DE19806306A1

DE19806306A1 - Device for contact-free gripping and holding of object, especially semiconductor disks

Info

Publication number: DE19806306A1
Application number: DE1998106306
Authority: DE
Inventors: Niklaus Frank; Martin Honsberg-Riedl; Michael Hoehn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1999-09-09

Abstract

The device (1) enables contact-free picking up and holding of an object (2). The device has several individual gripping and holding surfaces (10) associated with a surface section (20) of the object. The device also has a device (3) for generating a gas film (30) on each gripping and holding surface by means of a current outlet opening (11) formed in the surface. This outputs gas under pressure. A gas inlet opening (12) in the surface sucks gas in by means of a vacuum. The object surface section is held suspended in the gas film. In at least one of the individual grip and hold elements (10), are at least two outlet openings each to output pressurised gas on to the surface, and at least one inlet opening.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen Greifen und Halten eines Gegenstandes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Anwendungen der Vorrichtung.The invention relates to a device for contactless Grasping and holding an object according to the generic term of claim 1 and applications of the device.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus Wear, Vol. 168, No. 1-2, (1993), Seiten 115 bis 120, 3. Pefs. Conference, Mo rioka, Japan, 12.-13. October 1993 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung dient zum berührungslosen Greifen und Halten ei nes Gegenstandes in Form einer Halbleiterscheibe und weist drei in einer gemeinsamen Ebene aber räumlich getrennt und in einem festen Abstand voneinander angeordnete, jeweils kreis scheibenförmige Greif- und Halteflächen auf, die gemeinsam einem flachseitigen ebenen Oberflächenabschnitt der Halblei terscheibe zugeordnet und so klein sind, daß sie alle drei gleichzeitig dem Oberflächenabschnitt vollständig gegenüber liegen können.A device of the type mentioned is from Wear, Vol. 168, No. 1-2, (1993), pages 115 to 120, 3. Pefs. Conference, Mon rioka, Japan, 12-13 October 1993 known. This well-known The device is used for non-contact gripping and holding Nes object in the form of a semiconductor wafer and has three in one common level but spatially separated and in a fixed distance apart, each circle disc-shaped gripping and holding surfaces that work together a flat side flat surface section of the half lead assigned and are so small that they all three at the same time completely opposite the surface section can lie.

In jeder einzelnen Greif- und Haltefläche sind je genau eine zentrale Ausströmöffnung zum Ausströmenlassen von Gas unter einem Überdruck aus dieser Fläche und je genau eine Einström öffnung zum Saugen von Gas mittels eines Unterdrucks in diese Fläche ausgebildet. Die Ausströmöffnung jeder Greif- und Hal tefläche ist durch eine in dieser Fläche ausgebildete zentra le Vertiefung oder Tasche definiert. Die Einströmöffnung je der Greif- und Haltefläche ist durch eine in dieser Fläche ausgebildete und die Ausströmöffnung dieser Fläche mit Ab stand umgebende kreisringförmige Nut definiert.There is exactly one in each gripping and holding surface central outflow opening to let out gas under an overpressure from this area and exactly one inflow Opening for sucking gas into it by means of a vacuum Surface trained. The outflow opening of each gripping and hal The surface is formed by a center formed in this surface le depression or pocket defined. The inflow opening each the gripping and holding surface is by one in this surface trained and the outflow opening of this area with Ab standing annular groove defined.

Der Gasfilm wird auf den drei Greif- und Halteflächen durch das Ausströmenlassen von Gas unter dem Überdruck aus jeder dieser Flächen und Saugen von Gas mittels des Unterdrucks in jede dieser Flächen erzeugt. In dem Gasfilm wird die Halblei terscheibe mit ihrem den drei Greif- und Halteflächen zuge kehrten ebenen Oberflächenabschnitt schwebend in einem verti kalen Abstand von den drei Greif- und Halteflächen gehalten.The gas film passes through the three gripping and holding surfaces the leakage of gas under pressure from everyone of these surfaces and sucking gas by means of the negative pressure in each of these surfaces creates. In the gas film, the semi-lead with its three gripping and holding surfaces swept flat surface section floating in a verti keep a clear distance from the three gripping and holding surfaces.

Durch das Ausströmenlassen von Gas aus den Greif- und Halte flächen unter Überdruck und Saugen von Gas in diese Flächen unter Unterdruck wird bewirkt, daß bei einer Annäherung der Halbleiterscheibe an die Greif- und Halteflächen der Druck im spaltförmigen Zwischenraum zwischen diesen Flächen und der Halbleiterscheibe durch das aus den Ausströmöffnungen dieser Flächen ausströmende Gas vergrößert und dadurch die Halblei terscheibe von den Greif- und Halteflächen fortgedrückt wird, und daß umgekehrt bei einer Fortbewegung der Halbleiterschei be von den Greif- und Halteflächen der Druck im spaltförmigen Zwischenraum zwischen diesen Flächen und der Halbleiterschei be durch das in die Einströmöffnungen gesaugte Gas verklei nert und dadurch die Halbleiterscheibe zu den Greif- und Hal teflächen zurückgezogen wird.By letting gas flow out of the gripping and holding areas under pressure and suction of gas into these areas under negative pressure causes that when the Semiconductor wafer to the gripping and holding surfaces of the pressure in the gap-like space between these surfaces and the Semiconductor wafer through the outflow openings of this Gas escaping from the surface increases and thus the semi-lead is pressed away from the gripping and holding surfaces, and that conversely when the semiconductor wafer is moving be from the gripping and holding surfaces the pressure in the gap-shaped Space between these surfaces and the semiconductor wafer be reduced by the gas sucked into the inflow openings nert and thereby the semiconductor wafer to the gripping and Hal is withdrawn.

Auf diese Weise wird die Größe des Zwischenraums zwischen der Halbleiterscheibe und den Greif- und Halteflächen automatisch bestimmt und die Halbleiterscheibe in einem konstanten verti kalen Abstand von jeder Greif- und Haltefläche und ohne Kon takt mit diesen Flächen gehalten. Da ein solcher konstanter vertikaler Abstand aufrechterhalten bleibt, wird das berüh rungsfreie Malten der Halbleiterscheibe auch dann beibehal ten, wenn die Scheiben angehoben, umgedreht oder vertikal ge stellt werden.This way the size of the gap between the Semiconductor wafer and the gripping and holding surfaces automatically determined and the semiconductor wafer in a constant verti kalen distance from each gripping and holding surface and without Kon kept in tact with these surfaces. Because such a constant vertical distance is maintained, that is touched Maintenance-free painting of the semiconductor wafer is also retained when the panes are raised, upside down or vertical be put.

Damit die im Gasfilm gehaltene Halbleiterscheibe nicht in Richtung parallel zur Ebene der Greif- und Halteflächen ab gleiten kann, sondern im wesentlichen stationär relativ zu diesen Flächen bleibt, sind mehrere gegenüber dem äußeren Um fang der im Gasfilm gehaltenen Halbleiterscheibe angeordnete und über diesen Umfang verteilte Anschlagflächen vorhanden, die auf einem Kreis angeordnet sind. So that the semiconductor wafer held in the gas film is not in Direction parallel to the level of the gripping and holding surfaces can slide, but essentially stationary relative to these surfaces remain, are several against the outer order catch the semiconductor wafer held in the gas film and there are stop surfaces distributed over this circumference, which are arranged on a circle.

Aus der DE 35 36 432 A1 ist eine Haltevorrichtung unter Aus nutzung des hydrodynamischen Paradoxons zur Halterung bei un terschiedlichen Bearbeitungsprozessen und zum Transport von Halbleiterscheiben bekannt, die eine einem flachseitigen ebe nen Oberflächenabschnitt der Halbleiterscheibe zugeordnete kreisscheibenförmige Greif- und Haltefläche aufweist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des kreisförmigen Oberflächenabschnitts der Halbleiterscheibe ist.From DE 35 36 432 A1 a holding device is off use of the hydrodynamic paradox for mounting at un different machining processes and for the transport of Semiconductor wafers known that a flat-sided ebe NEN surface section associated with the semiconductor wafer has circular disc-shaped gripping and holding surface, the Diameter larger than the diameter of the circular Surface portion of the wafer is.

In dieser Greif- und Haltefläche ist eine zentrale Ausström öffnung zum Ausströmenlassen von Gas unter einem Überdruck aus dieser Fläche ausgebildet. Einströmöffnungen zum Einströ menlassen von Gas in die Greif- und Haltefläche fehlen.There is a central outflow in this gripping and holding surface Opening for gas to escape under an overpressure formed from this area. Inflow openings for inflow release of gas into the gripping and holding surface is missing.

Die radiale Strömungsgeschwindigkeit des aus der Ausströmöff nung aus strömenden Gases längs der Greif- und Haltefläche und des dieser Fläche gegenüberliegenden Oberflächenabschnitts der Halbleiterscheibe nimmt radial von innen nach außen ab. Dies hat zur Folge, daß unter Beachtung der bekannten und den Effekt des hydrostatischen Paradoxons erklärenden Bernoulli schen Gleichung der statische Druck zwischen der Greif- und Haltefläche und dem dieser gegenüberliegenden Oberflächenab schnitt der Halbleiterscheibe kleiner ist als der äußere Um gebungsdruck.The radial flow velocity of the outflow opening of flowing gas along the gripping and holding surface and of the surface section opposite this surface the semiconductor wafer decreases radially from the inside to the outside. This has the consequence that, taking into account the known and the Effect of the hydrostatic paradox explaining Bernoulli equation the static pressure between the gripping and Holding surface and the surface opposite this cut of the semiconductor wafer is smaller than the outer circumference pressure.

Die Druckdifferenz zwischen äußerem Umgebungsdruck und dem sich einstellenden statischen Druck führt dazu, daß die Halb leiterscheibe abgehoben und transportiert oder gehalten wer den kann. Es stellt sich ein Kräftegleichgewicht zwischen dem Gewicht der Halbleiterscheibe einerseits und der resultieren den Kraft aus der Druckdifferenz andererseits ein.The pressure difference between the external ambient pressure and the Static pressure that arises causes the half conductor disc lifted and transported or held who that can. There is a balance of forces between the Weight of the semiconductor wafer on the one hand and the result the force from the pressure difference on the other hand.

Damit die gehaltene Halbleiterscheibe nicht seitlich in Rich tung parallel zur Ebene der Greif- und Haltefläche abgleiten und/oder verkanten kann, sind mehrere gegenüber der äußeren Umfangsfläche der gehaltenen Halbleiterscheibe angeordnete Führungsstifte und Noppen vorhanden. So that the semiconductor wafer is not laterally in Rich slide parallel to the level of the gripping and holding surface and / or can tilt, are several compared to the outer Circumferential surface of the semiconductor wafer held Guide pins and knobs available.

Aus dem eingangs erwähnten Dokument Wear ist auch eine Vor richtung zum berührungslosen Transportieren und Führen von Halbleiterscheiben auf einem Gasfilm bekannt, der allein durch Ausströmöffnungen zum Ausströmenlassen eines Gases un ter einem Überdruck aus einer horizontalen Transportfläche erzeugt ist, wobei Ausströmöffnungen zum berührungslosen Tra gen der Halbleiterscheiben auf der Transportfläche, Ausström öffnungen zum berührungslosen Transportieren der Scheiben über die Transportfläche und Ausströmöffnungen zum berüh rungslosen seitlichen Führen der Scheiben vorhanden sind.From the document Wear mentioned at the beginning there is also a Vor direction for the contactless transport and guidance of Semiconductor wafers known on a gas film that stand alone through outflow openings to allow a gas to flow out overpressure from a horizontal transport surface is generated, with outflow openings for contactless tra against the semiconductor wafers on the transport surface, outflow openings for contactless transport of the panes over the transport surface and outflow openings to touch smooth lateral guidance of the panes are available.

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen daß aus dem Dokument Wear berührungsloses Transportieren und Führen von Halbleiterscheiben auf Flüssigkeit, aus Wear und in IEEE Transactions of Industrial Electronics 421, (1996), 5, Seiten 1994 bis 2001 berührungsloses Greifen durch magnetische und elektrostatische Kräfte, und aus dem letztgenannten Dokument IEEE berührungsloses Greifen durch Saugkräfte, die über Mem branschwingungen erzeugt werden, bekannt ist.For the sake of completeness it should be pointed out that from the Document Wear non-contact transporting and guiding Semiconductor wafers on liquid, from wear and in IEEE Transactions of Industrial Electronics 421, (1996), 5, pages 1994 to 2001 non-contact gripping by magnetic and electrostatic forces, and from the latter document IEEE non-contact gripping by suction forces, which are mem are generated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzei gen, auf dem bei einer zum Greifen- und Halten eines Gegen standes dienenden Vorrichtung der eingangs genannten Art in dem auf der Zahl Greif- und Halteflächen ausgebildeten Gas film eine gleichmäßigere Verteilung der in diesem Film auf den Gegenstand wirkenden Kräfte über der Zahl Greif- und Hal teflächen erzielt wird.The invention has for its object to provide a way on the one for gripping and holding a counter Standes serving device of the type mentioned in the gas formed on the number of gripping and holding surfaces film a more even distribution of that in this film forces acting on the object over the number of gripping and hal surface is achieved.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des An spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out by the in the characterizing part of the To solved 1 specified characteristics.

Die Verwendung von mindestens zwei Ausströmöffnungen in zu mindest einer einzelnen Greif- und Haltefläche zum jeweiligen Ausströmenlassen von Gas unter einem Überdruck aus dieser einzelnen Fläche und die gleichzeitige Verwendung zumindest einer Einströmöffnung zum Saugen von Gas mittels eines Unter drucks in diese einzelne Fläche bewirkt einen Gasfilm auf dieser Fläche, in welchem die auf den in diesem Film gehalte nen Gegenstand wirkenden Kräfte über dieser Greif- und Halte fläche gleichmäßiger verteilt sind.The use of at least two outlets in too at least one gripping and holding surface for each Letting gas flow out of it under an overpressure single area and simultaneous use at least an inflow opening for sucking gas by means of a sub pressure in this single surface creates a gas film this area, in which the content in this film forces acting over this gripping and holding object are evenly distributed.

Weist die erfindungsgemäße Vorrichtung wie beim Stand der Technik mehrere räumlich voneinander getrennte einzelne Greif- und Halteflächen auf, empfiehlt es sich, die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 jeweils auf zwei oder mehreren, vorzugsweise allen vorhandenen einzelnen Greif- und Halteflächen auszubilden. Es sei aber darauf hingewiesen, daß die Ausbildung dieser Merkmale auf nur einer dieser mehreren Flächen allein schon die gesamte Vorrichtung hinsichtlich ei ner flächenmäßig gleichmäßigeren Kräfteverteilung verbessert.If the device according to the invention as in the prior art Technology several spatially separated individual Gripping and holding surfaces, it is recommended that the kenn Drawing features of claim 1 each on two or several, preferably all existing gripping and Train holding areas. However, it should be noted that the formation of these characteristics on only one of these several Areas alone the entire device with respect to egg ner evenly distributed force distribution improved.

Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Verteilung des Überdrucks auf der zumindest einen einzelnen Greif- und Hal tefläche ist es vorteilhaft, wenn auf dieser Fläche mehr als zwei Ausströmöffnungen flächig verteilt ausgebildet sind (Anspruch 2).To achieve a distribution of the Overpressure on the at least one gripping and hal It is advantageous if more than two outflow openings are distributed over a large area (Claim 2).

Bevorzugter- und vorteilhafterweise sind die ganz flächig ver teilten Ausströmöffnungen im wesentlichen gleichmäßig ver teilt (Anspruch 3). "Im wesentlichen gleichmäßig verteilt" bedeutet hier, daß die Auströmöffnungen gleichmäßig, d. h. mit überall gleicher Dichte oder mit von überall gleicher Dichte zulässigen Dichteabweichungen, beispielsweise zulässigen re gelmäßigen und/oder zufälligen Dichteschwankungen verteilt sein können. Durch diese Maßnahme ist der Überdruck sehr ho mogen über die zumindest eine einzelne Greif- und Haltefläche verteilt.Preferably and advantageously, they are ver all over the surface divided outflow openings substantially evenly shares (claim 3). "Essentially evenly distributed" means here that the discharge openings are uniform, i. H. With everywhere the same density or with everywhere the same density permissible density deviations, for example permissible re distributed and / or random density fluctuations could be. This measure makes the overpressure very high like the at least one individual gripping and holding surface distributed.

Gemäß einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Aus strömöffnung einen mikroskaligen Öffnungsdurchmesser auf (Anspruch 4). "Mikroskalig" bedeutet hier einen Bereich von 1 µm bis 500 µm. Ein derart kleiner Öffnungsdurchmesser ermög licht vorteilhafterweise die Unterbringung einer sehr großen Zahl Ausströmöffnungen solchen Durchmessers in sehr großer Dichte und in einer sehr gleichmäßigen Verteilung auf der zu mindest einen einzelnen Greif- und Haltefläche. Bevorzugt verwendete Ausströmöffnungen weisen mikroskalige Öffnungs durchmesser von 5 µm bis 100 µm auf. Die mikroskaligen Aus strömöffnungen sind bevorzugterweise in einer Dichte von 10 Öffnungen pro cm² bis 2500 Öffnungen pro mm² angeordnet (Anspruch 5).According to a particularly preferred and advantageous embodiment of the device according to the invention, an outflow opening has a microscale opening diameter (claim 4). "Microscale" here means a range from 1 µm to 500 µm. Such a small opening diameter advantageously enables the accommodation of a very large number of outflow openings of such diameter in a very high density and in a very uniform distribution on the at least one individual gripping and holding surface. Outflow openings that are preferably used have microscale opening diameters of 5 μm to 100 μm. The microscale flow openings are preferably arranged in a density of 10 openings per cm ² to 2500 openings per mm ² (claim 5).

Es reicht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung prinzipiell aus, wenn auf der zumindest einen Greif- und Haltefläche nur eine einzige Einströmöffnung ausgebildet ist. In diesem Fall ist es zweckmäßig, diese Einströmöffnung zentral auf der Greif- und Haltefläche anzuordnen. Bevorzugter- und vorteil hafterweise sind jedoch auf der zumindest einen einzelnen Greif- und Haltefläche nicht nur eine, sondern zumindest zwei Einströmöffnungen zum jeweiligen Saugen von Gas unter Unter druck in diese Fläche ausgebildet (Anspruch 6).In principle, it is sufficient for the device according to the invention from if only on the at least one gripping and holding surface a single inflow opening is formed. In this case it is expedient to have this inflow opening centrally on the Arrange gripping and holding surface. Preferred and advantageous however, are at least one individual Gripping and holding surface not just one, but at least two Inflow openings for the respective suction of gas under Unter pressure formed in this area (claim 6).

Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Verteilung des Unterdrucks auf der zumindest einen einzelnen Greif- und Hal tefläche ist es vorteilhaft, wenn auf dieser Fläche mehr als zwei Einströmöffnungen flächig verteilt ausgebildet sind (Anspruch 7).To achieve a distribution of the Negative pressure on the at least one individual gripping and neck It is advantageous if more than two inflow openings are distributed over a large area (Claim 7).

Bevorzugter- und vorteilhafterweise sind die ganz flächig ver teilten Einströmöffnungen in der oben angegebenen Bedeutung im wesentlichen gleichmäßig verteilt (Anspruch 8). Durch die se Maßnahme ist der Unterdruck sehr homogen über die Greif- und Haltefläche verteilt. In Verbindung mit der Maßnahme nach Anspruch 3 ergibt dies eine besonders günstige flächenmäßig gleichmäßige Verteilung sowohl des Überdrucks als auch des Unterdrucks auf dieser Greif- und Haltefläche und damit auch sehr gleichmäßige Kräfte in dem durch diese Drücke erzeugten Gasfilm. Preferably and advantageously, they are ver all over the surface shared inflow openings in the meaning given above essentially evenly distributed (claim 8). Through the se measure, the vacuum is very homogeneous across the gripping and Holding area distributed. In connection with the measure after Claim 3 results in a particularly favorable area even distribution of both overpressure and Vacuum on this gripping and holding surface and thus also very uniform forces in the generated by these pressures Gas film.

Vorzugsweise weisen flächig verteilte Einströmöffnungen je weils die Form der Öffnung eines einfachen Lochs in der Greif- und Haltefläche auf (Anspruch 9), wobei sich in erster Linie, weil leicht herstellbar, die kreisförmige Öffnung ei nes Bohrlochs anbietet, aber auch anders geformte Öffnungen wie beispielsweise eine quadrat- oder rechteck- oder anders polygonförmige Öffnung verwendet werden können.Preferably, inflow openings distributed over a surface area each have because the shape of the opening of a simple hole in the Gripping and holding surface (claim 9), wherein in the first Line, because it is easy to manufacture, the circular opening offers wells, but also differently shaped openings such as a square or rectangular or otherwise polygonal opening can be used.

Flächig verteilte Einströmöffnungen können auch durch in der zumindest einen einzelnen Greif- und Haltefläche ausgebilde te, mit Abstand einander umgebende ringförmig geschlossene Nuten jeweils einer einen Öffnungsdurchmesser einer Einström öffnung bestimmenden Breite definiert sein (Anspruch 10).Distributed inflow openings can also be through in the form at least a single gripping and holding surface te, ring-shaped closed surrounding each other at a distance Grooves each have an opening diameter of an inflow opening defining width can be defined (claim 10).

Einströmöffnungen nach Anspruch 9 und Einströmöffnungen nach Anspruch 10 können auch gemeinsam auf der zumindest einen einzelnen Greif- und Haltefläche ausgebildet sein.Inflow openings according to claim 9 and inflow openings according to Claim 10 can also jointly on the at least one individual gripping and holding surface.

Bevorzugterweise weist eine Einströmöffnung einen Öffnungs durchmesser zwischen 0,1 mm und 5 mm auf (Anspruch 11).An inflow opening preferably has an opening diameter between 0.1 mm and 5 mm (claim 11).

Bei einer besonders vorteilhaften und bevorzugten Ausgestal tung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
In a particularly advantageous and preferred embodiment of a device according to the invention

- There is at least a single gripping and holding surface from a gas-tight surface of a gas-permeable porö sen body, which with the outlet openings of this surface in gas permeable connection, and
- Each inflow opening of this area is with one through the porous body guided and gastight against this body shielded suction channel connected (claim 12).

Bevorzugte Materialien für den gasdurchlässigen porösen Kör per sind Sinterbronze mit mechanisch verdichteter Oberfläche, die aufgrund dieser Verdichtung gasdicht gemacht ist, oder auch poröse Keramiken, poröse Gläser und/poröse Kunststoffe, deren Oberfläche gasdicht gemacht ist, beispielsweise durch einen Überzug oder Belag. Preferred materials for the gas permeable porous body per are sintered bronze with a mechanically compacted surface, which is made gastight due to this compression, or also porous ceramics, porous glasses and / porous plastics, whose surface is made gastight, for example by a covering or covering.

In einen die zumindest eine Greif- und Haltefläche bildenden Oberflächenabschnitt der gasdichten Oberfläche des porösen Körpers werden die Ausströmöffnungen eingebracht, wobei mi kroskalige Ausströmöffnungen beispielsweise durch Laserbohren oder konventionelle Feinbohrtechnik, größere durch konventio nelle Bohrtechnik erzeugt werden können.In one that forms at least one gripping and holding surface Surface section of the gas-tight surface of the porous The outflow openings are introduced into the body, with mi Cross-shaped outflow openings, for example by laser drilling or conventional fine boring technology, larger ones with konventio nelle drilling technology can be generated.

Die Einströmöffnungen und Saugkanäle können durch konventio nelle Bohrtechnik eingebracht werden, wobei in diesen gebohr ten Öffnungen und Kanälen die porösen Innenwände nachträglich gasdicht verschlossen werden, beispielsweise durch Aufbringen eines gasdichten Belags, der z. B. aus einem härtenden Klebe mittel oder aus Metall bestehen kann.The inlet openings and suction channels can be opened through konventio nelle drilling technology are introduced, drilling into this openings and channels in the porous inner walls be sealed gastight, for example by application a gas-tight covering, the z. B. from a curing adhesive can consist of medium or metal.

Der gasdurchlässige poröse Körper hat den großen Vorteil, daß sein Inneres gegenüber einem Umgebungsdruck auf Überdruck ge bracht werden kann, wobei der besondere Vorteil besteht, daß unter seiner gasdichten Greif- und Haltefläche der erzeugte Überdruck gleichmäßig über diese Fläche verteilt ist. Dies bedeutet, daß an jeder Ausströmöffnung das Gas mit dem glei chen Überdruck gegen den äußeren Umgebungsdruck aus strömt und somit auf der ganzen Greif- und Haltefläche ein sehr gleich mäßiger Überdruck herrscht.The gas-permeable porous body has the great advantage that its interior against an ambient pressure to overpressure can be brought, with the particular advantage that under its gas-tight gripping and holding surface Overpressure is evenly distributed over this area. This means that the gas with the same at each outlet Chen overpressure flows against the external ambient pressure and thus a very same on the entire gripping and holding surface there is moderate overpressure.

Ein gleichmäßig über die Greif- und Haltefläche verteilter Unterdruck kann auf besonders einfache Weise dadurch erzeugt werden, daß die Saugkanäle mit einer gemeinsamen Unterdruck kammer verbunden sind (Anspruch 13), in der ein Unterdruck gegenüber dem äußeren Umgebungsdruck erzeugt wird.One evenly distributed over the gripping and holding surface Vacuum can be generated in a particularly simple manner be that the suction channels with a common negative pressure Chamber are connected (claim 13) in which a vacuum is generated in relation to the external ambient pressure.

Eine besonders vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist so ausgebildet, daß anstel le von mehreren nur eine einzige dem Oberflächenabschnitt des zu haltenden Gegenstandes zugeordnete Greif- und Haltefläche vorhanden ist (Anspruch 14), d. h. die Zahl der dem Oberflä chenabschnitt des Gegenstandes zugeordneten einzelnen Greif- und Halteflächen beträgt nicht zwei oder wie bei dem aus dem Dokument Wear hervorgehenden Stand der Technik drei oder so gar mehr, sondern nur eins.A particularly advantageous and preferred embodiment of the The device according to the invention is designed so that instead of le of several only one the surface section of the gripping and holding surface assigned to the object to be held is present (claim 14), d. H. the number of the surface Chen section of the object assigned individual gripping and Holding area is not two or like that from the Document Wear emerging state of the art three or so even more, but only one.

Es ist zweckmäßig, wenn bei dieser Ausgestaltung das Verhält nis eines Durchmessers der einzig vorhandenen Greif- und Hal tefläche zu einem Durchmesser des Oberflächenabschnitts des Gegenstandes größer ist als das Verhältnis zwischen dem Kreisdurchmesser jeder einzelnen Greif- und Haltefläche und dem Kreisdurchmesser der Halbleiterscheibe bei der aus Wear bekannten Vorrichtung, das nach der dortigen Fig. 3 ein Drittel beträgt.It is useful if, in this embodiment, the ratio of a diameter of the only gripping and holding surface to a diameter of the surface section of the object is greater than the ratio between the circular diameter of each individual gripping and holding surface and the circular diameter of the semiconductor wafer Wear known device, which is a third according to FIG. 3 there.

Besonders günstig ist es, wenn bei der Ausgestaltung nach An spruch 14 ein Durchmesser der einzigen Greif- und Haltefläche mindestens gleich einem Durchmesser des Oberflächenabschnitts des Gegenstandes ist (Anspruch 15), da dann der auf dieser Fläche ausgebildete Gasfilm den ganzen Oberflächenabschnitt des Gegenstandes lückenlos erfassen kann.It is particularly advantageous if the design according to An say 14 a diameter of the single gripping and holding surface at least equal to a diameter of the surface section of the object is (claim 15), since then on this Surface formed gas film the entire surface section of the object can be recorded without gaps.

In diesem Fall wirken die im Gasfilm erzeugten Kräfte lücken los gleichmäßig auf dem ganzen Oberflächenabschnitt des Ge genstands und üben vorteilhafterweise im wesentlichen keine, d. h. allenfalls sehr geringe Biegekräfte auf den Gegenstand aus. Dies bedeutet, daß vorteilhafterweise dünnste, insbeson dere mikroskalig dünne und/oder biegeschlaffe oder -weiche Scheiben und Folien ohne Probleme berührungslos erfaßt und gehalten sowie berührungslos transportiert und anderweitig gehandhabt, insbesondere gegen Flächen z. B. zu einer Verkle bung und/oder Verlötung gepreßt werden können, ohne Schaden zu nehmen.In this case, the forces created in the gas film act gaps go evenly over the entire surface section of the Ge subject and practically practically practically none, d. H. at most very little bending force on the object out. This means that advantageously thinnest, in particular their microscale thin and / or flexible or soft Discs and foils are recorded without contact and without problems held and transported without contact and otherwise handled, especially against surfaces such. B. a Verkle Exercise and / or soldering can be pressed without damage to take.

Auch Gegenstände mit einem Durchmesser, der viel kleiner als der Durchmesser der einzigen Greif- und Haltefläche ist, kön nen vorteilhafterweise einzeln oder gemeinsam berührungslos erfaßt und gehalten sowie berührungslos transportiert und an derweitig gehandhabt werden. Eine untere Grenze für den Durchmesser des Oberflächenabschnitts eines zu haltenden Ge genstandes ist durch die Dichte der Ausström- und Einström öffnungen auf dieser Greif- und Haltefläche bestimmt.Even objects with a diameter that is much smaller than is the diameter of the single gripping and holding surface, can NEN advantageously individually or together without contact recorded and held as well as transported without contact and on widely handled. A lower limit for the Diameter of the surface section of a Ge to be held is the density of the outflow and inflow openings determined on this gripping and holding surface.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat überdies den Vorteil, daß nicht nur Gegenstände mit einem ebenen Oberflächenab schnitt gehalten werden können, sondern auch Gegenstände, die einen unebenen, beispielsweise konkaven und/oder konvexen Oberflächenabschnitt aufweisen, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung eine oder mehrere einzelne, diesem unebenen Ober flächenabschnitt zugeordnete Greif- und Halteflächen aufweist und diese Flächen im wesentlichen, d. h. innerhalb zulässiger Toleranzen, komplementär zum unebenen Oberflächenabschnitt geformt ausgebildet sind.The device according to the invention also has the advantage that not only objects with a flat surface can be kept cut, but also objects that an uneven, for example concave and / or convex Have surface section when the invention Device one or more individual, this uneven upper has gripping and holding surfaces assigned to the surface section and these areas essentially, i.e. H. within permissible Tolerances, complementary to the uneven surface section are shaped.

Demgemäß sind bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine oder mehrere Greif- und Halteflächen einzeln und/oder gemeinsam uneben (Anspruch 16).Accordingly, in one embodiment of the invention Device one or more gripping and holding surfaces individually and / or together uneven (claim 16).

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorteilhafterweise auf jeder vorhandenen Greif- und Haltefläche ein Gasfilm er zeugt, der jeden Gegenstand mit seinem dieser Fläche zuge kehrten Oberflächenabschnitt in einem Abstand von dieser Greif und Haltefläche in einem stabilen Gleichgewicht hält.The device according to the invention is advantageously a gas film on each existing gripping and holding surface witnesses that each object with its this area swept surface section at a distance from this Gripping and holding surface keeps in a stable balance.

Dieses stabile Gleichgewicht ist durch einen Übergang von ei nem an die Greif und Haltefläche grenzenden Abstoßungsbe reich, in welchem eine von dieser Fläche fortgerichtete ab stoßende Kraft wirkt, und einem von dieser Fläche beabstande ten Anziehungsbereich, in welchem eine auf diese Fläche und entgegengesetzt zur abstoßenden Kraft gerichtete anziehende Kraft wirkt, bestimmt.This stable balance is due to a transition from egg repulsion bordering the gripping and holding surface rich, in which one of these surfaces is removed pushing force acts, and a distance from this surface th area of attraction, in which one on this surface and attracting opposite to the repulsive force Power works, definitely.

Der Abstand dieses Übergangs von der Greif- und Haltefläche hängt von mehreren Parametern, darunter Überdruck, Unterdruck und Gewicht des zu haltenden Gegenstandes ab. Um diesen Ab stand für jeden zu haltenden Gegenstand festlegen zu können müssen von Fall zu Fall der Überdruck und Unterdruck in bezug auf die zu haltenden Gegenstände abgestimmt werden.The distance of this transition from the gripping and holding surface depends on several parameters, including overpressure, underpressure and weight of the object to be held. To this Ab stand for each object to be held need to relate the overpressure and underpressure on a case by case basis be matched to the objects to be held.

Um dies zu ermöglichen, weist eine erfindungsgemäße Vorrich tung eine Einrichtung zum wahlweisen Einstellen des Über drucks für jede Ausströmöffnungen und des Unterdrucks für je de Einströmöffnungen relativ zueinander auf (Anspruch 17).In order to make this possible, a device according to the invention has device for the optional setting of the over pressure for each outlet and the vacuum for each de inflow openings relative to each other (claim 17).

Damit der schwebend im Gasfilm einer Greif- und Haltefläche der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehaltene Gegenstand nicht in tangentialer Richtung zu dieser Fläche abgleiten kann, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung zum im wesentlichen Stationärhalten des schwebend im Gasfilm die ser Fläche gehaltenen Gegenstandes in einer Richtung tangen tial zu dieser Fläche auf (Anspruch 18).So that the floating in the gas film of a gripping and holding surface the device held according to the invention is not can slide in the tangential direction to this surface, the device according to the invention has a device for essentially keeping the floating in the gas film Tap the surface of the object held in one direction tial to this area (claim 18).

Die Einrichtung zum Stationärhalten kann eine oder mehrere jeweils in einem Winkel zu einer Greif- und Haltefläche ange ordnete Anschlagflächen für den Gegenstand aufweisen (Anspruch 19).The stationary device can have one or more each at an angle to a gripping and holding surface have ordered stop surfaces for the object (Claim 19).

Alternativ oder zusätzlich kann diese Einrichtung zum Statio närhalten eine oder mehrere im Bereich einer Greif- und Hal tefläche ausgebildete Druckdüsen aufweisen, deren jede
Alternatively or additionally, this device for holding stationary can have one or more pressure nozzles formed in the area of a gripping and holding surface, each of which

- inclined at an angle to this surface is
- opens into an outflow opening of this area and
- An outflow of the gas from this outflow opening below Overpressure in the oblique orientation of this pressure nozzle too this area causes (claim 20).

Beispielsweise können auf einer lateralen Seite einer oder mehrerer Greif- und Halteflächen eine oder mehrere Anschlag flächen vorhanden sein, in Richtung zu denen zumindest eine im Bereich einer Fläche ausgebildete Druckdüse schräg geneigt ist. Das aus der Ausströmöffnung dieser Druckdüse schräg aus strömende Gas treibt den schwebend im Gasfilm dieser Fläche gehaltenen Gegenstand auf die eine oder mehreren Anschlagflä chen zu, die ihn aufhalten, so daß er in bezug auf diese Flä che stationär bleibt.For example, one or several gripping and holding surfaces one or more stops surfaces exist, towards which at least one pressure nozzle formed obliquely inclined in the area of a surface is. That from the outflow opening of this pressure nozzle at an angle flowing gas drives the floating in the gas film of this area held object on the one or more stop surfaces to those who stop him, so that he may che remains stationary.

Zum Stationärhalten des Gegenstandes können im Bereich einer oder mehrerer einzelner Greif- und Halteflächen auch aufein ander zu geneigte Druckdüsen ausgebildet sein, deren ausströ mendes Gas einander entgegengerichtete Kraftkomponenten glei chen Betrags tangential zu einer Greif- und Haltefläche er zeugen. Mit Hilfe solcher Druckdüsen, die in dem Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere einzelne Greif- und Halteflächen aufweist, auf verschiedene dieser Flächen ver teilt sein können, kann der im Gasfilm gehaltene Gegenstand zentriert und/oder ausgerichtet werden.To keep the object stationary you can in the area or several individual gripping and holding surfaces other to be inclined pressure nozzles whose outflow the same gas opposing force components amount tangential to a gripping and holding surface testify. With the help of such pressure nozzles, which in the case that the device according to the invention several individual gripping and Holding surfaces ver on different of these surfaces can be divided, the object held in the gas film centered and / or aligned.

Beispielsweise kann eine Anzahl ringförmig angeordneter Druckdüsen paarweise aufeinander zu geneigt sein. Diese Düsen können vorteilhafterweise eine automatische Zentrierung des gehaltenen Gegenstandes in bezug auf ein im Bereich der einen oder mehreren Greif- und Halteflächen liegendes Zentrum des Rings schräger Druckdüsen bewirken. In diesem Fall kann der Gegenstand ohne Zuhilfenahme von Anschlagflächen stationär in bezug auf eine Greif- und Haltefläche gehalten werden.For example, a number can be arranged in a ring Pressure nozzles must be inclined towards one another in pairs. These nozzles can advantageously an automatic centering of the held object with respect to one in the area of one or several gripping and holding surfaces of the center of the Effect oblique pressure nozzles. In this case, the Object stationary without the aid of stop surfaces be held with respect to a gripping and holding surface.

Auch können auf beiden Seiten einer zu einer Greif- und Hal tefläche tangentialen Achse angeordnete Druckdüsen in Rich tung senkrecht zu dieser Achse paarweise aufeinander zu ge neigt sein. In diesem Fall ist der Gegenstand in bezug auf die eine oder mehreren Greif- und Halteflächen stationär nur in Richtung senkrecht zu dieser Achse gehalten, zum Statio närhalten in axialer Richtung sind weitere Maßnahmen vorzuse hen, beispielsweise Anschlagflächen.Also one on both sides to a gripping and hal Pressure tangential axis arranged in Rich direction perpendicular to this axis towards each other in pairs tends to be. In this case the subject is related to the one or more gripping and holding surfaces only stationary held in the direction perpendicular to this axis, to the station Further measures have to be taken in advance in order to keep them in the axial direction hen, for example stop surfaces.

Schräge Druckdüsen können auch zum Ausrichten eines Gegen standes auf der Zahl Greif- und Halteflächen verwendet wer den. Inclined pressure nozzles can also be used to align a counter according to the number of gripping and holding surfaces used the.

Es können auch Anschlagflächen die eine oder mehreren Greif- und Halteflächen von allen Seiten umgeben. In diesem Fall kann auf schräge Druckdüsen verzichtet werden.It can also stop the one or more gripping and Holding surfaces surrounded on all sides. In this case oblique pressure nozzles can be dispensed with.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Einrichtung zum Stationärhalten weist zumindest eine seitliche Ausström öffnung zum Ausströmenlassen von Gas unter einem Überdruck in einer Richtung tangential zu einer Greif- und Haltefläche auf den im Gasfilm dieser Fläche gehaltenen Gegenstand auf (Anspruch 21).A particularly advantageous embodiment of a device to hold stationary has at least one side outflow opening for gas to escape under an overpressure in in a direction tangential to a gripping and holding surface the object held in the gas film of this area (Claim 21).

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Gegenstand ohne ringförmig angeordnete schräge Druckdüsen berührungslos sta tionär im Gasfilm der einen oder mehreren Greif- und Halte flächen gehalten werden kann.This configuration has the advantage that the object without ring-shaped inclined pressure nozzles without contact sta tionally in the gas film of one or more gripping and holding areas can be kept.

Derartige seitliche Ausströmöffnungen sind bei einem Fehlen einer oder mehrerer schräg ausgerichteter Druckdüsen im Be reich einer oder mehrerer Greif- und Halteflächen zweckmäßi gerweise derart paarweise einander gegenüberliegend und ein ander zugekehrt angeordnet, daß der im Gasfilm gehaltene Ge genstand zwischen diesen Ausströmöffnungen angeordnet ist.Such lateral outflow openings are absent one or more inclined pressure nozzles in the loading expediently rich one or more gripping and holding surfaces in pairs and opposite one another other facing that the Ge held in the gas film object is arranged between these outflow openings.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Vorteile:
The device according to the invention has the following advantages:

- Objects in the form of brittle disks, in particular semiconductor wafers, gripped and held without contact be pressed on, in particular for gluing and / or Solder with another item.
- On the surface assigned to a gripping and holding surface Chen section of the object to be held are surfaces Structures up to 20 µm high are permitted.
- Objects in the form of microscale thin foils slices, in particular slices with a thickness between 10 µm and 100 µm, are kept low in stress.
- The panes can be picked up, aligned and, if necessary, with predetermined pressing force are placed again.
- There are no magnetic effects on the objects being held or electrical, especially electrostatic fields.
- Objects in the form of flexible films can be gripped open and handled.
- The structure of the device is simple.
- No particles are caused by solids during the gripping process Contact applied to the object to be held.
- Objects can be included where the egg ner gripping and holding surface associated surface section is very sensitive, moist and / or sticky.

Besonders gut werden die erwähnten Vorteile durch eine Ausge staltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht, welche die in den Ansprüchen 2, 14 und 15 angegebenen Merkmale in sich vereinigt.The advantages mentioned are particularly good through a achieved design of the device according to the invention, which the features specified in claims 2, 14 and 15 in unites.

Vorteilhafte Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere in Form der letztgenannten Ausgestaltung, gehen aus den Ansprüchen 22 bis 24 hervor.Advantageous applications of the device according to the invention, in particular in the form of the latter configuration from claims 22 to 24.

In rückschauender Betrachtung aus der Sicht der fertigen Er findung besteht im Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Aufbau eines aerostatischen Lagers, das mit einer zentralen Vakuumtasche vorgespannt ist. Diese Lager werden jedoch nicht zum Greifen und Halten von Gegenständen benutzt und geben hinsichtlich der Problematik des berührungslosen Greifens und Haltens von Gegenständen keine Anregungen.Looking back from the perspective of the finished Er invention consists in the construction of the device according to the invention some similarity to building an aerostatic Bearing that is preloaded with a central vacuum pocket. However, these bearings are not for gripping and holding Used objects and give with regard to the problem the non-contact gripping and holding of objects no suggestions.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is described in the following description of the figures explained in more detail by way of example. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die einzige Greif- und Halte vorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a plan view of the single gripping and holding device of a first embodiment of a device according to the invention,

Fig. 2 einen längs der axialen Schnittlinie I-I in Fig. 1 genommenen vertikalen Schnitt durch das Beispiel nach Fig. 1, Fig. 2 is an axial section along the line II in Fig. 1 vertical section taken through the embodiment of FIG. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die einzige Greif- und Halte fläche eines zweiten Ausführungsbeispiels der er findungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3 is a plan view of the single gripping and holding face of a second embodiment of he inventive device,

Fig. 4 einen längs der axialen Schnittlinie III-III in Fig. 3 genommenen Schnitt durch das zweite Ausfüh rungsbeispiel, Fig. 4 shows an example approximately along the axial line III-III in Fig. 3 section taken through the second exporting,

Fig. 5 einen den Fig. 2 oder 4 entsprechenden Schnitt durch den porösen Körper mit der einzigen Greif- und Haltefläche des ersten oder zweiten Ausfüh rungsbeispiels in vereinfachter Darstellung, wobei die Greif- und Haltefläche nach unten gekehrt ist und Anschlagflächen zum Stationärhalten des gehal tenen Gegenstandes vorhanden sind, Fig. 5 shows a corresponding to Fig. 2 or 4 section through the porous body with the single gripping and holding surface of the first or second embodiment in a simplified representation, the gripping and holding surface facing downward and stop surfaces for stationary holding the held Object are present,

Fig. 6 den porösen Körper nach Fig. 5 in der gleichen Darstellung, wobei eine Anschlagfläche und schräge Druckdüsen zum Stationärhalten des gehaltenen Ge genstandes vorhanden sind, und Fig. 6 shows the porous body of FIG. 5 in the same representation, with a stop surface and oblique pressure nozzles for stationary holding the object held, and

Fig. 7 in stark vergrößerter Darstellung den Ausschnitt A in Fig. 6, wobei eine vertikal und eine schräg zur Greif- und Haltefläche ausgerichtete Druckdüse ge zeigt ist, Fig. 7 in a greatly enlarged representation of the detail A in Fig. 6, with a vertical and an obliquely oriented to the gripping and holding face pressure nozzle ge shows, is

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei voneinander getrennten Greif- und Halteflächen, Fig. 8 is a plan view of an embodiment of a device according to the invention with three separate gripping and retaining surfaces,

Fig. 9 eine komplementär zu einem konvexen Oberflächenab schnitt des zu haltenden Gegenstandes gewölbte Greif- und Haltefläche und Fig. 9 is a complementary to a convex surface section of the object to be held curved gripping and holding surface and

Fig. 10 eine komplementär zu einem konkav gewölbten Ober flächenschnitt eines zu haltenden Gegenstandes ge wölbte Greif- und Haltefläche. Fig. 10 is a complementary to a concavely curved upper surface section of an object to be held ge curved gripping and holding surface.

Die Fig. 1 bis 4 sind maßstäblich, die Fig. 5 bis 10 sind schematisch und nicht maßstäblich. Figs. 1 to 4 are to scale, Figs. 5 to 10 are schematic and not to scale.

Bei sämtlichen dargestellten Ausführungsbeispielen besteht die Greif- und Haltefläche 10 der Vorrichtung 1 zum berüh rungslosen Greifen und Halten eines Gegenstandes aus einer gasdichten ebenen Oberfläche eines beispielsweise keisschei benförmigen Körpers 31, der im Innern gasdurchlässig porös ist.In all of the illustrated embodiments, the gripping and holding surface 10 of the device 1 for contactless gripping and holding an object consists of a gas-tight flat surface of, for example, a ben-shaped body 31 which is gas-permeable porous inside.

Von den zahlreichen Poren des Körpers 31 sind nur einige stark vergrößert angedeutet und mit 311 bezeichnet. Bevorzug te Materialien für den porösen Körper sind Sinterbronze, de ren Oberfläche durch mechanische Verdichtung gasdicht gemacht ist. Auch andere poröse Stoffe, beispielsweise poröse Kerami ken, poröse Gläser und/oder poröse Kunststoffe können verwen det werden.Of the numerous pores in the body 31 , only a few are indicated in a greatly enlarged manner and designated 311 . Preferred materials for the porous body are sintered bronze, the surface of which is made gas-tight by mechanical compression. Other porous substances, for example porous ceramics, porous glasses and / or porous plastics can also be used.

In der Greif- und Haltefläche 10 sind mikroskalige Ausström öffnungen 11 gleichförmig oder auch homogen zufällig flächig verteilt, vorzugsweise auf der ganzen Fläche 10. Die Dichte der Ausströmöffnungen beträgt z. B. etwa 100 Öffnungen pro mm². Verwendbar sind Werte von 10 Ausströmöffnungen pro cm² bis 2500 Ausströmöffnungen pro mm². Eine mikroskalige Aus strömöffnung 11 hat typischerweise einen Durchmesser d (siehe Fig. 7) von 40 µm.In the gripping and holding surface 10 , microscale outflow openings 11 are uniformly or homogeneously randomly distributed over the surface, preferably over the entire surface 10 . The density of the outflow openings is z. B. about 100 openings per mm ² . Values from 10 outflow openings per cm ² to 2500 outflow openings per mm ^{2 can be used} . A microscale flow opening 11 typically has a diameter d (see FIG. 7) of 40 μm.

Da die Ausströmöffnungen 11 für eine Darstellung viel zu klein und auch zu zahlreich sind, sind sie in den Fig. 1 bis 6 durch einige wenige Punkte auf der Greif- und Halteflä che 10 angedeutet. Since the outflow openings 11 are much too small and too numerous for a representation, they are indicated in FIGS . 1 to 6 by a few points on the gripping and holding surface 10 .

Die Herstellung der Ausströmöffnungen 11 in der gasdichten Greif- und Haltefläche 10 des Körpers 31 kann beispielsweise mittels Laserbohren oder konventioneller Feinbohrtechnik er folgen.The production of the outflow openings 11 in the gas-tight gripping and holding surface 10 of the body 31 can be followed, for example, by means of laser drilling or conventional fine boring technology.

Jede in der Greif- und Haltefläche 10 ausgebildete Einström öffnung 12 ist mit einem entlang einer Kanalachse 121 durch den Körper 31 geführten und gasdicht gegen diesen Körper 31 abgeschirmten Saugkanal 12'' verbunden, der bis zu der von der Greif- und Haltefläche 10 abgekehrten gasdichten und ebe nen rückseitigen Oberfläche 10' des Körpers 31 reicht und in dieser Oberfläche 10' eine Mündung 12''' aufweist. Durch die se Mündung 12''' ist jeder Saugkanal 12'' mit einer gemeinsa men Unterdruckkammer 13 verbunden. Die rückseitige Oberfläche 10' weist im Bereich der Unterdruckkammer 13 außerhalb der Mündungen 12''' keine weiteren Öffnungen auf und ist dort gasdicht.Each formed in the gripping and holding face 10 of inflow opening 12 is connected to a along a channel axis 121 out through the body 31 and gas-tight manner against this body 31 shielded suction channel 12 '', up to the side facing away from the gripping and holding face 10 gastight and also a rear surface 10 'of the body 31 extends and has an opening 12 ''' in this surface 10 '. Through the se mouth 12 ''', each suction channel 12 ''is connected to a common vacuum chamber 13 . The rear surface 10 'has no further openings in the region of the vacuum chamber 13 outside the orifices 12 ''' and is gas-tight there.

Die Unterdruckkammer 13 ist durch einen von der rückseitigen Oberfläche 10' abgeschlossenen Hohlraum eines Gehäuses 14 de finiert, das den Körper 31 trägt. Die rückseitige Oberfläche 10' ist gasdicht mit der den Hohlraum 13 umschließenden Wan dung 140 des Gehäuses 14 verbunden.The vacuum chamber 13 is defined by a cavity from the rear surface 10 'of a housing 14 which supports the body 31 . The rear surface 10 'is gas-tight with the cavity 13 enclosing wall 140 of the housing 14 .

Ein zwischen der Unterdruckkammer 13 und der äußeren Umfangs fläche 310 des Körpers 31 liegender und von der Unterdruck kammer 13 getrennter Abschnitt 10'' der rückseitigen Oberflä che 10' ist gasdurchlässig. Zu diesem Abschnitt 10'' führt eine in der Wandung 140 des Gehäuses 14 ausgebildeter Kanal 141, durch den der Überdruck P1 dem gasdurchlässigen porösen Körper 31 von außen zugeführt werden kann. Beim Beispiel ist der Abschnitt 10'' eine an die äußere Umfangsfläche 310 des Körpers grenzende konische Ringfläche.A between the vacuum chamber 13 and the outer peripheral surface 310 of the body 31 lying and separated from the vacuum chamber 13 section 10 '' of the rear surface 10 'is gas permeable. A channel 141 formed in the wall 140 of the housing 14 leads to this section 10 ″, through which the excess pressure P1 can be supplied to the gas-permeable porous body 31 from the outside. In the example, section 10 ″ is a conical ring surface adjacent to the outer peripheral surface 310 of the body.

Durch einen anderen in der Wandung 140 des Gehäuses 14 ausge bildeten und mit der Unterdruckkammer 13 verbundenen Kanal 142 kann in dieser Kammer 13 der Unterdruck P2 erzeugt wer den, der durch die Saugkanäle 12'' auf die Eintrittsöffnungen 12 übertragen wird. In der Fig. 4 sind dieser andere Kanal 142 und der ihn enthaltende Teil der Gehäusewandung 140 der Einfachheit halber fortgelassen.Out by another in the wall 140 of the housing 14 formed and connected to the vacuum chamber 13 channel 142 can be generated in this chamber 13 the negative pressure P2 who transmitted through the intake ducts 12 '' to the inlet openings 12 to. In FIG. 4 of this other channel 142 and the containing part of it are omitted the housing wall 140 for simplicity.

Der Überdruck P1 und der Unterdruck P2 sind auf einen äußeren Umgebungsdruck P0, beispielsweise Atmosphärendruck bezogen.The overpressure P1 and the underpressure P2 are on an external one Ambient pressure P0, for example related to atmospheric pressure.

Beim Beispiel nach den Fig. 1 und 2 weist jede Einström öffnung 12 die Form einer beispielsweise kreisförmigen Öff nung des Öffnungsdurchmessers D eines einfachen Lochs in der Greif- und Haltefläche 10 auf.In the example according to FIGS . 1 and 2, each inflow opening 12 has the shape of, for example, a circular opening of the opening diameter D of a simple hole in the gripping and holding surface 10 .

Das Loch ist beispielsweise ein bis zur Oberfläche 10' des Körpers 31 führendes durchgehendes Loch, das den Saugkanal 12'' bildet.The hole is, for example, a through hole leading to the surface 10 ′ of the body 31 , which forms the suction channel 12 ″.

Das Loch könnte auch eine sacklochartige Tasche einer nicht bis zur rückseitigen Oberfläche 10' reichenden Tiefe und ei nem im Vergleich zum Durchmesser des Saugkanals 12' größeren Öffnungsdurchmesser D sein. Der Saugkanal 12'' verbindet in diesem Fall beispielsweise den Boden der Tasche mit der rück seitigen Oberfläche 10' des Körpers 31.The hole could also be a pocket-like pocket of a depth not reaching to the rear surface 10 'and egg nem compared to the diameter of the suction channel 12 ' larger opening diameter D. In this case, the suction channel 12 ″ connects, for example, the bottom of the pocket to the rear surface 10 ′ of the body 31 .

Die Einströmöffnungen 12 sind auf der Greif- und Haltefläche 10 flächig verteilt. Beispielsweise weisen sie einen konstan ten Abstand a voneinander auf, so daß im Inneren der flächi gen Verteilung um jede Einströmöffnung 12 sechs andere Ein strömöffnungen 12 jeweils im gleichen Abstand a von der einen Einströmöffnung 12 angeordnet sind.The inflow openings 12 are distributed over the surface of the gripping and holding surface 10 . For example, they have a konstan th distance a from each other, so that strömöffnungen to each inflow opening 12 six different A within the gene distribution flächi 12 are each arranged at the same distance a from the inlet opening a 12th

Die Einströmöffnungen 12 sind in der Fig. 1 nur über einen zentralen Teil 101 der Greif- und Haltefläche 10, weil die Unterdruckkammer 13 nur unter diesem Teil 101 vorhanden ist. Günstiger ist es, wenn die Einströmöffnungen 12 ähnlich wie die zwischen den Einströmöffnungen 12 und außerhalb dieser angeordneten Ausströmöffnungen 11 über die ganze Greif- und Haltefläche 10 verteilt sind, da sich dann der durch die Kom bination aus den Ausströmöffnungen 11 und Einströmöffnungen 12 erzeugte günstige Gasfilm lückenlos über die ganze Fläche 10 erstreckt. Beim Beispiel erstreckt sich dieser günstige Gasfilm im wesentlichen nur über den etwa sechseckigen zen tralen Teil 101 der Greif- und Haltefläche 10. Vorteilhaft ist es deshalb, wenn Unterdruckkammer 13 unter einem mög lichst großen Teil der Greif- und Haltefläche 10, am besten unter der ganzen Fläche 10 ausgebildet ist.The inflow openings 12 are in FIG. 1 only over a central part 101 of the gripping and holding surface 10 , because the vacuum chamber 13 is only present under this part 101 . It is more favorable if the inlet openings like which are distributed between the inlet openings 12 and outside this is arranged outflow openings 11 over the whole gripping and holding face 10 12, since then by the com bination of the outflow openings 11 and inlet openings 12 favorable gas film produced extends across the entire surface 10 . In the example, this cheap gas film extends essentially only over the approximately hexagonal central part 101 of the gripping and holding surface 10 . It is therefore advantageous if the vacuum chamber 13 is formed under the largest possible part of the gripping and holding surface 10 , preferably under the entire surface 10 .

Die Einströmöffnungen 12 weisen beispielsweise einen Durch messer D von 1 mm auf und sind beispielsweise in einem Ab stand a von 2 mm angeordnet.The inflow openings 12 have, for example, a diameter D of 1 mm and are arranged, for example, in a position A of 2 mm.

Das Beispiel ist zum berührungslosen Greifen und Halten sowie Transportieren und Handhaben von 2-Zoll-Wafern und anderen Scheiben gleichen oder kleineren Durchmessers, darunter mi kroskalig dünne und/oder biegeschlaffe Folien, besonders gut geeignet. Es können insbesondere auch mehrere Scheiben klei neren Durchmessers gehalten, transportiert und gehandhabt werden.The example is for non-contact gripping and holding as well Transporting and handling 2-inch wafers and others Disks of the same or smaller diameter, including mi crisp, thin and / or limp films, particularly good suitable. In particular, several slices can be small held, transported and handled become.

Das Beispiel nach den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich vom Beispiel nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen nur durch die andere Ausführung der flächig verteilten Einströmöffnun gen 12.The example according to FIGS. 3 and 4 differs from the example according to FIGS. 1 and 2 essentially only by the other embodiment of the two-dimensionally distributed inflow openings 12 .

Bei diesem Beispiel ist jede Einströmöffnung 12 durch die Öffnung einer in der Greif- und Haltefläche 10 ausgebildeten Tasche in Form einer beispielsweise kreisförmigen Nut 12' ei ner nicht bis zur Oberfläche 10' des Körpers 31 reichenden Tiefe t definiert. Die Breite der Öffnung der Nut 12' in der Greif- und Haltefläche 10 definiert den Öffnungsdurchmesser der Einströmöffnung 12. Der Boden der Nut 12' ist durch einen Saugkanal 12'' mit der Oberfläche 10' des Körpers 31 verbun den. In this example, each inflow opening 12 is defined by the opening of a pocket formed in the gripping and holding surface 10 in the form of, for example, a circular groove 12 ′, a depth t that does not reach the surface 10 ′ of the body 31 . The width of the opening of the groove 12 ′ in the gripping and holding surface 10 defines the opening diameter of the inflow opening 12 . The bottom of the groove 12 'is connected by a suction channel 12 ''to the surface 10 ' of the body 31 .

Die ringförmigen Einströmöffnungen 12 sind konzentrisch zum Mittelpunkt M der kreisförmigen Greif- und Haltefläche 10 mit konstantem Abstand a voneinander angeordnet. In der Fig. 3 sind die Nuten 12' der Einfachheit halber so dargestellt, daß ein zentraler Teil 101' der Greif- und Haltefläche 10 frei bleibt. In Wirklichkeit sind auch in diesem Teil 101' konzen trische Nuten 12' vorhanden. Im Mittelpunkt M kann eine Ein strömöffnung 12 in Form einer Öffnung eines einfachen Lochs ausgebildet sein oder auch nicht.The annular inflow openings 12 are arranged concentrically to the center M of the circular gripping and holding surface 10 at a constant distance a from one another. In Fig. 3, the grooves 12 'are shown so that a central part 101 ' of the gripping and holding surface 10 remains free. In reality, this part 101 'concentric grooves 12 ' are present. At the center M a flow opening 12 may or may not be formed in the form of an opening of a simple hole.

Bei diesem Beispiel sind die Einströmöffnungen 12 vorteilhaf terweise über einen größeren zentralen Teil 101 der Greif und Haltefläche 10 gleichmäßig verteilt als beim Beispiel nach den Fig. 1 und 2. Auch hier ist es günstig, wenn die kon zentrisch kreisringförmigen Einströmöffnungen 12 wie Aus strömöffnungen 11 über die ganze Greif- und Haltefläche 10 verteilt sind.In this example, the inflow openings 12 are advantageously evenly distributed over a larger central part 101 of the gripping and holding surface 10 than in the example according to FIGS . 1 and 2. Here, too, it is advantageous if the con centrically circular inflow openings 12, such as outflow openings 11 are distributed over the entire gripping and holding surface 10 .

Die ringförmigen Einströmöffnungen 12 weisen beispielsweise einen Öffnungsdurchmesser D von 0,5 mm auf und sind in einem Abstand a von 1 mm angeordnet.The annular inflow openings 12 have, for example, an opening diameter D of 0.5 mm and are arranged at a distance a of 1 mm.

Das zweite Beispiel ist zum berührungslosen Greifen und Hal ten sowie Transportieren und Handhaben von 4-Zoll-Wafern und anderen Scheiben gleichen oder kleineren Durchmessers, darun ter mikroskalig dünne und/oder biegeschlaffe Folien, beson ders gut geeignet, wobei auch mehrere Scheiben kleineren Durchmessers gleichzeitig gehalten und gehandhabt werden kön nen.The second example is for non-contact gripping and hal as well as transporting and handling 4-inch wafers and other disks of the same or smaller diameter ter microscale thin and / or limp films, esp well suited, with several slices smaller Diameter can be held and handled at the same time nen.

In den Fig. 2 und 4 ist die Greif- und Haltefläche 10 ho rizontal und nach unten gekehrt dargestellt. Dies ist eine mögliche Stellung zum berührungslosen Greifen und Halten so wie Transportieren und Handhaben von Gegenständen. Die Greif- und Haltefläche 10 kann zu diesem Zweck in jeder anderen Stellung, d. h. vertikal nach allen Seiten, schräg nach allen Seiten sowie horizontal nach oben gekehrt verwendet werden. In FIGS. 2 and 4, the gripping and holding face 10 is shown ho rizontal and facing downwards. This is a possible position for contactless gripping and holding as well as transporting and handling objects. The gripping and holding surface 10 can be used for this purpose in any other position, ie vertically on all sides, obliquely on all sides and horizontally upwards.

Die Fig. 5 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Körper 31 in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel einer Einrich tung 4 zum Stationärhalten des schwebend im Gasfilm 30 auf der Greif- und Haltefläche 10 gehaltenen Gegenstandes in ei ner Richtung r tangential zu dieser Fläche 10. FIG. 5 shows a simplified representation of a body 31 in connection with an exemplary embodiment of a Einrich tung 4 for stationary holding of the levitated in the gas film 30 on the gripping and holding face 10 of the object in egg ner direction r tangentially to this surface 10.

Bei diesem Beispiel weist die Einrichtung 4 zumindest ein Paar Anschlagflächen 40 auf, die auf einander gegenüberlie genden lateralen Seiten der Greif- und Haltefläche 10 und in einem Winkel zu dieser Fläche 10 angeordnet sind. Die An schlagflächen 40 sind einander zugekehrt. Der Winkel β be trägt vorzugsweise 90°.In this example, the device 4 has at least one pair of stop surfaces 40 which are arranged on opposite lateral sides of the gripping and holding surface 10 and at an angle to this surface 10 . The striking surfaces 40 face each other. The angle β be preferably 90 °.

Zwischen diesen Anschlagflächen 40 wird der Gegenstand 2 im Gasfilm 30 gehalten. Der Durchmesser D1 des Gegenstandes 2 in der Richtung r muß kleiner als der beispielsweise und nicht notwendig mit dem Durchmesser D0 der Greif- und Haltefläche 10 in der Richtung r zusammenfallende Abstand zwischen den beiden Anschlagflächen 40 sein, damit der Gegenstand 2 ein Spiel gegenüber den Anschlagflächen hat und so problemlos ge griffen werden kann. Bewegt sich der gehaltene Gegenstand 2 aufgrund dieses Spiels in der Richtung r, stößt er mit einer Stirnfläche 210, die beispielsweise die kreisförmige Umfangs fläche einer Scheibe einer Dicke s, z. B. ein Wafer ist, gegen eine der Anschlagflächen 40 und wird auf diese Weise statio när auf der Greif- und Haltefläche 10 gehalten.The object 2 is held in the gas film 30 between these stop surfaces 40 . The diameter D1 of the object 2 in the direction r must be smaller than the distance, for example and not necessarily coinciding with the diameter D0 of the gripping and holding surface 10 in the direction r, between the two stop surfaces 40 so that the object 2 has a play with respect to the stop surfaces has and can be easily gripped. Moves the held object 2 due to this game in the direction r, it bumps with an end face 210 which, for example, the circular peripheral surface of a disc of a thickness s, z. B. is a wafer against one of the stop surfaces 40 and is held statio nary on the gripping and holding surface 10 .

Der Gegenstand 2 wird mit einem der Greif- und Haltefläche 10 zugekehrten ebenen Oberflächenabschnitt 20, der im Beispiel auch der von diesem Oberflächenabschnitt 20 abgekehrte andere ebene Oberflächenabschnitt dieses Gegenstandes 2 sein könnte, in einem Abstand h von der Greif- und Haltefläche 10 gehal ten. Dieser Abstand h entspricht einer stabilen Gleichge wichtslage des Gegenstandes 2 im Gasfilm 30. Bei gegebenem Gegenstand 2 ist der Abstand h im wesentlichen eine Konstan te. The article 2 is could be one of the gripping and holding face 10 facing planar surface portion 20, which in the example also facing away from this surface portion 20 of another flat surface portion of this object 2, at a distance h from the gripping and holding face 10 supported th. This distance h corresponds to a stable equilibrium position of the object 2 in the gas film 30 . For a given object 2 , the distance h is essentially a constant te.

Der diese stabile Gleichgewichtslage enthaltende Gasfilm 30 wird durch das aus den Ausströmöffnungen 11 unter dem Über druck P1 ausströmende Gas und das unter dem Unterdruck P2 in die Einströmöffnungen 12 gesaugte Gas erzeugt. Beispielhafte Gasströme von Ausströmöffnungen 11 zu Einströmöffnungen 12 im Gasfilm 30 sind in der Fig. 5 durch fette Pfeile angedeutet.The gas film 30 containing this stable equilibrium position is generated by the gas flowing out of the outflow openings 11 under the overpressure P1 and the gas sucked into the inflow openings 12 under the underpressure P2. Exemplary gas flows from outflow openings 11 to inflow openings 12 in the gas film 30 are indicated in FIG. 5 by bold arrows.

In jeder der einander gegenüberliegenden Anschlagflächen 40 ist bei dem Beispiel nach Fig. 5 überdies je eine seitliche Ausströmöffnung 41 zum Ausströmenlassen von Gas unter einem Überdruck, beispielsweise der Überdruck P1, in der Richtung r auf die dieser Anschlagfläche 40 gegenüberliegende Stirnflä che 210 des im Gasfilm 30 der Greif- und Haltefläche 10 ge haltenen Gegenstandes 2 ausgebildet. Das aus diesen seitli chen Ausströmöffnungen 41 unter Überdruck ausströmende Gas verhindert, daß der im Gasfilm 30 gehaltene Gegenstand 2 auch mit den Anschlagflächen 40 nicht in Berührung kommt und somit vollständig berührungslos gehalten ist.In each of the opposing stop surfaces 40 in the example according to FIG. 5, there is also a lateral outflow opening 41 for allowing gas to flow out under an overpressure, for example the overpressure P1, in the direction r to the end face 210 of the stop surface 40 in the gas film in the gas film 30 of the gripping and holding surface 10 formed object 2 is formed. The gas flowing out of these lateral outflow openings 41 under excess pressure prevents the object 2 held in the gas film 30 from coming into contact with the stop surfaces 40 and is thus kept completely contactless.

In der Fig. 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Ein richtung 4 zum Stationärhalten des schwebend im Gasfilm 30 gehaltenen Gegenstandes in der Richtung r tangential zur Greif- und Haltefläche 10 vereinfacht dargestellt.In Fig. 6 another embodiment of a device 4 for holding stationary the object suspended in the gas film 30 in the direction r tangential to the gripping and holding surface 10 is shown in simplified form.

Bei diesem anderen Beispiel weist die Einrichtung 4 nur auf einer lateralen Seite der Greif- und Haltefläche 10 eine An schlagfläche 40 auf. Im Bereich der Greif- und Haltefläche 10 sind Druckdüsen 11' im Körper 31 ausgebildet, deren jede in einem Winkel α schräg zu dieser Fläche 10 geneigt ausgerich tet ist, in je eine Ausströmöffnung 11 dieser Fläche 10 mün det und aus dieser Ausströmöffnung 11 ein Ausströmen des Ga ses unter dem Überdruck P1 in der schrägen Ausrichtung r1 dieser Druckdüse 11' bewirkt.In this other example, the device 4 has an impact surface 40 on only one lateral side of the gripping and holding surface 10 . In the area of the gripping and holding surface 10 pressure nozzles 11 'are formed in the body 31 , each of which is inclined at an angle α obliquely to this surface 10 , in each case an outflow opening 11 of this surface 10 and detects an outflow from this outflow opening 11 of the gas under the excess pressure P1 in the oblique orientation r1 of this pressure nozzle 11 '.

Die Druckdüsen 11' sind in der schrägen Ausrichtung r1 zur Anschlagfläche 40 hin geneigt. Das in der Ausrichtung r1 aus den Druckdüsen 11' ausströmende Gas trifft auf den der Greif- und Haltefläche 10 zugekehrten Oberflächenabschnitt 20 des Gegenstandes 2 und bewirkt in diesem Gegenstand 2 eine in der Richtung r auf die Anschlagfläche 40 gerichtete Kraft F, die den Gegenstand 2 gegen die Anschlagfläche 40 drückt und auf diese Weise stationär auf der Greif- und Haltefläche 10 hält.The pressure nozzles 11 'are inclined toward the stop surface 40 in the oblique orientation r1. The gas flowing out of the pressure nozzles 11 ′ in the direction r1 hits the surface section 20 of the object 2 facing the gripping and holding surface 10 and causes in this object 2 a force F directed in the direction r onto the stop surface 40 , which forces the object 2 presses against the stop surface 40 and in this way holds stationary on the gripping and holding surface 10 .

Auch in der Fig. 6 sind Gasströme im Gasfilm 30 auf der Greif- und Haltefläche 10 beispielhaft durch fette Pfeile an gedeutet.Also in the Fig. 6 gas flows in the gas film 30 on the gripping and holding face 10 are exemplary interpreted by bold arrows.

Damit bei auch diesem anderen Beispiel der im Gasfilm 30 ge haltene Gegenstand 2 nicht mit der Anschlagflächen 40 in Be rührung kommt, ist in dieser Fläche 40 eine seitliche Aus strömöffnung 41 zum Ausströmenlassen von Gas unter einem Überdruck in der Richtung r auf die dieser Anschlagfläche 40 gegenüberliegende Stirnfläche 210 des im Gasfilm 30 der Greif- und Haltefläche 10 gehaltenen Gegenstandes 2 ausgebil det. Der Überdruck ist in diesem Fall so einzustellen, daß er in einem bestimmten Abstand der Stirnfläche 210 von der An schlagfläche 40 die entgegenwirkende Kraft F gerade egali siert.So that in this other example, the ge held in the gas film 30 object 2 does not come into contact with the stop surfaces 40 , is in this surface 40 a lateral outflow opening 41 for allowing gas to flow out under an overpressure in the direction r to this stop surface 40 Opposite end face 210 of the object 2 held in the gas film 30 of the gripping and holding surface 10 ausgebil det. In this case, the excess pressure should be set so that it counteracts the counteracting force F at a certain distance from the end face 210 of the stop face 40 .

In der Fig. 7 ist der Ausschnitt A in Fig. 6 stark vergrö ßert dargestellt. Im Unterschied zur Fig. 6 sind in der Fig. 7 jedoch nicht zwei in der gleichen Richtung schräg ge neigte Druckdüsen 11' dargestellt, sondern zwei Druckdüsen 11', die schräg im Winkel α zur Greif- und Haltefläche 10 aufeinander zu geneigt sind. Solche Druckdüsen 11' können zum Stationärhalten, beispielsweise Zentrieren, und/oder Ausrich ten eines Gegenstandes 2 auf der Greif- und Haltefläche 10 verwendet werden. Zum Vergleich ist eine gewöhnliche dritte Druckdüse 11' dargestellt, die senkrecht zur Greif- und Hal tefläche 10 ausgerichtet und in eine normale Ausströmöffnung 11 mündet, aus der das Gas senkrecht zur Greif und Halteflä che 10 ausströmt. FIG. 7 shows detail A in FIG. 6 in a greatly enlarged manner. In contrast to FIG. 6 are shown in Fig. 7 but not two in the same direction ge inclined pressure nozzles inclined 11 'is shown, but two pressure nozzles 11', the inclined at an angle α to the gripping and holding face 10 toward each other are inclined. Such pressure nozzles 11 'can be used for holding stationary, for example centering, and / or aligning an object 2 on the gripping and holding surface 10 . For comparison, an ordinary third pressure nozzle 11 'is shown, which is aligned perpendicular to the gripping and holding surface 10 and opens into a normal outflow opening 11 from which the gas flows out perpendicular to the gripping and holding surface 10 .

Es können mehrere Gegenstände 2 mit einem im Vergleich zum Durchmesser D0 der Greif- und Haltefläche 10 deutlich kleine ren Durchmesser D1 gleichzeitig stationär auf dieser Fläche 10 gehalten werden. Dazu können diese untereinander als An schlag oder Führung benutzt werden.Several objects 2 with a diameter D1 of the gripping and holding surface 10 that is significantly smaller than the diameter D0 can be held stationary on this surface 10 at the same time. For this purpose, they can be used with each other as an impact or guide.

Die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele weisen neuarti gerweise eine einzige Greif- und Haltefläche 10 zum Greifen und Halten eines Gegenstandes auf, der eine mit der Greif- und Haltefläche 10 vergleichbare Größe aufweist oder kleiner, insbesondere auch erheblich kleiner als diese Fläche 10 sein kann.The previously described exemplary embodiments have a single gripping and holding surface 10 for gripping and holding an object which has a size comparable to the gripping and holding surface 10 or smaller, in particular can also be considerably smaller than this surface 10 .

Die obigen Beispiele können auch zur Bildung einer neuartigen Vorrichtung 1 mit zwei oder mehreren getrennten einzelnen Greif- und Halteflächen 10 kombiniert werden. In der Fig. 8 ist dazu ein Beispiel stark vereinfacht und in Draufsicht auf die Greif- und Halteflächen 10 dargestellt.The above examples can also be combined to form a novel device 1 with two or more separate individual gripping and holding surfaces 10 . An example of this is greatly simplified in FIG. 8 and is shown in a top view of the gripping and holding surfaces 10 .

Jede Greif- und Haltefläche 10 ist die eines vorstehend be schriebenen Beispiels. Mit 100 ist ein Trägerteil zum Halten der Greif- und Halteflächen 10 bezeichnet.Each gripping and holding surface 10 is that of an example described above. With 100 a support member for holding the gripping and holding surfaces 10 is designated.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann vorteilhafterweise auch unebene Oberflächenabschnitte eines Gegenstandes berüh rungslos greifen und halten sowie transportieren und handha ben, wenn für diesen Oberflächenabschnitt eine oder mehrere komplementär dazu geformte Greif- und Halteflächen vorgesehen werden.A device 1 according to the invention can advantageously grip and hold as well as transport and handle uneven surface sections of an object without contact if one or more complementary shaped gripping and holding surfaces are provided for this surface section.

In der Fig. 9 ist im Schnitt ein Beispiel eines Gegenstandes 2 mit einem konvexen Oberflächenabschnitt 20 dargestellt, der im Gasfilm 30 einer konkav gewölbten Greif- und Haltefläche 10 gehalten ist. In FIG. 9 in section an example of an object 2 is shown with a convex surface portion 20 which is held a concavely curved gripping and holding face 10 in the gas film 30.

Die Fig. 10 zeigt im Schnitt einen Gegenstand mit einem kon kaven Oberflächenabschnitt 20, der im Gasfilm 30 einer konve xen Greif- und Haltefläche 10 gehalten ist. Fig. 10 shows in section an object with a con cave surface portion 20 which is held in the gas film 30 a konve xen gripping and holding surface 10 .

Um den Überdruck P1 und Unterdruck P2 einstellen und auf die Gegebenheiten abstimmen zu können ist eine Einrichtung 5 (siehe Fig. 2) zum wahlweisen Einstellen des Überdrucks P1 für die Ausströmmöffnungen 11 und des Unterdrucks P2 für die Einströmöffnungen 12 relativ zueinander vorhanden, die bei spielsweise mit den Kanälen 141 und 142 verbunden ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträgt zu erzeugende Über druck P1 typischerweise zwischen 0 bar und 8 bar, kann aber bis zu 40 bar gesteigert werden. Der zu erzeugende Unterdruck P2 beträgt zwischen 0 bar und -1 bar.In order to adjust the overpressure P1 and underpressure P2 and to be able to match the circumstances, a device 5 (see FIG. 2) for selectively adjusting the overpressure P1 for the outflow openings 11 and the underpressure P2 for the inflow openings 12 relative to one another is present, for example is connected to channels 141 and 142 . In the device according to the invention, overpressure P1 to be generated is typically between 0 bar and 8 bar, but can be increased up to 40 bar. The vacuum P2 to be generated is between 0 bar and -1 bar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum schonenden Aufnehmen und Halten sowie Handhaben und/oder Transportieren mikroska lig dünner Scheiben 2, beispielsweise einer Dicke s (siehe Fig. 5) zwischen 10 µm und 100 µm gut geeignet. Solche Scheiben werden belastungsarm gehalten.The device according to the invention is well suited for the gentle picking up and holding as well as handling and / or transporting of microscale thin slices 2 , for example a thickness s (see FIG. 5) between 10 μm and 100 μm. Such panes are kept low in stress.

Außerdem können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufge nommene und gehaltene Scheiben 2 auf eine Fläche 6 (siehe Fig. 5) aufgepreßt werden, insbesondere zum Verbinden mit ei nem Haftmittel 60, beispielsweise Verkleben und/oder Verlöten der aufgepreßten Scheibe 2 mit der Fläche 6. Hohe Aufpreß drucke können durch Steigerung des Überdrucks P1 während des Aufpressens erzielt werden. Diese Steigerung gewährleistet, daß der aufgepreßte Gegenstand auch bei hohem Aufpreßdruck die Gleit- und Haltefläche nicht berührt. Es ist dabei gleichgültig. Ob die Fläche 6 eben oder uneben, beispielswei se konkav oder konvex ist.In addition, with the device according to the invention, disks 2 picked up and held can be pressed onto a surface 6 (see FIG. 5), in particular for connection to an adhesive 60 , for example gluing and / or soldering the pressed-on disk 2 to the surface 6 . High Aufpreß prints can be achieved by increasing the overpressure P1 during the pressing. This increase ensures that the pressed-on object does not touch the sliding and holding surface even at high pressure. It doesn't matter. Whether the surface 6 is flat or uneven, for example se concave or convex.

Claims

1. Device ( 1 ) for contactless gripping and holding egg nes object ( 2 ), in particular a semiconductor wafer, consisting of

- A number of individual gripping and holding surfaces ( 10 ), which is assigned to a surface section ( 20 ) of the object ( 2 ), and
- A device ( 3 ) for generating a gas film ( 30 ) on each gripping and holding surface ( 10 ) by means of an outflow opening ( 11 ) formed in this surface ( 10 ) for outflowing gas under an overpressure (P1) from this surface ( 10 ) and in this area ( 10 ) formed a flow opening ( 12 ) for sucking gas by means of a negative pressure (P2) in this area ( 10 ), wherein
- In the gas film ( 30 ) the object ( 2 ) with its each gripping and holding surface ( 10 ) facing surface section ( 20 ) is kept floating, characterized in that in at least one gripping and holding surface ( 10 )
- At least two outflow openings ( 11 ) for the respective flow of gas under an overpressure (P1) from this surface ( 10 ) and
- At least one inflow opening ( 12 ) for sucking gas by means of a negative pressure (P2) are formed in this surface ( 10 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that on the at least one individual gripping and holding surface ( 10 ) more than two outflow openings ( 11 ) are distributed over the area.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the area around the outflow openings ( 11 ) are distributed substantially uniformly.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an outflow opening ( 11 ) has a microscale opening diameter (d).

5. The device according to claim 4, characterized in that the outflow openings ( 11 ) are arranged in a density of 10 outflow openings per cm ² to 2500 outflow openings per mm ² .

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the at least one individual gripping and holding surface ( 10 ) at least two A flow openings ( 12 ) for the respective suction of gas under the negative pressure (P2) are formed.

7. The device according to claim 6, characterized in that on the at least one individual gripping and holding surface ( 10 ) more than two inflow openings ( 12 ) are formed distributed over the surface.

8. The device according to claim 7, characterized in that areally distributed inflow openings ( 12 ) are substantially evenly distributed.

9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that areally distributed inflow openings ( 12 ) each have the shape of the opening of a simple hole in the at least one individual gripping and holding surface ( 10 ).

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that areally distributed inflow openings ( 12 ) through which at least one individual gripping and holding area ( 10 ) is introduced, with a distance (a) surrounding annularly closed grooves ( 12 ' ) each have a width that defines the opening diameter (D) of an inflow opening ( 12 ).

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an inflow opening ( 12 ) has an opening diameter (D) between 0.1 mm and 5 mm.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that

- The at least one individual gripping and holding surface ( 10 ) consists of a gas-tight surface of a gas-permeable porous body ( 31 ) which is in gas-permeable connection with the outlet openings ( 11 ) of this surface ( 10 ), and that
- Each inflow opening ( 12 ) of this surface ( 10 ) with a through the porous body ( 31 ) and gas-tight against this body ( 31 ) shielded suction channel ( 12 '') is connected.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the suction channels ( 12 '') of all Einströmöffnun gene ( 12 ) with a common vacuum chamber ( 13 ) are the verbun.

14. Device according to one of the preceding claims, characterized by only a single surface section ( 20 ) of the object ( 2 ) assigned gripping and holding surface ( 10 ).

15. The apparatus according to claim 15, characterized in that a diameter (D0) of the single gripping and holding surface ( 10 ) is at least equal to a diameter (D1) of the surface section ( 20 ) of the object ( 2 ).

16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more gripping and holding surfaces ( 10 ) individually or together are uneven.

17. Device according to one of the preceding claims, characterized by a device ( 5 ) for optionally setting the overpressure (P1) of each outflow opening ( 11 ) and the underpressure (P2) of each inflow opening ( 12 ) re relative to one another.

18. Device according to one of the preceding claims, characterized by a device ( 4 ) for we stationary holding the floating in the gas film ( 30 ) egg ner gripping and holding surface ( 10 ) object ( 2 ) tangentially in one direction (r) this area ( 10 ).

19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the device ( 4 ) for stationary egg ne or more at an angle (β) to a gripping and holding surface ( 10 ) arranged stop surfaces ( 40 ) for the object ( 2 ) having.

20. The apparatus of claim 18 or 19, characterized in that the device ( 4 ) for Stationärhal th one or more in the region of a gripping and holding surface ( 10 ) formed pressure nozzles ( 11 '), each of which

- is inclined at an angle (α) obliquely to this surface ( 10 ),
- In each an outflow opening ( 11 ) of this surface ( 10 ) opens and
- An outflow of the gas from this outflow opening ( 11 ) under positive pressure (P1) in the oblique orientation (r1) of this pressure nozzle ( 11 ') to this surface ( 10 ).

21. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 4 ) for holding stationary at least one outflow opening ( 41 ) for allowing gas to flow out under an overpressure (P1) in a direction (r) tangential to a gripping and holding surface ( 10 ) on the gas film ( 30 ) of this surface ( 10 ) held object ( 2 ).

22. Use of a device according to one of the preceding claims for picking up and holding as well as handling and / or transporting microscale thin disks ( 2 ).

23. Use of a device according to one of the preceding claims for pressing a picked and held disc ( 2 ) onto a surface ( 6 ).

24. Use according to claim 22 for gluing and / or soldering the pressed-on pane ( 2 ) to the surface ( 6 ).