DE19625846A1 - Vakuumgreifer zum Tragen eines Halbleiterwafers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine Wafertransportvorrichtung, die zum Ansaugen mittels Vakuum und Tragen eines Halbleiterwafers während der Herstellung eines Halbleiterbauteils verwendet wird, insbesondere einen Vakuumgreifer mit einer verbesserten Vakuumspitze, die einen Wafer mittels Vakuum ansaugt, um einen Halbleiterwafer stabil zu transportieren.

Nach dem Stand der Technik ist gut bekannt, daß zum Herstellen eines Halbleiterbauteils, insbesondere eines Großintegrationsschaltkreises, eine hohe Reinheit erforderlich ist und daß der Grad der Reinheit als ein wesentlicher Faktor beim Festlegen der Produktausbeute, der Zuverlässigkeit und der Qualität eines Halbleiterbauteils dient.

Partikel, die als Verunreinigung wirken, müssen bei der Bauteilherstellung ausreichend in Betracht gezogen werden und es ist notwendig die Temperatur und die Feuchtigkeit zu regulieren, um die verschiedenen Arten der Prozeßzustände zu stabilisieren. Weil solche Arbeitsumgebungen auch einen großen Einfluß auf die Funktion und Zuverlässigkeit eines Bauteils ausüben, ist es sehr wichtig, die Arbeitsumgebung an das entsprechende Herstellungsverfahren anzupassen.

Ebenso wirkt ein Bediener als die größte Verunreinigungsquelle bei der Herstellung eines Halbleiterbauteils. Weil ein Bediener in der Arbeitsumgebung ständig atmet, ist es notwendig eine hygienische Kleidung zu tragen.

Es sind die Hände eines Bedieners, die einen Halbleiterwafer verunreinigen. Salz- und Fettflecken auf der Haut haben eine ungünstige Auswirkung auf die Bauteilkennwerte. Demgemäß wurden zum Tragen eines Halbleiterwafers, ohne ihn direkt zu berühren, zwei verschiedene Arten von Wafertransportinstrumenten verwendet: ein rostfreier Greifer und ein Greifer mit Greifbeschränkung. Der erstere weist jedoch darin ein Problem auf, daß die auf einem Wafer abgeschiedene Fotolackschicht zerrissen wird, wenn der Wafer durch ihn ergriffen wird, und der letztere weist das Problem auf, daß die Peripherie eines Wafers dadurch beschädigt wird.

Aufgrund der oben beschriebenen Probleme wurde nach dem Stand der Technik ein in Fig. 1 dargestellter Vakuumgreifer verwendet, um einen Wafer zu befördern, wobei der Greifer mittels Ansaugkräften ohne irgendeinen Kontakt zum Wafer arbeitet.

Bezugnehmend auf Fig. 1 weist ein Vakuumgreifer nach dem Stand der Technik eine mit einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt) verbundene Pumpleitung 20 und eine mit der Pumpleitung 20 verbundene Vakuumspitze 10 auf. Die Vakuumspitze 10 ist aus Plastik oder Teflon hergestellt. Ihre flache Vorderseite weist eine Nut mit ungefähr 0,1 mm Tiefe, ein Ansaugteil 2 mit parallel zueinander ausgerichteten, rechteckigen Stützelementen 2b und 2c sowie ein Ansaugloch 2a in der Nut auf. Das Ansaugloch 2a weist einen Durchmesser auf, der dem Abstand zwischen den Stützelementen 2b und 2c entspricht. Weil die Stützelemente 2b und 2c parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Höhe identisch mit der Tiefe der Nut ist, kann die Beschädigung eines Wafers vermieden werden, die aufgrund der starken Ansaugkräfte bei Betrieb eines Greifers möglich ist. Die in das Loch 2a hineingesaugte Luft strömt durch die innenliegende Leitung der Vakuumspitze 10 zur Pumpleitung 20.

Falls, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Wafer durch Verwendung eines Vakuumgreifers transportiert wird, wird der Ansaugteil 2 der Vakuumspitze 10 im Vakuumgreifer auf der Rückseite eines Wafers 30 plaziert, falls danach ein am Vakuumgreifer befestigter Schalter (nicht dargestellt) angeschaltet wird, haftet der Wafer 30 am Ansaugteil 2 mittels Kräften, die Luft in das Loch 2a einsaugen. Weil eine Vakuumgreiferspitze 10 nach dem Stand der Technik aus einem Plastik- oder einem Teflonmaterial hergestellt ist, neigt die Spitze bei nachlässiger Verwendung zum Nachgeben. In diesem Fall nimmt die Ansaugeffizienz aufgrund eines Vakuumlecks beim Ansaugen eines Wafers ab, weil die Vorderseite des Wafers nicht flach anliegt. Falls eine Ansaugeffizienz aufgrund eines Vakuumlecks unter einen vorher festgelegten Wert abnimmt, entsteht dadurch ein Problem, daß der Wafer herabfällt und so beschädigt wird.

Da weiterhin ein Vakuumgreifer nach dem Stand der Technik nur ein Ansaugteil 2 auf der Spitze 10 aufweist, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, weist er aufgrund der Biegsamkeit der Vakuumspitze 10 das Problem einer starken Abnahme der Ansaugkraft auf. Der Vakuumgreifer mit nur einem Ansaugloch weist ebenfalls das Problem der starken Abnahme der Ansaugkraft auf, wenn das Loch durch Verunreinigungsmaterial, wie Partikel, verstopft ist.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Vakuumgreifer vorzusehen, der eine höhere Ansaugkraft für einen Wafer aufweist.

Ferner soll ein Vakuumgreifer vorgesehen werden, der einen Halbleiterwafer mittels Vakuum ausreichend ansaugen kann, selbst wenn aufgrund der Biegsamkeit der Vakuumspitze ein Vakuumleck in einem Ansaugteil auftritt.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Insbesondere sieht die Erfindung einen Vakuumgreifer vor, der zum Ansaugen mittels Vakuum und Tragen eines Halbleiterwafers verwendet wird, wobei der Vakuumgreifer eine Vakuumspitze mit y-förmigem Aufbau, wobei die Vakuumspitze ein flaches, über eine Pumpleitung mit einer Vakuumpumpe verbundenes Gehäuse und zwei vom Gehäuse abstehende, flache Erweiterungen zum Ansaugen des Wafers mittels Vakuum aufweist, und mindestens drei auf der flachen Vorderseite ausgebildete Ansaugteile aufweist, wobei jedes Ansaugteil eine Nut aufweist, mit dem der durch die drei Ansaugteile mittels Vakuum angesaugte Halbleiterwafer getragen werden kann.

Beim Vakuumgreifer weist jedes der drei Ansaugteile mindestens zwei mit einer Rückseite des Wafers in Berührung stehende Stützelemente und ein mit der Pumpleitung in Verbindung stehendes Ansaugloch auf.

Beim Vakuumgreifer weist jedes der Stützelemente eine rechteckige Form und eine Höhe auf, die im wesentlichen gleich der Tiefe der Nut ist.

Beim Vakuumgreifer sind die drei Ansaugteile im Gehäuse bzw. in den beiden Erweiterungsteilen angelegt.

Beim Vakuumgreifer ist die Vakuumspitze entweder aus einem Teflon- oder einem Plastikmaterial hergestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht, die einen Vakuumgreifer nach dem Stand der Technik darstellt;

Fig. 2 eine Darstellung, wie ein Wafer durch Ansaugen seiner Rückseite mittels Vakuum durch Einsatz des Vakuumgreifers von Fig. 1 befördert wird; und

Fig. 3 eine Draufsicht, die einen Vakuumgreifer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Bezugnehmend auf Fig. 3 weist ein neuer Vakuumgreifer gemäß der Erfindung eine y-förmige Vakuumspitze 10 auf, die mindestens drei Ansaugteile 12, 14 und 16 einschließt, die an ihrer flachen Vorderseite ausgebildet sind.

Nimmt man wiederum auf Fig. 3 Bezug, so ist die Spitze 10 des Vakuumgreifers mit einer Pumpleitung 20 einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt) verbunden. Die Vakuumspitze 10 weist ebenfalls ein flaches Gehäuse 11c sowie zwei flache Erweiterungen 11a und 11b auf, welche vom Gehäuse 11c abstehen. Die Vakuumspitze 10 ist aus einem Plastik- oder einem Teflonmaterial hergestellt.

Rechteckige Stützelemente 12b und 12c, 14b und 14c bzw. 16b und 16c sind auf jedem der drei Ansaugteile 12, 14 bzw. 16 ausgebildet, von denen jedes eine ovale Nut mit 0,1 mm Tiefe aufweist. Dort sind Ansauglöcher 12a, 14a bzw. 16a angeordnet mit einem Durchmesser, der dem Abstand zwischen den zwei rechteckigen Stützelementen auf jedem der Ansaugteile entspricht.

Wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, weist z. B. das auf dem Gehäuse 11c der Vakuumspitze 10 ausgebildete Ansaugteil 12 zwei rechteckige Stützelemente 12b und 12c sowie das Ansaugloch 12a auf. Das auf der flachen Erweiterung 11a ausgebildete Ansaugteil 14 weist zwei rechteckige Stützelemente 14b und 14c sowie das Ansaugloch 14a auf. Das auf der Erweiterung 11b ausgebildete Ansaugteil 16 weist zwei rechteckige Stützelemente 16b und 16c sowie das Ansaugloch 16a auf.

Jedes der drei Ansaugteile 12, 14 bzw. 16 ist entsprechend im Gehäuse 11c, in der Erweiterung 11a bzw. 11b angelegt, wobei jedes ein mit einer Pumpleitung 20 verbundenes Ansaugloch aufweist.

Weil der Vakuumgreifer der Erfindung, wie oben beschrieben, mindestens drei in der flachen Vorderseite ausgebildete Ansaugteile aufweist, kann die Ansaugkraft für einen Wafer verbessert werden.

Weil weiterhin eine Vakuumspitze einen y-förmigen Aufbau aufweist, kann ein Wafer durch Vakuum ausreichend angesaugt werden, selbst wenn ein Vakuumleck aufgrund der Biegsamkeit der Vakuumspitze auftritt.

Selbst wenn das Ansaugloch irgendeines Ansaugteils durch Partikel verstopft ist, kann außerdem ein Wafer stabil durch die ausreichende Ansaugkraft der anderen Ansaugteile getragen werden ohne den Wafer fallenzulassen, weil drei Ansaugteile auf der Vakuumspitze ausgebildet sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei rechteckige Stützelemente parallel auf jedem Ansaugteil ausgebildet.

Entsprechend der Fläche jedes Ansaugteils können jedoch mehr als zwei Stützelemente darauf ausgebildet werden.

Claims (5)

1. Vakuumgreifer, der zum Ansaugen mittels Vakuum und Tragen eines Halbleiterwafers verwendet wird, wobei der Vakuumgreifer aufweist:
eine Vakuumspitze (10) mit y-förmigem Aufbau, wobei die Vakuumspitze ein flaches Gehäuse (11c), das über eine Pumpleitung (20) mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, und zwei flache Erweiterungen (11a, 11b) aufweist, die von dem Gehäuse (11c) abstehen, um den Wafer mittels Vakuum anzusaugen; und
mindestens drei Ansaugteile (12, 14, 16), die auf der flachen Vorderseite ausgebildet sind, wobei jedes der Ansaugteile (12, 14, 16) eine Nut aufweist, mit dem der von den drei Ansaugteilen mittels Vakuum angesaugte Halbleiterwafer getragen werden kann.

2. Vakuumgreifer gemäß Anspruch 1, bei dem jedes der drei Ansaugteile (12, 14, 16) mindestens zwei Stützelemente (12b, 12c, 14b, 14c, 16b, 16c), die mit einer Rückseite des Wafers in Berührung stehen, und ein Ansaugloch (12a, 14a, 16a) aufweist, das mit der Pumpleitung (20) in Verbindung steht.

3. Vakuumgreifer gemäß Anspruch 2, bei dem jedes der Stützelemente (12b, 12c, 14b, 14c, 16b, 16c) eine rechteckige Form und eine Höhe aufweist, die im wesentlichen gleich der Tiefe der Nut ist.

4. Vakuumgreifer gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die drei Ansaugteile (12, 14, 16) im Gehäuse (11c) bzw. in den beiden Erweiterungsteilen (11a, 11b) angelegt sind.

5. Vakuumgreifer gemäß Anspruch 1, bei dem die Vakuumspitze (10) entweder aus einem Teflon- oder einem Plastikmaterial hergestellt ist.