DE19625846A1 - Vacuum gripper for carrying a semiconductor wafer - Google Patents
Vacuum gripper for carrying a semiconductor waferInfo
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Abstract
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.The invention relates generally to one Wafer transport device for vacuum suction and carrying a semiconductor wafer during manufacture of a semiconductor component is used, in particular one Vacuum gripper with an improved vacuum tip that vacuum sucks a wafer around one To transport semiconductor wafers stably.
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.In the prior art it is well known that for Manufacture of a semiconductor component, in particular one Large scale integration circuit, high purity is required and that the degree of purity as a essential factor in determining the product yield, the Reliability and the quality of a semiconductor device serves.
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.Particles that act as impurities must Component manufacturing should be considered sufficiently and it is necessary to increase the temperature and humidity regulate to the different types of process states to stabilize. Because such work environments also have one great influence on the function and reliability of a Exercise component, it is very important the work environment to adapt to the corresponding manufacturing process.
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.An operator also acts as the tallest Source of contamination in the manufacture of a Semiconductor device. Because an operator in the Working environment breathes constantly, it is necessary one wear hygienic clothing.
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.It is the operator's hands, the one Contaminate semiconductor wafers. Salt and grease stains the skin have an adverse effect on the Component characteristics. Accordingly, wearing a Semiconductor wafers, without touching it directly, two different types of wafer transport instruments used: a stainless gripper and a gripper with Limitation of grip. However, the former instructs in it Problem on that deposited on a wafer Photoresist layer is torn when the wafer passes through it is taken, and the latter has the problem that the periphery of a wafer is thereby damaged.
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.Due to the problems described above, a vacuum gripper shown in Fig. 1 has been used in the prior art to convey a wafer, the gripper operating by means of suction forces without any contact with the wafer.
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.Referring to Fig. 1 has a (not shown) to a vacuum pump, a vacuum gripper according to the prior art related pump line 20 and a pump connected to the vacuum line 20 to tip 10. The vacuum tip 10 is made of plastic or Teflon. Its flat front has a groove with a depth of approximately 0.1 mm, a suction part 2 with rectangular support elements 2 b and 2 c aligned parallel to one another and a suction hole 2 a in the groove. The suction hole 2 a has a diameter that corresponds to the distance between the support elements 2 b and 2 c. Because the support elements 2 b and 2 c are arranged parallel to one another, the height being identical to the depth of the groove, the damage to a wafer that is possible due to the strong suction forces during operation of a gripper can be avoided. The air sucked into the hole 2 a flows through the inner line of the vacuum tip 10 to the pump line 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.If, as shown in FIG. 2, a wafer is transported using a vacuum gripper, the suction part 2 of the vacuum tip 10 is placed in the vacuum gripper on the back of a wafer 30 , if a switch (not shown) attached to the vacuum gripper is then switched on the wafer 30 on the suction member 2 by means forces the air into the hole 2 a suck. Because a prior art vacuum gripper tip 10 is made of a plastic or a Teflon material, the tip tends to yield when used carelessly. In this case, the suction efficiency decreases due to a vacuum leak when sucking a wafer because the front of the wafer is not flat. If a suction efficiency decreases below a predetermined value due to a vacuum leak, a problem arises in that the wafer falls and is damaged.
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.Further, since a vacuum gripper according to the prior art has only one suction member 2 on the tip 10, as shown in Fig. 1, it has due to the flexibility of the vacuum tip 10 to the problem of a strong decrease of the aspiration. The vacuum gripper with only one suction hole also has the problem of a large decrease in the suction force when the hole is blocked by contaminant material such as particles.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Vakuumgreifer vorzusehen, der eine höhere Ansaugkraft für einen Wafer aufweist.It is an object of the invention a vacuum gripper to provide a higher suction force for a wafer having.
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.Furthermore, a vacuum gripper should be provided, which one Vacuum semiconductor wafers sufficiently, even if due to the flexibility of the vacuum tip Vacuum leak occurs in a suction part.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The above object is achieved by the in claim 1 specified features solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims specified.
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.In particular, the invention provides a vacuum gripper, the one for vacuuming and wearing one Semiconductor wafers are used, the vacuum gripper a vacuum tip with a y-shaped structure, the Vacuum tip a flat one, via a pump line with a Vacuum pump connected housing and two from the housing protruding, flat extensions for suction of the wafer by means of vacuum, and at least three on the has flat suction parts, wherein each suction part has a groove with which the through the three suction parts sucked in by vacuum Semiconductor wafers can be worn.
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.With the vacuum gripper, each of the three suction parts at least two in contact with a back of the wafer standing support elements and one with the pump line in Connected suction hole.
Beim Vakuumgreifer weist jedes der Stützelemente eine rechteckige Form und eine Höhe auf, die im wesentlichen gleich der Tiefe der Nut ist. In the vacuum gripper, each of the support elements has one rectangular shape and a height that is essentially is equal to the depth of the groove.
Beim Vakuumgreifer sind die drei Ansaugteile im Gehäuse bzw. in den beiden Erweiterungsteilen angelegt.With the vacuum gripper, the three suction parts are in the housing or created in the two extension parts.
Beim Vakuumgreifer ist die Vakuumspitze entweder aus einem Teflon- oder einem Plastikmaterial hergestellt.With the vacuum gripper, the vacuum tip is either one Made of Teflon or a plastic material.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the Drawings shown and will be described in more detail below described. Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht, die einen Vakuumgreifer nach dem Stand der Technik darstellt; Fig. 1 is a plan view illustrating a vacuum gripper according to the prior art;
Fig. 2 eine Darstellung, wie ein Wafer durch Ansaugen seiner Rückseite mittels Vakuum durch Einsatz des Vakuumgreifers von Fig. 1 befördert wird; und Fig. 2 is an illustration of how a wafer is conveyed by sucking its back by vacuum using the vacuum gripper of Fig. 1; and
Fig. 3 eine Draufsicht, die einen Vakuumgreifer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Fig. 3 is a plan view illustrating a vacuum gripper according to one embodiment of the invention.
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.Referring to FIG. 3, a new vacuum gripper according to the invention, a y-shaped vacuum tip 10, including at least three suction members 12, 14 and 16 includes, formed on its flat front side.
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.Referring again to FIG. 3, the tip 10 of the vacuum gripper is connected to a pump line 20 of a vacuum pump (not shown). The vacuum tip 10 also has a flat housing 11 c and two flat extensions 11 a and 11 b, which protrude from the housing 11 c. The vacuum tip 10 is made of a plastic or a Teflon material.
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.Rectangular support elements 12 b and 12 c, 14 b and 14 c or 16 b and 16 c are formed on each of the three suction parts 12 , 14 and 16 , each of which has an oval groove with a depth of 0.1 mm. There are suction holes 12 a, 14 a and 16 a arranged with a diameter that corresponds to the distance between the two rectangular support elements on each of the suction parts.
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.As shown in Fig. 3, z. B. formed on the housing 11 c of the vacuum tip 10 suction part 12 two rectangular support members 12 b and 12 c and the suction hole 12 a. The suction part 14 formed on the flat extension 11 a has two rectangular support elements 14 b and 14 c and the suction hole 14 a. The extension 11 b formed on the suction member 16 includes two rectangular support members 16 b and 16 c and the suction hole 16 a on.
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.Each of the three suction parts 12 , 14 and 16 is correspondingly created in the housing 11 c, in the extension 11 a and 11 b, each having a suction hole connected to a pump line 20 .
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.Because the vacuum gripper of the invention as described above at least three trained in the flat front Has suction parts, the suction force for a wafer be improved.
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.Because a vacuum tip continues to have a y-shaped construction has, a wafer can be sucked sufficiently by vacuum even if there is a vacuum leak due to the flexibility the vacuum tip occurs.
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.Even if the suction hole through any suction part Particle is clogged, a wafer can also be stable due to the sufficient suction force of the other suction parts be carried without dropping the wafer because three Suction parts are formed on the vacuum tip.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei rechteckige Stützelemente parallel auf jedem Ansaugteil ausgebildet. In this embodiment, there are two rectangular ones Support elements formed in parallel on each suction part.
Entsprechend der Fläche jedes Ansaugteils können jedoch mehr als zwei Stützelemente darauf ausgebildet werden.However, according to the area of each suction part more than two support elements are formed on it.
Claims (5)
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.1. Vacuum gripper that is used for vacuum suction and carrying a semiconductor wafer, the vacuum gripper comprising:
a vacuum tip ( 10 ) with a y-shaped structure, the vacuum tip having a flat housing ( 11 c), which is connected via a pump line ( 20 ) to a vacuum pump, and two flat extensions ( 11 a, 11 b), which protrude the housing ( 11 c) to suck the wafer by vacuum; and
at least three suction parts ( 12 , 14 , 16 ) formed on the flat front side, each of the suction parts ( 12 , 14 , 16 ) having a groove with which the semiconductor wafer sucked by the three suction parts by means of vacuum can be carried.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |