WO1998015971A1 - Wafer gripping device - Google Patents

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WO1998015971A1
WO1998015971A1 PCT/CH1997/000383 CH9700383W WO9815971A1 WO 1998015971 A1 WO1998015971 A1 WO 1998015971A1 CH 9700383 W CH9700383 W CH 9700383W WO 9815971 A1 WO9815971 A1 WO 9815971A1
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WO
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wafers
gripping
wafer
gripping device
container
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Application number
PCT/CH1997/000383
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Inventor
Christian Balg
Bernhard Strasser
Jakob Blattner
Original Assignee
Stäubli Ag Pfäffikon
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Publication date
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Priority to DE19781101T priority patent/DE19781101D2/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof

Definitions

  • the present invention relates to a gripping device for wafers according to the preamble of claim 1, and a
  • a method for gripping and transporting wafers according to claim 14.
  • Clean room technology i.e. the processing zones must have a certain, defined purity with regard to these dirt particles.
  • intermediate storage i.e. the storage containers.
  • the wafers are held in rake-like holding devices, which can simply be removed from the cassettes. are retractable.
  • the holding devices are designed in such a way that the edge zones of the wafers are partially exposed so that the removal devices can attack this edge zone.
  • the wafers may only be touched by this device at their edge sections running perpendicular to the surface and in a narrowly limited area on the periphery of the rear side.
  • the object of the present invention was to create a gripping device which is horizontal can remove stored wafers from their container and feed them to a processing carrier in a pivoted position.
  • this object is achieved by the features of claim 1. Due to the construction of the gripping device according to the invention, horizontally stored wafers can be removed from their storage container, pivoted and fed to a processing carrier and positioned thereon. The requirements regarding the area of the wafer that is not to be touched by any objects are fully met, since the gripping means come into contact with the wafer practically only at the edge and not on the wafer surface. Nevertheless, the wafers are kept stable and can therefore advantageously also be pivoted into practically any position. This can advantageously be done completely automatically. The device can therefore be installed and operated in a closed area of a processing machine.
  • the gripping heads can be advantageously pivoted into their insertion position for insertion between the stacked wafers. In this position, they can be easily moved into the space between the wafer plates without touching the surfaces of the wafer plates.
  • Two gripping heads are preferably provided for each slice, which come together at a distance from each other to the edge region of a wafer. It is clear that for gripping a stack of, for example, 13 wafers, all gripping heads are advantageously moved together at the same time.
  • Such gripping devices according to the invention are preferably used in wafer processing plants.
  • the gripping device is raised slightly before the wafer stack is removed from its container, so that the wafers are released from their holders in the container. Damage to the wafer surfaces by the holders, which is avoided could arise if the wafers were simply pulled out and dragged over the holders.
  • Figure 1 schematically shows the view of a gripping device according to the invention before removing wafers from their container.
  • FIG. 2 shows the view according to FIG. 1 when the wafers are fed onto the processing carrier
  • FIG. 3 shows the longitudinal section through a region of a gripping device according to the invention
  • Fig. 4 is the supervision of the inventive
  • Fig. 5 shows the supervision of another according to the invention
  • FIG. 6 shows the longitudinal section through a region of a gripping device according to the invention for handling individual wafers
  • FIG. 7 shows the top view of the gripping device according to the invention according to FIG. 7.
  • a gripping device 1 according to the invention is shown on a movable and pivotable carrier 2.
  • the unprocessed wafers 3 are arranged horizontally, parallel to one another, in their container 4.
  • the Wafers 3 are stored in this container 4 in such a way that only the wafer wafer edges and possibly a narrow edge area of the underside of the wafer wafer are in contact with the holding elements in the container 4.
  • the wafer disks 3 are filled into these containers 4 and stored therein until they are fed to a further process step.
  • the gripping device 1 shown here now serves to bring the wafers 3 out of their container 4 and one
  • this processing carrier 5 is, for example, a construction of two rollers 5 ′ arranged parallel to one another, on which the round wafer plates 3, as will be explained below, can be placed vertically aligned.
  • the container 4 can now be moved to an emptying position, for example by means of a controlled means of transport.
  • the opening of the transport means is preferably in the
  • FIG. 2 shows schematically the positioning of the wafers 3 pivoted into the vertical position on the processing carrier 5.
  • the rollers 5 'of the processing carrier 5 are preferably designed such that the wafers 3 can be pushed between the rollers 5' from below, and then by rotating the rollers 5 'about their own axis, the wafers 3 with their disc edges onto the rollers 5'. can be brought to rest.
  • the rollers 5 ' have a circular cross section, which is flattened in a segment region, for example over 90 °.
  • the gripping device 1 By lowering the carrier 2, the gripping device 1 can now be moved out between the wafers 3 and the wafers 3 can be fed through the processing carrier 5 to a process stage.
  • the processed wafers 3 can be fed back into a container 4 by the gripping device 1 and then transported further.
  • this entire process can be automated and does not require any manual intervention, it can run completely in the clean room of the processing machine. This advantageously reduces the risk of contamination and thus also the rejection rate of the wafers 3 during the processing process in comparison to the manual feeding and removal of the wafers 3, and a higher processing rate can also be achieved.
  • gripping device 1 The structure of the gripping device 1 according to the invention can now be seen exactly from the example in FIG. 3, partly in longitudinal section.
  • gripping heads 6 are provided, which are arranged at one end of rods 7 which can be displaced longitudinally and rotated about their axis.
  • the gripping heads 6 have a slot 8, the slot width of which is slightly greater than the thickness of the wafer plates 3, and the lower cheek 8 ', which comes to lie against the underside of the wafer plate 3, is aligned at a flat angle with respect to the wafer plate surface.
  • a gripping head 6 can be pulled against the side edge of the corresponding wafer 3 by pulling back its rod 7 in the direction of the arrow. This movement can be generated by a corresponding movement of the entire gripping device 1.
  • the side edge of the wafer 3 comes into contact with the bottom of the slot 8. Due to the design of the slot 8 with the lower cheek arranged at an angle, the surface of the wafer 3 does not come into contact with the gripping means.
  • the upper gripping head 6 is designed for gripping a single wafer 3 and has a single slot 8.
  • This gripping head is advantageously used as a start or end gripper in the gripping device 1.
  • the gripping head 6 'shown below is designed for the simultaneous gripping of two wafers 3 and, in addition to the lower slot 8, has a second cutout 9.
  • This cutout 9 also has a cheek surface 9 ′ aligned at a flat angle with respect to the wafer surface and a vertical stop surface 9 ′′.
  • a holding rake 10 is provided as a counterpart to the gripping heads 6, 6 '. This now also has slots 11 for receiving the wafer 3.
  • These slits are essentially wedge-shaped, the lower slit surface preferably each having a short region 11 ′ aligned parallel to the surface of the pane.
  • the depth of this area is not greater than the width of the area on the underside of the wafer 3 which is permitted for such means.
  • the slots 11 could in principle also be designed in accordance with the slots of the gripping heads 6, 6 '. Due to the relative displacement of the rods 7 with respect to the holding rake 10, the wafer disks 3 are clamped reliably without a large force being applied. The clamping nevertheless ensures a secure hold of the wafers 3, which also allow these wafers 3 to be pivoted from the horizontal to the vertical position.
  • the pivoting is preferably carried out in such a way that the wafers for this purpose each lie with their lower side against the holding rake 10.
  • the gripping heads 6, 6 ' can be removed from the stop on the wafer edges by moving and rotating the rods 7, the wafers 3 maintaining their position through the design of the holding rake 10.
  • FIG 4 the supervision of a gripping device 1 according to Figure 3 is shown schematically.
  • a gripping head 6 is shown in the holding position, as described above.
  • the wafer 3 is clamped between the gripping head 6 and the holding rake 10.
  • the gripping head 6 can also preferably be positioned in a predetermined position resulting from the exact diameter of the wafer 3. This prevents the wafer 3 due to the
  • the rods 7 can be made by means of hydraulic, pneumatic or electrical drive means.
  • a gripping head 6 ' is also shown in a pivoted position.
  • the rod 7 is displaced away from the holding rake 10 in the direction of the arrow and then rotated by 90 °. It is now possible to move the holding head 6 'between two adjacent disks 3. This will be when the
  • Gripping device 1 is required in the container 4 for the removal of the wafers 3 and later also when the gripping device 1 is withdrawn from the processing carrier 5 or. when moving out of the container 4 at the end of the machining process.
  • FIG. 4 also schematically shows two different possibilities for arranging the holding rake 10.
  • the upper area of FIG. 4 for example, there is a one on the side of rod 7
  • Holding rake 10 shown. However, this can also be arranged between the rods 7, as shown as 10 '.
  • the holding rake 10 can be in one or more parts, and the rods 7 can next to the Holding rake 10 or be arranged in recesses through the holding rake 10.
  • FIGS. 5 to 7 show two further exemplary embodiments of gripping devices according to the invention, some of which correspond to the gripping device shown in FIGS. 1 to 4. In order to avoid repetitions, only the differences between the exemplary embodiments are discussed in the following.
  • the gripping device shown in FIG. 5 is a multiple gripper in which the structural design of its two-part holding rake 10 and 10 ', the rods 7 and the gripping heads 6, 6' is essentially that shown in FIGS. 3 and 4 Components corresponds.
  • a gripping device 16 is arranged between the two rods 7 in this gripping device, which is longitudinally displaceable in a direction parallel to the longitudinal axes of the rods 7.
  • the counterholder 16 is also located on a side opposite the gripper heads 6, 6 ' with respect to the wafer 3.
  • the counter holder 16 each has a slot for receiving the wafers 3 (not shown, the width of the individual slots being greater than the thickness of the wafers 3, so that the wafer surfaces do not come into contact with the counter holder 16.
  • the rods 7 are also moved between the wafers by a feed movement of the gripping device 1 along their longitudinal axes and parallel to the wafer surfaces in such a way that the gripping heads are located behind the wafers 3.
  • the gripping heads are then rotated through 90 ° and the gripping device is retracted until the wafers rest in the slots 8, 9 on the gripping heads 6, 6 '.
  • the counter-holder 16 is advanced in the direction of the gripping heads 6, 6 'until the wafers 3 also lie in their slots with their circumference.
  • the appropriately designed profile of the slots in the counter-holder 16 ensures that the wafer surfaces are not damaged.
  • Gripping device 1 can be raised slightly so that they no longer lie in the container. The wafers are then moved out of the container by a removal movement in the direction of arrow 17.
  • the holding rakes 10, 10 ' are used, which are moved towards the wafers 3 with a feed movement parallel to the rods 7.
  • the wafers 3 lie in the slots 11 of the holding rakes 10, 10 'in the manner already described above.
  • the wafers 3 are pivoted into the vertical position and in the manner already described in connection with FIGS. 1 to 4 Machining carrier 5 positioned.
  • the processed wafers with the gripping device can be arranged in a container again in the reverse order of the method steps.
  • the present invention can also be used for the handling of individual wafers, as is required when processing individual wafers 3. 5 and 6, a corresponding exemplary embodiment is shown in which a slot 11 of the holding rake 10 is provided with inclined surfaces 12, 13.
  • the gripping head 6 provided for a single disk likewise has inclined slot surfaces 14, 15.
  • the counter holder has an elastomeric stop surface 16 ′, which is oriented essentially at right angles to the surface of the wafer 3. This measure contributes to the fact that the wafer 3 can be removed from the container and inserted into the holding rake 10 without the gripping heads 6 starting to oscillate.
  • the counter-holder 16 preferably remains in abutment against the wafer even during the pivoting movement of the gripping device, as a result of which rapid pivoting movements while at the same time avoiding undesired ones
  • Vibration movements of the wafer can be achieved.
  • the gripping device has no holding rakes for a construction which is as complex as possible. The entire handling of the
  • Wafers - from gripping the wafer in a container to positioning it on a processing carrier - are then only carried out with the two gripping heads 6 and the counter-holder 16.

Abstract

The present invention relates to a gripping device (1) for removing and transporting several separate parallel-lying wafers (3) that are stored in a container (4). Said device has a holder (10) and several gripping heads (6; 6') that are displaceable and rotatable with respect to the holder (10). Said heads (6; 6') can be transported from one swinging position between the wafer (3) to another swinging position. In this position, the gripping heads (6; 6') can be displaced against the borders of the wafer (3), where they come to a limiting stop and push in simultaneously the opposite borders of the wafer flanks (3) in the slot (11) of the holder (10). In this manner all wafers (3) inside the container (4) can be simultaneously grabbed safely, displaced from the container (4) and swung out. In swing position, the vertically-positioned wafers (3) can be placed on a processing support (5).

Description

GreifVorrichtung für Wafer Gripping device for wafers
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung für Wafer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie einThe present invention relates to a gripping device for wafers according to the preamble of claim 1, and a
Verfahren zum Ergreifen und Transportieren von Wafern nach Anspruch 14.A method for gripping and transporting wafers according to claim 14.
Für die Bearbeitung resp. Handhabung von Wafer (Halbleiterplatten) müssen diese verschiedene Prozessstufen durchlaufen. Dabei werden herkömmlicherweise Roh-Wafer (unprozessierte Wafer) hergestellt und in Behältern zwischengelagert . Für den eigentlichen Bearbeitungsprozess müssen diese unprozessierten Wafer dem Behälter entnommen werden, einer Vorrichtung zur Durchführung desFor processing resp. Handling wafers (semiconductor plates) must go through these different process stages. Traditionally, raw wafers (unprocessed wafers) are produced and temporarily stored in containers. For the actual processing process, these unprocessed wafers must be removed from the container, a device for carrying out the
Bearbeitungsprozesses zugeführt und anschliessend wieder in einen Behälter abgelegt werden. Ein grundlegendes Problem bei der gesamten Verarbeitung und Zwischenlagerung besteht darin, dass die Wafer von Verunreinigungen und Schmutz ferngehalten werden müssen. Bereits kleinsteMachining process fed and then placed back in a container. A fundamental problem with all processing and intermediate storage is that the wafers must be kept away from contaminants and dirt. Even the smallest
Verunreinigungen durch Staub oder sonstige Partikel erzeugen eine Schädigung des entsprechenden Bereiches der Wafer- Oberflache. Dies kann zu erheblichen Ausfallraten der aus diesen Wafern hergestellten Endprodukte führen. Deshalb erfolgt die Verarbeitung üblicherweise in sogenannterContamination by dust or other particles cause damage to the corresponding area of the wafer surface. This can lead to significant failure rates of the end products made from these wafers. Therefore, processing is usually carried out in a so-called
Reinraumtechnik, d.h. die Verarbeitungszonen müssen eine bestimmte, festgelegte Reinheit in Bezug auf diese Schmutzpartikel aufweisen. Dasselbe gilt selbstverständlich auch für die Zwischenlagerung, d.h. die Aufbewahrungsbehälter .Clean room technology, i.e. the processing zones must have a certain, defined purity with regard to these dirt particles. The same naturally also applies to the intermediate storage, i.e. the storage containers.
Die Entnahme und Zuführung der Wafer erfolgt herkömmlicherweise entweder manuell oder automatisch. Bei der manuellen Bedienung besteht immer eine erhöhte Gefahr der Verunreinigung, weshalb ein automatischer Ablauf angestrebt wird.The removal and feeding of the wafers is conventionally done either manually or automatically. There is always an increased risk with manual operation contamination, which is why an automatic process is sought.
Herkömiαlicherweise wurden derartige Wafer mit einem Durchmesser bis zu 200 mm hergestellt und prozessiert. Diese Wafer werden herkömmlicherweise vertikal stehend in speziell dafür ausgelegten Kassetten gelagert. Für die Entnahme und Zuführung müssen diese lediglich in dieser vertikalen Lage aus der Kassetten entnommen werden resp. wieder in diese hinein verschoben werden. Hierfür sind geeigneteConventionally, such wafers with a diameter of up to 200 mm were produced and processed. These wafers are conventionally stored vertically in specially designed cassettes. For removal and feeding, they only have to be removed from the cassette in this vertical position. be moved back into this. Suitable are for this
Vorrichtungen bekannt, welche an den Rand der Wafer zum Anschlag kommen. Hierfür sind die Wafer in rechenartigen Haltevorrichtungen, welche einfach aus den Kassetten aus- resp. einfahrbar sind, eingesetzt. Dabei sind die Haltevorrichtungen derart ausgestaltet, dass die Randzonen der Wafer teilweise frei liegen, damit die Entnahmevorrichtungen an diese Randzone angreifen können. Die Wafer dürfen dabei lediglich an ihren senkrecht zur Oberfläche verlaufenden Randabschnitten sowie in einem eng begrenzten Bereich an der Peripherie der Rückseite durch diese Vorrichtung berührt werden.Devices known which come to the edge of the wafer to stop. For this purpose, the wafers are held in rake-like holding devices, which can simply be removed from the cassettes. are retractable. The holding devices are designed in such a way that the edge zones of the wafers are partially exposed so that the removal devices can attack this edge zone. The wafers may only be touched by this device at their edge sections running perpendicular to the surface and in a narrowly limited area on the periphery of the rear side.
Insbesondere neuere, grössere Wafer (bis 300 mm oder mehr) werden nun mehrheitlich nicht mehr vertikal, sondern horizontal in Behältnissen gelagert. Diese Wafer müssen nun aus diesen Behältnissen entnommen werden und anschliessend in eine andere Lage, häufig um 90°, verschwenkt werden, bevor sie der folgenden Bearbeitungsvorrichtung zugeführt werden können. Für diese Entnahme- und Schwenkbewegung sind keine Vorrichtungen vorbekannt.In particular, newer, larger wafers (up to 300 mm or more) are now mostly no longer stored vertically, but horizontally in containers. These wafers must now be removed from these containers and then pivoted into another position, often by 90 °, before they can be fed to the following processing device. No devices are previously known for this removal and pivoting movement.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, eine Greifvorrichtung zu schaffen, welche horizontal gelagerte Wafer aus ihrem Behälter entnehmen und in verschwenkter Lage einem Bearbeitungsträger zuführen kann.The object of the present invention was to create a gripping device which is horizontal can remove stored wafers from their container and feed them to a processing carrier in a pivoted position.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Durch den erfindungsgemässen Aufbau der Greifvorrichtung können horizontal gelagerte Wafer aus ihrem Lagerbehälter entnommen werden, verschwenkt werden und einem Bearbeitungsträger zugeführt und darauf positioniert werden. Dabei werden die Anforderungen betreffend den nicht durch irgendwelche Gegenstände zu berührenden Bereich der Wafer voll erfüllt, da die Greifmittel praktisch nur am Rand und nicht an der Scheibenoberfläche mit dem Wafer in Kontakt gelangen. Trotzdem sind die Wafer stabil gehalten und können deshalb vorteilhafterweise auch in praktisch jede beliebige Lage verschwenkt werden. Vorteilhafterweise kann dies vollkommen automatisiert erfolgen. Die Vorrichtung kann deshalb in einem abgeschlossenen Bereich einer Bearbeitungsmaschine installiert und betrieben werden.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1. Due to the construction of the gripping device according to the invention, horizontally stored wafers can be removed from their storage container, pivoted and fed to a processing carrier and positioned thereon. The requirements regarding the area of the wafer that is not to be touched by any objects are fully met, since the gripping means come into contact with the wafer practically only at the edge and not on the wafer surface. Nevertheless, the wafers are kept stable and can therefore advantageously also be pivoted into practically any position. This can advantageously be done completely automatically. The device can therefore be installed and operated in a closed area of a processing machine.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 12. Des weiteren ergibt sich aus Anspruch 13 eine bevorzugte Verwendung der Erfindung.Preferred embodiments of the invention result from claims 2 to 12. Furthermore, claim 13 shows a preferred use of the invention.
Durch den bevorzugten Schwenkbereich von 90° lassen sich die Greifköpfe für das Einschieben zwischen den gestapelten Wafern vorteilhaft in ihre Einschieblage verschwenken. In dieser Lage können sie problemlos in den Zwischenraum zwischen den Waferplatten eingefahren werden, ohne dass die Oberflächen der Waferplatten berührt werden.Due to the preferred swivel range of 90 °, the gripping heads can be advantageously pivoted into their insertion position for insertion between the stacked wafers. In this position, they can be easily moved into the space between the wafer plates without touching the surfaces of the wafer plates.
Durch die bevorzugte Ausgestaltung der Halte- resp. Schlitzflächen werden die Platten vorteilhafterweise lediglich an ihrer Randkante berührt, die Oberfläche wird dabei praktisch nicht berührt. Dies rührt insbesondere von der Neigung der gegen die Unterseite der Wafer gerichteten Schlitzfläche her.Due to the preferred design of the holding or. Slotted surfaces are advantageously only touched at their edge, the surface is practically not touched. This is due in particular to the inclination of the slot surface directed against the underside of the wafer.
Dieselbe Wirkung wird durch die bevorzugte Ausgestaltung des Halterechens, resp. der Ausgestaltung seiner Schlitze erreicht. Hier ist bewusst ein Anschlagbereich vorgesehen, welcher mit der Waferplattenunterseite in Kontakt kommt. Dieser Bereich ist allerdings sehr klein und liegt in den von den Waferherstellern erlaubten Toleranzen. Trotz dieser kleinen Flächen wird ein sicherer und stabiler Sitz der Waferplatten erreicht, ohne dass sich ihre Positionen, insbesondere ihr Abstand, verändert.The same effect is due to the preferred design of the holding rake, respectively. the design of its slots achieved. A stop area is deliberately provided here, which comes into contact with the underside of the wafer plate. However, this area is very small and lies within the tolerances permitted by the wafer manufacturers. Despite these small areas, a secure and stable fit of the wafer plates is achieved without their positions, in particular their spacing, changing.
Vorzugsweise sind jeweils für eine Scheibe jeweils zwei Greifköpfe vorgesehen, welche zusammen voneinander beabstandet an den Randbereich jeweils eines Wafers zum Anschlag kommen. Es ist klar, dass für die Ergreifung eines Stapels von beispielsweise 13 Wafern vorteilhafterweise alle Greifköpfe miteinander gleichzeitig bewegt werden.Two gripping heads are preferably provided for each slice, which come together at a distance from each other to the edge region of a wafer. It is clear that for gripping a stack of, for example, 13 wafers, all gripping heads are advantageously moved together at the same time.
Vorzugsweise werden derartige erfindungsgemässe Greifvorrichtungen in Waferprozessanlagen eingesetzt.Such gripping devices according to the invention are preferably used in wafer processing plants.
Weiter wird erfindungsgemäss zur Lösung der Aufgabe das Verfahren nach Anspruch 14 vorgeschlagen. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 15 und 18.Furthermore, the method according to claim 14 is proposed according to the invention to achieve the object. Preferred embodiments of the method result from claims 15 and 18.
Vorteilhafterweise wird vor dem Entnehmen des Waferstapels aus seinem Behälter die Greifvorrichtung erfindungsgemäss leicht angehoben, damit die Wafer von ihren Halterungen im Behälter gelöst werden. Damit wird eine Beschädigung der Waferoberflachen durch die Halterungen vermieden, welche entstehen könnte, wenn die Wafer einfach herausgezogen würden und über die Halterungen schleifen.Advantageously, according to the invention, the gripping device is raised slightly before the wafer stack is removed from its container, so that the wafers are released from their holders in the container. Damage to the wafer surfaces by the holders, which is avoided could arise if the wafers were simply pulled out and dragged over the holders.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch naher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to drawings. Show it
Fig. 1 schematisch die Ansicht einer erfindungsgemässen Greifvorrichtung vor dem Entnehmen von Wafern aus ihrem Behälter;Figure 1 schematically shows the view of a gripping device according to the invention before removing wafers from their container.
Fig. 2 die Ansicht nach Figur 1 beim Zuführen der Wafer auf den Bearbeitungsträger;2 shows the view according to FIG. 1 when the wafers are fed onto the processing carrier;
Fig. 3 den Längsschnitt durch einen Bereich einer erfindungsgemässen Greifvorrichtung;3 shows the longitudinal section through a region of a gripping device according to the invention;
Fig. 4 die Aufsicht auf die erfindungsgemässeFig. 4 is the supervision of the inventive
Greifvorrichtung nach Figur 3;Gripping device according to Figure 3;
Fig. 5 die Aufsicht auf eine weitere erfindungsgemässeFig. 5 shows the supervision of another according to the invention
GreifVorrichtung;Gripping device;
Fig. 6 den Längsschnitt durch einen Bereich einer erfindungsgemässen Greifvorrichtung zur Handhabung von einzelnen Wafern;6 shows the longitudinal section through a region of a gripping device according to the invention for handling individual wafers;
Fig. 7 die Aufsicht auf die erfindungsgemässe GreifVorrichtung nach Fig. 7.7 shows the top view of the gripping device according to the invention according to FIG. 7.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemässe Greifvorrichtung 1 auf einem verfahr- und schwenkbaren Träger 2 dargestellt. Die unprozessierten Wafer 3 sind horizontal, parallel voneinander beabstandet in ihrem Behälter 4 angeordnet. Die Wafer 3 sind dabei derart in diesem Behälter 4 gelagert, dass nur die Waferscheibenkanten und ggf. ein schmaler Randbereich der Unterseite der Waferscheibe mit den Halterungselementen im Behälter 4 in Kontakt stehen.In Figure 1, a gripping device 1 according to the invention is shown on a movable and pivotable carrier 2. The unprocessed wafers 3 are arranged horizontally, parallel to one another, in their container 4. The Wafers 3 are stored in this container 4 in such a way that only the wafer wafer edges and possibly a narrow edge area of the underside of the wafer wafer are in contact with the holding elements in the container 4.
Die Waferscheiben 3 werden nach ihrem Herstellungsprozess in diese Behälter 4 eingefüllt und darin gelagert, bis sie einer weiteren Prozessstufe zugeführt werden. Die hier dargestellte Greifvorrichtung 1 dient nun dazu, die Wafer 3 aus ihrem Behälter 4 herauszubringen und sie einemAfter their production process, the wafer disks 3 are filled into these containers 4 and stored therein until they are fed to a further process step. The gripping device 1 shown here now serves to bring the wafers 3 out of their container 4 and one
Bearbeitungsträger 5 zu übergeben. Dieser Bearbeitungsträger 5 ist beispielsweise wie dargestellt eine Konstruktion aus zwei parallel zueinander angeordneten Rollen 5', auf welche die runden Waferplatten 3, wie nachstehend noch erläutert wird, vertikal ausgerichtet aufgelegt werden können.To pass processing carrier 5. As shown, this processing carrier 5 is, for example, a construction of two rollers 5 ′ arranged parallel to one another, on which the round wafer plates 3, as will be explained below, can be placed vertically aligned.
Der Behälter 4 kann nun beispielsweise mittels eines gesteuerten Transportmittels an eine Entleerposition verfahren werden. Bei dieser Entleerposition liegt die Öffnung des Transportmittels vorzugsweise imThe container 4 can now be moved to an emptying position, for example by means of a controlled means of transport. In this emptying position, the opening of the transport means is preferably in the
Reinraumbereich. An dieser Position wird auch der vordere Deckel (nicht dargestellt) des Behälters 4 entfernt, womit die Wafer 3 für die Greifvorrichtung 1 zugänglich sind. Diese Position ist in Figur 1 schematisch dargestellt.Clean room area. At this position, the front cover (not shown) of the container 4 is also removed, making the wafers 3 accessible to the gripping device 1. This position is shown schematically in FIG. 1.
Die Greifvorrichtung 1 wird nun mittels des Trägers 2 vor die Öffnung des Behälters 4 verfahren und ihre Greifmittel ergreifen und fixieren die Waferplatten 3 an der Greifvorrichtung 1. Anschliessend kann die Greifvorrichtung 1 zusammen mit den Waferplatten 3 aus dem Behälter 4 herausgefahren werden und durch die Beweglichkeit des Trägers 2 in die gewünschte vertikale Ausrichtung verschwenkt werden. In Figur 2 ist nun schematisch die Positionierung der in die vertikale Lage verschwenkten Wafer 3 auf den Bearbeitungsträger 5 dargestellt. Die Rollen 5' des Bearbeitungsträgers 5 sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Wafer 3 von unten zwischen den Rollen 5' hindurchgeschoben werden können, und danach durch Verdrehen der Rollen 5' um ihre eigene Achse die Wafer 3 mit ihren Scheibenrändern auf die Rollen 5' zum Aufliegen gebracht werden können. Beispielsweise weisen hierfür die Rollen 5' einen kreisrunden Querschnitt auf, welcher in einem Segmentbereich, z.B. über 90° abgeflacht ist.The gripping device 1 is now moved by means of the carrier 2 in front of the opening of the container 4 and its gripping means grasp and fix the wafer plates 3 on the gripping device 1. Subsequently, the gripping device 1 together with the wafer plates 3 can be moved out of the container 4 and by the mobility of the carrier 2 can be pivoted into the desired vertical orientation. FIG. 2 shows schematically the positioning of the wafers 3 pivoted into the vertical position on the processing carrier 5. The rollers 5 'of the processing carrier 5 are preferably designed such that the wafers 3 can be pushed between the rollers 5' from below, and then by rotating the rollers 5 'about their own axis, the wafers 3 with their disc edges onto the rollers 5'. can be brought to rest. For this purpose, for example, the rollers 5 'have a circular cross section, which is flattened in a segment region, for example over 90 °.
Durch Absenken des Trägers 2 kann nun die Greifvorrichtung 1 zwischen den Wafer 3 herausgefahren werden und die Wafer 3 durch den Bearbeitungsträger 5 einer Prozessstufe zugeführt werden.By lowering the carrier 2, the gripping device 1 can now be moved out between the wafers 3 and the wafers 3 can be fed through the processing carrier 5 to a process stage.
Anschliessend an den durchgeführten Bearbeitungsprozess können auf umgekehrte Weise die prozessierten Wafer 3 durch die Greifvorrichtung 1 wieder einem Behälter 4 zugeführt und danach weitertransportiert werden.Subsequent to the processing process carried out, the processed wafers 3 can be fed back into a container 4 by the gripping device 1 and then transported further.
Da dieser gesamte Vorgang automatisiert gesteuert ablaufen kann und keine manuellen Eingriffe benötigt, kann er vollständig im Reinraum der Bearbeitungsmaschine ablaufen. Damit ist das Verschmutzungsrisiko und damit auch die Ausschussrate der Wafer 3 beim Bearbeitungsprozess im Vergleich zur manuellen Zu- und Wegführung der Wafer 3 vorteilhafterweise vermindert und zudem kann auch eine höhere Verarbeitungsrate erreicht werden.Since this entire process can be automated and does not require any manual intervention, it can run completely in the clean room of the processing machine. This advantageously reduces the risk of contamination and thus also the rejection rate of the wafers 3 during the processing process in comparison to the manual feeding and removal of the wafers 3, and a higher processing rate can also be achieved.
Der erfindungsgemässe Aufbau der Greifvorrichtung 1 ist nun aus dem Beispiel in Figur 3, teilweise im Längsschnitt dargestellt, genau ersichtlich. Um die Wafer 3 aus ihrem Behälter 4 herauszuziehen, sind Greifköpfe 6 vorgesehen, welche an einem Ende von längsverschiebbaren und um ihre Achse verdrehbaren Stangen 7 angeordnet sind.The structure of the gripping device 1 according to the invention can now be seen exactly from the example in FIG. 3, partly in longitudinal section. In order to pull the wafers 3 out of their container 4, gripping heads 6 are provided, which are arranged at one end of rods 7 which can be displaced longitudinally and rotated about their axis.
Die Greifköpfe 6 weisen einen Schlitz 8 auf, dessen Schlitzbreite leicht höher als die Dicke der Waferplatten 3 ausgeführt ist, und dessen untere Wange 8', welche gegen die Unterseite der Waferplatte 3 zu liegen kommt, in einem flachen Winkel bezüglich der Waferplattenoberflache ausgerichtet ist. In der in Figur 3 gezeigten Position kann ein Greifkopf 6 durch Zurückziehen seiner Stange 7 in Pfeilrichtung gegen die Seitenkante des entsprechenden Wafers 3 gezogen werden. Diese Bewegung kann durch eine entsprechende Bewegung der gesamten Greifvorrichtung 1 erzeugt werden. Dadurch kommt die Seitenkante des Wafers 3 mit dem Boden des Schlitzes 8 in Anschlag. Durch die Ausgestaltung des Schlitzes 8 mit der im Winkel angeordneten unteren Wange kommt die Oberfläche des Wafers 3 nicht in Kontakt mit den Greifmitteln.The gripping heads 6 have a slot 8, the slot width of which is slightly greater than the thickness of the wafer plates 3, and the lower cheek 8 ', which comes to lie against the underside of the wafer plate 3, is aligned at a flat angle with respect to the wafer plate surface. In the position shown in FIG. 3, a gripping head 6 can be pulled against the side edge of the corresponding wafer 3 by pulling back its rod 7 in the direction of the arrow. This movement can be generated by a corresponding movement of the entire gripping device 1. As a result, the side edge of the wafer 3 comes into contact with the bottom of the slot 8. Due to the design of the slot 8 with the lower cheek arranged at an angle, the surface of the wafer 3 does not come into contact with the gripping means.
In Figur 4 sind beispielhaft zwei verschiedene Ausgestaltungen des Greifköpfes 6 dargestellt. Der obere Greifkopf 6 ist für das Ergreifen einer einzigen Wafer 3 ausgelegt und weist einen einzigen Schlitz 8 auf. Dieser Greifkopf wird vorteilhafterweise als Anfangs- oder Endgreifer in der Greifvorrichtung 1 eingesetzt. Der darunter dargestellte Greifköpf 6' ist für das gleichzeitige Ergreifen von zwei Wafer 3 ausgelegt und weist neben dem unteren Schlitz 8 einen zweiten Ausschnitt 9 auf. Dieser Ausschnitt 9 weist ebenfalls eine in einem flachen Winkel bezüglich der Waferoberflache ausgerichtete Wangenfläche 9' sowie eine senkrechte Anschlagfläche 9'' auf. Als Gegenstück zu den Greifköpfen 6,6' ist ein Halterechen 10 vorgesehen. Dieser weist nun ebenfalls Schlitze 11 für die Aufnahme der Wafer 3 auf. Diese Schlitze sind im wesentlichen keilförmig ausgestaltet, wobei jeweils die untere Schlitzfläche vorzugsweise einen kurzen, parallel zur Scheibenoberfläche ausgerichtete Bereich 11' aufweist. Die Tiefe dieses Bereiches ist nicht grösser als die Breite des für solche Mittel zugelassenen Bereiches an der Unterseite des Wafers 3. Die Schlitze 11 könnten jedoch grundsätzlich auch entsprechend den Schlitzen der Greifköpfe 6, 6' gestaltet sein. Durch die relative Verschiebung der Stangen 7 bezüglich des Halterechens 10 werden die Waferscheiben 3 zuverlässig eingespannt, ohne dass eine grosse Kraftwirkung aufgebracht werden uss. Die Einspannung gewährleistet dennoch einen sicheren Halt der Wafer 3, welche auch ein Verschwenken dieser Wafer 3 von der horizontalen in die vertikale Lage erlauben. Vorzugsweise wird dabei die Verschwenkung derart durchgeführt, dass die Wafer hierzu jeweils mit ihrer unteren Seite gegen den Halterechen 10 anliegen. Damit können in der vertikalen Position die Greifköpfe 6,6' vom Anschlag an die Waferränder durch Verschieben und Verdrehen der Stangen 7 entfernt werden, wobei die Wafer 3 ihre Lage durch die Ausgestaltung des Halterechens 10 beibehalten.In Figure 4, two different configurations of the gripping head 6 are shown as an example. The upper gripping head 6 is designed for gripping a single wafer 3 and has a single slot 8. This gripping head is advantageously used as a start or end gripper in the gripping device 1. The gripping head 6 'shown below is designed for the simultaneous gripping of two wafers 3 and, in addition to the lower slot 8, has a second cutout 9. This cutout 9 also has a cheek surface 9 ′ aligned at a flat angle with respect to the wafer surface and a vertical stop surface 9 ″. A holding rake 10 is provided as a counterpart to the gripping heads 6, 6 '. This now also has slots 11 for receiving the wafer 3. These slits are essentially wedge-shaped, the lower slit surface preferably each having a short region 11 ′ aligned parallel to the surface of the pane. The depth of this area is not greater than the width of the area on the underside of the wafer 3 which is permitted for such means. However, the slots 11 could in principle also be designed in accordance with the slots of the gripping heads 6, 6 '. Due to the relative displacement of the rods 7 with respect to the holding rake 10, the wafer disks 3 are clamped reliably without a large force being applied. The clamping nevertheless ensures a secure hold of the wafers 3, which also allow these wafers 3 to be pivoted from the horizontal to the vertical position. The pivoting is preferably carried out in such a way that the wafers for this purpose each lie with their lower side against the holding rake 10. Thus, in the vertical position, the gripping heads 6, 6 'can be removed from the stop on the wafer edges by moving and rotating the rods 7, the wafers 3 maintaining their position through the design of the holding rake 10.
In Figur 4 ist nun noch schematisch die Aufsicht auf eine Greifvorrichtung 1 nach Figur 3 dargestellt. Im oberen Bereich der Figur 4 ist ein Greifkopf 6 in der Halteposition, wie oben beschrieben, dargestellt. Durch das Verschieben der Stange 7 in Pfeilrichtung wird die Waferscheibe 3 zwischen dem Greifkopf 6 und dem Haltrechen 10 eingeklemmt. Es ist klar, dass anstelle eines Kle mens unter Kraftaufwendung auch vorzugsweise eine Positionierung des Greifkopfes 6 in eine vorbestimmte, sich aus dem genauen Durchmesser der Wafer 3 ergebende Lage erfolgen kann. Damit wird verhindert, dass die Wafer 3 aufgrund desIn Figure 4, the supervision of a gripping device 1 according to Figure 3 is shown schematically. 4, a gripping head 6 is shown in the holding position, as described above. By moving the rod 7 in the direction of the arrow, the wafer 3 is clamped between the gripping head 6 and the holding rake 10. It is clear that, instead of using a adhesive with force, the gripping head 6 can also preferably be positioned in a predetermined position resulting from the exact diameter of the wafer 3. This prevents the wafer 3 due to the
Anpressdruckes beschädigt oder verformt wird. Eine genaue Positionierung mit einem kleinen Spiel erlaubt aufgrund der Formgebung des Greifkopfes 6 und des Halterechens 10 dennoch das Verschwenken der gesamten Anordnung.Contact pressure is damaged or deformed. Due to the shape of the gripping head 6 and the holding rake 10, precise positioning with a small clearance nevertheless allows the entire arrangement to be pivoted.
Die Bewegung der Greifköpfe 6 resp. der Stangen 7 kann mittels hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Antriebsmitteln erfolgen.The movement of the gripping heads 6 respectively. the rods 7 can be made by means of hydraulic, pneumatic or electrical drive means.
Im unteren Bereich der Figur 4 ist weiter ein Greifköpf 6 ' in verschwenkter Lage dargestellt. Hierfür wird die Stange 7 in Pfeilrichtung vom Halterechen 10 weg verschoben und anschliessend um 90° verdreht. Damit ist es nun möglich, den Haltekopf 6' zwischen zwei benachbarten Scheiben 3 hindurch zu verschieben. Dies wird beim Einfahren derIn the lower area of FIG. 4, a gripping head 6 'is also shown in a pivoted position. For this purpose, the rod 7 is displaced away from the holding rake 10 in the direction of the arrow and then rotated by 90 °. It is now possible to move the holding head 6 'between two adjacent disks 3. This will be when the
Greifvorrichtung 1 in den Behälter 4 für die Entnahme der Wafer 3 benötigt und später auch beim Zurückziehen der GreifVorrichtung 1 aus dem Bearbeitungsträger 5 resp. beim Ausfahren aus dem Behälter 4 am Ende des Bearbeitungsprozesses.Gripping device 1 is required in the container 4 for the removal of the wafers 3 and later also when the gripping device 1 is withdrawn from the processing carrier 5 or. when moving out of the container 4 at the end of the machining process.
Weiter sind in dieser Figur 4 auch schematisch zwei verschiedene Möglichkeiten der Anordnung des Halterechens 10 dargestellt. Im oberen Bereich der Figur 4 ist beispielsweise ein seitlich der Stange 7 angeordneterFurthermore, this FIG. 4 also schematically shows two different possibilities for arranging the holding rake 10. In the upper area of FIG. 4, for example, there is a one on the side of rod 7
Halterechen 10 dargestellt. Dieser kann aber auch zwischen den Stangen 7 angeordnet sein, wie als 10' dargestellt. Selbstverständlich kann der Halterechen 10 ein- oder mehrteilig sein, und die Stangen 7 können neben dem Halterechen 10 oder in Ausnehmungen durch den Halterechen 10 hindurchgeführt angeordnet sein.Holding rake 10 shown. However, this can also be arranged between the rods 7, as shown as 10 '. Of course, the holding rake 10 can be in one or more parts, and the rods 7 can next to the Holding rake 10 or be arranged in recesses through the holding rake 10.
In den Fig. 5 bis 7 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Greifvorrichtungen dargestellt, die teilweise der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Greifvorrichtung entsprechen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb nachfolgend im wesentlichen nur auf die Unterschiede zwischen den Ausführugsbeispielen eingegangen.5 to 7 show two further exemplary embodiments of gripping devices according to the invention, some of which correspond to the gripping device shown in FIGS. 1 to 4. In order to avoid repetitions, only the differences between the exemplary embodiments are discussed in the following.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Greifvorrichtung handelt es sich um einen Mehrfachgreifer, bei dem der konstruktive Aufbau von dessen zweiteiligem Halterechen 10 und 10', den Stangen 7 und der Greifköpfe 6, 6' im wesentlichen den in den Fig. 3 und 4 gezeigten Bauelementen entspricht. Anders als dort ist jedoch bei dieser Greifvorrichtung zwischen den beiden Stangen 7 ein Gegenhalter 16, der in einer Richtung parallel zu den Längsachsen der Stangen 7 längsverschiebbar ist, angeordnet. Der Gegenhalter 16 befindet sich zudem auf einer, in bezug auf den Wafer 3, den Greifköpfen 6, 6' gegenüberliegenden Seite. Des weiteren weist der Gegenhalter 16 zur Aufnahme der Wafer 3 jeweils einen Schlitz auf (nicht dargestellt, wobei die Breite der einzelnen Schlitze grösser ist als die Dicke der Wafer 3, damit die Waferoberflachen nicht mit dem Gegenhalter 16 in Kontakt kommen.The gripping device shown in FIG. 5 is a multiple gripper in which the structural design of its two-part holding rake 10 and 10 ', the rods 7 and the gripping heads 6, 6' is essentially that shown in FIGS. 3 and 4 Components corresponds. In contrast to this, a gripping device 16 is arranged between the two rods 7 in this gripping device, which is longitudinally displaceable in a direction parallel to the longitudinal axes of the rods 7. The counterholder 16 is also located on a side opposite the gripper heads 6, 6 ' with respect to the wafer 3. Furthermore, the counter holder 16 each has a slot for receiving the wafers 3 (not shown, the width of the individual slots being greater than the thickness of the wafers 3, so that the wafer surfaces do not come into contact with the counter holder 16.
Um Wafer 3 aus dem Behälter zu entnehmen, werden auch hier die Stangen 7 durch eine Vorschubbewegung der Greifvorrichtung 1 entlang ihrer Längsachsen und parallel zu den Waferoberflachen so zwischen die Wafern verfahren, dass sich die Greifköpfe hinter den Wafern 3 befinden. Anschliessend werden die Greifköpfe um 90° gedreht und die Greifvorrichtung soweit wieder zurückgefahren bis die Wafer in den Schlitzen 8, 9 an den Greifköpfe 6, 6' anliegen. Danach wird der Gegenhalter 16 in Richtung zu den Greifköpfen 6, 6' zugestellt, bis die Wafer 3 mit ihrem Umfang auch in dessen Schlitzen anliegen. Durch das entsprechend gestaltete Profil der Schlitze des Gegenhalters 16 ist gewährleistet, dass die Waferoberflachen nicht beschädigt werden.In order to remove wafers 3 from the container, the rods 7 are also moved between the wafers by a feed movement of the gripping device 1 along their longitudinal axes and parallel to the wafer surfaces in such a way that the gripping heads are located behind the wafers 3. The gripping heads are then rotated through 90 ° and the gripping device is retracted until the wafers rest in the slots 8, 9 on the gripping heads 6, 6 '. Then the counter-holder 16 is advanced in the direction of the gripping heads 6, 6 'until the wafers 3 also lie in their slots with their circumference. The appropriately designed profile of the slots in the counter-holder 16 ensures that the wafer surfaces are not damaged.
Die auf diese Weise in einer Art „Dreipunktauflage" zwischen dem Gegenhalter 16 und den Greifköpfen 6, 6' fixierten Wafer 3 können nun durch eine entsprechende Bewegung derThe wafers 3 fixed in this way in a kind of “three-point support” between the counter-holder 16 and the gripping heads 6, 6 ′ can now be moved by a corresponding movement of the
Greifvorrichtung 1 leicht angehoben werden, so dass sie in dem Behälter nicht mehr aufliegen. Durch eine Entnahmebewegung in Richtung des Pfeiles 17 werden dann die Wafer aus dem Behälter herausgefahren.Gripping device 1 can be raised slightly so that they no longer lie in the container. The wafers are then moved out of the container by a removal movement in the direction of arrow 17.
Zur nachfolgenden Verschwenkung der Wafer um 90° in eine vertikale Ausrichtung kommen die Halterechen 10, 10' zum Einsatz, die mit einer zu den Stangen 7 parallelen Zustellbewegung an die Wafer 3 herangefahren werden. Die Wafer 3 liegen dadurch in der bereits zuvor beschriebenen Weise in den Schlitzen 11 der Halterechen 10, 10' an. Nachdem der Gegenhalter 16 mit einer zu der Zustellbewegung der Halterechen 10, 10' entgegengesetzt verlaufenden Bewegung von den Wafer zurückgefahren wurde, werden die Wafer 3 in die vertikale Lage verschwenkt und in der bereits in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Weise auf dem Bearbeitungsträger 5 positioniert.For the subsequent pivoting of the wafers by 90 ° into a vertical orientation, the holding rakes 10, 10 'are used, which are moved towards the wafers 3 with a feed movement parallel to the rods 7. As a result, the wafers 3 lie in the slots 11 of the holding rakes 10, 10 'in the manner already described above. After the counter-holder 16 has been moved back from the wafer with a movement opposite to the feed movement of the holding rakes 10, 10 ′, the wafers 3 are pivoted into the vertical position and in the manner already described in connection with FIGS. 1 to 4 Machining carrier 5 positioned.
Auch hier können die prozessierten Wafer mit der Greifvorrichtung durch eine umgekehrte Reihenfolge der Verfahrensschritte wieder in einem Behälter angeordnet werden. Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich auch für die Handhabung von einzelnen Wafern anwendbar, wie dies bei der Bearbeitung von einzelnen Wafern 3 erforderlich ist. Hierzu ist in den Fig. 5 und 6 ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Schlitz 11 des Halterechens 10 mit geneigten Flächen 12, 13 versehen ist. Der für eine einzelne Scheibe vorgesehene Greifkopf 6 hat ebenfalls geneigte Schlitzflächen 14, 15.Here, too, the processed wafers with the gripping device can be arranged in a container again in the reverse order of the method steps. In principle, the present invention can also be used for the handling of individual wafers, as is required when processing individual wafers 3. 5 and 6, a corresponding exemplary embodiment is shown in which a slot 11 of the holding rake 10 is provided with inclined surfaces 12, 13. The gripping head 6 provided for a single disk likewise has inclined slot surfaces 14, 15.
Beim Erfassen eines Wafers kommen dessen Kanten - ausser gegen zwei Greifköpfen 6 (von denen lediglich einer dargestellt ist) - auch zur Anlage gegen einen Gegenhalter 16, wie dies in Fig. 6 schematisch dargestellt ist. Hierdurch kann der Wafer 3 in der Greifvorrichtung 1 bewegt werden, ohne dass signifikante Relativbewegungen zwischen der Greifvorrichtung und dem Wafer 3 möglich sind. Der Gegenhalter hat hierzu eine elastomere Stoppfläche 16', die im wesentlichen rechtwinklig zur Oberfläche des Wafers 3 ausgerichtet ist. Diese Massnahme trägt dazu bei, dass der Wafer 3 aus dem Behälter entnommen und in den Halterechen 10 eingeführt werden kann, ohne dass die Greifköpfe 6 hierbei zu schwingen beginnen. Vorzugsweise bleibt der Gegenhalter 16 auch bei der Schwenkbewegung der GreifVorrichtung in Anlage gegen den Wafer, wodurch schnelle Schwenkbewegungen bei gleichzeitiger Vermeidung von unerwünschtenWhen a wafer is gripped, its edges come to rest against a counter-holder 16, aside from two gripping heads 6 (only one of which is shown), as is shown schematically in FIG. 6. As a result, the wafer 3 can be moved in the gripping device 1 without significant relative movements between the gripping device and the wafer 3 being possible. For this purpose, the counter holder has an elastomeric stop surface 16 ′, which is oriented essentially at right angles to the surface of the wafer 3. This measure contributes to the fact that the wafer 3 can be removed from the container and inserted into the holding rake 10 without the gripping heads 6 starting to oscillate. The counter-holder 16 preferably remains in abutment against the wafer even during the pivoting movement of the gripping device, as a result of which rapid pivoting movements while at the same time avoiding undesired ones
Schwingungsbewegungen des Wafers erzielt werden können. Schliesslich ist es in Verbindung mit der Handhabung von einzelnen Wafern bevorzugt, wenn für einen möglichst unaufwendigen konstruktiven Aufbau die Greifvorrichtung keine Halterechen aufweist. Die gesamte Handhabung desVibration movements of the wafer can be achieved. Finally, in connection with the handling of individual wafers, it is preferred if the gripping device has no holding rakes for a construction which is as complex as possible. The entire handling of the
Wafers - vom Erfassen des Wafers in einem Behälter bis zur Positionierung auf einem Bearbeitungsträger - erfolgt dann nur mit den beiden Greifköpfen 6 und dem Gegenhalter 16. Wafers - from gripping the wafer in a container to positioning it on a processing carrier - are then only carried out with the two gripping heads 6 and the counter-holder 16.

Claims

Patentansprüche claims
1. GreifVorrichtung (1) für Wafer (3), welche in einem Behälter (4) voneinander beabstandet gestapelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Halterechen (10) mit zur Aufnahme der Wafer (3) geeigneten Schlitzen (11) und bezüglich des Halterechens (10) verschieb- und verschwenkbare Greifköpfe (6; 6') aufweist, welche Anschlagsflächen (9, !) für den Anschlag an die WaferRänder aufweisen.1. Gripping device (1) for wafers (3) which are stacked at a distance from one another in a container (4), characterized in that they have a holding rake (10) with slots (11) suitable for receiving the wafers (3) and with respect to the Holding rake (10) has displaceable and pivotable gripping heads (6; 6 '), which have stop surfaces (9 ,! ) For the stop on the wafer edges.
2. Greifvorrichtung (1) für Wafer (3), welche in einem Behälter (4) voneinander beabstandet gestapelt sind, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Gegenhalter (16) zur Anlage an die Wafer- Ränder und bezüglich des Gegenhalters (16) verschieb- und verschwenkbare Greifköpfe (6; 6') aufweist, welche Anschlagsflächen (9'') für den Anschlag an die WaferRänder aufweisen, so dass ein Wafer durch Anlage an dem Gegenhalter (16) und den beiden Greifköpfen fixier- und handhabbar ist.2. Gripping device (1) for wafers (3), which are stacked spaced apart in a container (4), in particular according to claim 1, characterized in that they have a counter-holder (16) for contacting the wafer edges and with respect to the counter-holder (16) has displaceable and pivotable gripping heads (6; 6 '), which have stop surfaces (9' ') for the stop on the wafer edges, so that a wafer can be fixed by contacting the counter-holder (16) and the two gripping heads is manageable.
3. Greifvorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifköpfe (6; 6') um 90° verschwenkbar sind.3. Gripping device according to one or both of the preceding claims, characterized in that the gripping heads (6; 6 ') are pivotable by 90 °.
Greifvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifköpfe (6; 6') am Ende von Stangen (7) befestigt sind. Gripping device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gripping heads (6; 6 ') are attached to the end of rods (7).
5. GreifVorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifköpfe (6; 6') mindestens eine bezüglich der Waferoberflachen geneigte Schlitzfläche (8', 9') aufweisen.5. Gripping device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gripping heads (6; 6 ') have at least one slotted surface (8', 9 ') which is inclined with respect to the wafer surfaces.
6. GreifVorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagflächen (9'') senkrecht zu den Waferoberflachen ausgerichtet sind.6. Gripping device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the stop surfaces (9 '') are aligned perpendicular to the wafer surfaces.
7. Greifvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Greifköpfe (6,6') kleiner ist als der Abstand der Wafer (3) untereinander im Behälter (4) .7. Gripping device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the thickness of the gripping heads (6, 6 ') is smaller than the distance of the wafers (3) from one another in the container (4).
Greifvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterechen (10; 11) mehrteilig aufgebaut ist.Gripping device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the holding rake (10; 11) is constructed in several parts.
9. Greifvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Schlitz (11) jeweils wenigstens eine Schlitzfläche einen bezüglich der Waferoberflache parallel verlaufenden Bereich (11'), vorzugweise am Schlitzgrund, aufweist.9. Gripping device according to one or more of the preceding claims, characterized in that for each slot (11) in each case at least one slot surface has a region (11 ') which runs parallel to the wafer surface, preferably at the slot base.
10. Greifvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hydraulische, pneumatische oder elektrische Antriebsmittel für die Schwenk- und Schiebebewegung der Greifköpfe (6; 6') mit diesen wirkverbunden sind.10. Gripping device according to one or more of the preceding claims, characterized in that hydraulic, pneumatic or electrical drive means for the pivoting and sliding movement of the gripping heads (6; 6 ') are operatively connected to them.
11. Greifvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Greifköpfe (6; 6') parallel zueinander verschoben und miteinander bewegt werden, und derart angeordnet sind, dass sie jeweils an den Rand derselben Waferscheibe (3) zum Anschlag bringbar sind.11. Gripping device according to one or more of the preceding claims, characterized in that in each case two gripping heads (6; 6 ') are displaced parallel to one another and moved with one another, and are arranged such that they each stop at the edge of the same wafer disc (3) are feasible.
12. Greifvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterechen eine mehrteilige, insbesondere zweiteilige, Komponente ist.12. Gripping device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the holding rake is a multi-part, in particular two-part, component.
13. Verwendung einer Greifvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 für das Entnehmen, Verschwenken und Transportieren von Waferscheiben (3) m Waferprozessanlagen.13. Use of a gripping device according to one or more of claims 1 to 12 for the removal, pivoting and transporting of wafer slices (3) m wafer processing plants.
14. Verfahren zum Ergreifen und Transportieren von m einem Behalter (4) voneinander beabstandet gestapelten Wafern (3) mittels Greifmittel (6;6') und Haltemittel (10, 16) aufweisenden GreifVorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffnetem Behalter (4) die14. A method for gripping and transporting wafers (3) stacked at a distance from one another by means of gripping means (6; 6 ') and holding means (10, 16) having gripping devices (1), characterized in that when the container (4 ) the
Greifmittel (6; 6') von der Behalteroffnung her zwischen den Wafer (3) hindurch an die der Behalteroffnung gegenüberliegende Randbereiche der Wafer (3) verfahren werden, diese dort durch eine Zugbewegung m Richtung auf den jeweiligen Wafer (3) mit dessen Randbereich m Kontakt gebracht werden, durch eine Relativbewegung - In ¬Gripping means (6; 6 ') are moved from the container opening between the wafers (3) to the edge regions of the wafers (3) opposite the container opening, there by a pulling movement in the direction of the respective wafer (3) with its edge region m Be brought in contact by a relative movement - In ¬
zwischen dem jeweiligen Wafer (3) und einem Haltemittel (10, 16), welches jeweils für einen Wafer (3) einen Schlitz (11) aufweist, das Haltemittel ebenfalls mit dem Randbereich des Wafers (3) in Kontakt kommt, so dass der entsprechende Wafer zwischen dem Haltemittel (10, 16) und dem Greifmittel (6; 6') gehalten wird, und dass anschliessend die GreifVorrichtung (1) derart angehoben wird, dass die Wafer (3) von ihren im Behälter (4) angeordneten Auflagemitteln abgehoben werden, und dass anschliessend die Greifvorrichtung (1) zusammen mit den darin gehaltenen Wafern (3) aus dem Behälter entnommen werden.Between the respective wafer (3) and a holding means (10, 16), which has a slot (11) for each wafer (3), the holding means also comes into contact with the edge region of the wafer (3), so that the corresponding one Wafer is held between the holding means (10, 16) and the gripping means (6; 6 '), and that the gripping device (1) is then raised such that the wafers (3) are lifted off their support means arranged in the container (4) , and that the gripping device (1) together with the wafers (3) held therein are then removed from the container.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (1) nach der Entnahme der Wafer aus dem Behälter verschwenkt wird, vorzugsweise um 90°, so dass die Wafer (3) bezüglich dem Behälter (3) vertikal ausgerichtet sind.15. The method according to claim 14, characterized in that the gripping device (1) is pivoted after removing the wafers from the container, preferably by 90 °, so that the wafers (3) are aligned vertically with respect to the container (3).
16. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifmittel (6; 6') vor dem Einfahren zwischen die Wafer (3) sich in einer Einfahrposition befinden und vor der Kontaktnahme mit den Rändern der Wafer (3) in eine Halteposition verschwenkt werden, wobei der Schwenkwinkel vorzugsweise 90° beträgt.16. The method according to one or both of claims 14 or 15, characterized in that the gripping means (6; 6 ') are in a retracted position before entering between the wafers (3) and before contacting the edges of the wafers (3rd ) are pivoted into a holding position, the pivoting angle preferably being 90 °.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem die Greifmittel (6; 6') mit dem Randbereich der Wafer (3) in Kontakt gebracht worden sind, ein Gegenhalter (16) der Haltemittel in Richtung auf die Greifmittel zugestellt wird, so dass die Wafer (3) jeweils in einer Dreipunktauflage zwischen den Greifmittel und dem Gegenhalter (16) gehalten werden.17. The method according to one or more of the preceding claims 14 to 16, characterized in that after the gripping means (6; 6 ') have been brought into contact with the edge region of the wafers (3) Counterholder (16) of the holding means is fed in the direction of the gripping means, so that the wafers (3) are each held in a three-point support between the gripping means and the counterholder (16).
18. Verfahren nach den beiden Ansprüchen 15 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entnahme und vor dem Verschwenken der Greifvorrichtung ein Halterechen (10) an die Ränder der Wafer (3) herangehfahren und der Gegenhalter (16) von den Wafern (3) wieder entfernt wird. 18. The method according to both claims 15 and 17, characterized in that after removal and before pivoting the gripping device, a holding rake (10) approach the edges of the wafers (3) and the counter-holder (16) from the wafers (3) is removed again.
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