WO2004105102A1 - Halte- und positioniervorrichtung sowie verfahren zum bearbeiten eines scheibenförmigen gegenstands - Google Patents

Halte- und positioniervorrichtung sowie verfahren zum bearbeiten eines scheibenförmigen gegenstands Download PDF

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WO2004105102A1
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WO
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turntable
support ring
positioning device
holding
toothed belt
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PCT/DE2004/000945
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English (en)
French (fr)
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Walter Pantoulier
Peter Roider
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Infineon Technologies AG
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Infineon Technologies AG
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    • H10P72/50—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10P72/3602—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations using air tracks with angular orientation of the workpieces
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    • H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/78—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using vacuum or suction, e.g. Bernoulli chucks

Definitions

  • the invention relates to a holding and positioning device for a disc-shaped object and a method for processing such a disc-shaped object.
  • the semiconductor or utility wafers must be positioned very precisely and reliably held in the desired position.
  • the holding devices used so far are subject to high wear and tear and also require intensive maintenance, for example lubrication and regular calibration of the holding tools used.
  • a holding and positioning device for a particularly disc-shaped object has a support ring with a support side. Airflow openings are provided on this support side, through which compressed air can be blown out or an airflow can be sucked in.
  • the disk-shaped object can be a disk
  • the holding and positioning device is moreover suitable for any object which can be placed on the holding and positioning device and which has a flat bottom, at least in some areas.
  • the holding and positioning device also has a turntable that can accommodate such a disk-shaped object.
  • This turntable is arranged on the support side of the support ring and can be rotated about a central axis of rotation at least in a lifted state from the support ring.
  • a stream of compressed air can be applied that exits the airflow openings.
  • an axial stop is provided to limit the movement of the turntable in the direction of the central axis of rotation. It is sufficient if the axial stop or the axial stops is or are arranged in such a way that the turntable can only be lifted by a few ⁇ m.
  • the holding and positioning device comprises at least one rotary drive flanged to the support ring or fastened to the support ring for rotating the turntable about its central axis of rotation.
  • This rotary drive can be provided with a manually drivable pinion, which acts on the turntable, in particular on the outer edge of the turntable, and can rotate it in the radial direction with respect to the central axis of rotation.
  • the holding and positioning device according to the invention can also be referred to as a chuck or as a processing table.
  • the turntable can be rotated very easily and with only minimal frictional resistance in a lifted state from the support ring, as a result of which a highly precise positioning of the turntable and of the object arranged on the turntable is achieved.
  • the rotating movement of the turntable is achieved by means of compressed air, by means of axial stops and by means of a rotary drive.
  • Such a holding and positioning device exhibits very little wear and requires little maintenance.
  • the turntable with the object placed on it is lowered again onto the support ring.
  • a conical seat formed between the support ring and the turntable or an additional mechanical clamp between the support ring and the turntable can ensure stable fixation and reliable centering of the turntable on the support ring.
  • Support ring can be ensured or improved by air being sucked in via the air flow openings and thereby creating a vacuum or at least a vacuum in the air flow openings under the turntable. In this way, a very tight fit of the turntable on the support ring can be achieved, which is also designed to be stable against lateral forces. Such a disc-shaped object can be processed very reliably and advantageously.
  • the air flow opening or the air flow openings widens towards the supporting side of the support ring. It is not necessary to provide valves that are common in conventional air bearings directly under the airflow openings. Likewise, the costly air supply control necessary with such conventional air bearings, with which the height of the object located above the support ring can be set precisely, can be dispensed with can.
  • the holding and positioning device according to the invention it is sufficient if compressed air can be blown out through the air flow openings with a predetermined air flow in order to set the turntable in a lifted state defined by the axial stop or the axial stops, and when air is sucked in can to fix the turntable on the support ring.
  • the holding and positioning device according to the invention does not require complex air flow control and can therefore be manufactured and operated inexpensively.
  • At least one axial stop is designed as a ball bearing attached to the support ring and / or as an eccentric roller attached to the support ring, then this ball bearing also fulfills the function of a radial bearing, because the turntable can be rotated easily and precisely by predetermined angles with such ball bearings.
  • Such ball bearings are also very low-wear.
  • an abutment with side stops arranged on the peripheral edge of the turntable can be provided for each ball bearing and / or for each eccentric roller on the support ring. At least when the turntable is lifted off, a ball bearing engages in an abutment from the support ring.
  • This type of bearing is very low-wear.
  • the turntable with the disk-shaped object arranged thereon can be guided and positioned with high precision in the angular ranges predetermined by the side stops of the abutments.
  • the rotary drive has a toothed belt and a toothed belt drive pinion over which the toothed belt is guided.
  • the turntable has at least two toothed belt fastenings or toothed belt clamping clips arranged on its peripheral edge, with each of which one end of the toothed belt is fixed.
  • the accuracy can be increased even further if the rotary drive is additionally equipped with at least one toothed belt deflection roller and if the toothed belt is also guided over the toothed belt deflection roller or the toothed belt deflection rollers.
  • a rotary drive described above can be operated manually via the pinion or via the toothed belt drive pinion.
  • the rotary drive can also be designed as a stepper motor, which is able to move the turntable one after the other into several processing positions.
  • the turntable has a lattice structure for receiving the disk-shaped object, in particular the silicon or the useful wafer with arrays of electronic components arranged in a matrix, then already when the disk-shaped object is placed on the lattice structure, a relatively precise prepositioning of the disk-shaped object on the Rotary plates can be achieved, especially if there are formed on the underside of the disk-shaped object, which can engage in the recesses in the lattice structure.
  • the disk-shaped object can be attached to the turntable by all conceivable types of connection.
  • a particularly reliable, particularly easy to manufacture and particularly easily releasable connection possibility of the disk-shaped object to the turntable is a connection by means of vacuum or vacuum.
  • the turntable can have grooves, in particular matrix grooves and / or an annular groove, and at least one air intake opening have, by means of which a negative pressure or a vacuum can be applied to the grooves in order to hold the disk-shaped object with its rear side on the turntable.
  • the invention also relates to a method for processing a disc-shaped object, in particular a semiconductor or a utility disc with at least one electronic component.
  • a holding and positioning device described above is provided.
  • the disc-shaped object is placed with its back on the turntable.
  • the turntable with the disk-shaped object is raised by a few ⁇ m by applying compressed air to the airflow openings of the support ring.
  • the turntable or the object on the turntable moves against the axial stop or against the axial stops, which can also be designed as ball bearings.
  • the axial stop or against the axial stops which can also be designed as ball bearings.
  • the positional accuracy of the disk-shaped object can be increased still further.
  • the suction of air through the airflow openings of the support ring and at the grooves of the turntable can be interrupted via the air suction openings.
  • the method according to the invention is also suitable for automation or for use in mass production.
  • Vacuum suction valves can be used according to the invention under the airflow openings. It is particularly advantageous if such a vacuum suction valve operated with compressed air can be screwed into the support ring if it is suitable for an operating pressure of 4 bar - 10 bar and for an ambient and medium temperature of -10 ° C - +60 ° C if it is Steel with a galvanized coating as the housing material, a normal nominal flow rate 1 - 2 (S) of 5 1 / min and a product weight of 4g.
  • Figure 1 shows an exploded view of a holding and positioning device with a support ring, with a
  • FIG. 2 shows a section along the section line from FIG. 1 through an area of the support ring with an airflow opening with a turntable attached
  • FIG. 3 shows an exploded drawing of the holding and positioning device from FIG. 1 with a silicon disk arranged above the turntable
  • FIG. 4 shows a three-dimensional view of the holding and positioning device from FIG. 1 in the assembled state with the silicon wafer placed on the surface of the turntable
  • Figure 5 shows an enlarged three-dimensional view of the rotary drive with the cover removed and the adjacent portion of the support ring and the turntable.
  • FIG. 1 shows an exploded drawing of a holding and positioning device 1 with a support ring 2, with a turntable 3 and with a rotary drive 4.
  • the turntable 3 is located above the support ring 2 in a position lifted upwards from the support ring 2.
  • the support ring 2 has a substantially circular recess with a diameter of 30 cm.
  • the support side of the support ring 2 is identified by the reference number 24.
  • elongated airflow openings 21 are provided in the support side 24, which each arrange the outlet centrally in the airflow openings 21 Form airflow lines 22.
  • These air flow lines 22 are connected to an assembly, not shown in FIG. 1, which is capable of sucking in air and blowing out compressed air.
  • ball bearings 23 projecting upward from the support side 24 are provided.
  • FIGS. gur 1 partially covered by the turntable 3.
  • the fastening of the holding and positioning device 1 adjoins the support ring 2 on the left.
  • the turntable 3 has an essentially circular outer shape and is designed as a flat disk.
  • the diameter of the turntable 3 corresponds approximately to the outer diameter of the support ring 2, so that the turntable 3 can be placed on the support ring 2 in such a way that the support ring edge side 25 is approximately flush with the edge side of the turntable 3.
  • the turntable 3 has a total of sixteen essentially square openings, which extend from its top to its bottom in a 4x4 matrix arrangement over its surface. Narrow lattice webs 31 are formed between adjacent openings.
  • Elongated matrix grooves 33 are arranged in the surface of the turntable 3 in the lattice webs 31 and around the outer edges of the openings. These matrix grooves 33 are connected to air intake openings 32 on the surface of the turntable. Furthermore, an annular groove 34 is provided on the surface of the turntable, which runs essentially parallel to the outer edge of the turntable 3 in the surface of the turntable 3 and which surrounds the openings on the top of the turntable with their matrix grooves 33. The annular groove 34 also has an air intake opening 32. The air intake openings 32 are connected via air intake lines, not shown in FIG. 1, to an air intake unit, also not shown in FIG.
  • abutments 35 are arranged, each of which has lower stops 37 and side stops 36 on their right and left sides.
  • the angle between the right and left side stops 36 of one abutment 35 is 1 ⁇ 4.5 ° in FIG.
  • toothed belt clamps 38 are to be fastened in FIG. 1 by means of first fastening screws 39, as shown schematically in FIG.
  • the rotary drive 4 is shown, which is provided with a cover 44 and is to be flanged to the support ring edge side 25 by means of second fastening screws 45, as is shown schematically in FIG.
  • the rotary drive 4 has a gear motor 46 leading from bottom to top and a flange area 47, the height of which corresponds approximately to the height of the support ring 2.
  • the rotary drive 4 is fastened to the supporting ring edge side 25 by passing second fastening screws 45 through the flange area 47 and anchoring them in the supporting ring edge side 25.
  • the sides of the flange area 47 and the cover 44 facing the support ring 2 and the turntable 3 in FIG. 1 have an annular shape with a curvature corresponding to the outer curvature of the support ring 2 and the turntable 3, so that the rotary drive 4 fits snugly on the support ring 2 can be attached.
  • a section line AA runs through the support ring 2 at the front right, along the curvature of the support ring 2 through the air flow opening 21.
  • FIG. 2 shows a section along the section line AA through the area with the air flow opening 21 at the front right in the support ring 2 and with the turntable 3 attached.
  • FIG. 2 it can be seen that the air flow line 22 is guided from below to the support ring 2 and is attached with a cylindrical widening to a circular opening formed in the underside of the support ring 2 and running perpendicularly through the support ring 2.
  • the other end of the hose of the air flow line 22 is connected to the air unit, not shown in FIG. 2.
  • the turntable 3 rests on the flat surface of the airflow opening 21 with a counter bearing 30 formed on the underside of the turntable 3.
  • This counter bearing 30 has a polished, particularly smooth surface, which results in a particularly airtight closure of the counter bearing 30 with the air flow opening 21.
  • FIG. 3 shows an exploded drawing of the holding and positioning device 1 with a silicon wafer 5 arranged above the turntable 3.
  • the silicon wafer 5 shown above the turntable 3 comprises a total of sixteen arrays 51, of which in the exemplary embodiment each individual array 51 comprises a total of 2012 electronic components.
  • the arrangement of the array 51 corresponds to the arrangement of the openings in the turntable 3.
  • the silicon wafer 5 has an essentially circular shape and a diameter which essentially corresponds to the diameter of the turntable 3.
  • electrical contact fixings 52 for fixing the silicon wafer 5 on the turntable 3, with which the silicon wafer 5 can be positioned in relation to the turntable 3 such that the arrays 51 are arranged above the openings of the turntable 3.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional representation of the holding and positioning device 1 in the assembled state with the silicon wafer 5 placed on the surface of the turntable 3.
  • the turntable 3 is placed on the support ring 2 such that it covers the airflow openings 21 with its flat underside or with its counter bearings 30.
  • the ball bearings 23 of the support ring 2 engage in the abutment 35 of the turntable 3.
  • the upward movement of the turntable 3 is limited by the lower stops 37 in which the ball bearings 23 engage.
  • the movement of the turntable 3 in the direction of rotation d is limited by the side stops 36.
  • the rotary drive 4 is fastened in FIG. 4 with its flange area 47 to the outer edge of the support ring 2.
  • the cover 44 lies with its upper side almost on the outer edge of the support ring 3 and is approximately flush with the surface of the turntable 3.
  • FIG. 5 shows an enlarged three-dimensional view of the rotary drive 4 with the cover 44 removed and the adjoining partial area of the support ring 2 and the turntable 3.
  • the rotary drive 4 is screwed on with its flange area 47 by means of the second fastening screws 45 on the edge side of the support ring 2.
  • the rotary drive 4 has an essentially triangular base plate 48 at the level of the support side 24, which adjoins the top of the flange area 47 on the outside.
  • the gear motor 46 attaches to this base plate 48 from below and is fixedly connected to a toothed belt drive pinion 42 which is rotatably arranged on the upper side of the base plate 48.
  • FIG. 5 also shows the toothed belt clamping clips 38 screwed onto the edge side of the turntable 3 by means of first fastening screws 39. Between the toothed belt clamps 38 there is an eccentric roller 49 which is rotatably mounted and which, like the ball bearings 23, serves to fix the turntable 3 in the radial direction.
  • a toothed belt 41 is firmly clamped with its two ends in the toothed belt clamps 38.
  • two rotatable toothed belt deflection rollers 43 are arranged on the left and right next to the toothed belt drive pinion 42, which are shifted rearwards in the direction of the edge side of the turntable 3.
  • the toothed belt 41 is firmly clamped with its two ends in the toothed belt clamping clamps 38 and guided over the toothed belt drive pinion 42 and over the two toothed belt deflection rollers 43.
  • By rotating the toothed belt drive pinion 42 the toothed belt 41 is over the. Toothed belt clamps 38, and with it the turntable 3 moves.
  • the support ring 2 with the rotary drive 4 remains stationary, so that there is a relative movement of the turntable 3 with respect to the support ring 2.
  • the mode of operation of the holding and positioning device 1 is explained below with reference to FIGS. 1-4.
  • the turntable 3 lies with the outer edge of its underside on the supporting side 24 of the support ring 2. As shown in FIG. 2, the turntable 3 can also rest only with its counter bearings 30 in the airflow openings 21 of the support ring 2.
  • the ball bearings 23 of the support ring 2 engage in the abutment 35 of the turntable 3, as shown in FIG. 4. At the air flow openings 21 and at the air flow lines 22 of the support ring 2 there is still no air flow.
  • the silicon wafer 5 is placed on the surface of the turntable 3 such that its arrays 51 lie above the openings of the turntable 3 and that their electrical contact fixtures 52 assume a predetermined orientation with respect to the turntable 3.
  • the silicon wafer 5 is already roughly aligned with respect to the turntable 3. Air is now sucked in via the air flow openings 32 at the matrix grooves 33 and at the annular groove 34, as a result of which a negative pressure or a vacuum is created in the matrix grooves 33 and in the annular groove 34. As a result, the essentially flat rear side of the silicon wafer 5, as shown in FIG. 4, is firmly fixed on the turntable 3, thereby reliably preventing the silicon wafer 5 from slipping or shifting with respect to the turntable 3.
  • the lifting height in the present exemplary embodiment is approximately 5 ⁇ m and is precisely determined by the vertical distance between the lower edges of the ball bearings 23 and the lower stops 37 of the abutments 35 when the turntable 3 is placed on the support ring 3. A too strong, undesirable lifting of the turntable 3 from the support ring 2 is reliably avoided by the interaction of the ball bearings 23 with the abutments 35.
  • the toothed belt 41 and thus the entire turntable 3 is moved over the rotation of the toothed belt drive pinion 42 until the silicon disk 5 fixed on the turntable 3 is in the exact machining position.
  • the turntable 3 is lifted off the support ring 2, so that no disturbing sliding and static frictional forces act between the support ring 2 and the turntable 3.
  • the frictional forces acting between the ball bearings 23 and the abutments 35 are negligible.
  • the silicon wafer 5 can thus be positioned with high precision.
  • the turntable 3 with the silicon wafer 5 arranged thereon is reliably held in position.
  • the silicon wafer 5 is now precisely aligned and reliably fixed.
  • the electronic components of the arrays 51 are measured electrically and optically.
  • the suction of air via the air flow lines 22 and via the air flow openings 32 is interrupted.
  • the silicon wafer 5 can now be removed from the holding and positioning device 1 and further processed, for example sawed.

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

Die erfindungsgemäße Halte- und Positioniervorrichtung für einen Gegenstand (5) umfasst einen Tragring (2), der eine Tragseite (24) mit wenigstens einer an der Tragseite (24) austretenden Luftstromöffnung (21) aufweist, einen auf der Tragseite (24) angeordneten Drehteller (3) für den Gegenstand (5), der zumindest in einem abgehobenem Zustand vom Tragring (2) um eine zentrale Drehachse drehbar ist, wobei oberhalb des Drehtellers (3) wenigstens ein Axialanschlag (23) zur Begrenzung der Bewegung des Drehtellers (3) in Richtung der Drehachse vorgesehen ist, und wenigstens einen Drehantrieb (4) zur Drehung des Drehtellers (3) um seine zentrale Drehachse.

Description

Beschreibung
Halte- und Positioniervorrichtung sowie Verfahren zum Bearbeiten eines scheibenförmigen Gegenstands
Die Erfindung betrifft eine Halte- und Positioniervorrichtung für einen scheibenförmigen Gegenstand sowie ein Verfahren zum Bearbeiten eines solchen scheibenförmigen Gegenstands.
Bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen werden eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten mit Halbleiter- oder Nutzenscheiben durchgeführt, zumal eine parallele Durchführung von Verfahrensschritten für eine Vielzahl von auf einer Halbleiter- oder Nutzenscheibe vorliegenden elektronischen Bautei- len besonders kostengünstig möglich ist. Gängige Verfahrensschritte, die auf der Halbleiter- oder Nutzenscheibenebene durchgeführt werden, sind bspw. das elektrische und optische Messen und sowie das Verpacken von aktiven und passiven Bauelementen und Halbleiterchips.
Zur Durchführung dieser Verfahrensschritte müssen die Halbleiter- oder Nutzenscheiben sehr präzise positioniert und zuverlässig in der gewünschten Position gehalten werden. Die dabei bisher zur Anwendung kommenden Haltevorrichtungen sind einem hohen Verschleiß unterworfen und benötigen darüber hinaus intensive Wartung, bspw. Schmierung und regelmäßige Kalibrierung der eingesetzten Haltewerkzeuge.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verschleiß- und wartungsarme Halte- und Positioniervorrichtung für einen insbesondere scheibenförmigen Gegenstand anzugeben, die präzise einstellbar ist und mit welcher der Gegenstand zuverlässig gehalten werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein einfach durchführbares Verfahren zum Bearbeiten eines insbesondere scheibenförmigen Gegenstands anzugeben, mit dem hochgenaue Bearbeitungsergebnisse erreicht werden können.
Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Halte- und Positioniervorrichtung für einen insbesondere scheibenförmigen Gegenstand weist einen Tragring mit einer Tragseite auf. Auf dieser Tragseite sind Luftstromöffnungen vorgesehen, durch die Druckluft herausgeblasen oder ein Luftström angesaugt werden kann. Bei dem scheibenförmigen Gegenstand kann es sich um eine Scheibe aus
Halbleitermaterial mit wenigstens einem elektronischen Bauteil oder um eine Nutzenscheibe mit mehreren darauf angebrachten Nutzen bzw. Arrays handeln. Die Halte- und Positioniervorrichtung ist darüber hinaus für jeden beliebigen Gegenstand geeig- net, der auf die Halte- und Positioniervorrichtung aufgelegt werden kann und der eine wenigstens in Teilbereichen plane Unterseite aufweist.
Die Halte- und Positioniervorrichtung verfügt weiterhin über einen Drehteller, der einen solchen scheibenförmigen Gegenstand aufnehmen kann. Dieser Drehteller ist auf der Tragseite des Tragrings angeordnet und zumindest in einem abgehobenem Zustand vom Tragring um eine zentrale Drehachse drehbar. Um den Drehteller dabei von der Tragseite abzuheben, kann ein Druckluftstrom angelegt werden, der aus den Luftstromöffnungen austritt. Um zu verhindern, dass sich der Drehteller zu weit vom Tragring entfernt, ist oberhalb des Drehtellers wenigstens ein Axialanschlag zur Begrenzung der Bewegung des Drehtellers in Richtung der zentralen Drehachse vorgesehen. Dabei ist es ausreichend, wenn der Axialanschlag bzw. die Axialanschläge so angeordnet ist bzw. sind, dass ein Anheben des Drehtellers nur um wenige μm möglich ist.
Des weiteren umfasst die Halte- und Positioniervorrichtung wenigstens einen an den Tragring angeflanschten bzw. an dem Tragring befestigten Drehantrieb zur Drehung des Drehtellers um seine zentrale Drehachse. Dieser Drehantrieb kann dabei mit einem manuell antreibbaren Ritzel versehen sein, der an dem Drehteller, insbesondere an dem Außenrand des Drehtellers angreift und diesen in radialer Richtung bezogen auf die zentrale Drehachse drehen kann.
Die erfindungsgemäße Halte- und Positioniervorrichtung kann auch als Chuck bzw. als Bearbeitungstisch bezeichnet werden.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung ist der Drehteller in einem abgehobenen Zustand vom Tragring sehr leicht und mit nur minimalen Reibwiderständen drehbar, wodurch eine hochgenaue Positionierung des Drehtellers sowie des auf dem Drehteller angeordneten Gegenstands erreicht wird. Die rotierende Bewegung des Drehtellers wird dabei mittels Druckluft, mittels Axialanschlägen und mittels eines Drehantriebs erreicht. Eine derartig beschaffene Halte- und Positioniervorrichtung weist nur einen sehr geringen Verschleiß auf und benötigt nur wenig Wartung.
Des weiteren wird durch das Abheben des scheibenförmigen Gegenstands vor dem Ausführen der Drehbewegung auch der ungünstige, durch die normalerweise zwischen dem Drehteller und der darunter angeordneten Auflegeplatte wirkenden Gleit- und Haftreibungskräfte verursachte Slip-Stick-Effekt vermieden, der sich ergibt, wenn der scheibenförmige Gegenstand gedreht wird, solange er auf der Auflegeplatte aufliegt.
Bei Unterbrechung der Druckluftzufuhr wird der Drehteller mit dem darauf angeordneten Gegenstand wieder auf den Tragring abgesenkt. Dabei können ein zwischen dem Tragring und dem Drehteller ausgebildeter konischer Sitz oder eine zusätzliche me- chanische Klemme zwischen dem Tragring und dem Drehteller für eine stabile Fixierung und für eine zuverlässige Zentrierung des Drehtellers auf dem Tragring sorgen.
Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Erfindung können die Fixierung und/oder die Zentrierung des Drehtellers auf dem
Tragring dadurch gewährleistet oder verbessert werden, indem über die Luftstromöffnungen Luft angesaugt wird und dadurch in den Luftstromöffnungen unter dem Drehteller ein Vakuum oder zumindest ein Unterdruck entsteht. Dadurch kann ein sehr fes- ter Sitz des Drehtellers auf dem Tragring erreicht werden, der auch stabil gegen laterale Kräfte ausgebildet ist. Ein derartig fixierter scheibenförmiger Gegenstand kann sehr zuverlässig und vorteilhaft bearbeitet werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verbreitert sich die Luftstromoffnung bzw. die Luftstromöffnungen zur Tragseite des Tragrings hin. Das Vorsehen von bei herkömmlichen Luftlagerungen üblichen Ventilen direkt unter den Luftstromöffnungen ist dabei nicht nötig. Ebenso kann eine bei solchen herkömmlichen Luftlagerungen notwendige aufwendige Luftzuführungsregelung entfallen, mit der die Höhe des über dem Tragring befindlichen Gegenstands genau eingestellt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Halte- und Positioniervorrichtung ist es ausreichend, wenn durch die Luftstromöffnungen Druckluft mit einem vorbestimmten Luftstrom ausgeblasen werden kann, um den Drehteller in einen durch den Axialanschlag bzw. durch die Axialanschläge definierten abgehobenen Zustand vom Tragring zu versetzen, sowie wenn Luft angesaugt werden kann, um den Drehteller auf dem Tragring zu fixieren. Die erfindungsgemäße Halte- und Positioniervorrichtung benötigt keine aufwendige Luftstromregelung und kann daher kostengünstig her- gestellt und betrieben werden.
Wenn wenigstens ein Axialanschlag als auf dem Tragring befestigtes Kugellager und/oder als auf dem Tragring befestigte Exzenterrolle ausgebildet ist, so erfüllt dieses Kugellager auch die Funktion eines Radiallagers, denn der Drehteller kann mit solchen Kugellagern leicht und präzise um vorgegebene Winkel gedreht werden. Solche Kugellager sind auch sehr verschleißarm.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann für je ein Kugellager und/oder für je eine Exzenterrolle auf dem Tragring jeweils ein am Umfangsrand des Drehtellers angeordnetes Widerlager mit Seitenanschlägen vorgesehen sein. Dabei greift zumindest im abgehobenen Zustand des Drehtellers vom Tragring je ein Kugellager in je ein Widerlager ein. Diese Lagerart ist sehr verschleißarm. Der Drehteller mit dem darauf angeordneten scheibenförmigen Gegenstand kann hochgenau in den durch die Seitenanschläge der Widerlager vorgegebenen Winkelbereichen geführt und positioniert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Drehantrieb einen Zahnriemen und ein Zahnriemenantriebs- ritzel auf, über das der Zahnriemen geführt ist. Zusätzlich weist der Drehteller wenigstens zwei an seinem Umfangsrand angeordnete Zahnriemenbefestigungen bzw. Zahnriemeneinspannklam- mern auf, mit denen je ein Ende des Zahnriemens fixiert ist. Ein derartiger Drehantrieb kann einfach und kostengünstig gefertigt werden und arbeitet schon sehr genau.
Die Genauigkeit kann noch weiter erhöht werden, wenn der Drehantrieb zusätzlich mit wenigstens einer Zahnriemenumlenkrolle ausgestattet ist und wenn der Zahnriemen auch über die Zahnriemenumlenkrolle bzw. die Zahnriemenumlenkrollen geführt ist.
Ein vorstehend beschriebener Drehantrieb kann über das Ritzel bzw. über das Zahnriemenantriebsritzel manuell betätigt wer- den. Zur automatisierten Positionierung des jeweils auf dem Drehteller aufgelegten scheibenförmigen Gegenstands kann der Drehantrieb auch als Schrittmotor ausgebildet sein, der in der Lage ist, den Drehteller nacheinander in mehrere Bearbeitungspositionen zu fahren.
Wenn der Drehteller eine Gitterstruktur zur Aufnahme des scheibenförmigen Gegenstands, insbesondere der Silizium- oder der Nutzenscheibe mit matrixförmig angeordneten Arrays von elektronischen Bauteilen aufweist, so kann bereits beim Aufle- gen des scheibenförmigen Gegenstands auf die Gitterstruktur eine schon relativ genaue Vorpositionierung des scheibenförmigen Gegenstands auf dem Drehteller erreicht werden, besonders wenn an der Unterseite des scheibenförmigen Gegenstands Ausformungen vorgesehen sind, die in die Aussparungen der Gitter- Struktur eingreifen können. Die Befestigung des scheibenförmigen Gegenstands auf dem Drehteller kann prinzipiell durch alle denkbaren Verbindungsarten erreicht werden. Eine besonders zuverlässige, besonders leicht herstellbare und besonders leicht wieder lösbare Verbindungs- möglichkeit des scheibenförmigen Gegenstands mit dem Drehteller stellt eine Verbindung mittels Unterdruck bzw. mittels Vakuum dar. Dafür kann der Drehteller Nuten, insbesondere Matrixnuten und/oder eine Ringnut, sowie mindestens eine Luftansaugöffnung aufweisen, mittels derer ein Unterdruck bzw. ein Vakuum an die Nuten angelegt werden kann, um den scheibenförmigen Gegenstand mit seiner Rückseite auf dem Drehteller festzuhalten.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bearbeiten eines scheibenförmigen Gegenstands, insbesondere einer Halbleiteroder einer Nutzenscheibe mit wenigstens einem elektronischen Bauteil. Dabei wird zunächst eine vorstehend beschriebene Halte- und Positioniervorrichtung bereitgestellt. Anschließend wird der scheibenförmige Gegenstand mit seiner Rückseite auf den Drehteller aufgelegt. Danach wird der Drehteller mit dem scheibenförmigen Gegenstand durch Anlegen von Druckluft an die Luftstromöffnungen des Tragrings um wenige μm angehoben. Dabei fährt der Drehteller bzw. der Gegenstand auf dem Drehteller gegen den Axialanschlag bzw. gegen die Axialanschläge, die auch als Kugellager ausgestaltet sein können. Dann wird der
Drehteller mit dem darauf angeordneten Gegenstand durch Betätigen des Drehantriebs in radialer Richtung, bezogen auf die zentrale Drehachse des Drehtellers, genau positioniert. Im darauffolgenden Verfahrensschritt wird der Drehteller auf dem Tragring abgesenkt und fixiert, indem Luft durch die Luftstromöffnungen des Tragrings angesaugt wird. Dabei entsteht in den Luftstromöffnungen unter dem Drehteller ein Unterdruck bzw. ein Vakuum, wodurch der Drehteller sicher auf dem Tragring fixiert wird. Derart befestigt, können beliebige Bearbeitungsschritte mit dem scheibenförmigen Gegenstand durchgeführt werden, bspw. elektrische und optische Messungen sowie die Verpackung der aktiven und passiven Bauelemente und Halbleiterchips auf der Halbleiter- bzw. Nutzenscheibe.
Mit diesem erfindungsgemäßen Bearbeitungsverfahren können eine sehr schnelle und sehr genaue Positionierung und Fixierung von scheibenförmigen Gegenständen erreicht werden. Infolge der höheren Genauigkeit, mit der die darauffolgenden Bearbeitungsschritte dabei durchgeführt werden können, wird die Qualität der hergestellten elektronischen Bauelemente erhöht und gleichzeitig der Ausschuss verringert. Auf eine aufwendige LuftZuführungsregelung wird dabei erfindungsgemäß verzichtet, wodurch der Verschleiß und der Wartungsaufwand verringert werden.
Wenn der Gegenstand auf dem Drehteller durch Ansaugen von Luft an im Drehteller vorgesehenen Nuten, insbesondere Matrix- und/oder Ringnuten fixiert wird, so lässt sich die Positionsgenauigkeit des scheibenförmigen Gegenstands noch weiter erhöhen.
Zum Beenden des Verfahrens kann das Ansaugen von Luft durch die Luftstromöffnungen des Tragrings und an den Nuten des Drehtellers über die Luftansaugöffnungen unterbrochen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch für eine Auto- matisierung oder für einen Einsatz in der Massenproduktion. Unter den Luftstromöffnungen können erfindungsgemäß Vakuumsaugventile zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein solches mit Druckluft betriebenes Vakuumsaugventil in den Tragring eingeschraubt werden kann, wenn es für einen Betriebsdruck von 4 bar - 10 bar und für eine Umgebungsund Mediumstemperatur von -10 °C - +60 °C geeignet ist, wenn es Stahl mit einen verzinkten Überzug als Gehäusewerkstoff, einen Normal-Nenn-Durchfluss 1 - 2 (S) von 5 1/min und ein Produktgewicht von 4g aufweist.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht.
Figur 1 zeigt eine Explosionszeichnung einer Halte- und Po- sitioniervorrichtung mit einem Tragring, mit einem
Drehteller und mit einem Drehantrieb,
Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie aus Figur 1 durch einen eine Luftstromoffnung aufweisenden Bereich des Tragrings mit aufgesetztem Drehteller,
Figur 3 zeigt eine Explosionszeichnung der Halte- und Positioniervorrichtung aus Figur 1 mit einer oberhalb des Drehtellers angeordneten Siliziumscheibe,
Figur 4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Halte- und Positioniervorrichtung aus Figur 1 in zusammengesetztem Zustand mit der auf der Oberfläche des Drehtellers aufgesetzten Siliziumscheibe,
Figur 5 zeigt eine vergrößerte dreidimensionale Ansicht des Drehantriebs mit abgenommener Abdeckhaube sowie des angrenzenden Teilbereichs des Tragrings und des Drehtellers.
Figur 1 zeigt eine Explosionszeichnung einer Halte- und Posi- tioniervorrichtung 1 mit einem Tragring 2, mit einem Drehteller 3 und mit einem Drehantrieb 4.
Die Begriffe "rechts" und "links" werden bezogen auf die x- Achse, die Begriffe "vorne" und "hinten" bezogen auf die y- Achse und die Begriffe "oben" und "unten" bezogen auf die z-
Achse der in den Figuren 1 - 4 dargestellten Achsenkreuze verwendet. Die 0°-Position ist durch die y-Achse bestimmt.
Oberhalb des Tragrings 2 befindet sich der Drehteller 3 in ei- ner vom Tragring 2 nach oben abgehobenen Position. Der Tragring 2 weist eine im wesentlichen kreisförmige Aussparung mit einem Durchmesser von 30 cm auf. Die Tragseite des Tragrings 2 ist mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeichnet. An der 45°-, an der 135°-, an der 225°- und an der 315°-Position der Tragseite 24 sind jeweils längliche Luftstromöffnungen 21 in der Tragseite 24 vorgesehen, die den Auslass für die jeweils mittig in den Luftstromöffnungen 21 angeordneten Luftstromleitungen 22 bilden. Diese Luftstromleitungen 22 sind mit einem in der Figur 1 nicht gezeigten Aggregat verbunden, das in der Lage ist, Luft anzusaugen sowie Druckluft auszublasen. An der 90°-, an der 230°- und an der 310°-Position der Tragseite 24 sind jeweils nach oben aus der Tragseite 24 herausstehende Kugellager 23 vorgesehen.
Die Luftstromöffnungen 21 und die Luftstromleitungen 22 an den 45°- und an den 315°-Positionen der Tragseite 24 sowie das Kugellager 23 an der 310°-Position der Tragseite 24 sind in Fi- gur 1 teilweise von dem Drehteller 3 verdeckt. Links an den Tragring 2 schließt sich die hier nicht weiter erläuterte Befestigung der Halte- und Positioniervorrichtung 1 an.
Der Drehteller 3 weist eine im wesentlichen kreisförmige Außenform auf und ist als flache Scheibe ausgebildet. Der Durchmesser des Drehtellers 3 entspricht in etwa dem Außendurchmesser des Tragrings 2, so dass der Drehteller 3 derart auf den Tragring 2 aufgesetzt werden kann, dass die Tragringrandseite 25 in etwa mit der Randseite des Drehtellers 3 abschließt. Der Drehteller 3 weist insgesamt sechzehn im wesentlichen quadratische Öffnungen auf, die sich von seiner Ober- bis zu seiner Unterseite in einer 4x4-Matrixanordnung über seine Oberfläche erstrecken. Zwischen jeweils benachbarten Öffnungen sind je- weils schmale Gitterstege 31 ausgebildet.
In den Gitterstegen 31 sowie um die äußeren Ränder der Öffnungen sind längliche Matrixnuten 33 in der Oberfläche des Drehtellers 3 angeordnet. Diese Matrixnuten 33 sind mit Luftan- Saugöffnungen 32 auf der Oberfläche des Drehtellers verbunden. Des weiteren ist auf der Oberfläche des Drehtellers eine Ringnut 34 vorgesehen, die im wesentlichen parallel zum äußeren Rand des Drehtellers 3 in der Oberfläche des Drehtellers 3 verläuft und welche die Öffnungen auf der Oberseite des Dreh- tellers mit ihren Matrixnuten 33 umschließt. Die Ringnut 34 weist ebenfalls eine Luftansaugöffnung 32 auf. Die Luftansaugöffnungen 32 sind über in Figur 1 nicht gezeigte Luftansaugleitungen mit einem in Figur 1 ebenfalls nicht gezeigten Luftansaugaggregat verbunden, das in der Lage ist, Luft anzu- saugen und so einen Gegenstand mit einer planen Unterseite, der auf den Matrixnuten 33 und/oder auf der Ringnut 34 aufliegt, auf der Oberfläche des Drehtellers 3 zu fixieren. An der 90°-, an der 230°- und an der 310°-Position des Außenrands des Drehtellers 3 sind Widerlager 35 angeordnet, die jeweils untere Anschläge 37 sowie auf ihrer rechten und linken Seite jeweils Seitenanschläge 36 aufweisen. Der Winkel zwischen dem rechten und dem linken Seitenanschlag 36 je eines Widerlagers 35 beträgt in Figur 1 ±4,5°. An der 130°- und der 140°-Position der Randseite des Drehtellers 3 sind in Figur 1 jeweils Zahnriemeneinspannklammern 38 mittels ersten Befesti- gungsschrauben 39 zu befestigen, wie in Figur 1 schematisch dargestellt.
Neben der rechten Vorderseite der Tragringrandseite 25 ist der Drehantrieb 4 dargestellt, der mit einer Abdeckhaube 44 verse- hen und mittels zweiten Befestigungsschrauben 45 an der Tragringrandseite 25 anzuflanschen ist, wie in Figur 1 schematisch dargestellt ist. Der Drehantrieb 4 weist einen von unten nach oben führenden Getriebemotor 46 sowie einen Anflanschbereich 47 auf, dessen Höhe in etwa der Höhe des Tragrings 2 ent- spricht. Der Drehantrieb 4 wird an der Tragringrandseite 25 befestigt, indem zweite Befestigungsschrauben 45 durch den Anflanschbereich 47 geführt und in der Tragringrandseite 25 verankert werden. Die in Figur 1 jeweils dem Tragring 2 und dem Drehteller 3 zugewandten Seiten des Anflanschbereichs 47 und der Abdeckhaube 44 weisen eine kreisringartige Form mit einer der Außenkrümmung des Tragrings 2 und des Drehtellers 3 entsprechenden Krümmung auf, so dass der Drehantrieb 4 passgenau an dem Tragring 2 befestigt werden kann.
Eine Schnittlinie A-A verläuft rechts vorne durch den Tragring 2, und zwar entlang der Krümmung des Tragring 2 durch die Luftstromoffnung 21. Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A durch den Bereich mit der Luftstromoffnung 21 rechts vorne im Tragring 2 und mit aufgesetztem Drehteller 3.
In Figur 2 ist erkennbar, dass die Luftstromleitung 22 mittels eines Schlauchs von unten an den Tragring 2 geführt ist und mit einer zylindrischen Verbreiterung an einer in der Unterseite des Tragrings 2 gebildeten und senkrecht durch den Trag- ring 2 verlaufenden kreisförmigen Öffnung ansetzt. Das andere Ende des Schlauchs der Luftstromleitung 22 ist an das in Figur 2 nicht gezeigte Luftaggregat angeschlossen.
Der Drehteller 3 setzt gemäß Figur 2 mit einem an der Unter- seite des Drehtellers 3 ausgebildeten Gegenlager 30 auf der planen Fläche der Luftstromoffnung 21 auf. Dieses Gegenlager 30 weist dabei eine polierte, besonders glatte Oberfläche auf, wodurch ein besonders luftdichter Abschluss des Gegenlagers 30 mit der Luftstromoffnung 21 entsteht.
Figur 3 zeigt eine Explosionszeichnung der Halte- und Positioniervorrichtung 1 mit einer oberhalb des Drehtellers 3 angeordneten Siliziumscheibe 5.
Die oberhalb des Drehtellers 3 dargestellte Siliziumscheibe 5 umfasst insgesamt sechzehn Arrays 51, von denen im Ausführungsbeispiel jedes einzelne Array 51 insgesamt 2012 elektronische Bauteile umfasst. Die Anordnung der Array 51 entspricht im Ausführungsbeispiel der Anordnung der Öffnungen im Drehtel- 1er 3. Die Siliziumscheibe 5 weist eine im wesentlichen kreisrunde Form und einen im wesentlichen mit dem Durchmesser des Drehtellers 3 übereinstimmenden Durchmesser auf. Dabei sind an der Außenseite der Siliziumscheibe 5 elektrische Kontaktfixierungen 52 zur Fixierung der Siliziumscheibe 5 auf dem Drehteller 3 vorgesehen, mit denen die Siliziumscheibe 5 im Verhältnis zum Drehteller 3 so positioniert werden kann, dass die Ar- rays 51 oberhalb der Öffnungen des Drehtellers 3 angeordnet sind.
Figur 4 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Halte- und Positioniervorrichtung 1 in zusammengesetztem Zustand mit der auf der Oberfläche des Drehtellers 3 aufgesetzten Siliziumscheibe 5.
Der Drehteller 3 ist dabei so auf den Tragring 2 aufgesetzt, dass er mit seiner planen Unterseite oder mit seinen Gegenla- gern 30 die Luftstromöffnungen 21 abdeckt. Die Kugellager 23 des Tragrings 2 greifen in die Widerlager 35 des Drehtellers 3 ein. Die Bewegung des Drehtellers 3 nach oben ist dabei durch die unteren Anschläge 37 begrenzt, in welche die Kugellager 23 eingreifen. Die Bewegung des Drehtellers 3 in Drehrichtung d ist durch die Seitenanschläge 36 begrenzt.
Der Drehantrieb 4 ist in Figur 4 mit seinem Anflanschbereich 47 an dem Außenrand des Tragrings 2 befestigt. Die Abdeckhaube 44 liegt mit ihrer Oberseite fast an dem Außenrand des Tragrings 3 an und schließt nach oben in etwa bündig mit der Oberfläche des Drehtellers 3 ab.
Figur 5 zeigt eine vergrößerte dreidimensionale Ansicht des Drehantriebs 4 mit abgenommener Abdeckhaube 44 sowie des an- grenzenden Teilbereichs des Tragrings 2 und des Drehtellers 3. Der Drehantrieb 4 ist dabei mit seinem Anflanschbereich 47 mittels den zweiten Befestigungsschrauben 45 an der Randseite des Tragrings 2 angeschraubt. Der Drehantrieb 4 weist auf der Höhe der Tragseite 24 eine im wesentlichen dreieckige Grund- platte 48 auf, die sich nach außen an die Oberseite des Anflanschbereichs 47 anschließt. Der Getriebemotor 46 setzt von unten an dieser Grundplatte 48 an und ist fest mit einem Zahnriemenantriebsritzel 42 verbunden, das drehbar auf der Oberseite der Grundplatte 48 angeordnet ist. In Figur 5 sind auch die mittels ersten Befestigungsschrauben 39 an die Randseite des Drehtellers 3 angeschraubten Zahnriemeneinspannklammern 38 zu sehen. Zwischen den Zahnriemeneinspannklammern 38 befindet sich eine Exzenterrolle 49, die drehbar gelagert ist und die wie auch die Kugellager 23 zur Fixierung des Drehtellers 3 in radialer Richtung dient.
Ein Zahnriemen 41 ist mit seinen beiden Enden jeweils fest in die Zahnriemeneinspannklammern 38 eingespannt. Auf der Oberseite der Grundplatte 48 sind links und rechts neben dem Zahn- riemenantriebsritzel 42 zwei drehbar ausgebildete Zahnriemenumlenkrollen 43 angeordnet, die nach hinten in Richtung zu der Randseite des Drehtellers 3 verschoben sind. Der Zahnriemen 41 ist mit seinen beiden Enden jeweils in den Zahnriemeneinspannklammern 38 fest eingespannt und über das Zahnriemenantriebs- ritzel 42 sowie über die beiden Zahnriemenumlenkrollen 43 geführt. Durch eine Drehung des Zahnriemenantriebsritzels 42 wird der Zahnriemen 41 über die. Zahnriemeneinspannklammern 38, und mit ihm der Drehteller 3 bewegt. Dabei bleibt der Tragring 2 mit dem Drehantrieb 4 ortsfest, so dass sich eine Relativbe- wegung des Drehtellers 3 bezüglich des Tragrings 2 ergibt. Nachfolgend ist die Funktionsweise der Halte- und Positioniervorrichtung 1 mit Bezug auf die Figuren 1 - 4 erläutert.
Zu Beginn des Bearbeitungsverfahrens liegt der Drehteller 3 mit dem äußeren Rand seiner Unterseite auf der Tragseite 24 des Tragrings 2 auf. Der Drehteller 3 kann auch wie in Figur 2 gezeigt nur mit seinen Gegenlagern 30 in den Luftstromöffnungen 21 des Tragrings 2 aufliegen.
Die Kugellager 23 des Tragrings 2 greifen in die Widerlager 35 des Drehtellers 3 ein, wie in Figur 4 gezeigt. An den Luftstromöffnungen 21 sowie an den Luftstromleitungen 22 des Tragrings 2 liegt noch kein Luftström an.
Zunächst wird die Siliziumscheibe 5 so auf die Oberfläche des Drehtellers 3 aufgelegt, dass ihre Arrays 51 oberhalb der Öffnungen des Drehtellers 3 liegen und dass ihre elektrischen Kontaktfixierungen 52 bezüglich des Drehtellers 3 eine vorgegebene Ausrichtung annehmen.
Dadurch ist die Siliziumscheibe 5 bezüglich des Drehtellers 3 schon grobausgerichtet. Nun wird über die Luftstromöffnungen 32 Luft an den Matrixnuten 33 und an der Ringnut 34 angesaugt, wodurch in den Matrixnuten 33 und in der Ringnut 34 ein Unterdruck oder ein Vakuum entsteht. Dadurch wird die Siliziumscheibe 5 - wie in Figur 4 gezeigt - mit ihrer im wesentlichen planen Rückseite fest auf dem Drehteller 3 fixiert, wodurch ein Verrutschen bzw. ein Verschieben der Siliziumscheibe 5 bezüglich des Drehtellers 3 zuverlässig vermieden wird.
Nun wird der Drehteller 3 nach oben von dem Tragring 2 abgehoben, indem aus den Luftstromöffnungen 21 austretende Druckluft an die LuftStromleitungen 22 angelegt wird. Die Abhebehöhe beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel ca. 5 μm und ist durch den vertikalen Abstand zwischen den unteren Rändern der Kugellager 23 und den unteren Anschlägen 37 der Widerlager 35 im auf den Tragring 3 aufgesetzten Zustand des Drehtellers 3 genau bestimmt. Ein zu starkes, unerwünschtes Abheben des Drehtellers 3 vom Tragring 2 wird durch das Zusammenwirken der Kugellager 23 mit den Widerlagern 35 zuverlässig vermieden.
Nun wird über die Drehung des Zahnriemenantriebsritzels 42 der Zahnriemen 41 und damit der gesamte Drehteller 3 soweit bewegt, bis sich die auf dem Drehteller 3 fixierte Siliziumscheibe 5 in der exakten Bearbeitungsposition befindet. Der Drehteller 3 ist dabei vom Tragring 2 abgehoben, so dass dabei zwischen dem Tragring 2 und dem Drehteller 3 keine störenden Gleit- und Haftreibungskräfte wirken. Die zwischen den Kugellagern 23 und den Widerlagern 35 wirkenden Reibungskräfte sind vernachlässigbar gering. Somit kann die Positionierung der Siliziumscheibe 5 mit hoher Präzision erfolgen.
Nach dem Erreichen der genauen Positionierung der Siliziumscheibe 5 wird Luft über die Luftstromleitungen 22 angesaugt. Dadurch sinkt der Drehteller 3 wieder auf den Tragring 2 ab, wobei aufgrund der geringen Absinkhöhe von 5 μm die radiale Position der Siliziumscheibe 5 sehr genau erhalten bleibt.
Gleichzeitig entsteht in den Luftstromöffnungen 21 unter der planen Rückseite des Drehtellers 3 ein Unterdruck bzw. ein Vakuum, wodurch der Drehteller 3 mit der darauf angeordneten Si- liziumscheibe 5 zuverlässig in Position gehalten wird. Nun ist die Siliziumscheibe 5 exakt ausgerichtet und zuverlässig fixiert. An der Siliziumscheibe 5 bzw. an den Arrays 51 der Si- liziumscheibe 5 können nun beliebige Bearbeitungsschritte durchgeführt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die elektronischen Bauteile der Arrays 51 elektrisch und optisch gemessen.
Nach erfolgter Durchführung der Bearbeitungsschritte an der Siliziumscheibe 5 wird das Ansaugen von Luft über die Luftstromleitungen 22 sowie über die Luftstromöffnungen 32 unterbrochen. Die Siliziumscheibe 5 kann nun von der Halte- und Po- sitioniervorrichtung 1 abgenommen und weiterverarbeitet, bspw. zersägt werden.

Claims

Ansprüche
1. Halte- und Positioniervorrichtung für einen Gegenstand, mit einem Tragring (2), der eine Tragseite (24) mit we- nigstens einer an der Tragseite (24) austretenden Luftstromoffnung (21) aufweist, mit einem auf der Tragseite (24) angeordneten Drehteller (3) für den Gegenstand (5) , der zumindest in einem abgehobenem Zustand vom Tragring (2) um eine zentrale Drehachse (A) drehbar ist, wobei oberhalb des Drehtellers (3) wenigstens ein Axialanschlag (23) zur Begrenzung der Bewegung des Drehtellers (3) in Richtung der zentralen Drehachse (A) vorgesehen ist, und mit wenigstens einem Drehantrieb (4) zur Drehung des Drehtellers (3) um seine zentrale Drehachse (A) .
2. Halte- und Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftstromoffnung (21) bzw. die Luftstromöffnungen (21) ausgehend von der Luftstromleitung (22) bzw. von den Luftstromleitungen (22) zur Tragseite (24) hin verbreitert ausgebildet sind.
3. Halte- und Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Axialanschlag (23) als auf dem Tragring (2) befestigtes Kugellager (23) und/oder als auf dem Tragring (2) befestigte Exzenterrolle (49) ausgebildet ist.
4. Halte- und Positioniervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für je ein Kugellager (23) und/oder für je eine Exzenterrolle (49) auf dem Tragring (2) jeweils ein am Ümfangsrand des Drehtellers (3) angeordnetes Widerlager (35) mit Seitenanschlägen (36) vorgesehen ist.
5. Halte- und Positioniervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem abgehobenem Zustand des Drehtellers (3) vom Tragring (2) je ein Kugellager (23) des Tragrings (2) in je ein Widerlager (35) des Drehtellers (3), insbesondere in einen unteren Anschlag (37) je eines Widerlagers (35) eingreift.
6. Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprü- ehe 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (4) einen Zahnriemen (41) und ein Zahnriemenantriebsritzel (42) aufweist, über das der Zahnriemen
(41) geführt ist, wobei der Drehteller (3) wenigstens zwei an seinem Ümfangsrand angeordnete Zahnriemenbefestigungen
(38) aufweist, mit denen je ein Ende des Zahnriemens (41) fixiert ist.
7. Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprü- ehe 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (4) einen Zahnriemen (41), ein Zahnriemenantriebsritzel (42) und wenigstens eine Zahnriemenumlenk- rolle (43) aufweist, wobei der Zahnriemen (41) über das Zahnriemenantriebsritzel (42) und über die Zahnriemenum- lenkrolle (43) bzw. Zahnriemenumlenkrollen (43) geführt ist, und wobei der Drehteller (3) wenigstens zwei an sei- nem ümfangsrand angeordnete Zahnriemenbefestigungen (38) aufweist, mit denen je ein Ende des Zahnriemens (41) fixiert ist.
8. Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, der Drehantrieb (4) als Schrittmotor ausgebildet ist.
9. Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprü- ehe 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (3) eine Gitterstruktur zur Aufnahme eines scheibenförmigen Gegenstands (5) , insbesondere einer Siliziumscheibe (5) oder einer Nutzenscheibe (5) mit elektro- nischen Bauteilen oder mit Arrays (51) von elektronischen Bauteilen aufweist.
10. Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (3) Matrixnuten (33) und wenigstens eine Luftansaugöffnung (32) aufweist.
11. Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprü- ehe 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (3) eine Ringnut (34) und wenigstens eine
Luftansaugöffnung (32) aufweist.
12. Verfahren zum Bearbeiten scheibenförmigen Gegenstands, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: a) Bereitstellen einer Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, b) Auflegen eines scheibenförmigen Gegenstands auf den Drehteller (3) der Halte- und Positioniervorrichtung (1), c) Anheben des Drehtellers (3) mit dem scheibenförmigen Gegenstand (5) durch Anlegen von Druckluft an die Luftstromoffnung (21) bzw. Luftstromöffnungen (21) des Tragrings (2), so dass der Drehteller (3) bzw. der Ge- gen stand (5) auf dem Drehteller (3) gegen den Axialanschlag (23) fährt, d) Positionieren des Drehtellers (3) mit dem Gegenstand (5) durch Betätigen des Drehantriebs (4), e) Absenken des Drehtellers (3) auf dem Tragring (2) durch Unterbrechen der Druckluftzufuhr durch die Luftstromoffnung (21) bzw. durch die Luftstromöffnungen (21) des Tragrings (2) , f) Bearbeiten des Gegenstands (5) auf dem Drehteller (3) .
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) oder nach Schritt e) der Drehteller (3) auf dem Tragring (2) fixiert wird, indem durch die Luftstromoffnung (21) bzw. durch die Luftstromöffnungen (21) des Tragrings (2) Luft angesaugt wird.
14. erfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt b) der folgende Verfahrensschritt durchge- führt wird:
Fixieren des Gegenstands (5) auf dem Drehteller (3) der Halte- und Positioniervorrichtung (1) durch Ansaugen von Luft an den Matrixnuten (33) und/oder an der Ringnut (34) des Drehtellers (3) über die Luftansaugöffnungen (32) .
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt f) die folgenden Verfahrensschritt durchgeführt werden:
Beenden des Ansaugens von Luft durch die Luftstromöff- nung (21) bzw. durch die Luftstromöffnungen (21) des
Tragrings (2) ,
Beenden des Ansaugens von Luft an den Matrixnuten (33) und/oder an der Ringnut (34) des Drehtellers (3) über die Luftansaugöffnungen (32) .
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