der Andruckstifte 223 der Andruckeinrichtung 222 kontaktiert. Bei lage- und positionsgerechter Ausrichtung des zu vereinzelnden Substrats 202 wird das Sensorelement 224 in eine der Pfeilrichtungen 226 bewegt, und der Näherungsschalter 229 detektiert die korrekte Lage.The operation of the orientation device 220 is such that the substrate stack 203 in the feed direction 205 is driven, and so far, to the surface of the substrate to be separated 202 the free ends of the pressure pins 223 the pressure device 222 contacted. For positional and positional alignment of the substrate to be separated 202 becomes the sensor element 224 in one of the arrow directions 226 moves, and the proximity switch 229 detects the correct position.

Ist die Lage des zu vereinzelnden Substrats 202 positionsgerecht, so kann die Entnahmeeinrichtung 207 in den von den Andruckstiften 223 gebildeten Zwischenraum eintauchen und das zu vereinzelnde Substrat 202 aufnehmen.Is the location of the substrate to be separated 202 in the right position, so the removal device 207 in the of the pressure pins 223 Immerse the space formed and the substrate to be separated 202 take up.

Im nachfolgenden werden die einzelnen Verfahrensschritte anhand der 4 bis 9 näher erläutert.In the following, the individual process steps are based on the 4 to 9 explained in more detail.

In 4A und B ist die sogenannte Beladesituation der erfindungsgemäßen Vorrichtung 201 dargestellt. Die Trägereinrichtung 204 ist zur Aufnahme eines noch nicht näher dargestellten Substratstapels bereit.In 4A and B is the so-called loading situation of the device according to the invention 201 shown. The carrier device 204 is ready to receive a substrate stack not shown yet.

Durch entsprechende Mittel ist bereits der gewünschte Neigungswinkel α des Substratstapels vorgegeben. Die Entnahmeeinrichtung 207 und die Lagebestimmungseinrichtung 220 befinden sich in ihrer Ausgangssituation und können in Pfeilrichtung 210 bzw. Pfeilrichtung 230 verfahren werden. Das Sensorelement 224, das an dem Andruckelement 222 angeordnet ist, ist ebenfalls in seiner Ausgangsstellung und detektiert kein an den Andruckstiften 223 anliegendes Substrat.By appropriate means, the desired inclination angle α of the substrate stack is already predetermined. The removal device 207 and the orientation device 220 are in their initial situation and can be in the direction of the arrow 210 or arrow direction 230 be moved. The sensor element 224 that on the pressure element 222 is arranged, is also in its initial position and detects none at the Andruckstiften 223 adjacent substrate.

Der Greifer 208 der Entnahmeeinrichtung 207 befindet sich ebenfalls in einer Ausgangssituation, so dass er zwischen die Andruckstifte 223 des Andruckelements 222 eintauchen kann.The gripper 208 the removal device 207 is also in an initial situation, so he between the pressure pins 223 of the pressure element 222 can dive.

Die Transporteinrichtung 213 ist für die Aufnahme von Substraten bereit. Die Strömungsdüsen 218 der Strömungseinrichtung 217 sind noch ausgeschaltet.The transport device 213 is ready to accept substrates. The flow nozzles 218 the flow device 217 are still off.

5A und B zeigen, dass die Trägereinrichtung 204 nun durch den Substratstapel 203 beladen ist. Diese Trägereinrichtung 204 bzw. der Substratstapel 203 wird in Vorschubrichtung 205 verfahren und zwar soweit, bis die durch Bewegung in Pfeilrichtung 230 positionierte Lagebestimmungseinrichtung 220 eine definierte Position eingenommen hat. In dieser Position berühren das Andruckelement 222 bzw. dessen Andruckstifte 223 die Oberfläche des zu vereinzelnden Substrats 202. 5A and B show that the carrier device 204 now through the substrate stack 203 loaded. This carrier device 204 or the substrate stack 203 is in the feed direction 205 until the time by movement in the direction of arrow 230 positioned orientation device 220 has taken a defined position. In this position touch the pressure element 222 or its pressure pins 223 the surface of the substrate to be separated 202 ,

Um eine bestimmte lage- und formgerechte Ausrichtung der Substrate 202 zu bewirken, führen die Strömungsdüsen 218 der Strömungseinrichtung 217 Fluid auf den Substratstapel 203, so dass zumindest ein Teil des Substratstapels 203 auffächert und spaltartige Zwischenräume 219 entstehen. Aufgrund des Andrückens des Andruckelements 222 wird verhindert, dass die einzelnen Substrate 202 weiter auffächern. Es wird dadurch auch erreicht, dass die Substrate 202 auf der Trägereinrichtung 204 verbleiben. Sofern durch das Auffächern die entsprechende Position des zu vereinzelnden Substrats 202 erreicht ist, wird durch die Sensoreinheit 224 die exakte Lage detektiert. Ist diese nicht erreicht, so verfährt entweder die Lagebestimmungseinrichtung 220 weiter in Pfeilrichtung 230, und/oder es wird weiter bewirkt, dass der Substratstapel 203 weiter aufgefächert wird. Erreichen beide Maßnahmen nicht, dass die Sensoreinheit 224 ein entsprechendes Signal zur Freigabe der Entnahmeeinrichtung 207 ausgibt, so wird eine Störungsmeldung signalisiert.To a certain positional and conforming orientation of the substrates 202 cause the flow nozzles 218 the flow device 217 Fluid on the substrate stack 203 , so that at least part of the substrate stack 203 fanned out and gap-like spaces 219 arise. Due to the pressure of the pressure element 222 will prevent the individual substrates 202 further fan out. It is thereby achieved that the substrates 202 on the carrier device 204 remain. If by fanning the corresponding position of the substrate to be separated 202 is reached, by the sensor unit 224 detected the exact location. If this is not achieved, then either the orientation device moves 220 continue in the direction of the arrow 230 , and / or it is further causes the substrate stack 203 is further fanned out. Both measures do not reach that of the sensor unit 224 a corresponding signal to release the removal device 207 outputs, a fault message is signaled.

In 6A und B strömen die Strömungsdüsen 218 weiter Fluid in den Zwischenraum 219, um insbesondere zu erreichen, dass in den Zwischenräumen 219 ein sogenanntes Fluidkissen entsteht. Dieses Fluidkissen dient dazu, eine entsprechende Dämpfungswirkung zwischen den einzelnen Substraten zu erreichen. Nun erfolgt die Freigabe aufgrund der lagegerechten Position der Substrate 202, da das Sensorelement 224 derart verschwenkt ist, dass der Näherungsschalter 229 betätigt worden ist.In 6A and B flow the flow nozzles 218 Continue to fluid in the gap 219 in particular, to achieve that in the interstices 219 a so-called fluid pad is formed. This fluid cushion serves to achieve a corresponding damping effect between the individual substrates. Now the release takes place due to the positional position of the substrates 202 because the sensor element 224 pivoted so that the proximity switch 229 has been actuated.

Die Entnahmeeinrichtung 207 bewegt sich nun in Pfeilrichtung 210 derart, dass der Greifer 208 zwischen den Andruckstiften 223 des Andruckelements 222 der Lagebestimmungseinrichtung 220 hindurchtaucht und in den Bereich der Anlage der Oberfläche des zu vereinzelnden Substrats 202 gelangt. Durch Verschwenken der Entnahmeeinrichtung 207 in Pfeilrichtung 211 wird eine Anlage des Greifers 208 an die Oberfläche des Substrats 202 bewirkt. Durch auftretende Adhäsionskräfte, die insbesondere dadurch verstärkt werden, dass zwischen dem Greifer 208 und der Oberfläche des zu vereinzelnden Substrats 202 ein Unterdruck ausgebildet wird, kann das Substrat entgegen der Pfeilrichtung 210 wie in 7A und B dargestellt entnommen werden. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, den Greifer in Pfeilrichtung 212 (7A) zu verschwenken, bis eine flächige Anlage an der Oberfläche des Substrats 202 erfolgt. Dadurch ist das zu vereinzelnde Substrat freigegeben und kann, wie in 7A und B dargestellt, in Pfeilrichtung 210 entnommen werden, um es anschließend auf der Transporteinrichtung 213 abzulegen.The removal device 207 now moves in the direction of the arrow 210 such that the gripper 208 between the pressure pins 223 of the pressure element 222 the orientation device 220 penetrates and in the area of the plant the surface of the substrate to be separated 202 arrives. By pivoting the removal device 207 in the direction of the arrow 211 becomes a plant of the gripper 208 to the surface of the substrate 202 causes. By occurring adhesion forces, which are reinforced in particular by the fact that between the gripper 208 and the surface of the substrate to be separated 202 a negative pressure is formed, the substrate can be against the arrow direction 210 as in 7A and B are shown. Alternatively or additionally, it is provided, the gripper in the direction of arrow 212 ( 7A ) to pivot until a flat abutment against the surface of the substrate 202 he follows. As a result, the substrate to be separated is released and can, as in 7A and B, in the direction of the arrow 210 be removed to subsequently on the transport device 213 store.

Um jedoch zu verhindern, dass die Oberfläche des zu vereinzelnden Substrats 202 beschädigt wird, wird, wie in 7A und B dargestellt, entweder das Andruckelement 222 ein Stück zurückgefahren, oder die Trägereinrichtung 204 bzw. der Substratstapel 203 fährt gegen die Vorschubrichtung 205 ein Stück zurück. Das Sensorelement 224 verschwenkt wieder in seine Ausgangslage und der Näherungsschalter detektiert, dass das zu vereinzelnde Substrat 202 nicht mehr an den Andruckstiften 223 anliegt.However, to prevent the surface of the substrate to be separated 202 is damaged, as in 7A and B, either the pressure element 222 a piece back, or the carrier device 204 or the substrate stack 203 moves against the feed direction 205 a piece back. The sensor element 224 pivots back to its original position and the proximity switch detects that the substrate to be separated 202 no longer on the pressure pins 223 is applied.

In der Zeitspanne (8A und B), in der die Entnahmeeinrichtung 207 bzw. ihr Greifer 208 in Pfeilrichtung 212 verschwenkt, um das zu vereinzelnde Substrat 202 auf der Transportvorrichtung 213 bzw. auf ihr Transportband 214 abzulegen, verfährt die Trägereinrichtung 204 bzw. der Substratstapel 203 wiederum in Vorschubrichtung 205 gegen die Lagebestimmungseinrichtung 220, bis wieder eine Anlage des zu vereinzelnden Substrats 202 an dem Andruckelement 222 bzw. an seinen Andruckstiften 223 erfolgt.In the period ( 8A and B), in which the removal device 207 or her grapple 208 in the direction of the arrow 212 pivoted to the substrate to be separated 202 on the transport device 213 or on her conveyor belt 214 store, moves the carrier device 204 or the substrate stack 203 again in the feed direction 205 against the orientation device 220 until again a plant of the substrate to be separated 202 on the pressure element 222 or on his Andruckstiften 223 he follows.

Die Ablage des Substrats 202 durch die Entnahmeeinrichtung 207 ist in den 9A und B dargestellt. Das Substrat 202 wird auf dem Transportband 214 der Transportvorrichtung 213 abgelegt und durch einen Antrieb an der Achse 215 in Pfeilrichtung 216 wegtransportiert.The tray of the substrate 202 through the removal device 207 is in the 9A and B are shown. The substrate 202 gets on the conveyor belt 214 the transport device 213 stored and by a drive on the axle 215 in the direction of the arrow 216 transported away.

Entweder während dieses Prozesses oder darauffolgend wird durch die Strömungseinrichtung 217 bzw. ihren Strömungsdüsen 218 wiederum Fluid in die Zwischenräume 219 des Substratstapels 203 geführt, so dass eine entsprechende Auffächerung stattfindet, und zwar soweit, bis das zu vereinzelnde Substrat 202 wiederum zur Anlage an die Andruckstifte 223 des Andruckelements 222 der Lagebestimmungseinrichtung 220 gelangt. Dabei erzeugt die Sensoreinheit 224 das Signal zur Freigabe der Abholung des zu vereinzelnden Substrats 202 durch die Entnahmeeinrichtung 207.Either during this process, or subsequently, through the flow device 217 or their flow nozzles 218 turn fluid into the interstices 219 of the substrate stack 203 performed, so that a corresponding fanning takes place, and indeed so far to the substrate to be separated 202 again for contact with the pressure pins 223 of the pressure element 222 the orientation device 220 arrives. The sensor unit generates 224 the signal to enable the collection of the substrate to be separated 202 through the removal device 207 ,

Auf diese Weise wird der entsprechende Prozess wiederholt, so oft es nötig ist.On this way the corresponding process is repeated as often as it is is necessary.

Sobald kein Substrat 202 mehr im Substratstapel 203 vorhanden ist, wird das Fehlen von Substraten 202 durch das Andruckelement 222 bzw. das Sensorelement 224 detektiert, und eine entsprechende Fehlermeldung wird ausgegeben.Once no substrate 202 more in the substrate stack 203 is present, the absence of substrates 202 through the pressure element 222 or the sensor element 224 detected, and a corresponding error message is output.

Die Adhäsionskräfte, die beim Ansaugen des zu vereinzelnden Substrats 202 entstehen, sind derart bemessen, dass diese gerade ausreichen, das durch den Greifer 208 aufgenommene Substrat 202 innerhalb des Fluids zu transportieren.The adhesion forces, the suction of the substrate to be separated 202 arise, are sized so that they are just sufficient, that by the gripper 208 absorbed substrate 202 to transport within the fluid.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Behandlung von Siliziumwafern dargelegt. Selbstverständlich können auch scheibenförmige Substrate aus anderen Materialien wie z. B. Kunststoff erfindungsgemäß bearbeitet werden.The The present invention has been made with regard to the treatment of silicon wafers explained. Of course can also disc-shaped substrates from other materials such. B. plastic processed according to the invention become.

101 201101 201
Vorrichtungcontraption
102 202102 202
Substratsubstratum
103 203103 203
Substratstapelsubstrate stack
104 204104 204
Trägereinrichtungsupport means
105 205105 205
Vorschubrichtungfeed direction
206206
Bohrungendrilling
107 207107 207
Entnahmeeinrichtungremoval device
108 208108 208
Greifergrab
209209
Handhabungseinrichtunghandling device
110 210110 210
Pfeilrichtungarrow
211211
Pfeilrichtungarrow
112 212112 212
Pfeilrichtungarrow
113 213113 213
Transporteinrichtungtransport means
114 214114 214
Förderbandconveyor belt
115 215115 215
Achseaxis
116 216116 216
Pfeilrichtungarrow
117 217117 217
Strömungseinrichtungflow device
118 218118 218
Strömungsdüsenflow nozzles
119 219119 219
Zwischenraumgap
220220
Lagebestimmungseinrichtung Position detection device
221221
weitere HandhabungseinrichtungFurther handling device
122 222122 222
Andruckelementpresser
123 223123 223
Andruckstiftepressing pins
224224
Sensorelementsensor element
225225
Gelenkjoint
226226
Pfeilarrow
227227
freies Endefree The End
228228
anderes freies Endeother free end
229229
Näherungsschalterproximity switch
230230
Pfeilrichtungarrow
α αα α
Neigungswinkeltilt angle

Claims (17)

Vorrichtung zum Vereinzeln und Transportieren von scheibenförmig ausgebildeten Substraten, wobei die Vorrichtung im Wesentlichen folgende Baugruppen umfasst: – eine innerhalb eines flüssigen Mediums angeordnete Trägereinrichtung (104; 204), in der die einzelnen Substrate (102; 202) sequenziell hintereinander stehend in einer Vorschubrichtung (105; 205) in Form eines Substratstapels (103; 203) angeordnet sind, – eine Entnahmeeinrichtung (107; 207) zum Vereinzeln und Transportieren mindestens eines Substrats (102; 202), wobei die Entnahmeeinrichtung (107; 207) einen Greifer (108; 208) mit Mitteln umfasst, mit denen das Substrat (102; 202) aufnehmbar und von der Trägereinrichtung (104; 204) wegführbar ist, – eine Strömungseinrichtung (117; 217) zum Auffächern zumindest eines Teils des Substratstapels (103; 203), und – ein Andruckelement (122; 222), das den aufgefächerten Substraten (102; 202) entgegenwirkt.Device for separating and transporting disc-shaped substrates, wherein the device essentially comprises the following components: a carrier device arranged inside a liquid medium ( 104 ; 204 ), in which the individual substrates ( 102 ; 202 ) sequentially one behind the other in a feed direction ( 105 ; 205 ) in the form of a substrate stack ( 103 ; 203 ), - a withdrawal device ( 107 ; 207 ) for separating and transporting at least one substrate ( 102 ; 202 ), the removal device ( 107 ; 207 ) a gripper ( 108 ; 208 ) with means by which the substrate ( 102 ; 202 ) and from the carrier device ( 104 ; 204 ) can be carried away, - a flow device ( 117 ; 217 ) for fanning at least a part of the substrate stack ( 103 ; 203 ), and - a pressure element ( 122 ; 222 ), which corresponds to the fanned-out substrates ( 102 ; 202 ) counteracts. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement (122; 222) mehrere Andruckstifte (123; 223) umfasst, die gegen die Oberfläche des zu vereinzelnden Substrats (102; 202) drücken.Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressure element ( 122 ; 222 ) several pressure pins ( 123 ; 223 ), which against the surface of the substrate to be separated ( 102 ; 202 ) to press. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagebestimmungseinrichtung (220) zum Detektieren der Lage und/oder Position zumindest des zu vereinzelnden Substrats (202) vorgesehen ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that a position determining device ( 220 ) for detecting the position and / or position of at least the substrate to be separated ( 202 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (108; 208) derart ausgebildet ist, dass die Entnahme des zu vereinzelnden Substrats (102; 202) quer oder zumindest ungefähr senkrecht zur Vorschubrichtung (105; 205) erfolgt.Device according to claim 1, characterized in that the gripper ( 108 ; 208 ) is designed such that the removal of the substrate to be separated ( 102 ; 202 ) transversely or at least approximately perpendicular to the feed direction ( 105 ; 205 ) he follows. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahme parallel zur flächigen Ausbildung des zu vereinzelnden Substrats (102; 202) erfolgt.Apparatus according to claim 4, characterized in that the removal parallel to the planar formation of the substrate to be separated ( 102 ; 202 ) he follows. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (108; 208) Öffnungen aufweist, durch die Fluid ansaugbar oder ausgebbar ist.Device according to claim 1 or 4, characterized in that the gripper ( 108 ; 208 ) Has openings through which fluid can be sucked or dispensed. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (108; 208) in Draufsicht balkenförmig, O-förmig, U-förmig, V-förmig oder flächenmäßig ausgestaltet ist.Device according to claim 1 or claim 4, characterized in that the gripper ( 108 ; 208 ) in plan view bar-shaped, O-shaped, U-shaped, V-shaped or areally configured. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (104; 204) Mittel aufweist, durch die die zu vereinzelnden Substrate (102; 102) entlang einem Neigungswinkel α ausrichtbar sind.Device according to Claim 1, characterized in that the support device ( 104 ; 204 ) Has means by which the substrates to be isolated ( 102 ; 102 ) are alignable along an inclination angle α. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel α derart gewählt ist, dass der sich zwischen Vorschubrichtung (105; 205) und Flächennormalen der eher in Vorschubrichtung weisenden Substratfläche der einzelnen Substrate (102; 202) ergebende Winkel positiv ist, was mit einer Neigung der Substrate nach hinten gleichbedeutend ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the inclination angle α is selected such that between the feed direction ( 105 ; 205 ) and surface normals of the substrate surface of the individual substrates pointing in the direction of advance ( 102 ; 202 ) angle is positive, which is equivalent to an inclination of the substrates to the rear. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (104; 204) in mindestens eine Richtung verschiebbar ist.Device according to Claim 1, characterized in that the support device ( 104 ; 204 ) is displaceable in at least one direction. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (104; 204) und/oder der Substratstapel (103; 203) gegen das Andruckelement (122; 222) verschiebbar ist bzw. sind.Apparatus according to claim 10, characterized in that the carrier device ( 104 ; 204 ) and / or the substrate stack ( 103 ; 203 ) against the pressure element ( 122 ; 222 ) is displaceable or are. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (204) und/oder der Substratstapel (203) gegen die Lagebestimmungseinrichtung (220) verschiebbar ist bzw. sind.Apparatus according to claim 10, characterized in that the carrier device ( 204 ) and / or the substrate stack ( 203 ) against the orientation device ( 220 ) is displaceable or are. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine über dem Substratstapel (103; 203) mit den zu vereinzelnden Substraten (102; 202) angeordnete Transporteinrichtung (113; 213) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises an over the substrate stack ( 103 ; 203 ) with the substrates to be separated ( 102 ; 202 ) arranged transport device ( 113 ; 213 ). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagebestimmungseinrichtung (220) einen Sensor (222) zur Prüfung der Anlage eines Substrats (202) umfasst.Device according to Claim 3, characterized in that the position-determining device ( 220 ) a sensor ( 222 ) for testing the installation of a substrate ( 202 ). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement (122; 222) derart angeordnet ist, dass der Greifer (108; 208) zwischen seinen Andruckstiften (123; 223) positionierbar ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that the pressure element ( 122 ; 222 ) is arranged such that the gripper ( 108 ; 208 ) between its pressure pins ( 123 ; 223 ) is positionable. Verfahren zum Auffächern, Vereinzeln und Transportieren von scheibenförmig ausgebildeten Substraten unter Verwendung einer Vorrichtung, welche im Wesentlichen folgende Baugruppen umfasst: – eine innerhalb eines flüssigen Mediums angeordnete Trägereinrichtung (104; 204), in der die einzelnen Substrate (102; 202) sequenziell hintereinander stehend in einer Vorschubrichtung (105; 205) in Form eines Substratstapel (103; 203) angeordnet sind, – eine Entnahmeeinrichtung (107; 207) zum Vereinzeln und Transportieren mindestens eines Substrats (102; 202), wobei die Entnahmeeinrichtung (107; 207) einen Greifer (108; 208) mit Mitteln umfasst, mit denen das Substrat (102; 202) aufnehmbar und von der Trägereinrichtung (104; 204) wegführbar ist, – eine Strömungseinrichtung (117; 217) zum Auffächern zumindest eines Teils des Substratstapels (103; 203), und – ein Andruckelement (122; 222), das den aufgefächerten Substraten (102; 202) entgegenwirkt; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Verfahren der Trägereinrichtung (104; 204) zusammen mit dem Substratstapel (103; 203) bzw. des Substratstapels (103; 203) in Vorschubrichtung (105; 205) gegen das Andruckelement (123; 223) zum Erreichen einer Entnahmeposition für das zu vereinzelnde Substrat (102; 202), b. Auffächern zumindest eines Bereichs des Substratstapels (103; 203) durch eine Strömungseinrichtung (117; 217) derart, dass Zwischenräume (119; 219) entstehen; c. Vereinzeln des Substrats durch – Positionieren des Greifers (108; 208) nahezu parallel zur flächigen Ausbildung des Substrats (102; 202), – Herstellung eines Haftkontaktes zwischen Substrat (102; 202) und Greifer (108; 208), und – Entnehmen des Substrats (102; 202) innerhalb des flüssigen Mediums quer zur Vorschubrichtung (105; 205) bzw. parallel zur flächigen Ausbildung der Substrate (102; 202).Method for fanning, singulating and transporting disc-shaped substrates using a device which essentially comprises the following components: a carrier device arranged inside a liquid medium ( 104 ; 204 ), in which the individual substrates ( 102 ; 202 ) sequentially one behind the other in a feed direction ( 105 ; 205 ) in the form of a substrate stack ( 103 ; 203 ), - a withdrawal device ( 107 ; 207 ) for separating and transporting at least one substrate ( 102 ; 202 ), the removal device ( 107 ; 207 ) a gripper ( 108 ; 208 ) with means by which the substrate ( 102 ; 202 ) and from the carrier device ( 104 ; 204 ) can be carried away, - a flow device ( 117 ; 217 ) to the Auffä at least part of the substrate stack ( 103 ; 203 ), and - a pressure element ( 122 ; 222 ), which corresponds to the fanned-out substrates ( 102 ; 202 ) counteracts; the method comprising the steps of: a. Method of carrier device ( 104 ; 204 ) together with the substrate stack ( 103 ; 203 ) or the substrate stack ( 103 ; 203 ) in the feed direction ( 105 ; 205 ) against the pressure element ( 123 ; 223 ) for reaching a removal position for the substrate to be separated ( 102 ; 202 b. Fanning at least a portion of the substrate stack ( 103 ; 203 ) by a flow device ( 117 ; 217 ) such that spaces ( 119 ; 219 ) arise; c. Separating the substrate by - positioning the gripper ( 108 ; 208 ) almost parallel to the planar formation of the substrate ( 102 ; 202 ), - production of a bonding contact between substrate ( 102 ; 202 ) and grippers ( 108 ; 208 ), and - removing the substrate ( 102 ; 202 ) within the liquid medium transverse to the feed direction ( 105 ; 205 ) or parallel to the planar formation of the substrates ( 102 ; 202 ). Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Substratstapels (103; 203) durch das Auffächern mittels der Strömungseinrichtung (117; 217) Zwischenräume (119; 219) gebildet werden, und durch die Flüssigkeitsströmung der Strömungseinrichtung (117; 217) in den Zwischenräumen (119; 219) Fluidkissen entstehen, die eine dämpfende Wirkung beim Anfahren des Greifers (108; 208) auf das zu vereinzelnde Substrat (102; 202) erzeugen.Method according to claim 16, characterized in that within the substrate stack ( 103 ; 203 ) by fanning by means of the flow device ( 117 ; 217 ) Spaces ( 119 ; 219 ) are formed, and by the liquid flow of the flow device ( 117 ; 217 ) in the spaces ( 119 ; 219 ), Which have a damping effect when starting the gripper ( 108 ; 208 ) on the substrate to be separated ( 102 ; 202 ) produce.
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