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Technisches Gebiet:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Wafer-Behälter mit
Polsterfolien (nachfolgend gelegentlich als „gepolsterter
Wafer-Behälter” bezeichnet) zur Verwendung beim
Transportieren oder Aufbewahren von Halbleiter-Wafern.
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Technischer Hintergrund:
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Bei
einem Halbleiterfertigungsprozess werden dünne Halbleiter-Wafer
in einem Wafer-Behälter getragen oder aufbewahrt, wenn
sie zwischen Bearbeitungsschritten transportiert oder bei jedem
einzelnen Bearbeitungsschritt bewegt oder gelagert werden, um zu
verhindern, dass die Halbleiter-Wafer beschädigt oder verunreinigt
werden.
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Vorgeschlagen
wurde ein Wafer-Behälter mit einer Vielzahl von Wafer-Ablagen,
die übereinander angeordnet sind, um jeden einzelnen Halbleiter-Wafer
in einem zwischen einem Paar aneinander grenzender Wafer-Ablagen
gebildeten Innenraum aufzunehmen, so dass die Halbleiter-Wafer darin
unabhängig voneinander sicher aufbewahrt werden können
(vergl. z. B. Patentdokument 1).
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Zum
sicheren Aufbewahren von Halbleiter-Wafern, die aufgrund der Tatsache,
dass sie in den vergangenen Jahren in der Stärke extrem
reduziert wurden, zerbrechlich geworden sind, wurde ein Wafer-Behälter
mit Polsterfolien vorgeschlagen, in dem ein einzelner Halbleiter-Wafer
in einem zwischen zwei Wafer-Ablagen gebildeten Innenraum zwischen
zwei Polsterfolien gehalten ist. Dadurch, dass der Halbleiter-Wafer
zwischen den Polsterfolien gehalten ist, wird verhindert, dass er
durch äußere Einwirkungen, wie beispielsweise
Vibration oder Stoß, beschädigt wird (vergl. z.
B. Patentdokument 2).
- Patentdokument 1: japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr.
2003-168731
- Patentdokument 2: japanische
Patentanmeldung Veröffentlichtungsnr. 2005-191419
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Offenbarung der Erfindung:
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Aufgabe der Erfindung:
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Ein
Halbleiter-Wafer ist flach, wenn er zwischen zwei Polsterfolien
zwischen zwei übereinander angeordneten Wafer-Ablagen gehalten
ist. Wenn jedoch die obere und die untere Wafer-Ablage voneinander
getrennt werden, um den Halbleiter-Wafer aus dem Zustand, in dem
er zwischen den Polsterfolien gehalten ist, freizusetzen, kann der
zuvor flache Halbleiter-Wafer z. B. durch darin vorhandene innere Spannung
gewölbt werden. Wiederholt sich eine derartige Zustandsänderung
viele Male, kann der Halbleiter-Wafer beschädigt werden.
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Unter
diesen Umständen ist es vorstellbar, den Halbleiter-Wafer
so an die untere Polsterfolie zu haften, dass der Halbleiter-Wafer
immer flach gehalten wird. Ein extrem dünner Halbleiter-Wafer
kann jedoch durch die Kraft seiner Haftung an der Polsterfolie beschädigt
werden, wenn er von dieser getrennt wird.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wafer-Behälter
mit Polsterfolien anzugeben, der in der Lage ist, Schäden
an den Halbleiter-Wafern während des Transports oder der
Aufbewahrung zu verhindern, und der in der Lage ist, die Halbleiter-Wafer
jederzeit flach zu halten, um Schäden an den Halbleiter-Wafern
aufgrund wiederholter Zustandsänderungen (zwischen dem
Zustand, in dem sie flach gehalten sind, und dem Zustand, in dem
sie gewölbt sind) zu verhindern.
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Mittel zum Lösen der Aufgabe:
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Zum
Lösen obiger Aufgabe gibt die vorliegende Erfindung einen
gepolsterten Wafer-Behälter an, der eine Vielzahl von übereinander
angeordneten Wafer-Ablagen, die jeweils zum Halten eines Halbleiter-Wafers
dienen, und eine elastische Wafer-Halte-Polsterfolie enthält,
die auf der Oberseite der jeweiligen Wafer-Ablage angebracht ist,
um den Halbleiter-Wafer darauf zu platzieren. Der auf der Oberfläche
der Wafer-Halte-Polsterfolie platzierte Halbleiter-Wafer ist in
einem zwischen der jeweiligen Wafer-Ablage und einer angrenzend
darüber angeordneten anderen Wafer-Ablage gebildeten Innenraum aufgenommen.
Der Wafer-Behälter enthält ferner eine Wafer-Saughaftfläche,
die auf der Oberfläche der Wafer-Halte-Polsterfolie ausgebildet
ist. Die Wafer-Saughaftfläche haftet durch Ansaugen an
dem Halbleiter-Wafer. Jede Wafer-Ablage ist mit einer Vielzahl von
zur Rückseite der Wafer-Halte-Polsterfolie hin offenen
Bodenöffnungen, einer mit den Bodenöffnungen kommunizierenden
Luft kammer und einem Lufteinlass zum Zuführen von Druckluft
in die Luftkammer von außen ausgestattet. Wenn Druckluft durch
den Lufteinlass in die Luftkammer zugeführt wird, um den
Luftdruck in der Kammer zu erhöhen, wird die Wafer-Halte-Polsterfolie
an den Bodenöffnungen zugewandten Bereich in eine nach
oben aufgeblasene Form elastisch verformt, wodurch die Trennung
zwischen dem Halbleiter-Wafer und zumindest einem Teil der Wafer-Saughaftfläche
der Wafer-Halte-Polsterfolie bewirkt wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass der gepolsterte Wafer-Behälter
folgendermaßen ausgeführt sein kann. Die Wafer-Saughaftfläche
der Wafer-Halte-Polsterfolie ist von einer Vielzahl winzig kleiner Saugnäpfe
gebildet, so dass Drücken der winzig kleinen Saugnäpfe
gegen den Halbleiter-Wafer das Befestigen des Halbleiter-Wafers
durch Ansaugen an den winzig kleinen Saugnäpfen bewirkt.
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Der
gepolsterte Wafer-Behälter kann folgendermaßen
ausgeführt sein. Die Wafer-Halte-Polsterfolie hat eine
Größe, die ausreichend bemessen ist, um im Wesentlichen
die gesamte Fläche des Halbleiter-Wafers zu halten, und
die Wafer-Saughaftfläche ist auf zumindest einem Teil der
Vorderseite der Wafer-Halte-Polsterfolie ausgebildet.
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Die
Wafer-Saughaftfläche kann nur an solchen Stellen der Wafer-Halte-Polsterfolie
ausgebildet sein, die mit den in der jeweiligen Wafer-Ablage ausgebildeten
Bodenöffnungen zusammenfallen. Alternativ kann die Wafer-Saughaftfläche
nur an solchen Stellen der Wafer-Halte-Polsterfolie ausgebildet
sein, die nicht mit den in der jeweiligen Wafer-Ablage ausgebildeten
Bodenöffnungen zusammenfallen.
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Die
Wafer-Saughaftfläche kann mit einer gleichmäßigen
Dichte oder mit stellenweise unterschiedlichen Dichten auf der Wafer-Halte-Polsterfolie verteilt
sein. In diesem Fall kann der übrige Teil der Vorderseite
der Wafer-Halte-Polsterfolie, der nicht zu der Wafer-Saughaftfläche
gehört, gegenüber der Wafer-Saughaftfläche
vertieft sein.
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Zusätzlich
kann auf der Rückseite der Wafer-Halte-Polsterfolie eine
Ablage-Saughaftschicht ausgebildet sein, die durch Ansaugen luftdicht
an der Oberseite der Wafer-Ablage haftet. Hinsichtlich der jeweiligen
Adhäsionskraft der Wafer-Saughaftfläche und der
Ablage-Saughaftfläche der Wafer-Halte-Polsterfolie ist
die Adhäsionskraft der Wafer-Saughaftfläche relativ
zu dem Halbleiter-Wafer vorzugsweise kleiner gewählt als
die Adhäsionskraft der Ablage-Saughaftfläche relativ
zu der Oberseite der Wafer-Ablage.
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Die
Wafer-Halte-Polsterfolie kann einen integrierten Stapel aus einer
die Ablage-Saughaftfläche enthaltenden Ablage-Saughaftschicht,
einer als elastisches Polster dienenden Polsterschicht und einer die
Wafer-Saughaftfläche enthaltenden Wafer-Saughaftschicht
umfassen. In diesem Fall kann die Polsterschicht aus einem elastomeren
Polymermaterial oder einem elastischen Polymerschaumstoff gebildet sein.
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Die
Bodenöffnungen können gleichmäßig über
einen der Rückseite der Wafer-Halte-Polsterfolie zugewandten
Bereich verteilt sein. Die in der Wafer-Ablage ausgebildeten Bodenöffnungen
können jeweils die Form einer Nut haben, die von ihrer
Mitte aus radial auswärts verläuft.
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Der
gepolsterte Wafer-Behälter kann ferner eine elastische
Wafer-Andruck-Polsterfolie an der Bodenseite der jeweiligen Wafer-Ablage enthalten, um
den Halbleiter-Wafer gegen die Wafer-Halte-Polsterfolie zu drücken.
In diesem Fall hat vorzugsweise zumindest die Wafer-Halte-Polsterfolie oder
die Wafer-Andruck-Polsterfolie einen elektrischen Oberflächenwiderstand
im Bereich von 108 Ω bis 1010 Ω. Der gepolsterte Wafer-Behälter
kann ferner einen Ablagenverbindungsmechanismus zum lösbaren
Verbinden der übereinander angeordneten Wafer-Ablagen zu
einem Stapel enthalten, so dass der Stapel aus übereinander
angeordneten Wafer-Ablagen an jeder beliebigen Stelle in dem Stapel getrennt
werden kann.
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Der
gepolsterte Wafer-Behälter nach vorliegender Erfindung
kann folgendermaßen ausgeführt sein. Der gepolsterte
Wafer-Behälter enthält eine Vielzahl übereinander
angeordneter Wafer-Ablagen, die jeweils zum Halten eines Halbleiter-Wafers
dienen, sowie eine an der Oberseite des jeweiligen Wafer-Behälters
angebrachte Wafer-Halte-Polsterfolie, um den Halbleiter-Wafer darauf
zu platzieren. Der auf der Oberfläche der Wafer-Halte-Polsterfolie
platzierte Halbleiter-Wafer ist in einem zwischen der jeweiligen Wafer-Ablage
und einer angrenzend darüber angeordneten weiteren Wafer-Ablage
gebildeten Innenraum aufgenommen. Der Wafer-Behälter enthält
ferner eine Wafer-Saughaftfläche, die auf der Oberfläche
der Wafer-Halte-Polsterfolie ausgebildet ist. Die Wafer-Saughaftfläche
haftet durch Ansaugen an dem Halbleiter-Wafer. Jede Wafer-Ablage
ist mit einer Vielzahl von zur Rückseite der Wafer-Halte-Polsterfolie
hin offenen Bodenöffnungen, einer mit den Bodenöffnungen
kommunizierenden Luftkammer und einer Saugöffnung zum Absaugen
von Luft aus der Luftkammer nach außen versehen. Wenn die
Luft in der Luftkammer durch die Saugöffnung nach außen gesaugt
wird, um den Luftdruck in der Luftkammer zu reduzieren, wird die
Wafer-Halte-Polsterfolie an ihren Bereichen, die den Bodenöffnungen
zugewandt sind, in einen zu den Bodenöffnungen hin gesaugten
Zustand elastisch verformt, wodurch die Trennung zwischen dem Halbleiter-Wafer
und zumindest einem Teil der Wafer-Saughaftfläche der Wafer-Halte-Polsterfolie
bewirkt wird. In diesem Fall ist die Wafer-Saughaftfläche
vorzugsweise nur an Stellen der Wafer-Halte-Polsterfolie ausgebildet,
die mit den in der jeweiligen Wafer-Ablage ausgebildeten Bodenöffnungen
zusammenfallen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung:
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Gemäß vorliegender
Erfindung ist eine Wafer-Saughaftfläche, die durch Ansaugen
an einem Halbleiter-Wafer haftet, auf der Oberfläche der
Wafer-Halte-Polsterfolie ausgebildet, wodurch der Halbleiter-Wafer
durch Ansaugen an der Oberfläche der Wafer-Halte-Polsterfolie
immer festgehalten werden kann. Folglich besteht keine Wahrscheinlichkeit, dass
der Halbleiter-Wafer während des Transports beschädigt
wird. Zudem kann der Halbleiter-Wafer jederzeit flach gehalten werden,
und eine Beschädigung aufgrund wiederholter Zustandsänderung
(zwischen dem Zustand, in dem er flach ist, und dem Zustand, in
dem er gewölbt ist) kann so verhindert werden.
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Ferner
wird die Wafer-Halte-Polsterfolie, auf der der Halbleiter-Wafer
durch Ansaugen an ihre Oberfläche gehalten ist, an einer
Vielzahl von Stellen von ihrer Rückseite her durch Druckluft
aufgeblasen (oder an einer Vielzahl von Stellen angesaugt), um dadurch
die Trennung zwischen dem Halbleiter-Wafer und zumindest einem Teil
der Wafer-Saughaftfläche der Wafer-Halte-Polsterfolie zu
bewirken. Daher kann der Halbleiter-Wafer ohne Beschädigung
leicht von der Wafer-Halte-Polsterfolie gelöst werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
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1 ist
eine geschnittene Seitenansicht, die zeigt, wie ein Halbleiter-Wafer
bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
von einer Wafer-Ablage entfernt wird.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer Vielzahl von übereinander
angeordneten Wafer-Ablagen eines gepolsterten Wafer-Behälters
nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
die einen Zustand zeigt, in dem ein Teil der übereinander
angeordneten Wafer-Ablagen von den übrigen Wafer-Ablagen
getrennt ist.
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3 ist
eine geschnittene Seitenansicht zweier Wafer-Behälter,
die bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung voneinander getrennt sind.
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4 ist
eine geschnittene Seitenansicht zweier Wafer-Behälter,
die bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung miteinander verbunden sind.
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5 ist
eine schematische Schnittansicht einer Saughaftschicht, die bei
dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
durch Ansaugen an einem Halbleiter-Wafer oder am Boden einer Wafer-Ablage
lösbar angebracht ist.
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6 ist
eine geschnittene Seitenansicht, die zeigt, wie eine Polsterfolie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
von einer Wafer-Ablage entfernt wird.
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7 ist
eine Schnittansicht einer Wafer-Ablage bei dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung entlang der Linie VII-VII in 3.
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8 ist
eine fragmentarische Schnittansicht, die zeigt, wie zwei Wafer-Ablagen
bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung voneinander
getrennt werden.
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9 ist
eine geschnittene Seitenansicht, die zeigt, wie ein Halbleiter-Wafer
bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung von einer Wafer-Ablage entfernt wird.
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10 ist
eine geschnittene Seitenansicht, die zeigt, wie ein Halbleiter-Wafer
bei einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung von einer Wafer-Ablage entfernt wird.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht einer Bodenöffnung, die in
einer Wafer-Ablage nach einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
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12 ist
eine Draufsicht einer Wafer-Halte-Polsterfolie nach einem fünften
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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13 ist
eine Schnittansicht der Wafer-Halte-Polsterfolie nach dem fünften
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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14 ist
eine Draufsicht einer Wafer-Halte-Polsterfolie nach einem sechsten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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15 ist
eine fragmentarische Seitenansicht, die zeigt, wie ein Halbleiter-Wafer
bei einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung von einer Wafer-Ablage entfernt wird.
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Beste Art die Erfindung auszuführen:
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.
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2 zeigt
die allgemeine Anordnung eines Wafer-Behälters mit Polsterfolien.
Der Wafer-Behälter hat eine Vielzahl vertikal übereinander
angeordneter horizontaler Wafer-Ablagen 1, auf denen jeweils
ein Halbleiter-Wafer W zu halten ist. Es sei darauf hingewiesen,
dass 2 den Wafer-Behälter in einem Zustand
darstellt, in dem ein Teil der übereinander angeordneten
Wafer-Ablagen 1 von den übrigen Wafer-Ablagen
getrennt ist. Zwei Basis-Ablagen 2 sind am oberen und am
unteren Ende des Stapels aus übereinander angeordneten
Wafer-Ablagen 1 angebracht. Die Basis-Ablagen 2 sind
mit Verbindungsnuten 3 zum Verbinden mit (nicht dargestellten)
mechanischen Schnittstellen ausgestattet.
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Die
Wafer-Ablagen 1 sind aus einem Kunststoff, z. B. einem
Polycarbonat-Kunstharz geformt. Wenn die Wafer-Ablagen 1 übereinander
angeordnet sind, ist ein auf der jeweiligen Wafer-Ablage 1 platzierter
Halbleiter-Wafer W in einem zwischen der Wafer-Ablage 1 und
einer angrenzend darüber angeordneten anderen Wafer-Ablage 1 gebildeten
Innenraum aufgenommen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der
Halbleiter-Wafer W nicht direkt auf der Wafer-Ablage 1,
sondern auf einer auf der Oberseite der Wafer-Ablage 1 angebrachten
Wafer-Halte-Polsterfolie 5 (im Folgenden einfach als „Haltepolster 5” bezeichnet)
platziert ist.
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Ein
elastisches ringförmiges Dichtungselement 6 ist
außerhalb des Umfangs des Haltepolsters 5 derart
angeordnet, dass es dieses gänzlich umgibt. Jede Wafer-Ablage 1 hat
Griffe 7, die an 180°-symmetrischen Stel len an
ihrer Außenkante ausgebildet sind, so dass jede Wafer-Ablage 1 von
einer Maschine einzeln gehalten werden kann.
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Jede
Wafer-Ablage 1 hat Verbindungsöffnungen 8,
die an ihrer Oberseite jeweils an Stellen (z. B. vier Stellen) ausgebildet
sind, die näher an ihrer Außenkante liegen als
das ringförmige Dichtungselement 6, um die Wafer-Ablage 1 mit
einer darüber angeordneten anderen Wafer-Ablage 1 zu
verbinden. Entsprechend den Verbindungsöffnungen 8 sind nach
unten vorstehende Verbindungshaken 9 an vier Stellen am
Boden der jeweiligen Wafer-Ablage 1 derart ausgebildet,
dass sie in die Verbindungsöffnungen 8 lösbar
eingreifen.
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Somit
bilden die Verbindungsöffnungen 8 und die Verbindungshaken 9 einen
Ablagenverbindungsmechanismus zum lösbaren Verbinden einer Vielzahl übereinander
angeordneter Wafer-Ablagen 1 zu einem Stapel, so dass der
Stapel aus übereinander angeordneten Wafer-Ablagen 1 an
jeder gewünschten Stelle in dem Stapel getrennt werden kann.
Das Bezugszeichen 10 bezeichnet Schlüssellöcher 10 zum
Einführen eines (nicht dargestellten) Aufhakschlüssels
zum Lösen der Verbindungshaken 9 aus den Verbindungsöffnungen 8.
Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Lufteinlass 11 zum
Zuführen von Druckluft von der äußeren
Umgebung, um den Halbleiter-Wafer W von der Wafer-Ablage 1 zu
entfernen, der später ausführlich beschrieben
wird.
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Die 3 und 4 sind
geschnittene Seitenansichten, die einen Zustand, in dem zwei Wafer-Ablagen 1 voneinander
getrennt sind, bzw. einen Zustand, in dem diese Wafer-Ablagen 1 übereinander
angeordnet sind, zeigen. Es sei darauf hingewiesen, dass in diesen
Figuren Schnittansichten verschiedener Stellen miteinander kombiniert
sind, um die Schnitte der Verbindungshaken 9, der Lufteinlässe 11 usw.
in einer einzigen Zeichnung zu zeigen. Das ringförmige
Dichtungselement 6 auf der jeweiligen Wafer-Ablage 1 ist
so angeordnet, dass seine untere Hälfte in eine ringförmige
Nut eingepasst ist, die auf der Oberseite der Wafer-Ablage 1 in
einer Position leicht einwärts ihrer Außenkante
ausgebildet ist. Jede Wafer-Ablage 1 ist tellerförmig
ausgebildet. Das heißt, die Oberseite der Wafer-Ablage 1 ist
an ihrem einwärts des ringförmigen Dichtungselements 6 gelegenen
Abschnitts vertieft, und ein Abschnitt der Unterseite der Wafer-Ablage 1,
der einwärts des ringförmigen Dichtungselements 6 gelegen
ist, steht nach unten vor. Das Haltepolster 5 ist in dem
vertieften Abschnitt der Oberseite der Wafer-Ablage 1 angeordnet.
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Das
Haltepolster 5 ist scheibenförmig ausgebildet
und seine Größe ist ausreichend bemessen, um im
Wesentlichen die gesamte Fläche eines Halbleiter-Wafers
W zu halten, wobei ein Material verwendet wird, das über
seine Gesamtheit keine chemisch nachteiligen Auswirkungen auf den
Halbleiter-Wafer W hat, z. B. aus einem Material, das nicht mehr
als eine vorgegebene Menge Verunreinigungsgas erzeugt. Das Haltepolster 5 umfasst
einen integrierten Stapel aus drei Schichten: einer Polsterschicht 5A, die
als elastisches Polster dient, das den Halbleiter-Wafer W vor einem
externen Stoß oder dergleichen schützt, einer
Ablage-Saughaftschicht 5B, die eine Ablage-Saughaftfläche
hat, die durch Ansaugen lösbar an der Oberseite 13 der
Wafer-Ablage 1 haftet, und eine Wafer-Saughaftschicht 5C,
die eine Wafer-Saughaftfläche hat, die durch Ansaugen lösbar an
dem Halbleiter-Wafer W haftet. Von den drei Schichten ist die Polsterschicht 5A aus
einem elastischen Polymermaterial, z. B. einen Polymerschaumstoff
wie Urethanschaum, oder einem elastomeren Polymermaterial gebildet.
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Die
Ablage-Saughaftschicht 5B und die Wafer-Saughaftschicht 5C,
die auf der Vorderseite bzw. der Rückseite der Polsterschicht 5A ausgebildet sind,
sind jeweils aus einem Material gebildet, das aller Wahrscheinlichkeit
nach keine chemisch nachteiligen Auswirkungen auf die Umgebung hat,
z. B. aus einem Polymerschaumgummi wie beispielsweise einem Acryllatexschaum,
der im Wesentlichen aus einem Acrylester-Copolymer besteht, einem
elastomeren Polymerschaumstoff oder einem Urethan-Polymerschaumstoff.
Wie in 5 schematisch dargestellt, sind die Ablage-Saughaftschicht 5B und
die Wafer-Saughaftschicht 5C aus einem Schaumstoff gebildet
und haben somit jeweils eine große Zahl darin ausgebildeter
Zellen 5h. Von den Zellen 5h fungieren Zellen 5h',
die zur Außenluft offen sind, jeweils als winzig kleine
Saugnäpfe.
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Folglich
bildet jeweils die gesamte freiliegende Fläche der Ablage-Saughaftschicht 5B und
der Wafer-Saughaftschicht 5C winzig kleine Saugnäpfe (es
sei darauf hingewiesen, dass winzig kleine Saugnäpfe nur
auf einem Teil der freiliegenden Fläche ausgebildet sein
können). Durch Andrücken der winzig kleinen Saugnäpfe
an eine Haftfläche, d. h. die Oberseite 13 der
Wafer-Ablage 1 oder den Halbleiter-Wafer W, werden die
winzig kleinen Saugnäpfe durch Ansaugen an der Oberseite 13 der
Wafer-Ablage 1 oder dem Halbleiter-Wafer W befestigt. Es
sei darauf hingewiesen, dass die Oberseite 13 der Wafer-Ablage 1 und
die Oberfläche des Halbleiter-Wafers W vorzugsweise glatte
Flächen sind, um die für diesen Zweck erforderliche
Adhäsionskraft zu gewährleisten. Auch haben die
winzig kleinen Saugnäpfe (Zellen 5h') der Saughaftschichten 5B und 5C vorzugsweise
einen mittleren Durchmesser von nicht unter ungefähr 10 μm
und nicht über ungefähr 50 μm. Es sei
darauf hingewiesen, dass es sich bei den Zellen 5h um offene
Zellen oder geschlossene Zellen handeln kann. In 5 sind
die Zellen 5h vereinfacht und schematisch dargestellt.
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Wenn
bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Halbleiter-Wafer
W wie in 3 gezeigt auf der Wafer-Ablage 1 platziert
ist, ist die Rückseite des Haltepolsters 5 durch
Ansaugen luftdicht an der Oberseite 13 der Wafer-Ablage 1 befestigt,
und der Halbleiter-Wafer W ist durch Ansaugen an der Wafer-Saughaftschicht 5C auf
der Oberseite des Haltepolsters 5 befestigt. Selbst wenn
die Wafer-Ablage 1 während einer Operation zum
Trennen zweiter Wafer-Ablagen 1 voneinander oder während
der Überprüfung des Halbleiter-Wafers W gekippt
wird, ist es folglich unwahrscheinlich, dass das Haltepolster 5 von
der Wafer-Ablage 1 gleitet und dass der Halbleiter-Wafer
W von dem Haltepolster 5 gleitet. Zudem wird der Halbleiter-Wafer
W jederzeit flach gehalten, ohne gewölbt zu werden, da
er durch Ansaugen an der Oberseite des Haltepolsters 5 befestigt
ist. Daher ist es möglich, Schäden an dem Halbleiter-Wafer
W zu verhindern, die ansonsten durch wiederholte Änderungen
zwischen dem Zustand, in dem er flach ist, und dem Zustand, in dem
er gewölbt ist, hervorgerufen werden könnten.
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Zum
Reinigen oder Austauschen kann das Haltepolster 5, wie
in 6 gezeigt, leicht von der Oberseite 13 der
Wafer-Ablage 1 entfernt werden, indem eine Bedienperson
es zwischen die Finger nimmt und es mit einer gewissen Kraft zieht.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Adhäsionskraft der
Wafer-Saughaftschicht 5C des Haltepolsters 5 relativ
zu dem Halbleiter-Wafer W vorzugsweise kleiner gewählt
sein sollte als die Adhäsionskraft der Ablage-Saughaftschicht 5B des
Haltepolsters 5 relativ zu der Oberseite 13 der
Wafer-Ablage 1, um zu verhindern, dass das Haltepolsters 5 ungewollt
von der Wafer-Ablage 1 entfernt wird, bevor der Halbleiter-Wafer
W von dem Haltepolster 5 entfernt ist. Ein derartiges Einstellen
der Adhäsionskraft kann zum Beispiel bewerkstelligt werden, indem
die jeweiligen Zellen 5h der Saughaftschichten 5B und 5C hinsichtlich
Durchmesser oder Dichte unterschiedlich ausgebildet werden.
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Jede
Wafer-Ablage hat eine elastische Wafer-Andruck-Polsterfolie 15 (im
Folgenden einfach als „Andruckpolster 15” bezeichnet),
die durch Ansaugen lösbar an ihrem Boden 14 befestigt
ist, um den darunter liegenden Halbleiter-Wafer W gegen das Haltepolster 5 der
unteren angrenzenden Wafer-Ablage 1 zu drücken.
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Das
Andruckpolster 15 bei diesem Ausführungsbeispiel
ist scheibenförmig ausgebildet und seine Größe
ist ausreichend bemessen, um einen vorbestimmten Bereich des Halbleiter-Wafers
W oder im Wesentlichen seine gesamte Fläche anzudrücken, wobei
ein Material verwendet wird, das keine chemisch nachteiligen Auswirkungen
auf den Halbleiter-Wafer W hat, wie es auch bei dem Haltepolster 5 der
Fall ist. Insbesondere enthält das Andruckpolster 15 einen
integrierten Stapel aus zwei Schichten: einer als elastisches Polster
dienenden Polsterschicht 15A und einer Saughaftschicht 15B mit
einer Saughaftfläche, die durch Ansaugen lösbar
an dem Boden 14 der Wafer-Ablage 1 befestigt wird.
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Die
Polsterschicht 15A und die Saughaftschicht 15B,
die bei diesem Ausführungsbeispiel das Andruckpolster 15 bilden,
sind auf die gleiche Weise angeordnet, wie die Polsterschicht 5A und
die Ablage-Saughaftschicht 5B (oder die Wafer-Saughaftschicht 5C),
die das oben beschriebene Haltepolster 5 bilden. Folglich
kann das Andruckpolster 15 durch Ansaugen an dem Boden 14 der
Wafer-Ablage 1 lösbar befestigt werden. Das Andruckpolster 15 kann zum
Reinigen oder Austauschen, wie in 6 gezeigt,
leicht von dem Boden 14 der Wafer-Ablage 1 entfernt
werden, indem eine Bedienperson es zwischen die Finger nimmt und
mit einer gewissen Kraft zieht.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass das Haltepolster 5 und das
Andruckpolster 15 durch mechanische Befestigungsmittel
unter Verwendung eines Befestigungsrahmens oder dergleichen oder
durch Thermoschweißen oder ähnliche Mittel an
der Wafer-Ablage 1 befestigt sein können. Wenn
das Haltepolster 5 fest an der Oberseite 13 der
Wafer-Ablage 1 befestigt ist (zumindest an seinem äußeren
Umfangsbereich luftdicht) ist die Einschränkung hinsichtlich
des Drucks der Druckluft (später beschrieben) vorteilhaft
reduziert, ebenso wie die Einschränkung hinsichtlich der
Adhäsionskraft zwischen dem Haltepolster 5 und
dem Halbleiter-Wafer W.
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Wie
weiter in den 3 und 4 dargestellt,
ist in jeder Wafer-Ablage 1 eine Luftkammer 16 in
der Bodenwand ausgebildet, die mit dem oben beschriebenen Lufteinlass 11 in
Verbindung steht. Die Oberseite 13 der Wafer-Ablage 1 hat
eine Vielzahl von Bodenöffnungen 17, die an jeweiligen
Stellen ausgebildet sind, die der Ablage-Saughaftschicht 5B auf
der Rückseite des Haltepolsters 5 zugewandt sind.
Die Bodenöffnungen 17 kommunizieren direkt mit
der Luftkammer 16.
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Genauer
gesagt ist eine große Zahl (z. B. von ungefähr
20 bis ungefähr 1000) Bodenöffnungen 17 gleichmäßig über
einen Bereich verteilt, der der Rückseite des Haltepolsters 5 zugewandt
ist, wie auch in 7 gezeigt, die eine Schnittansicht
entlang der Linie VII-VII in 3 ist. Beispielsweise
sind die Bodenöffnungen 17 so ausgebildet, dass
ihre Gesamtfläche nicht kleiner ist als die Hälfte
der Fläche des Halbleiter-Wafers W. Die Luftkammer 16 ist durch
Aushöhlen der Wafer-Ablage 1 zu einem einzigen
scheibenförmigen Raum ausgebildet, der direkt mit allen
Boden öffnungen 17 kommuniziert. Soll verhindert
werden, dass die Luftkammer 16 durch eine externe Kraft
zerdrückt wird, sollten vorzugsweise säulenförmige
Element oder dergleichen auf geeignete Weise in der Luftkammer 16 angeordnet
werden. Der Lufteinlass 1 kommuniziert direkt mit einem äußeren
Randabschnitt der Luftkammer 16.
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Wenn
bei der oben beschriebenen Anordnung, wie in 1 gezeigt,
Druckluft von einer Druckpumpe 20 oder dergleichen durch
den Lufteinlass 11 in die Luftkammer 16 geleitet
wird, um den Luftdruck in der Luftkammer 16 zu erhöhen,
wird das Haltepolster 5 an den Bodenöffnungen 17 zugewandten
Stellen in eine nach außen aufgeblasene Form elastisch
verformt. Folglich löst sich der Halbleiter-Wafer W an
seinen Bereichen, die nicht zu denjenigen an den Oberseiten der
aufgeblasenen Abschnitte und ihren benachbarten Bereichen gehören, von
der Wafer-Saughaftschicht 5C des Haltepolsters 5.
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Folglich
kann danach der Halbleiter-Wafer W mit geringer Kraft von dem Haltepolster 5 getrennt werden.
Somit kann der Halbleiter-Wafer W ohne Beschädigung leicht
von dem Haltepolster 5 entfernt werden. Wird das Haltepolster 5 mit
einer Kraft gezogen, die die Kraft zum Trennen des Halbleiter-Wafers W
von dem Haltepolster 5 übersteigt, kann das Haltepolster 5 zum
bedarfsweisen Reinigen oder Austauschen von der Oberseite 13 der
Wafer-Ablage 1 getrennt werden, wie oben erklärt
wurde.
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Wie
weiter in den 3 und 4 dargestellt
ist, hat jeder Verbindungshaken 9 einen länglichen
Schaftabschnitt, der von dem Boden 14 der Wafer-Ablage 1 absteht,
und einen nach außen gebogenen L-förmigen Hakenabschnitt,
der an dem distalen Ende des Schaftabschnitts einstückig
ausgebildet ist. Folglich tritt, wie in 4 gezeigt,
wenn eine Wafer- Ablage 1 über einer unteren Wafer-Ablage 1 angeordnet
und gegen letztere gedrückt wird, der Hakenabschnitt des
jeweiligen Verbindungshakens 9 unter elastischer Verformung
seines Schaftabschnitts in die zugehörige Verbindungsöffnung 8 ein. Nach
Eintreten des Hakenabschnitts in die Verbindungsöffnung 8 kehrt
der Verbindungshaken 9 in seine ursprüngliche
Form vor der elastischen Verformung zurück. Als Ergebnis
steht der Hakenabschnitt des Verbindungshakens 9 fest mit
der Verbindungsöffnung 8 in Eingriff, und somit
sind die beiden übereinander angeordneten Wafer-Ablagen 1 miteinander
verbunden.
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Infolgedessen
wird das in die untere Wafer-Ablage 1 eingepasste ringförmige
Dichtungselement 6 über seinen gesamten Umfang
durch den Boden 14 der oberen Wafer-Ablage 1 gedrückt
und elastisch verformt. Somit wird der Raum, der den Halbleiter-Wafer
W innerhalb des ringförmigen Dichtungselements 6 beherbergt,
gegenüber der äußeren Umgebung abgedichtet.
Folglich wird der auf der unteren Wafer-Ablage 1 platzierte
Halbleiter-Wafer W zwischen dem Haltepolster 5 der unteren
Wafer-Ablage 1 und dem Andruckpolster 15 der oberen
Wafer-Ablage 1 elastisch gehalten. Somit wird der Halbleiter-Wafer
W sicher gehalten, ohne dass er äußeren Einwirkungen
wie z. B. einem Stoß direkt ausgesetzt ist.
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So
sind eine geeignete Anzahl von Wafer-Ablagen 1, die jeweils
einen Halbleiter-Wafer W halten, übereinander angeordnet
und miteinander verbunden, und in diesem Zustand können
die Halbleiter-Wafer W sicher transportiert und aufbewahrt werden.
Wenn eine Wafer-Ablage 1 von dem Stapel übereinander
angeordneter Wafer-Ablagen 1 getrennt werden soll, wie
in 8 gezeigt, wird ein (nicht dargestellter) Aufhakschlüssel
in das Schlüsselloch 10 eingeführt, was
das elastische Verformen des Schaftabschnitts des Verbindungshakens 9 bewirkt,
so dass der Verbindungshaken 9 aus der Verbindungsöffnung 8 lösbar
ist. Folglich kann die obere Wafer-Ablage 1 angehoben und
von der unteren Wafer-Ablage 1 getrennt werden.
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Im Übrigen
hat der Halbleiter-Wafer W allgemein einen elektrischen Oberflächenwiderstand
der Größenordnung von 109 Ω.
Daher können, wenn das Haltepolster 5 und das
Andruckpolster 15, die die Vorderseite bzw. Rückseite
des Halbleiter-Wafers W berühren, so ausgelegt sind, dass
sei einen Oberflächenwiderstand haben, der im Wesentlichen
gleich dem des Halbleiter-Wafers W ist, die Adhäsion von Staub
an der Kontaktfläche mit dem Halbleiter-Wafer W sowie elektrisch
nachteilige Auswirkungen auf auf dem Halbleiter-Wafer W ausgebildete
elektrische Schaltungen unterdrückt werden. Folglich sollte
vorzugsweise zumindest das Haltepolster 5 oder das Andruckpolster 15 einen
elektrischen Oberflächenwiderstand im Bereich von 108 Ω bis 1010 Ω haben.
Im besten Fall haben sowohl das Haltepolster 5 als auch das
Andruckpolster 15 einen elektrischen Oberflächenwiderstand
der Größenordnung von 109 Ω,
d. h. den gleichen elektrischen Widerstand wie derjenige des Halbleiter-Wafers
W.
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Die 9 und 10 zeigen
ein zweites bzw. ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, wobei jede darstellt, wie ein Halbleiter-Wafer W von
einer Wafer-Ablage 1 entfernt wird. Bei diesen Ausführungsbeispielen
dienen nur einige Bereiche der Wafer-Saughaftschicht 5C des
Haltepolsters 5 als Wafer-Saughaftflächen 50,
die durch Ansaugen an dem Halbleiter-Wafer W haften. Die übrigen
Bereiche der Wafer-Saughaftschicht 5C sind nicht haftende
Flächen 51, die nicht durch Ansaugen an dem Halbleiter-Wafer
W haften. Bei dem in 9 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel
sind Wafer-Saughaftflächen 50 nur an Stellen ausgebildet, die
mit den in der Wafer-Ablage 1 ausgebildeten Boden öffnungen 17 zusammenfallen.
Bei dem in 10 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel
sind Wafer-Saughaftflächen 50 nur an Stellen ausgebildet,
die nicht mit den in der Wafer-Ablage 1 ausgebildeten Bodenöffnungen 17 zusammenfallen.
Bei diesen Anordnungen können der Halbleiter-Wafer W und
das Haltepolster 5 noch leichter durch aus dem Lufteinlass 11 eingeblasene
Druckluft getrennt werden.
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11 zeigt
eine der Bodenöffnungen 17 bei einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist jede in der Wafer-Ablage 1 ausgebildete Bodenöffnung 17 eine
kreuzförmige Nut. Das Bezugszeichen 17a bezeichnet
eine Luftöffnung, die mit der Luftkammer 16 kommuniziert.
Die in dieser Form ausgebildeten Bodenöffnungen 17 haben
den folgenden vorteilhaften Effekt. Wenn der Druck der Druckluft
von den Bodenöffnungen 17 aus auf das Haltepolster 5 wirkt,
wird das Haltepolster 5 von seinen entlang den Bodenöffnungen 17 verlaufenden
Stellen aus schrittweise verformt. Wenn sich die Verformung schrittweise
um die Bodenöffnungen 17 herum entwickelt, trennen
sich der Halbleiter-Wafer W und das Haltepolster 5 behutsam
voneinander. Daher kann die auf den Halbleiter-Wafer W ausgeübte
Belastung reduziert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die
Bodenöffnungen 17 in einer Nutform ausgebildet
sein können, die von der Mitte der jeweiligen Bodenöffnung 17 radial
auswärts verläuft, z. B. als spiralförmige
Nut oder als eine Vielzahl von geraden radialen Nuten.
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12 zeigt
die Wafer-Saughaftschicht 5C des Haltepolsters 5 bei
einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel bildet nicht
die gesamte Fläche des Haltepolsters 5 eine Wafer-Saughaftfläche 50,
die durch Ansaugen an dem Halbleiter-Wafer W haftet, sondern eine
Vielzahl von Wafer-Saughaftflächen 50 ist in regelmäßigen
Abständen und mit regelmäßiger Dichte
verteilt, während der Rest der Wafer-Saughaftschicht 5C nicht
haftende Flächen 51 bildet, die nicht durch Ansaugen
an dem Halbleiter-Wafer W haften. 13 ist
eine Schnittansicht der Wafer-Saughaftschicht 5C. Wenn
eine Unregelmäßigkeit auf der Oberfläche
der Wafer-Saughaftschicht 5C ausgebildet ist, bilden Erhebungen
Wafer-Saughaftflächen 50, während Vertiefungen
(d. h. vertiefte Abschnitte) nicht haftende Flächen 51 bilden,
wie in 13 dargestellt ist. Alternativ
können die nicht haftenden Flächen 51 durch
thermische Bearbeitung ausgebildet werden. Die Adhäsionskraft
der Wafer-Saughaftschicht 5C kann nach Wunsch eingestellt
werden, indem eine geeignete Dichte von Wafer-Saughaftflächen 50 gewählt
wird, wie oben erklärt. Die Wafer-Saughaftflächen 50 können
in verschiedenen Bereichen mit unterschiedlichen Dichten ausgebildet
sein. Die Wafer-Saughaftflächen 50 können
in einer durchgängigen netzartigen Struktur ausgebildet
sein, wie in 14 dargestellt ist, die ein sechstes
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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15 zeigt
ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist anstelle des Lufteinlasses 11 der Wafer-Ablage 1 eine
Saugöffnung 11' zum externen Absaugen von Luft
aus der Luftkammer 16 vorgesehen. Das heißt, die
Luft in der Luftkammer 16 wird durch eine Saugpumpe 30 oder
dergleichen durch die Saugöffnung 11' abgesaugt,
um den Luftdruck in der Luftkammer 16 zu reduzieren, was
bewirkt, dass das Haltepolster 5 an seinen den Bodenöffnungen 17 zugewandten
Bereichen in einen Zustand, in dem es zu den Bodenöffnungen 17 hin
angesaugt ist, elastisch verformt wird, wodurch ein Teil oder die
Gesamtheit der Wafer-Saughaftschicht 5C des Haltepolsters 5 von
dem Halbleiter-Wafer W getrennt wird. Es sei darauf hingewiesen,
dass bei diesem Ausführungsbeispiel Wafer-Saughaftflächen 50 vorzugs weise
nur an Stellen ausgebildet sind, die mit den in der Wafer-Ablage 1 ausgebildeten
Bodenöffnungen 17 zusammenfallen, wie es bei dem
in 9 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel
der Fall ist.
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Was
die Inhalte der folgenden Punkte (1) bis (8) betrifft, kann das
siebte Ausführungsbeispiel Anordnungen verwenden, die denen
der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ähneln:
- (1) Eine Ablage-Saughaftfläche (5B),
die durch Ansaugen luftdicht an der Oberseite 13 der Wafer-Ablage 1 haftet,
ist auf der Rückseite des Haltepolsters 5 ausgebildet.
- (2) Was die jeweilige Adhäsionskraft der Wafer-Saughaftfläche
(5C) und der Ablage-Saughaftfläche (5B)
des Haltepolsters 5 betrifft, so ist die Adhäsionskraft
der Wafer-Saughaftfläche (5C) relativ zu dem Halbleiter-Wafer
W kleiner gewählt als die Adhäsionskraft der Ablage-Saughaftfläche (5B)
relativ zu der Oberseite 13 der Wafer-Ablage.
- (3) Das Haltepolster 5 umfasst einen integrierten Stapel
aus einer Ablage-Saughaftschicht 5B mit einer Ablage-Saughaftfläche,
einer als elastisches Polster dienenden Polsterschicht 5A und einer
Wafer-Saughaftschicht 5C mit einer Wafer-Saughaftfläche.
- (4) Die Polsterschicht 5A ist aus einem elastischen
elastomeren Polymermaterial oder einem elastischen Polymerschaumstoff
gebildet.
- (5) Eine Vielzahl von Bodenöffnungen 17 ist gleichmäßig über
einen der Rückseite des Haltepolsters 5 zugewandten
Bereich verteilt.
- (6) Eine elastisches Andruckpolster 15 ist am Boden 14 der
jeweiligen Wafer-Ablage 1 angeordnet, um den Halbleiter-Wafer
W gegen das Haltepolster 5 zu drücken.
- (7) Zumindest das Haltepolster 5 oder das Andruckpolster 15 hat
einen elektrischen Oberflächenwiderstand im Bereich von
108 Ω bis 1010.
- (8) Verbindungsöffnungen 8 und Verbindungshaken 9 (Ablagenverbindungsmechanismus)
sind vorgesehen, um eine Vielzahl übereinander angeordneter
Wafer-Ablagen 1 derart zu einem Stapel zu verbinden, das
der Stapel aus übereinander angeordneten Wafer-Ablagen 1 an
jeder beliebigen Stelle in dem Stapel getrennt werden kann.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt
ist. Beispielsweise ist der Ablagenverbindungsmechanismus nicht
auf die Struktur beschränkt, bei der die Verbindungshaken 9 in
die Verbindungsöffnungen 8 eingreifen, sondern kann
jede beliebige andere Ablagenverbindungsstruktur sein.
-
Zusammenfassung
-
Eine
Wafer-Halte-Polsterfolie (5) hat eine auf einer Oberfläche
ausgebildete Wafer-Saughaftfläche (5C), die durch
Ansaugen an einem Halbleiter-Wafer (W) haftet. Eine Wafer-Ablage
(1) ist mit einer Vielzahl von zu der Rückseite
der Wafer-Halte-Polsterfolie (5) hin offenen Bodenöffnungen
(17), einer mit den Bodenöffnungen kommunizierenden
Luftkammer (16) und einem Lufteinlass (11) zum
Zuführen von Druckluft in die Luftkammer (16)
von außen versehen. Wenn also Druckluft durch den Lufteinlass
(11) in die Luftkammer (16) zugeführt
wird, um den Luftdruck in der Luftkammer (16) zu erhöhen,
wird die Wafer-Halte-Polsterfolie (5) an den Bodenöffnungen (17)
zugewandten Bereichen in eine aufgeblasene Form elastisch verformt,
wodurch die Trennung zwischen dem Halbleiter-Wafer (W) und zumindest
einem Teil der Wafer-Saughaftfläche (5C) der Wafer-Halte-Polsterfolie
(5) bewirkt wird.
-
- 1
- Wafer-Ablage
- 5
- Haltepolster
(Wafer-Halte-Polsterfolie)
- 5A
- Polsterschicht
- 5B
- Ablage-Saughaftschicht
- 5C
- Wafer-Saughaftschicht
- 8
- Verbindungsöffnung
(Ablagenverbindungsmechanismus)
- 9
- Verbindungshaken
(Ablagenverbindungsmechanismus)
- 11
- Lufteinlass
- 11'
- Saugöffnung
- 13
- Oberseite
- 14
- Boden
- 15
- Andruckpolster
(Wafer-Andruck-Polsterfolie)
- 15A
- Polsterschicht
- 15B
- Saughaftschicht
- 16
- Luftkammer
- 17
- Bodenöffnung
- 20
- Druckpumpe
- 30
- Saugpumpe
- 50
- Wafer-Saughaftfläche
- 51
- nicht
haftende Fläche
- W
- Halbleiter-Wafer
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003-168731 [0004]
- - JP 2005-191419 [0004]