DE19801456A1

DE19801456A1 - Substrate pick-up centralizing and holding element

Info

Publication number: DE19801456A1
Application number: DE1998101456
Authority: DE
Original assignee: SCHILLING GUENTHER 79771 KLETTGAU DE
Current assignee: SCHILLING GUENTHER 79771 KLETTGAU DE
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1999-07-22

Abstract

After centering, the pick-up and centralizer element (1) lifts the substrate (4) which is then held in position by an elastomer clamp (3) without substrate damage. If the substrate has a center hole, this is gripped by means of a central clamping pin and held thus centered or alternatively, substrates devoid of center hole are gripped and centered gently by several grippers round the substrate. The holding force between clamp and substrate can be adjusted in terms of clamp stroke, centering or the degree of inflation of the clamp. Pick-up, centralizer (1), pre-centering device and lifter (2) as well as the clamp (3) are rotation rounds or optionally designed to suit substrate.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen, Zentrieren und Halten von Substraten mit oder ohne Mittelloch, welche vorzugsweise unter Reinraumbedingungen herstellt werden und äußerst schonend gehandhabt werden müssen.The present invention relates to a device for gripping, centering and Holding substrates with or without a center hole, which are preferably under Clean room conditions are created and handled extremely gently Need to become.

Auf dem Gebiet der Medizinaltechnik (Labormedizin, Implantate, etc.) in der Pharmaindustrie (Labortechnik, Produktion, etc.) in der Semiconductor-In dustrie (Wafferproduktion, etc.) werden beispielsweise diverse Substrate unter Reinraumbedingungen hergestellt. Dabei gilt es insbesondere jegliche Substratbeschädigung möglichst zu vermeiden und die Kontamination der zu produzierenden Substrate mit Schmutzpartikeln auf ein Minimum zu reduzieren.In the field of medical technology (laboratory medicine, implants, etc.) in the Pharmaceutical industry (laboratory technology, production, etc.) in the semiconductor-in industry (wafer production, etc.) are, for example, various substrates Clean room conditions. It applies in particular to any Avoid substrate damage as far as possible and contamination of the producing substrates with dirt particles to a minimum.

Dabei hat sich nun gezeigt, daß die Handhabung der Substrate unter Reinraumbedingungen insbesondere solche, welche nicht mit einfachen Vakuumgreifern gehandhabt werden können, durch den direkten Kontakt durch die bekannten mech. Greifer, sich bezüglich Abrasion, Deformation und dem damit verbundenen erhöhten Kontaminationsrisiko negativ auf den Fertigungsprozeß und den Qualitätslevel auswirken.It has now been shown that the handling of the substrates under Clean room conditions especially those that are not easy Vacuum grippers can be handled through direct contact the well-known mech. Gripper, regarding abrasion, deformation and the associated increased risk of contamination negatively on the Impact manufacturing process and quality level.

Zur Realisierung der erwähnten Spanngreifer wird in bekannten Vorrichtungen vorgeschlagen, mech. Spannzangengreifer einzusetzen, wobei der direkte Kontakt der Spannbacken mit dem Substrat sich nachteilig zeigt, da dies zu Abdrücken führen kann und somit auch Partikel-Abrasion entstehen kann. Ein weiterer Nachteil ist, daß die bekannten System nicht als Außenspannelement eingesetzt werden können. Known devices are used to implement the clamping grippers mentioned suggested mech. Collet gripper to use, the direct Contact of the jaws with the substrate shows itself to be disadvantageous as this too Imprints can lead to particle abrasion. A Another disadvantage is that the known system is not an external clamping element can be used.

Die weiterhin bekannten Vakuum-Sauggreifer lassen sich insbesondere dann nicht einsetzten, wenn es gilt das Substrat nicht auf entsprechend definierten Oberflächen zu berühren, weshalb zwangsläufig dann die bereits erwähnten mech. Spanngreifern eingesetzt werden.The vacuum suction pads, which are still known, can then be used in particular do not use if the substrate does not apply to the correspondingly defined Touching surfaces, which is why the ones already mentioned are inevitable mech. Clamping grippers are used.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher auf einfachste Art und Weise Substrate äußerst schonend, mit einem möglichst geringen Kontaminationsrisiko jedoch lagegenau gehalten im Reinraum, gehandhabt werden können.It is therefore an object of the present invention an apparatus of the described way of creating, with which in the simplest way Substrates extremely gentle, with the lowest possible risk of contamination however, it is kept precisely in the clean room, can be handled.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved in particular by a device Claim 1 solved.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den beiliegenden Fig. 1 bis 3 dargestellt und wird nun nachfolgend beschrieben.The operation of the device according to the invention is shown in the accompanying FIGS. 1 to 3 and will now be described below.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, in welcher das Substrat (4) vor dem Halten zuerst mittels eines beweglichen Vorzentrier-/Hubelementes (2) vorzentriert wird und anschließend auf dem zentralen Aufnahme-/Zen trierorgan (1), welches fix an einem Handlingsystem befestigt werden kann, lagegenau zentriert sitzt, wobei die Greif- bzw. Haltefunktion mittels einem Elastomer-Spannelement (3) zu einer äußerst schonenden Substratklemmung führt. Das Vorzentrier-/Hubelement (3), welches eine fein polierte Oberfläche aufweist und insbesondere für eine Lage-Vorzentrierung sorgt, ist bezüglich Aktionshub zur Klemmauslösung des Spannelementes (3) feinjustierbar. Somit läßt sich ein wohl definierter Anpreßdruck des Elastomer-Spannelementes (3) an das Substrat (4) einstellen. According to the invention, a device is proposed in which the substrate ( 4 ) is first pre-centered before holding by means of a movable pre-centering / lifting element ( 2 ) and then on the central receiving / centering member ( 1 ), which are fastened to a handling system can be seated in a centered position, the gripping or holding function using an elastomer clamping element ( 3 ) leading to extremely gentle substrate clamping. The pre-centering / lifting element ( 3 ), which has a finely polished surface and in particular ensures pre-centering of the position, can be finely adjusted with regard to the action stroke for triggering the clamping element ( 3 ). A well-defined contact pressure of the elastomer clamping element ( 3 ) against the substrate ( 4 ) can thus be set.

Die erfindungsgemäß beschriebene Vorrichtung hat im Vergleich zu den bekannten Spanngreifern den Vorteil, daß nach dem Ausrichten bzw. Zentrieren des Substrates (4) dieses mittels eines elastomeren, weichen Spannelementes (3) sanft gehalten wird, wobei die Haltekraft zusätzlich noch mittels Hubjustierung daß Vorzentrier-/Hubelementes fein einstellbar ist. Zudem läßt sich die erfindungsgemäß genannte Vorrichtung zum Greifen, Zentrieren und Halten von x-beliebigen Teilen mit oder ohne Mittelloch einsetzten. Wobei bei einer Außenspannung, wie in Fig. 3 dargestellt, beispielsweise mehrere Spann greif-Finger eingesetzt werden, bei welchen jedoch wiederum die Vorzen trier-/Hubelemente zentral oder aber auch einzeln angesteuert werden können.The device described according to the invention has the advantage over the known clamping grippers that after aligning or centering the substrate ( 4 ), it is held gently by means of an elastomeric, soft clamping element ( 3 ), the holding force additionally being adjusted by means of stroke adjustment that precentering / Lifting element is finely adjustable. In addition, the device according to the invention for gripping, centering and holding any parts with or without a center hole can be used. With an external voltage, as shown in Fig. 3, for example, several gripping fingers are used, in which, however, the Vorzen trier- / lifting elements can be controlled centrally or individually.

Dabei ist es nun unerheblich ob die Elastomer-Spannelemente einerseits aus einem homogenen, elastomeren Material bestehen, oder ob zur "Soft-Span nung" beispielsweise aufblasbare Hohlkörper-Elastomerelemente (3), wie in Fig. 2 dargestellt, eingesetzt werden. Die Haltekraft kann also x-beliebig eingeleitet werden. Wichtig ist, daß das Substrat (4) nach dem Vorzentrieren durch ein Elastomer-Spannelement (3) homogener Art oder aufblasbar, sanft gehalten wird. Zudem wichtig ist, daß das Substrat (4), während des gesamten Handhabungsvorganges zentriert auf einem zentralen Zentrier-/Aufnahmeorgan (1) sitz- und somit lagegenau, sanft gespannt, ohne Beschädigung transportiert werden kann.It is now irrelevant whether the elastomeric clamping elements consist of a homogeneous, elastomeric material on the one hand, or whether, for example, inflatable hollow body elastomeric elements ( 3 ), as shown in FIG. 2, are used for "soft-tension". The holding force can therefore be applied in any way. It is important that the substrate ( 4 ) is gently held by an elastomer clamping element ( 3 ) homogeneous or inflatable after the pre-centering. It is also important that the substrate ( 4 ), centered on a central centering / receiving element ( 1 ) during the entire handling process, can be transported gently and without damage, so that it is seated and therefore precisely positioned.

Claims

1. Device for gripping, centering and holding substrates with or without a central hole or of substrates, which are preferably produced under clean room conditions, by means of a central receiving / centering member ( 1 ) which, after precentering, the substrate ( 4 ) Pre-centering / lifting element ( 2 ) and on which the substrate ( 4 ) is held in position after activation of an elastomer clamping element ( 3 ), damage to the substrate due to the gentle clamping by means of the clamping element ( 3 ) being excluded.

2. Device, in particular according to claim 1, characterized in that the substrate ( 4 ), if it has a central hole, can be gripped, centered and gently held with only one inner clamping gripper.

3. Device, in particular according to claim 1, characterized in that the substrate ( 4 ), provided that it has no center hole, can be gripped, centered and gently held by a plurality of clamping grippers arranged around the substrate.

4. The device, in particular according to claim 1, characterized in that the clamping element ( 2 ), on the one hand consists of a homogeneous elastomeric material which is used as an elastomer spring or on the other hand can be designed as an inflatable elastomeric hollow body element which is inflated for tensioning by means of compressed air .

5. The device, in particular according to claim 1, characterized in that the holding force between the substrate ( 4 ) and the clamping element ( 2 ) optimally according to the needs, on the one hand setting the clamping path, the pre-centering / lifting element ( 3 ) or on the other hand by adjusting the Inflation pressure of the tensioning element ( 3 ), can be adjusted.

6. The device, in particular according to claim 1, characterized in that the receiving / centering member ( 1 ), the pre-centering / lifting element ( 2 ) and the clamping element ( 3 ) can be designed on the one hand as a round rotating part, or on the other hand with respect to the Shape adapted to the substrate can have any shape.