DE7436293U - Belade- und entladevorrichtung fuer plattenfoermige halbleitermaterialien - Google Patents

Description

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Georg Müller

Kugellagerfabrik KG

85 Nürnberg

Äußere Bayreuther Str. 230

Belade- und Entladevorrichtung für plattenförmige Halbleitermaterialien

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Belade- und Entladevorrichtung für plattenförmige Halbleitermaterialien.

Halbleiter-Bauelemente sind sehr wichtige und notwendige Bausteine in der modernen Elektro- und Elektronik-Industrie. Ihr Einsatz in der Nachrichtentechnik, Verfahrenstechnik, in der Datenverarbeitung, in Radio- und Fernsehgeräten und vor allem in der Raumfahrt führen zu immer weiteren Entwicklungen auf diesen Gebieten. Wesentliche Vertreter dieser Gruppe sind Transistoren, Dioden, integrierte Schaltkreise und Solarelemente .

Die bekanntesten Halbleiter stoffe cind Germanium, Silicium, Oxidkeramik, Saphir und Verbindungen aus Indium und Antimon, nämlich Indiumantimonid, oder Gallium und Arsen, nämlich Galliumarsenid.

Die in Halbleiter-Bauelemente zu verarbeitenden Halbleiter stoffe werden in Form von von zylindrischen Einkristallen durch Spezialwerkzeuge abgesägten dünnen Plättchen, den sogenannten Ronden, den weiteren Bearbeitungsschritten, wie beidseitigem oder einseitigem Schleifen, Diffusionsbehandlungen, Bestrahlungen und dergleichen unterworfen. Die Handhabung dieewr rondenförmigen dünnen Halbleitermaterialien, die in großen Stückzahlen erfolgt, ist wegen der Bruchempflindlichkeit dieser Materialien außerordentlich problematisch und erfolgt gemäß dem Stand der Technik manuell, was im Hinblick auf ein« RationaliiSjierttng, der. Handhabung außerordentlich ungttnetig iet

und bei aller Geschicklichkeit dee Personals «ine hohe Ausschußquote durch Bruch zur Folge hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Belade- und Entladevorrichtung für plattenförmige Halbleitermaterialien zu schaffen, die gegenüber der manuellen Handhabung große Zeiteineparungen und eine Herabsetzung der Ausschußquote ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Belade- und Entladevorrichtung für plattenförmige Halbleitermaterialien gelöst, die eine in der Fläche der zu beschickenden Bearbeitungsfläche entsprechende Vorratsplatte zur Aufnahme der zu bearbeitenden Halbleitermaterialien in entsprechender Anordnung wie auf der zur Vorratsplatte parallelen Bearbeitungsfläche und eine relativ zu der Vorratsplatte und zur Bearbeitungefläche bewegliche Transportplatte mit einer der Anzahl und der Anordnung der Halbleitermaterialien entsprechenden Zahl von Ansaugdüsen sowie Einrichtungen, um die Transportplatte parallel zur Oberfläche der Vorratsplatte und in zum Ansaugen durch Vakuum geeigneten Abstand davon sowie derart zu positionieren, daß die Ansaugdüsen bezüglich der Halbleitermaterialien sich in einer das Ansaugen ermöglichenden Position befinden, Einrichtungen, um die Transportplatte parallel zur Oberfläche der Bearbeitungsfläche in zum Entladen durch Überdruck in den Ansaugdüsen geeigneten Abstand zu positionieren, sowie Einrichtungen aufweist, um die Ansaugdüsen mit Vakuum oder überdruck zu beaufschlagen.

Gemäß einer bevorzugten Aueführungsform der vorliegenden Erfindung sind auf der Vorratsplatte elastische Unterlagen zur Aufnahme der Halbleitermaterialien vorgesehen. Auf diese Weise können etwaige Toleranzen

in der Dicke der Halbleitermaterialien ausgeglichen werden. Vorzugsweise bestehen die Ansaugdüsen im Bereich des Kontakte mit den Halbleitermaterialien ebenfalls aus elastischem Material.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Aueführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Aneaugdüeen einen Öffnungsquer schnitt, auf, der etwa um de/i Faktor hundert kleiner ist als die zu bearbeitende Fläche der Halbleitermaterialien. Diese Aueführungeform ist in der Praxis von außerordentlicher Wichtigkeit, da bei diesem Verhältnis von öffnungequerechnitt der Aneaugdüeen zu der Fläche der Halbleitermaterialien einerseits ein feetee Ansaugen der Halbleiterronden einwandfrei gewährleistet ist, während andererseits die Gefahr des Bruches der Halbleiterronden durch die Vakuumeinwirkung vermieden ist. Diese Gefahr des Bruches der Halbleiterronden durch Vakuumeinwirkung besteht, wenn der Durchmesser der Aneaugdüeen zu groß ist, da sich dann die Halbleiterronden im Bereich des öffnungsquerflchnittes der Aneaugdüsen durch Einwirkung des Vakuums durchbiegen und zu Bruch gehen können.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Anwendung in Kombination mit einer Präzisions-Senkrecht-Rundtischflachschleifmaschine wird anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Ausführungeform

der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Kombination mit einer Rundtischflachschleifmaschine,

Figur 2 eine Teilaufsicht auf die Vorratsplatte und Figur 3 eine Ansaugdüse und der zugehörige Teil der Vorratsplatte,

teilweise im Schnitt.

Der Be- und Entladevorrichtungs-Grundkörper 1 ist mit dem Ständer Z der Rundtischflachschleifmaschine feet verschraubt und dient zur Anfnahme der Vorratsplatte 3 und der Bewegungseinrichtung 4. Die Vorratsplatte 3 ist mit einer Säule 5 verschraubt und in einer rohrförmigen Aufnahme 6 mit Einstellschrauben 7 parallel zur Bearbeitungsfläche in Form einer Vakuum-

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Spannplatte 8 des Maschinentisches justierbar. Gehärtete Stahlstifte dienen zur Begrenzung und Positionierung der Ronden 29« die damit in ihrer Anordnung den porösen Keramikeinsätzen 10 der Vakuum-Spannplatte 8 entsprechen. Elastische Unterlagen 11 nehmen die zu schleifenden rondenförmigen Halbleitermaterialien 29 auf und verhindern eine Beschädigung bei der Übernahme der Halbleiterronden durch die Bewegungseinrichtung 4.

Die Bewegungseinrichtung 4 kann durch einen Hydraulikzylinder 12 über die Säule 13 in ihrer Höhe vertikal bewegt und um einen Winkel U/ beispielsweise ca. 300° geschwenkt werden. Die Säule 13 ist in einem Rohr 14 geführt, das in einer rohrförmigen Aufnahme 15 durch Einstellschrauben 16 parallel zur Vakuum-Spannplatte 8 des Maschinentisches und der Vorratsplatte 3 justierbar ist. Die horizontale Tragsäule 17 gleitet in zwei nur während der Horizontalbewegung wirksamen Luft-Lagerbuchsen 18 und ist durch eine Führungsleiste 19 gegen Verdrehung gesichert. Zwei Anschläge 20 dienen zur Hubbegrenzung. Am vorderen Ende der Tragsäule 17 ist die Transportplatte 21 befestigt. Die aus Aluminium-Vierkantrohr en bestehende Transportplatte 21 dient sowohl zur Vakuum- und Überdruckzuführung als auch zur Aufnahme für die zur Anordnung der Ronden der Vorratsplatte 3 und der Vakuum-Spannplatte 8 deckungsgleichen Ansaugdüsen 22. Die Ansaugdüsen 22 sind im Bereich des Kontaktes mit den Halbleitermaterialien aus weichem, elastischem rohrförmigen! Material, dessen Öffnungsquerschnitt um den Faktor hundert kleiner ist als die zu bearbeitende Fläche der Halbleiterronden. Die Aneaugdüsen halten die Ronden 29 fest, ohne diese mechanisch zu beschädigen oder durch den im Ansaugquerschnitt der Düse bestehenden Unterdruck zu zerbrechen. Ein Anschlagsystem 23 an der Transportplatte 21 hält den Rahmen beim Be- und Entladevorgang in einem der Rondendicke entsprechenden Abstand zur Vorratsplatte 3 und der Vakuum· Spannplatte 8. Ein Indexierstift 24 an der Vorratsplatte 3, eine Gegenbuchse 25 an der Transportplatte 21 und ein Anschlagprisma 26 am Schleifscheibenschutz 27 der Maschine stellt die Positionierung der Transportplatte in seiner jeweiligen Endlage sicher und gewährleistet damit die deckungsgleiche übergabe der Halbleiterionde^WAdex'V-.orj'atsplatte ^{3 auf}

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Keramikeinsätze 10 der Vakuum-Spannplatte 8. Ein Anschlagsystem 28 zur Begrenzung der Drehbewegung der Bewegungseinrichtung 4 erleichtert dabei die Endlagenbestimmung und Positionierung. Die An steuerschalter sind zentral am Vorrichtungsgrundkörper 1 angebracht. Es sind der Schalter 30 für die Ansteuerung des öffnens aid Schlieuene der Wasserfangschale 31, der Schalter 32 für das hydraulische Heben und Senken der Bewegungseinrichtung 4, der Schalter 33 für das Ansaugen durch Vakuum und das Abstoßen durch Überdruck der Halbleiterronden an der Transportplatte 21 und die Kontrolleuchte 34.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung arbeitet folgendermaßen:

Die Halbleiter ronden werden von Hand auf der Vorratsplatte 3 aufgelegt, wobei jede einzelne Ronde auf einer elastischen Unterlage 11 ruht und sich dabei, durch die Stahlstifte 9 begrenzt, in einer der Vakuum-Spannplatte 8 des Maschinentisches entsprechenden Position befindet.

Die Bewegungseinrichtung 4 wird aus der Ausgangsposition hydraulisch angehoben, geschwenkt und gegen den Begrenzungsanschlag über die Vorratsplatte 3 bewegt. In dieser Position wird die Einrichtung hydraulisch gesenkt und durch einen Indexierstift 24 in der Mitte der Transportplatte und durch Anschlagstifte 9 am Rand der Transportplatte 21 in seiner Höhe und Lage zu den einzelnen Ronden genau positioniert.

Durch Einschalten des Vakuums über ein hydraulisch gesteuertes Ventil wird die gesainte Transportplatte 21 mit Vakuum beaufschlagt und die Ronden gegen die weichen, elastischen Ansaugdüsen 22 gezogen und festgehalten.

Die Bewegungseinrichtung 4 wird wieder hydraulisch gehoben, über den Maschinentisch gegen das Anschlagprisma 26 am Schleifscheibenschutz bewegt und hydraulisch gesenkt, wobei die Transportplatte 21 wiederum durch die Anschlagstifte 9 am Rand der Transportplatte 21 in ihrer Köhe

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begrenzt wird.

Das Vakuum wird nunmehr an der Transportplatte 21 abgeschaltet und die Vakuum-Spannplatte 8 des Maschinentisches wird eingeschaltet. Die Ronden werden durch die porösen Keramikeinsätze 10 angesaugt und festgehalten. Um das Lösen der Ansaugdüsen von den Ronden zu ermöglichen, wird die gesamte Transportplatte 21 mit überdruck beaufschlagt. Die Bewegungseinrichtung 4 wird hydraulisch gehoben, in ihre Endlage geschwenkt und gesenkt. Die Was serf angschale der Maschine wird nun geschlossen und der automatische Ablaufzyklus der Schleifmaschine gestartet.

Nach Beendigung des Programmes fährt die Maschine in ihre Ausgangsposition, wobei der Maschinentisch in einer positionierten Stellung stehen bleibt und die Vakuum-Spannplatte 8 ausgeschaltet wird.

Die Bewegungseinrichtung 4 wird aus ihrer Ausgangsposition hydraulisch angehoben, gegen das Anschlagprisma 26 am Schleifscheibenschutz 27 geschwenkt und gesenkt.

Die Transportplatte 21 wird mit Vakuum beaufschlagt, wobei gleichzeitig ein überdruck durch Wasser und Luft in der Ansaugleitung der Vakuum· Spannplatte 8 des Maschinentisches erzeugt wird, der die Bewegung der Halbleiterronden gegen die Ansaugdüsen der Transportplatte 21 unterstützt. Die angesaugten und gespannten Ronden werden durch Anheben der Beladeeinrichtung und Ausschwenken über eine Wasch- und Reinigungsstation gebracht. Das Vakuum wird abgeschaltet und durch eine Umkehr des Saugstromes in eine Blaswirkung werden die Ronden von den Ansaugdüsen in den Reinigungsbehälter entladen.

Nach Reinigung der Vakuum-Spannplatte 8 kann der gesamte Arbeitsvorgang wiederholt werden, wobei während des Schleifprozenses auf der Vorrateiplatte 3 die nächsten zu bearbeitenden Halbleiterronden aufgelegt worden sind.

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Es wird betont, daß die erfindungsgemäße Be- und Entladevorrichtung nicht nur in Kombination mit Schleifmaschinen verwendet werden kann. Weitere Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich beispielsweise bei der Be- und Entladung von Meßstationen, ReinigungsStationen, Belack-Stationea, bei der Maskierung, Bedampfung und bei allgemeinen Transportproblemen im Zusammenhang mit Halbleitermaterialien.

Claims (2)

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1. Belade- und Entladevorrichtung für plattenförmige Halbleitermaterialien, gekennzeichnet durch eine in der Fläche der zu beschickenden Bearbeitungsfläche (8) entsprechende Vorrats -platte (3) zur Aufnahme der zu bearbeitenden Halbleitermaterialien in entsprechender Anordnung wie auf der zur Vorratsplatte parallelen Bearbeitungsfläche und eine relativ zu der Vorratsplatte und zur Bearbeitungsfläche bewegliche Transportplatte (21} mit einer der Anzahl und der Anordnung der Halbleitermaterialien entsprechenden Zahl von Ansaugdüsen (22) sowie durch Einrichtungen (4), um die Transportplatte parallel zur Oberfläche der Vorratsplatte und in zum Ansaugen durch Vakuum geeigneten Abstand davon sowie derart zu positionieren, daß die Ansaugdüsen bezüglich der Halbleitermaterialien sich in einer das Ansaugen ermöglichenden Position befinden, Einrichtungen (4), um die Transportplatte parallel zur Oberfläche der Bearbeitungefläche in zum Entladen durch Überdruck in den Ansaugdüsen geeignetem Abstand zu positionieren, sowie Einrichtungen, um die Ansaugdüsen mit Vakuum oder Überdruck zu beaufschlagen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Vorratsplatte (3) elastische Unterlagen (11) zur Aufnahme der Halbleitermaterialien vorgesehen sind.

ρ 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Ansaugdüsen (22) im Bereich des Kontakts mit den Halbleitermaterialien aus elastischem Material bestehen.

ti 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die

Ansaugdüsen (22) einen öffnungsquer schnitt aufweisen, der etwa um den Faktor hundert kleiner ist als die zu bearbeitende Fläche der Halbleitermaterialien.