WO2004077531A1 - Device for gripping, retaining and orienting contact-sensitive flat components involving little contact therewith - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a device for low-contact gripping, holding and aligning touch-sensitive flat components.
- touch sensitive flat components such as. B. wafers to grip and move from a point A to point B
- various designs are known from the prior art. It is also often necessary to lend the flat components to a technologically predetermined orientation.
- efforts are being made to reduce the number of gripping operations determined by the process, since the likelihood of damage to the component or at least the detachment of particles increases with each additional gripping operation.
- DE 202 12 107 describes a gripping device with a gripper with a controllable manipulator for components whose position is undefined when picked up by the gripper.
- One or more pictures are taken of an optical recording device.
- the image information is fed to an evaluation and control device which influences the movement of the gripper.
- this device is only suitable for mechanically stable components.
- DE 101 21 1 1 5 describes a special holding device for wafers which grasp and hold the wafer exclusively at the edge. This device enables a pivoting movement of 180 degrees and thus also one easy inspection of the bottom of the wafer. However, this device requires sufficient stiffness of the wafer.
- DE 102 32 080 describes a special electrostatic gripper which reduces heating of the wafer to a minimum and can be operated at a low voltage. Although these grippers work in principle without contact, their area of application is very limited. With the electrostatic grippers, only wafers can be gripped on which no current or voltage sensitive structures are present.
- a device for low-contact gripping, holding and aligning touch-sensitive flat components is provided with the following features:
- a holding plate with a recess is arranged on a base plate.
- the base plate has a protrusion that extends through the recess.
- the projection has a flat surface and is dimensioned such that the surface of the projection lies in the same plane as the surface of the holding plate.
- a device for generating ultrasonic vibrations is coupled to the side of the base plate. It is known from the prior art to keep components in a floating state by means of ultrasonic vibrations. The construction is designed so that the flat surface of the projection swings so that an overlying component such. B. a wafer, floating on it without contact.
- the surface and the dimensions of the protrusion are chosen so that a component with a predetermined surface geometry is supported sufficiently without contact. It is thus clear to the person skilled in the art that partial support is sufficient for a relatively rigid component, while support that is as large as possible must be provided for a relatively large and / or thin, ie film-like component, so that the unsupported surface sections do not come under the influence of gravitational force lower.
- the arrangement described above is very flat, so that a component can be removed from a narrow slot. If the component hovers on the projection, side stops must be used to prevent the component from sliding off the device.
- a holding device is therefore provided which holds the component laterally.
- the controllable holding device is operatively connected to the holding plate and can preferably be attached to the holding plate. In order to rotate and / or move the floating component into a predetermined position, the holding plate is rotated and / or moved.
- the lateral holding device causes the floating component to follow the movement of the holding plate exactly.
- the dimensioning of the base plate and the holding plate depends on the shape of the flat component. Furthermore, the dimensioning depends on the spatial conditions from which the flat component is to be removed or into which the flat component is to be inserted or inserted.
- the vibration generating means are designed in connection with the overall construction so that the holding plate also hovers on the base plate. So that the holding plate does not slide off the base plate, it is z. B. held by the drive device which is arranged on the base plate.
- a feature recognition and control device which recognizes a predetermined feature of the flat component and generates position coordinates of the feature, on the basis of which the drive device is actuated, which moves the holding plate with the flat component into a predetermined position.
- the feature detection device is integrated in the holding plate. This measure results in a particularly slim design of the overall device.
- FIG. 1 shows a perspective illustration of the principle of the invention.
- a holding plate 3 with a recess 5 is arranged on a base plate 2.
- the base plate 2 has an annular projection 4 which extends through the recess 5.
- the projection 4 has a flat surface and is dimensioned such that the surface of the projection 4 lies in the same plane as the surface of the holding plate 3.
- On the side of the base plate 2 is a device 6 for generating ultrasonic vibrations coupled.
- the construction is designed such that the wafer 1 floats on the surface of the projection 4 without contact. Since the wafer is flat and sufficiently rigid, it does not touch the surface of the holding plate 3. Because of the high rigidity of this wafer 1, the surface of the projection 4 can be relatively small.
- Wafers must be aligned with their crystal direction before processing.
- a so-called “notch” 10 ie a notch or another geometric feature, is provided for the wafers. If, for example, the wafer 1 was removed from a magazine by a first method step in order to bring it to a processing station The position of the notch can already be determined in this time.
- the drive device which has a motor 8a and a drive wheel 8b for driving the holding plate 3
- the wafer 1 held by small clamping pins 7 is rotated until the notch 10 is detected by means of a sensor arrangement 9.
- the motor 8a is switched off. It is also possible to provide a plurality of sensors on the circumference of the wafer 1, so that the notch 10 is recognized after a smaller angle of rotation, in which case forward or rotated backwards, depending on which angle of rotation is smaller.
- the sensor arrangement 9 for recognizing the optical feature 10 is arranged above the wafer. If the device is used as a gripper to remove a wafer from a narrow slot in a magazine, this embodiment of the sensor arrangement 9 is disruptive.
- At least one reflection sensor is integrated in the holding plate 3 in order to detect the notch.
- the wafer 1 is released by means of the controllable holding device 7, so that the
- Holding plate 3 rotates under the wafer 1, whereby the floating wafer 1 does not rotate due to its inertia.
- the wafer 1 is again fixed at the edge by the holding device 7.
- the fixed wafer 1 can be rotated into a predetermined orientation by means of the drive device 8a, b.
- the drive device must have the function of a stepper motor.
- the holding plate 3 smaller than the wafer.
- the effective area between the drive wheel 8b and the holding plate 3 is then to be designed by a specialist so that the wafer is not touched.
Abstract
The invention relates to a device for gripping, retaining and orienting contact-sensitive flat components (1) involving little contact therewith. To this end, the device comprises the following features: a base plate (2); a retaining plate (3), whereby; the base plate (2) has a projection (4), and; the retaining plate (3) has a recess (5) though which the projection (4) projects, whereby the upper edge of the projection (4) lies in the plane of the surface of the retaining plate (3); oscillation generating means (6) provided for generating oscillations on the base plate (2) and suited for holding a flat component (1), which lies on the retaining plate, in a floating state; a controllable retaining device (7) for fixing the flat component (1) at the edges thereof, and; a drive device (8a, b) for displacing the retaining plate (2) in a predetermined direction or orientation.
Description
Vorrichtung zum berührungsarmen Greifen, Halten und Ausrichten von berührungsempfindlichen Flachbauteilen Device for low-touch gripping, holding and aligning touch-sensitive flat components
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungsarmen Greifen, Halten und Ausrichten von berührungsempfindlichen Flachbauteilen. Um berührungsempfindliche Flachbauteile, wie z. B. Wafer, zu greifen und von einem Punkt A nach Punkt B zu bewegen, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Konstruktionen bekannt. Es ist auch häufig erforder- lieh, die Flachbauteile in eine technologisch vorbestimmte Ausrichtung zu drehen. Gleichzeitig besteht das Bestreben, die prozeßdeterminierte Anzahl der Greifoperationen zu vermindern, da mit jeder zusätzlichen Greifoperation die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Bauteils oder zumindest die Ablösung von Partikeln steigt.The present invention relates to a device for low-contact gripping, holding and aligning touch-sensitive flat components. To touch sensitive flat components, such as. B. wafers to grip and move from a point A to point B, various designs are known from the prior art. It is also often necessary to lend the flat components to a technologically predetermined orientation. At the same time, efforts are being made to reduce the number of gripping operations determined by the process, since the likelihood of damage to the component or at least the detachment of particles increases with each additional gripping operation.
Aus dem Stand der Technik sind einige Vorrichtungen bekannt, die diese Aufgabe mehr oder weniger gut lösen. So beschreibt die DE 202 12 107 eine Greifvorrichtung mit einem Greifer mit einem steuerbaren Manipulator für Bauteile, deren Position bei Aufnahme durch den Greifer Undefiniert ist. Von einer optischen Aufnahmevorrichtung werden eine oder mehrere Aufnahmen gemacht. Die Bildinformationen werden einer Auswerte- und Steuereinrichtung zugeführt, die die Bewegung des Greifers beeinflußt. Diese Vorrichtung ist jedoch nur für mechanisch stabile Bauteile geeignet.Some devices are known from the prior art which more or less solve this problem. For example, DE 202 12 107 describes a gripping device with a gripper with a controllable manipulator for components whose position is undefined when picked up by the gripper. One or more pictures are taken of an optical recording device. The image information is fed to an evaluation and control device which influences the movement of the gripper. However, this device is only suitable for mechanically stable components.
Die DE 101 21 1 1 5 beschreibt eine spezielle Haltevorrichtung für Wafer, die den Wafer ausschließlich am Rand erfassen und halten. Diese Vorrichtung ermöglicht eine Schwenkbewegung um 180 Grad und dadurch auch eine
einfache Inspektion der Unterseite des Wafers. Diese Vorrichtung setzt aber eine ausreichende Steifigkeit des Wafers voraus.DE 101 21 1 1 5 describes a special holding device for wafers which grasp and hold the wafer exclusively at the edge. This device enables a pivoting movement of 180 degrees and thus also one easy inspection of the bottom of the wafer. However, this device requires sufficient stiffness of the wafer.
Um einen Wafer berührungsfrei greifen zu können, wird in der DE 102 32 080 ein spezieller elektrostatischer Greifer beschrieben, der eine Erwärmung des Wafers auf ein Mindestmaß reduziert und mit niedriger Spannung betrieben werden kann. Obwohl diese Greifer prinzipiell berührungsfrei arbeiten, ist ihr Anwendungsbereich stark beschränkt. Mit den elektrostatischen Greifern können lediglich Wafer gegriffen werden, auf denen noch keine strom- oder spannungsempfindlichen Strukturen vorhanden sind.In order to be able to grip a wafer without contact, DE 102 32 080 describes a special electrostatic gripper which reduces heating of the wafer to a minimum and can be operated at a low voltage. Although these grippers work in principle without contact, their area of application is very limited. With the electrostatic grippers, only wafers can be gripped on which no current or voltage sensitive structures are present.
Mit der Vergrößerung des Waferdurchmessers bei gleichzeitiger Verringerung der Dicke können die Wafer nicht mehr nur am Rand gehalten werden, sondern müssen weitgehend vollflächig abgestützt werden. Dazu sind platten- förmige Greifer mit Luftdüsen entwickelt worden, die den Wafer auf einem Luftkissen tragen. Zur Zentrierung des Wafers auf dem Greifer ist in der DE 199 48 572 wenigstens eine spezielle Saugbohrung vorgesehen. In der DE 101 44 409 erfolgt die Fixierung eines Wafers auf einem Luftkissen durch seitliche Anschläge.With the enlargement of the wafer diameter with a simultaneous reduction in the thickness, the wafers can no longer only be held at the edge, but have to be supported largely over the entire surface. For this purpose, plate-shaped grippers with air nozzles have been developed that carry the wafer on an air cushion. DE 199 48 572 has at least one special suction bore for centering the wafer on the gripper. In DE 101 44 409, a wafer is fixed on an air cushion by side stops.
Zur Verringerung der Bearbeitungszeiten wird versucht, Arbeitsschritte zu verkürzen und zusammenzufassen. Bei Wafern und auch anderen Bauteilen ist es häufig erforderlich, daß die Bauteile in eine bestimmte Richtung ausgerichtet und übergeben oder abgelegt werden müssen. Dazu ist in der nach- veröffentlichten DE 101 61 902 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Handhaben von Wafern vorgeschlagen worden, die es ermöglichen, einen Wafer auf einer Platte, die Bernoulli- und Vakuumdüsen aufweist, ganzflächig zu fixieren und horizontal in eine vorgegebene Richtung zu drehen, bis eine vorbestimmte Sollposition erreicht ist.To reduce the processing times, attempts are made to shorten and summarize work steps. In the case of wafers and also other components, it is often necessary for the components to be aligned and transferred or deposited in a certain direction. For this purpose, the subsequently published DE 101 61 902 has proposed a method and a device for handling wafers which make it possible to fix a wafer over a whole area on a plate which has Bernoulli and vacuum nozzles and to horizontally in a predetermined direction turn until a predetermined target position is reached.
Diese Technologie weist jedoch einen systemimmanenten Nachteil auf. So ist es beim Transport von Wafern in Reinräumen von Bedeutung, daß die in
den Reinräumen technologisch vorgeschriebene Luftströmung (Laminar-flow- Zustand) nicht beeinflußt wird. Wenn beim berührungslosen Handling der Wafer Luftströmungen durch Vakuum- oder Blasdüsen erzeugt werden, wird der Laminar-flow-Zustand im Reinraum gestört, so daß die Gefahr, daß va- gabundierende Partikel die Fertigungsqualität beeinflussen, steigt. Weiterhin können Partikel, die an der Unterseite der Wafer anhaften, unkontrolliert vagabundieren und sich auch auf der Waferoberseite absetzen.However, this technology has a disadvantage inherent in the system. It is important when transporting wafers in cleanrooms that the in technologically prescribed air flow (laminar flow state) is not influenced in the clean rooms. If air flows are generated by vacuum or blowing nozzles during the contactless handling of the wafers, the laminar flow state in the clean room is disturbed, so that the risk that variable particles affect the production quality increases. Furthermore, particles adhering to the underside of the wafer can stray uncontrollably and also settle on the top of the wafer.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Technologie bereitzustellen, die die Nachteile der vorstehend aufgeführten Technologien vermeidet.It is therefore the object of the invention to provide a technology which avoids the disadvantages of the technologies listed above.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Es wird eine Vorrichtung zum berührungsarmen Greifen, Halten und Ausrichten von berührungsempfindlichen Flachbauteilen mit folgenden Merkmalen bereitgestellt: Auf einer Basisplatte ist eine Halteplatte mit einer Ausnehmung angeordnet. Die Basisplatte hat einen Vorsprung, der sich durch die Ausnehmung erstreckt. Der Vorsprung hat eine plane Oberfläche und ist so bemessen, daß die Oberfläche des Vorsprungs in der gleichen Ebene liegt wie die Oberfläche der Halteplatte. Seitlich an der Basisplatte ist eine Vor- richtung zur Erzeugung von Ultraschall-Schwingungen angekoppelt. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Bauteile mittels Ultraschall-Schwingungen in einem Schwebezustand zu halten. Die Konstruktion ist so ausgelegt, daß die plane Oberfläche des Vorsprungs so schwingt, daß ein aufliegendes Bauteil, wie z. B. ein Wafer, darauf berührungslos schwebt. Die Oberfläche und die Abmaße des Vorsprungs werden so gewählt, daß ein Bauteil mit einer vorbestimmten Flächengeometrie ausreichend berührungslos abgestützt wird. So ist es dem Fachmann klar, daß für ein relativ starres Bauteil eine teilflächige Abstützung ausreicht, während bei einem relativ großen und/oder dünnen, d. h. folienartigen Bauteil eine möglichst vollflächige Abstützung erfolgen muß, damit sich die nicht abgestützten Flächenabschnitte unter dem Einfluß der Gravitationskraft nicht absenken.
Die vorstehend beschriebene Anordnung ist sehr flach, so daß damit ein Bauteil aus einem schmalen Schlitz entnehmbar ist. Wenn das Bauteil auf dem Vorsprung schwebt, muß durch seitliche Anschläge verhindert werden, daß das Bauteil von der Vorrichtung abgleitet. Es ist daher eine Haltevorrich- tung vorgesehen, die das Bauteil seitlich hält. Die steuerbare Haltevorrichtung steht in Wirkverbindung mit der Halteplatte und kann vorzugsweise auf der Halteplatte befestigt sein. Um das schwebende Bauteil in eine vorgegebene Position zu drehen und/oder zu verschieben, wird die Halteplatte gedreht und/oder verschoben. Die seitliche Haltevorrichtung bewirkt, daß das schwebende Bauteil der Bewegung der Halteplatte genau folgt.The object is achieved with a device according to claim 1. A device for low-contact gripping, holding and aligning touch-sensitive flat components is provided with the following features: A holding plate with a recess is arranged on a base plate. The base plate has a protrusion that extends through the recess. The projection has a flat surface and is dimensioned such that the surface of the projection lies in the same plane as the surface of the holding plate. A device for generating ultrasonic vibrations is coupled to the side of the base plate. It is known from the prior art to keep components in a floating state by means of ultrasonic vibrations. The construction is designed so that the flat surface of the projection swings so that an overlying component such. B. a wafer, floating on it without contact. The surface and the dimensions of the protrusion are chosen so that a component with a predetermined surface geometry is supported sufficiently without contact. It is thus clear to the person skilled in the art that partial support is sufficient for a relatively rigid component, while support that is as large as possible must be provided for a relatively large and / or thin, ie film-like component, so that the unsupported surface sections do not come under the influence of gravitational force lower. The arrangement described above is very flat, so that a component can be removed from a narrow slot. If the component hovers on the projection, side stops must be used to prevent the component from sliding off the device. A holding device is therefore provided which holds the component laterally. The controllable holding device is operatively connected to the holding plate and can preferably be attached to the holding plate. In order to rotate and / or move the floating component into a predetermined position, the holding plate is rotated and / or moved. The lateral holding device causes the floating component to follow the movement of the holding plate exactly.
Es ist zu betonen, daß die Dimensionierung der Basisplatte und der Halteplatte von der Form des Flachbauteils abhängt. Weiterhin hängt die Dimensionierung von den räumlichen Bedingungen ab, aus denen das Flachbauteil entnommen werden soll bzw. in die das Flachbauteil eingelegt oder eingeführt werden soll.It should be emphasized that the dimensioning of the base plate and the holding plate depends on the shape of the flat component. Furthermore, the dimensioning depends on the spatial conditions from which the flat component is to be removed or into which the flat component is to be inserted or inserted.
Mit der Erfindung ist erstmalig ein sehr schlanker und nahezu berührungsfreier Greifer zum Handling von berührungsempfindlichen Flachbauteilen be- reitgestellt worden, der eine besonders genaue Ausrichtung der Flachbauteile in Bezug auf den Greifer ermöglicht und die Luftströmung im Reinraum nicht stört.With the invention, a very slim and almost contact-free gripper for handling touch-sensitive flat components has been made available for the first time, which enables a particularly precise alignment of the flat components with respect to the gripper and does not disturb the air flow in the clean room.
Dem Fachmann ist klar, daß es verschiedene Möglichkeiten zur Feststellung der Position- und/oder der Orientierung des Flachbauteils gibt. Wenn das Flachbauteil z. B. rechteckig ist, wird durch die seitlich verschiebbaren Anschläge der Haltevorrichtung das Flachbauteil in eine exakt vorbestimmte Position geschoben. Wenn die Lage der Anschläge bekannt ist, ist somit auch die Lage des Flachbauteils bekannt, wenn gleichermaßen dessen Ab- messungen bekannt ist. Die Erfassung der Orientierung eines runden Flachbauteils ist ein Sonderfall, der durch eine spezielle Ausführungsform der Erfindung beansprucht wird.
Nach Anspruch 2 sind die Schwingungserzeugungsmittel in Verbindung mit der Gesamtkonstruktion so ausgelegt, daß die Halteplatte ebenfalls auf der Basisplatte schwebt. Damit die Halteplatte nicht von der Basisplatte abgleitet, wird sie z. B. von der Antriebsvorrichtung gehalten, die an der Basisplat- te angeordnet ist.It is clear to the person skilled in the art that there are various possibilities for determining the position and / or the orientation of the flat component. If the flat component z. B. is rectangular, the flat component is pushed into a precisely predetermined position by the laterally displaceable stops of the holding device. If the position of the stops is known, the position of the flat component is also known, if the dimensions of the flat component are also known. The detection of the orientation of a round flat component is a special case which is claimed by a special embodiment of the invention. According to claim 2, the vibration generating means are designed in connection with the overall construction so that the holding plate also hovers on the base plate. So that the holding plate does not slide off the base plate, it is z. B. held by the drive device which is arranged on the base plate.
Nach Anspruch 3 ist eine Merkmalserkennungs- und Steuervorrichtung vorgesehen, die ein vorbestimmtes Merkmal des Flachbauteils erkennt und Lagekoordinaten des Merkmals generiert, auf deren Basis die Antriebsvorrich- tung angesteuert wird, die die Halteplatte mit dem Flachbauteil in eine vorbestimmte Position bewegt.According to claim 3, a feature recognition and control device is provided which recognizes a predetermined feature of the flat component and generates position coordinates of the feature, on the basis of which the drive device is actuated, which moves the holding plate with the flat component into a predetermined position.
Nach Anspruch 4 ist die Merkmalserkennungsvorrichtung in die Halteplatte integriert. Durch diese Maßnahme wird eine besonders schlanke Bauform der Gesamtvorrichtung erreicht.According to claim 4, the feature detection device is integrated in the holding plate. This measure results in a particularly slim design of the overall device.
Dem Fachmann ist klar, daß es zum Erkennen von Merkmalen aus dem Stand der Technik verschiedene Sensoren gibt, die je nach Anwendungsfall und Genauigkeitsforderung auszuwählen sind, was im Ausführungsbeispiel näher erläutert wird.It is clear to the person skilled in the art that there are various sensors for recognizing features from the prior art which must be selected depending on the application and accuracy requirement, which is explained in more detail in the exemplary embodiment.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines ausgewählten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer schematischen Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of a selected exemplary embodiment in conjunction with a schematic drawing.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Prinzipdarstellung der Erfindung.1 shows a perspective illustration of the principle of the invention.
Auf einer Basisplatte 2 ist eine Halteplatte 3 mit einer Ausnehmung 5 angeordnet. Die Basisplatte 2 hat einen kreisringförmigen Vorsprung 4, der sich durch die Ausnehmung 5 erstreckt. Der Vorsprung 4 hat eine plane Oberflä- ehe und ist so bemessen, daß die Oberfläche des Vorsprungs 4 in der gleichen Ebene liegt wie die Oberfläche der Halteplatte 3. Seitlich an der Basisplatte 2 ist eine Vorrichtung 6 zur Erzeugung von Ultraschall-Schwingungen
angekoppelt. Die Konstruktion ist so ausgelegt, daß der Wafer 1 berührungslos auf der Oberfläche des Vorsprungs 4 schwebt. Da der Wafer eben und ausreichend starr ist, berührt er auch nicht die Oberfläche der Halteplatte 3. Wegen der hohen Steifigkeit dieses Wafers 1 kann die Oberfläche des Vor- sprungs 4 relativ klein sein.A holding plate 3 with a recess 5 is arranged on a base plate 2. The base plate 2 has an annular projection 4 which extends through the recess 5. The projection 4 has a flat surface and is dimensioned such that the surface of the projection 4 lies in the same plane as the surface of the holding plate 3. On the side of the base plate 2 is a device 6 for generating ultrasonic vibrations coupled. The construction is designed such that the wafer 1 floats on the surface of the projection 4 without contact. Since the wafer is flat and sufficiently rigid, it does not touch the surface of the holding plate 3. Because of the high rigidity of this wafer 1, the surface of the projection 4 can be relatively small.
Es ist bei Wafern erforderlich, daß diese vor einer Bearbeitung entsprechend ihrer Kristallrichtung ausgerichtet werden. Zur Erkennung der Kristallrichtung ist bei den Wafern eine sogenannte „Notch" 10, d. h. eine Kerbe oder ein anderes geometrisches Merkmal vorgesehen. Wenn durch einen ersten Verfahrensschritt der Wafer 1 z. B. aus einem Magazin entnommen wurde, um ihn zu einer Bearbeitungsstation zu bringen, kann in dieser Zeit bereits die Lage der Notch ermittelt werden. Dazu wird mittels der Antriebsvorrichtung, die einen Motor 8a und ein Antriebsrad 8b zum Antrieb der Halteplatte 3 aufweist, der durch kleine Klemmstifte 7 gehaltene Wafer 1 so lange gedreht, bis die Notch 10 mittels einer Sensoranordnung 9 erkannt wird. Nach Erkennung der Notch 10 wird der Motor 8a abgeschaltet. Es ist auch möglich, mehre Sensoren am Umfang des Wafers 1 vorzusehen, so daß die Notch 10 nach einem kleineren Drehwinkel erkannt wird, wobei dann vor- wärts- oder rückwärts gedreht wird, je nach dem, welcher Drehwinkel kleiner ist.Wafers must be aligned with their crystal direction before processing. To detect the crystal direction, a so-called “notch” 10, ie a notch or another geometric feature, is provided for the wafers. If, for example, the wafer 1 was removed from a magazine by a first method step in order to bring it to a processing station The position of the notch can already be determined in this time. For this purpose, by means of the drive device, which has a motor 8a and a drive wheel 8b for driving the holding plate 3, the wafer 1 held by small clamping pins 7 is rotated until the notch 10 is detected by means of a sensor arrangement 9. After detection of the notch 10, the motor 8a is switched off. It is also possible to provide a plurality of sensors on the circumference of the wafer 1, so that the notch 10 is recognized after a smaller angle of rotation, in which case forward or rotated backwards, depending on which angle of rotation is smaller.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Sensoranordnung 9 zur Erkennung des optischen Merkmals 10 oberhalb des Wafers angeordnet. Wenn die Vorrichtung als Greifer eingesetzt wird, um aus einem schmalen Schlitz eines Magazins einen Wafer zu entnehmen, stört dabei diese Ausführungsform der Sensoranordnung 9.In the embodiment according to FIG. 1, the sensor arrangement 9 for recognizing the optical feature 10 is arranged above the wafer. If the device is used as a gripper to remove a wafer from a narrow slot in a magazine, this embodiment of the sensor arrangement 9 is disruptive.
In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Reflexionssensor in der Halteplatte 3 integriert, um die Notch zu detektieren. Dazu wird mittels der steuerbaren Haltevorrichtung 7 der Wafer 1 frei gegeben, so daß sich dieIn a further embodiment, at least one reflection sensor is integrated in the holding plate 3 in order to detect the notch. For this purpose, the wafer 1 is released by means of the controllable holding device 7, so that the
Halteplatte 3 unter dem Wafer 1 dreht, wobei sich der schwebende Wafer 1
auf Grund seiner Massenträgheit nicht mitdreht. Wenn die Notch 10 erkannt wurde, wird der Wafer 1 wieder am Rand durch die Haltevorrichtung 7 fixiert. Jetzt kann der fixierte Wafer 1 mittels der Antriebsvorrichtung 8a, b in eine vorbestimmte Ausrichtung gedreht werden. Die Antriebsvorrichtung muß dazu die Funktion eines Schrittmotors aufweisen.Holding plate 3 rotates under the wafer 1, whereby the floating wafer 1 does not rotate due to its inertia. When the notch 10 has been recognized, the wafer 1 is again fixed at the edge by the holding device 7. Now the fixed wafer 1 can be rotated into a predetermined orientation by means of the drive device 8a, b. For this purpose, the drive device must have the function of a stepper motor.
Ebenso ist es möglich, an der Halteplatte 3 ein detektierbares Merkmal vorzusehen, welches mit einer weiteren Sensoranordnung erfaßt wird. Nach der Erfassung dieses Merkmals wird die Antriebsvorrichtung gestoppt.It is also possible to provide a detectable feature on the holding plate 3, which is detected with a further sensor arrangement. After the detection of this feature, the drive device is stopped.
Damit die Vorrichtung besser in schlitzförmige Ausnehmungen eingeführt werden kann, um aus einem Magazin einen Wafer zu entnehmen, ist es zweckmäßig, die Halteplatte 3 kleiner als den Wafer auszubilden. Der Wirkbereich zwischen dem Antriebsrad 8b und der Halteplatte 3 ist dann fach- männisch so auszubilden, daß der Wafer nicht berührt wird.So that the device can be better inserted into slot-shaped recesses in order to remove a wafer from a magazine, it is expedient to make the holding plate 3 smaller than the wafer. The effective area between the drive wheel 8b and the holding plate 3 is then to be designed by a specialist so that the wafer is not touched.
Obwohl die Funktion der Erfindung nur an einem kreisförmigen Bauteil näher erläutert wurde, ist dem Fachmann auf Grund der offenbarten technischen Lehre klar, wie eine Vorrichtung für Bauteile mit anderen Formen zu konstruieren ist.
Although the function of the invention has only been explained in more detail on a circular component, it is clear to the person skilled in the art on the basis of the technical teaching disclosed how a device for components with other shapes is to be constructed.
Claims
1 . Vorrichtung zum berührungsarmen Greifen, Halten und Ausrichten von berührungsempfindlichen Flachbauteilen (1 ), wobei die Vorrichtung nachfolgende Merkmale aufweist:1 . Device for low-touch gripping, holding and aligning touch-sensitive flat components (1), the device having the following features:
- eine Basisplatte (2),- a base plate (2),
- eine Halteplatte (3), die auf der Basisplatte (2) angeordnet ist, wobei- A holding plate (3) which is arranged on the base plate (2), wherein
- die Basisplatte (2) einen Vorsprung {4) aufweist und- The base plate (2) has a projection {4) and
- die Halteplatte (3) eine Ausnehmung (5) aufweist, durch die der Vorsprung (4) ragt, wobei die Oberkante des Vorsprungs (4) in der Ebene der Oberfläche der Halteplatte (3) liegt und die von dem Vorsprung (4) aufgespannte Fläche näherungsweise mittig zum Flächenmittelpunkt des Flachbauteils (1 ) liegt,- The holding plate (3) has a recess (5) through which the projection (4) protrudes, the upper edge of the projection (4) lying in the plane of the surface of the holding plate (3) and spanned by the projection (4) Surface lies approximately in the center of the surface center of the flat component (1),
- Schwingungserzeugungsmittel (6) zum Erzeugen von Schwingungen der Basisplatte (2) mit dem Vorsprung (4) die geeignet sind, das auf der Halteplatte (2) liegende Flachbauteil (1 ) in einem Schwebezustand zu halten, wo- bei die Einkopplung der Schwingungen an einem Randabschnitt der Basisplatte (2) erfolgt,- Vibration generation means (6) for generating vibrations of the base plate (2) with the projection (4) which are suitable for keeping the flat component (1) lying on the holding plate (2) in a floating state, whereby the coupling of the vibrations an edge section of the base plate (2),
- eine steuerbare Haltevorrichtung (7), um das Flachbauteil (1 ) an seinen Kanten zu fixieren und- A controllable holding device (7) to fix the flat component (1) at its edges and
- eine Antriebsvorrichtung (8a, b) zum Bewegen der Halteplatte (2) in eine vorbestimmte Richtung oder Orientierung. - A drive device (8a, b) for moving the holding plate (2) in a predetermined direction or orientation.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserzeugungsmittel (6) in Verbindung mit der Gesamtkonstruktion so ausgelegt sind, daß die Halteplatte (3) ebenfalls auf der Basisplatte (2) schwebt.2. Device according to claim 1, characterized in that the vibration generating means (6) are designed in connection with the overall construction so that the holding plate (3) also hovers on the base plate (2).
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Merkmalserkennungsvorrichtung (9) vorgesehen ist, die ein vorbestimmtes Merkmal des Flachbauteils (1 ) erkennt.3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a feature recognition device (9) is provided which recognizes a predetermined feature of the flat component (1).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmalserkennungsvorrichtung (9) in der Halteplatte (3) integriert ist. 4. The device according to claim 3, characterized in that the feature detection device (9) in the holding plate (3) is integrated.
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