DE102007010224A1 - Vorrichtung zum Haltern von scheibenförmigen Objekten - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Haltern von scheibenförmigen Objekten, insbesondere von Halbleiterwafern (12), mit wenigstens drei Kontaktelementen (18) zur Ablage und/oder Fixierung des scheibenförmigen Objekts an dessen äußerem Randbereich (22). Es ist vorgesehen, dass mindestens eines der Kontaktelemente (18) beweglich ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Haltern von scheibenförmigen Objekten, insbesondere von Halbleiterwafern.
  • Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 196 01 708 A1 offenbart ein System zur Bestimmung einer Lage auf einer Oberfläche eines Gegenstandes. Der Gegenstand kann z. B. ein Halbleiterwafer sein, welcher eine regelmäßige Anordnung von im Allgemeinen senkrechten Rasterlinien auf seiner (Ober-)Fläche und eine Vielzahl von Richtungsmerkmalen aufweist. Mit Hilfe des Systems kann die Richtung der Rasterlinien relativ zu der Richtung eines Bezugskoordinatensystems bestimmt werden. Ebenso kann ein Rasterübergang ermittelt werden, der mit einer Richtungsänderung der Vielzahl von Richtungsmerkmalen verbunden ist. Dabei wird die Lage des Richtungsübergangs in den Bezugskoordinatensystem vorgesehen. Ebenso ist es mit der Vorrichtung möglich, anhand der Richtungsmerkmale des Abstands eines Merkmales von einem geometrischen Mittelpunkt der Oberfläche zu bestimmen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Haltern von scheibenförmigen Objekten bereitzustellen, mit dem zuverlässig und unabhängig von der Ausgestaltung des Randes des Objekts dieses sicher und beschädigungsfrei gehaltert werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Haltern von scheibenförmigen Objekten, insbesondere von Halbleiterwafern, mit wenigstens drei Auflageelementen zur Ablage und/oder Fixierung des scheibenförmigen Objekts an dessen äußerem Randbereich. Es ist vorgesehen, dass mindestens eines der Auflageelemente beweglich ist, was den Vorteil hat, dass die Positionierung der Auflageelemente sehr exakt an die Abmessungen des jeweils zu haltenden Objekts angepasst werden kann.
  • Eine häufige Einsatzmöglichkeit derartiger Vorrichtungen ist die Ausführung als Waferaufnahmeplatte, die zur Aufnahme und Halterung eines Wafers über einem Scanner dienen kann. Um die Rückseite des Wafers möglichst komplett für den Scanner frei zu halten, sollten die Auflageflächen, auf denen der Wafer abgelegt wird, den Randbereich nur minimal abdecken. Aus diesem Grund sind die Aufnahmeelemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung relativ klein, was jedoch eine sehr exakte Führung der aufzunehmenden Objekte bzw. der Wafer notwendig macht. Um Toleranzen in den äußeren Abmessungen ausgleichen und/oder um die Objekte mit leichtem Druck einspannen und festhalten zu können, ist zumindest eines der mindestens drei Auflageelemente beweglich ausgeführt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens drei Auflageelemente über einen Umfangsbereich des scheibenförmigen Objektes von mehr als 120° verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Objekt nur einseitig gehaltert wird, wodurch es unter ungünstigen Umständen kippen und aus der Halterung fallen kann.
  • Die Auflageelemente können bspw. an einem gemeinsamen Rahmen angeordnet sein, der zudem zur flexiblen Handhabung des scheibenförmigen Objekts dienen kann. Dieser Rahmen kann bspw. eine einseitig offene, hufeisenförmige bzw. U-förmige Kontur aufweisen. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das scheibenförmige Objekt mittels des mindestens einen beweglichen Auflageelements im Rahmen fixierbar bzw. klemmbar ist. Die Auflage kann bspw. aus drei Auflagepins bestehen, von denen zwei fest stehen, während der dritte beweglich ist. Der bewegliche Pin kann bspw. auf einer pneumatisch angetriebenen Führungseinheit montiert sein. Selbstverständlich sind auch viele andere Ausführungsvarianten denkbar, bspw. ein elektromotorischer Antrieb des beweglichen Aufnahmeelements, ein hydraulischer Antrieb, ein linear oder rotatorisch bewegliches Element etc. Im geöffneten Zustand wird der Wafer bzw. das zu halternde Objekt auf den drei Pins abgelegt und durch Schließen des Zylinders zwischen ihnen eingespannt.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass am Rahmen wenigstens ein bewegliches Sicherungselement angeordnet ist, welches das scheibenförmige Objekt randseitig in geringem Abstand untergreift. Wahlweise können auch zwei oder mehr bewegliche Sicherungselemente vorgesehen sein, welche jeweils das scheibenförmige Objekt randseitig in geringem Abstand untergreifen. Diese Sicherungselemente bilden eine Absicherung gegen ein Durchfallen des zu halternden Objekts bzw. eines Wafers o. dgl. Damit Wafer oder Objekte, die sich an der unteren Durchmessertoleranz befinden, beim Einlegen nicht an den Auflageelementen vorbei durch den Halter hindurch fallen können, werden neben den Auflagepins ein, zwei, drei oder mehr zusätzliche Unterstützungspunkte als Sicherungselemente eingeschwenkt. Diese befinden sich im eingeschwenkten Zustand näher an der Wafermitte. Diese Auflagen werden zweckmäßigerweise so justiert, dass sie sich nur einige zehntel Millimeter unter der Waferunterseite befinden und diese im Normalfall nicht berühren. Vorzugsweise sind die beweglichen Sicherungselemente räumlich den Auflageelementen zugeordnet bzw. jeweils in deren Nähe angeordnet.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die beweglichen Sicherungselemente beim Einlegen des scheibenförmigen Objektes unter dessen Rand schwenkbar und bei auf den Auflageelementen aufliegendem Objekt aus dem Eingriffsbereich des Objekts schwenkbar sind. Sollte ein scheibenförmiges Objekt bzw. ein Wafer auf einen dieser Punkte abgelegt werden, wird er durch Schließen des beweglichen Pins infolge seiner Randgeometrie auf seine drei Auflagepins geschoben. Nach erfolgter Wafereinspannung werden die drei eingeschwenkten Unterstützungen wieder aus dem Sichtbereich des Scanners heraus bewegt.
  • Alternative Varianten der Erfindung können vorsehen, dass das wenigstens eine bewegliche Auflageelement und/oder das wenigstens eine bewegliche Sicherungselement verschiebbar und/oder um eine Achse schwenkbar ist. Das wenigstens eine bewegliche Auflageelement und/oder das wenigstens eine bewegliche Sicherungselement kann bspw. mechanisch, elektromotorisch, hydraulisch, pneumatisch oder auf andere Weise aktivierbar sein.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die zwei oder mehr beweglichen Sicherungselemente über Verbindungselemente gekoppelt und über einen gemeinsamen Aktuator aktivierbar sind. Die zwei oder mehr beweglichen Sicherungselemente können bspw. über Koppelstangen und/oder über Seilzüge miteinander gekoppelt und über einen gemeinsamen Aktuator aktivierbar sein. Die Koppelelemente können wahlweise oberhalb oder unterhalb des Niveaus der Oberfläche des scheibenförmigen Objekts angeordnet sein. Als Aktuator kommt bspw. ein doppelt wirkender Pneumatikzylinder in Frage. Die Übertragung der Bewegung zu den einzelnen Klinken bzw. Koppelgelenken kann oberhalb des Wafers über gelenkig miteinander verbundene Koppeln, oder unterhalb über Seilzüge erfolgen. Der Vorteil der Seilzugvariante besteht darin, dass sich keine bewegten Teile oberhalb der Waferebene befinden. Somit gibt es bei entsprechender Luftführung im Minienvironment keine Kontamination der Waferoberfläche.
  • Die Erfindung dient nicht nur zur zuverlässigen Halterung von scheibenförmigen Objekten wie Wafern o. dgl., sondern lässt sich in vorteilhafter Weise auch zur Bestimmung des Mittelpunktes eines Wafers verwenden, unabhängig von der Form des Waferrandes. Dazu wird zunächst der Wafer in einen Waferhalter eingelegt. Dabei wird der Rand des Wafers an mindestens drei mechanische Kontaktelemente gedrückt, wobei die mindestens drei Kontaktelemente derart verteilt sind, dass ein Mittelpunkt des Wafers innerhalb einer von den Kontaktelementen aufgespannten geometrischen Form liegt. Anschließend wird jede Position eines jeden Kontaktelements ermittelt und aus der Position der Kontaktelemente werden dann die geometrischen Parameter des Wafers berechnet. Die geometrischen Parameter eines Wafers können z. B. sein der Mittelpunkt oder der Radius, oder der Durchmesser oder die Rundheit des Wafers. Jedes der Kontaktelemente ist als Pin ausgebildet, wobei der Pin mit einer Markierung oder einem Bohrloch versehen ist. Die Position eines jeweiligen Kontaktelements wird über die Markierung, bzw. das Bohrloch aus einem Hellfeld- oder Dunkelfeldbild ermittelt. Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn mindestens eines der Kontaktelemente mit einem Wegaufnehmer versehen ist, so dass dadurch die Position des jeweiligen Kontaktelements ermittelt werden kann. Zusätzlich zu den mindestens drei Kontaktelementen kann mindestens ein mechanischer Taster vorgesehen sein, mit dem die Rundheit des Wafers ermittelt werden kann.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass am Rahmen bzw. am Waferhalter wenigstens eine Referenzfläche zum Abgleich der optischen Eigenschaften einer optischen Erfassungseinrichtung angeordnet ist. Es können auch mehrere derartiger Referenzflächen vorgesehen sein. Diese Referenzflächen können bspw. als in den Waferhalter eingearbeitete Ausbrüche ausgebildet sein, die sich zur Verbesserung der Bildaufnahmen eignen. Die Referenzflächen bestehen vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien wie z. B. Silizium oder einem geeigneten Kunststoff. Sie ermöglichen es, für verschiedene Beleuchtungsmodi (Hellfeld, Dunkelfeld) Informationen über die Beleuchtungsgüte und die Kamerafunktionen zu erhalten. Die Referenzflächen können an mehreren Orten im Bild angeordnet werden. Der besondere Vorteil dieser fest eingebauten Flächen besteht darin, dass sich damit Langzeiteffekte bei der Beleuchtung oder bei der Bildaufnahme bewerten und korrigieren lassen, ohne dass damit Störeinflüsse wegen schwankender Eigenschaften der Wafer verbunden sind. Die optischen Erfassungseinrichtungen (nicht dargestellt), die sich mit Hilfe der Referenzflächen abgleichen lassen, dienen i. d. R. zur optischen Inspektion der Wafer. In diesem Zusammenhang wird meist mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung der Mittelpunkt des zu untersuchenden Wafers bestimmt, was mit Hilfe der Kontaktelemente 18 besonders präzise und schnell möglich ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Aus den beigefügten Zeichnungen werden sich weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der gegenwärtigen Erfindung ergeben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Haltern eines Halbleiterwafers,
  • 2 eine vergrößerte Darstellung des Randes des Wafers;
  • 3 eine schematische Draufsicht eines Waferhalters, der mit Kontaktelementen und mit zusätzlichen Sicherungselementen versehen ist;
  • 4 eine weitere Darstellung des Waferhalters entsprechend 3;
  • 5 eine schematische Draufsicht des Waferhalters entsprechend 3 mit eingelegtem Wafer;
  • 6 eine weitere Darstellung des Waferhalters entsprechend 5;
  • 7 eine Draufsicht auf die Rückseite des Waferhalters entsprechend 3;
  • 8 eine weitere Darstellung des Waferhalters entsprechend 7;
  • 9 eine schematische Perspektivdarstellung eines Teils des Waferhalters;
  • 10 eine Draufsicht auf die Rückseite einer alternativen Ausführungsform eines Waferhalters; und
  • 11 eine schematische Perspektivdarstellung des Waferhalters gemäß 10.
  • In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleich wirkende Elemente oder Funktionsgruppen.
  • Die schematische Darstellung der 1 verdeutlicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Halterung eines scheibenförmigen Objekts am Beispiel eines Halbleiterwafers 12. Zur Bestimmung des Mittelpunkts oder anderer geometrischer Parameter eines Wafers 12 oder für andere Handhabungsschritte ist der Wafer 12 in einen Waferhalter 14 eingelegt. Der Waferhalter 14 weist eine kreisförmige Öffnung 16 auf, die etwas größer ausgebildet ist, als der Wafer 12 selbst. In der hier dargestellten Ausführungsform ist der Waferhalter 14 mit drei Kontaktelementen 18 versehen. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die hier dargestellte Anzahl der Kontakt- bzw. Auflageelemente 18 nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden soll. Es ist ebenfalls möglich, mehr als drei Kontaktelemente zu verwenden. Der Wafer 12 wird in die Öffnung 16 des Waferhalters 14 eingelegt und liegt dabei auf den Auflageelementen 20 (vgl. 2) des Kontaktelements 18 auf. Um den Rand 22 des Wafers 12 in mechanischem Kontakt mit den Kontaktelementen 18, bzw. deren Anschlag 24 (vgl. 2) zu bringen, ist mindestens ein Kontaktelement beweglich ausgebildet. Das Kontaktelement 18 kann dabei entlang einer Bewegungseinrichtung 26 bewegt werden. Durch das bewegliche Kontaktelement 18 wird der Rand 22 des Wafers 12 in Kontakt mit den restlichen Kontaktelementen 18 gebracht. Somit ergibt sich aus der Lage der Kontaktelemente 18 ein definierter Abstand der Kontaktelemente 18 zum Rand 22 des Wafers 12 und somit folglich auch ein definierter Abstand der Kontaktelemente 18 zum Mittelpunkt 28 des Wafers 12.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung des Randes 22 eines Wafers 12. Der Rand 22 des Wafers 12 ist abgerundet. Eine eckige Ausbildung eines Randes eines Wafers ist nicht vorgesehen. Erkennbar ist weiterhin ein Kontaktelement 18, mit dem der Wafer 12 mechanisch gehaltert und berührt wird. Das Kontaktelement 18 besteht aus einem Auflageteil 20 und einem Anschlag 24. Der Wafer 12 ist mit seinem Rand 22 in mechanischem Kontakt mit dem Anschlag 24 des Kontaktelements 18. Für die Auflage des Wafers 12 sorgt ein am Kontaktelement 18 angebrachtes Auflageelement 20, das mit dem flachen Teil 28 des Wafers 12 in Kontakt tritt.
  • Die 3 bis 11 zeigen in schematischen Darstellungen verschiedene Ansichten und Betriebszustände zweier Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Halterung eines Halbleiterwafers 12. Derartige Vorrichtungen werden typischerweise für optische Untersuchungen, Fehlerinspektionen o. dgl. bei Wafern 10 eingesetzt, wobei es einerseits darauf ankommt, dass der Wafer 10 jederzeit sicher fixiert ist, auch wenn die Vorrichtung bspw. verschwenkt und gedreht wird. Andererseits soll jedoch eine möglichst geringe Fläche der Waferrückseite abgedeckt werden, um die optischen Untersuchungen nicht zu beeinträchtigen. Aus diesem Grund soll der Wafer auf möglichst wenigen und möglichst kleinen Auflageflächen aufliegen.
  • Die in den 3 bis 11 gezeigte Haltevorrichtung 10 umfasst einen einseitig offenen, U-förmigen bzw. hufeisenförmigen, rahmenartigen Waferhalter 14 zur Aufnahme eines Wafers 12. Der Waferhalter 14 weist eine kreissegmentförmige Öffnung 16 auf, die etwas größer ausgebildet ist, als der Wafer 12 selbst. An der Innenseite der Öffnung 16 sind drei Kontaktelemente 18 vorgesehen, die über einen Winkelbereich von deutlich mehr als 180 Grad verteilt sind, um ein zuverlässiges Aufliegen des Wafers 12 zu gewährleisten. Der Wafer 12 wird in die Öffnung 16 des Waferhalters 14 eingelegt und liegt dabei auf den Auflageelementen 20 (vgl. 2) der jeweiligen Kontaktelemente 18 auf. Damit der Wafer 12 beim Einlegen in den Waferhalter 14 nicht verkanten oder kippen und im ungünstigsten Fall herausfallen kann, sind drei zusätzliche Sicherungselemente in Gestalt von Schwenkbügeln 32 vorgesehen, die jeweils zwischen zwei Endlagen verschwenkbar sind. In einer ersten Endlage ragen sie nicht über die Öffnung 16 hinaus, während sie in ihrer zweiten Endlage nach Verschwenken um einen Schwenkwinkel von ca. 60 bis 90 Grad ungefähr radial vom Rand in die Öffnung 16 ragen. In dieser zweiten Endlage untergreifen die Schwenkbügel 32 jeweils den eingelegten Wafer 12, berühren diesen jedoch nicht, sondern sind beabstandet zu diesem angeordnet, so dass der Berührkontakt ausschließlich über die Kontaktelemente 18 erfolgt. Der Abstand ist typischerweise sehr gering und kann bspw. in einem Bereich von wenigen Hundertstel oder Zehntel Millimetern liegen.
  • Die schematische Darstellung der 3 zeigt die Schwenkbügel 32 in ihrer ersten Endstellung, die einer Ruhelage entspricht, bei der sie nicht in den Bereich der Öffnung 16 hinein ragen. Erst wenn ein Wafer 12 eingelegt werden soll, werden die Schwenkbügel 32 in ihre zweite Endlage gebracht (vgl. 4), in der sie ein Herausfallen des Wafers 12 verhindern sollen. Anschließend kann ein Wafer 12 in den Waferhalter 14 eingelegt und mittels der Kontaktelemente 18 fixiert werden (vgl. 5). Im Idealfall werden dabei die Sicherungsbügel 32 nicht vom Wafer 12 berührt, sondern bleiben beabstandet zu diesem. Da die Sicherungsbügel 32 aufgrund ihrer Abmessungen in ihrer zweiten Endstellung die optischen Inspektionen der Waferrückseite beeinträchtigen könnten, werden sie nach erfolgtem Einlegen des Wafers 12 wieder aus dessen Umfangsbereich in die erste Endlage zurückbewegt (vgl. 6). Der Wafer 12 kann nun die vorgesehenen optischen Prüfstationen durchlaufen.
  • Die Schwenkbügel 32 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils in Nähe der Kontaktelemente 18 angeordnet bzw. diesen räumlich zugeordnet. Dies ist zwar grundsätzlich sinnvoll, jedoch nicht zwingend notwendig. Wesentlich ist auch hier, dass der Wafer 12 über einen Winkelbereich von mehr als 120 Grad abgestützt ist, falls er nicht exakt auf die Kontaktelemente abgelegt wird und zu verkippen oder herabzufallen droht. Aktiviert und bewegt werden die Schwenkhebel 32 jeweils von einem gemeinsamen Pneumatikzylinder 34, der im Rahmen des Waferhalters 14 angeordnet ist, bspw. in einer geeigneten Aussparung, wie dies in den Figuren gezeigt ist.
  • Anhand der 7 bis 11 wird die Wirkungsweise der Aktivierung der Schwenkbewegungen der Schwenkbügel 32 zwischen ihren jeweiligen Endlagen verdeutlicht, wobei die 3 bis 9 eine erste Ausführungsvariante illustrieren, bei der die Schwenkbügel mechanisch mittels Koppelstangen und zusätzlicher Koppelgelenke aktiviert werden, während die Verstellung bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß der 10 und 11 mittels umgelenkter Seilzügen erfolgt. Ausgelöst werden die Bewegungen bei beiden Varianten mittels des Pneumatikzylinders 34, der bei der ersten Variante über eine Kolbenstange bzw. eine Schubstange verfügt, die mit den Koppelstangen zusammenwirkt, während er bei der zweiten Variante Seilzüge betätigt. Die Koppelstangen befinden sich in einer Ebene oberhalb des Wafers, während die Seilzüge unterhalb des Wafers verlaufen. Der Vorteil der Seilzugvariante besteht darin, dass sich keine bewegten Teile oberhalb der Waferebene befinden. Somit gibt es bei entsprechender Luftführung im Minienvironment keine Kontamination der Waferoberfläche.
  • Bei der ersten Variante (3 bis 9) wirkt der im Rahmen 14 gelagerte Pneumatikzylinder 34 über eine Schubstange 36 mit einer schwenkbar gelagerten Koppelscheibe 38 zusammen, die starr mit dem mittleren Schwenkhebel 32 verbunden und bei einer Schwenkbewegung um eine im Waferhalter 14 gelagerte Achse 40 dessen Schwenkbewegung definiert. An dieser Koppelscheibe 38 sind beidseitig zwei Koppelstangen 42 angelenkt, die mit weiteren Koppelscheiben 44 verbunden sind, die jeweils randseitig der Öffnung 16 am Waferhalter 14 gelagert sind. Auch diese weiteren Koppelscheiben 44 sind wiederum mit weiteren Koppelstangen 46 versehen, die schließlich die erforderliche Wirkverbindung zu den beiden anderen Schwenkhebeln 32 herstellen, so dass bei einer Aktivierung des Pneumatikzylinders 34 weitgehend synchrone Schwenkbewegungen der insgesamt drei Schwenkhebel 32 um ungefähr einen gleichen Schwenkwinkel gewährleistet werden können. Auch die beiden weiteren Schwenkhebel 32, die über die Koppelstangen 42 und 46 und über die Koppelscheibe 38 sowie die Koppelscheiben 44 angesteuert werden, sind wiederum drehfest mit entsprechenden Koppelscheiben 48 versehen, wie dies anhand der 7 und 8 verdeutlicht ist.
  • Bei der schematischen Darstellung der 7 ist die mittlere Koppelscheibe 38, die mit der Schubstange 36 des Pneumatikzylinders 34 zusammenwirkt, bei nach links ausgefahrener Schubstange 36 nach links verschwenkt, so dass auch die damit verbundenen Koppelstangen 42 und 46 und die hierüber gekoppelten weiteren Koppelscheiben 44 und 48 in gleiche Richtung verschwenkt sind. Die Schwenkhebel 32 befinden sich in ihrer ersten Ruhelage, außerhalb des Eingriffsbereichs mit dem Wafer.
  • Bei der schematischen Darstellung der 8 ist die mittlere Koppelscheibe 38 bei nach rechts eingezogener Schubstange 36 ebenfalls nach rechts verschwenkt, so dass auch die damit verbundenen Koppelstangen 42 und 46 und die hierüber gekoppelten weiteren Koppelscheiben 44 und 48 in gleiche Richtung verschwenkt sind. Die Schwenkhebel 32 befinden sich in ihrer zweiten Endlage, innerhalb des Eingriffsbereichs mit dem Wafer bzw. unterhalb dessen äußeren Randes, wenn dieser eingelegt wird.
  • Die schematische Perspektivdarstellung der 9 zeigt in einem Detailausschnitt das Zusammenwirken der Koppelscheiben 38, 44 und 48 und die damit gelenkig verbundenen Koppelstangen 42 und 46. Erkennbar ist die gelenkige Lagerung der Teile miteinander bzw. im Waferhalter 14 und die Verbindung der miteinander gekoppelten Teile.
  • Anhand der 10 und 11 wird eine alternative Antriebsmöglichkeit für die Schwenkhebel 32 illustriert, die hier nicht über Koppelstangen, sondern über umgelenkte Seilzüge 50, 52 und 54 verschwenkt werden können. Bei dieser Seilzugvariante ist ein insgesamt kompakterer Aufbau ermöglicht, da sich die gesamte Seilführung innerhalb einer sehr flachen Ebene befinden kann. Der Pneumatikzylinder 34 ist in diesem Fall mit drei simultan beweglichen Seilzügen 50, 52 und 54 verbunden, die jeweils mit einem der Schwenkhebel 32 gekoppelt sind. Durch geeignete Umlenkung über eine oder mehrere Umlenkrollen 56 erfolgt die Verschwenkung der Sicherungshebel 32, die ein Verkippen oder Herabfallen des Wafers 12 verhindern. Der mittlere Sicherungshebel 32 wird über einen ersten Seilzug 50 betätigt, der über eine nah am zu verschwenkenden Sicherungshebel 32 angeordnete Umlenkrolle 56 einfach umgelenkt und insgesamt relativ kurz ist. Die beiden äußeren Sicherungshebel 32 werden über die längeren Seilzüge 52 und 54 betätigt, die jeweils über insgesamt drei Umlenkrollen 56 geführt sind. Die schwenkbaren Sicherungshebel 32 sind zweckmäßigerweise mit geeigneten Rückholfedern (nicht dargestellt) ausgestattet, die für eine Rückschwenkbewegung sorgen, sobald der Pneumatikzylinder 34 die Züge 50, 52 und 54 nicht mehr unter Spannung setzt. Diese Rückholfedern können bspw. als Schenkelfedern ausgebildet sein, die jeweils im Bereich der Schwenkachsen der Hebel 32 angeordnet sind.
  • Anhand der 3 bis 6 und 10 sind weiterhin Referenzflächen 60 in Form von in den Waferhalter 14 eingearbeiteten Ausbrüchen erkennbar, die für die Bildaufnahme benötigt werden. Diese Referenzflächen 60 bestehen vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien wie z. B. Silizium oder einem geeigneten Kunststoff. Sie ermöglichen es, für verschiedene Beleuchtungsmodi (Hellfeld, Dunkelfeld) Informationen über die Beleuchtungsgüte und die Kamerafunktionen zu erhalten. Die Referenzflächen 60 können an mehreren Orten im Bild angeordnet werden, so bspw. in der rechten oberen Ecke des Waferhalters 14, wie dies in den erwähnten Figuren beispielhaft gezeigt ist. Der besondere Vorteil dieser fest eingebauten Flächen 60 besteht darin, dass sich damit Langzeiteffekte bei der Beleuchtung oder bei der Bildaufnahme bewerten und korrigieren lassen, ohne dass damit Störeinflüsse wegen schwankender Eigenschaften der Wafer verbunden sind. Die optischen Erfassungseinrichtungen (nicht dargestellt), die sich mit Hilfe der Referenzflächen 60 abgleichen lassen, dienen i. d. R. zur optischen Inspektion der Wafer. In diesem Zusammenhang wird meist mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung der Mittelpunkt des zu untersuchenden Wafers bestimmt, was mit Hilfe der Kontaktelemente 18 besonders präzise und schnell möglich ist.
  • Die Erfindung wurde in Bezug auf besondere Ausführungsformen beschrieben. Es ist dennoch für einen Fachmann selbstverständlich, dass Abwandlungen und Änderungen der Erfindung gemacht werden können ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19601708 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Haltern von scheibenförmigen Objekten, insbesondere von Halbleiterwafern (12), mit wenigstens drei Kontaktelementen (18) zur Ablage und/oder Fixierung des scheibenförmigen Objekts an dessen äußerem Randbereich (22), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Kontaktelemente (18) beweglich ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens drei Kontaktelemente (18) über einen Umfangsbereich des scheibenförmigen Objektes von mehr als 120° verteilt angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Objekt mittels des mindestens einen beweglichen Kontaktelements (18) fixierbar bzw. klemmbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens drei Kontaktelemente (18) an einem gemeinsamen Rahmen (14) angeordnet sind, der eine einseitig offene bzw. U-förmige Kontur aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (14) wenigstens ein bewegliches Sicherungselement (32) angeordnet ist, welches das scheibenförmige Objekt randseitig untergreift und beabstandet zu diesem ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr bewegliche Sicherungselemente (32) vorgesehen sind, welche jeweils das scheibenförmige Objekt randseitig untergreifen und jeweils beabstandet zu diesem sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Sicherungselemente (32) räumlich den Kontaktelementen (18) zugeordnet bzw. jeweils in deren Nähe angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Sicherungselemente (32) beim Einlegen des scheibenförmigen Objektes unter dessen Rand (22) schwenkbar und bei auf den Kontaktelementen (18) aufliegendem Objekt aus dem Eingriffsbereich des Objekts schwenkbar sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine bewegliche Kontaktelement (18) und/oder das wenigstens eine bewegliche Sicherungselement (32) verschiebbar und/oder um eine Achse schwenkbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine bewegliche Kontaktelement (18) und/oder das wenigstens eine bewegliche Sicherungselement (32) mechanisch, elektromotorisch, hydraulisch, pneumatisch oder auf andere Weise aktivierbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr beweglichen Sicherungselemente (32) über Verbindungselemente gekoppelt und über einen gemeinsamen Aktuator aktivierbar sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr beweglichen Sicherungselemente (32) über Koppelstangen (42; 46) und/oder über Seilzüge (50; 52; 54) miteinander gekoppelt und über einen gemeinsamen Aktuator aktivierbar sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelelemente oberhalb oder unterhalb des Niveaus der Oberfläche des scheibenförmigen Objekts angeordnet sind.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator ein doppelt wirkender Pneumatikzylinder (34) ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (14) wenigstens eine Referenzfläche (60) zum Abgleich der optischen Eigenschaften einer optischen Erfassungseinrichtung angeordnet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012010310A1 (de) * 2012-05-24 2013-11-28 Muetec Automatisierte Mikroskopie Und Messtechnik Gmbh Wafer-Aufnahme
AT515435A3 (de) * 2014-01-20 2017-05-15 Suss Microtec Lithography Gmbh Wafer-Haltesystem

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10808319B1 (en) * 2010-02-26 2020-10-20 Quantum Innovations, Inc. System and method for vapor deposition of substrates with circular substrate frame that rotates in a planetary motion and curved lens support arms
US10550474B1 (en) * 2010-02-26 2020-02-04 Quantum Innovations, Inc. Vapor deposition system
US9095957B2 (en) * 2011-09-16 2015-08-04 Wolf Robotics, Llc Rotary actuated axial clamp
US10497605B2 (en) * 2016-07-09 2019-12-03 Applied Materials, Inc. Substrate carrier
CN108133909A (zh) * 2017-11-29 2018-06-08 北京创昱科技有限公司 一种基片固定装置及包含其的pvd立式产线设备
US11410857B2 (en) * 2017-11-30 2022-08-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wafer holding pins and methods of using the same
TW202038370A (zh) * 2019-03-13 2020-10-16 以色列商核心流有限公司 圓形晶圓側向定位裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0242065A2 (de) * 1986-04-17 1987-10-21 Varian Associates, Inc. Platte mit schrägen Klemmstiften zum Behandeln von Plättchen
DE19601708A1 (de) 1995-01-11 1996-07-18 Nova Measuring Instr Ltd Verfahren und System zum Bestimmen einer Lage auf einer Oberfläche eines Gegenstandes
US20060046376A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Hofer Willard L Rotating gripper wafer flipper

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5046909A (en) * 1989-06-29 1991-09-10 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for handling semiconductor wafers
US5566466A (en) * 1994-07-01 1996-10-22 Ontrak Systems, Inc. Spindle assembly with improved wafer holder
US5867590A (en) * 1995-01-11 1999-02-02 Nova Measuring Instruments, Ltd. Method and apparatus for determining a location on a surface of an object
US5700046A (en) * 1995-09-13 1997-12-23 Silicon Valley Group, Inc. Wafer gripper
US6986636B2 (en) * 2000-06-09 2006-01-17 Brooks Automation, Inc. Device for positioning disk-shaped objects
US6435807B1 (en) * 2000-12-14 2002-08-20 Genmark Automation Integrated edge gripper
US6913302B2 (en) * 2001-04-11 2005-07-05 Pri Automation, Inc. Robot arm edge gripping device for handling substrates
DE10121115A1 (de) * 2001-04-28 2002-10-31 Leica Microsystems Haltevorrichtung für Wafer
US20060063274A1 (en) * 2004-09-23 2006-03-23 Schremp Donald J Methods for manufacturing and using chemical array calibration devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0242065A2 (de) * 1986-04-17 1987-10-21 Varian Associates, Inc. Platte mit schrägen Klemmstiften zum Behandeln von Plättchen
DE19601708A1 (de) 1995-01-11 1996-07-18 Nova Measuring Instr Ltd Verfahren und System zum Bestimmen einer Lage auf einer Oberfläche eines Gegenstandes
US20060046376A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Hofer Willard L Rotating gripper wafer flipper

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012010310A1 (de) * 2012-05-24 2013-11-28 Muetec Automatisierte Mikroskopie Und Messtechnik Gmbh Wafer-Aufnahme
DE102012010310B4 (de) 2012-05-24 2019-12-12 Muetec Automatisierte Mikroskopie Und Messtechnik Gmbh Wafer-Aufnahme
AT515435A3 (de) * 2014-01-20 2017-05-15 Suss Microtec Lithography Gmbh Wafer-Haltesystem

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Publication number Publication date
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