WO2007095916A2 - Device for aligning and machining a wafer - Google Patents

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WO2007095916A2
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Definitions

  • the present invention relates to a device for aligning and / or processing a wafer according to the preamble of claim 1.
  • DE 20 2004 011 907 U9 describes an apparatus for marking or writing a wafer with a laser beam, the wafer having a circular peripheral edge with a predetermined deformation portion, e.g. a notch or notch can be.
  • the known device or Aligner has a turntable, which can rotate about its axis of rotation and rests on a wafer to be processed only with its edge or edge region in the manner of a tangential edge contact.
  • the known aligner when the wafer is aligned, it may now happen that the wafer is placed obliquely on the turntable or slips when aligned during rotational alignment, which impedes or even prevents proper alignment or processing of the wafer with the intended high accuracy.
  • a rotational movement performed during the processing of the wafer can lead to an undesired slippage of the wafer on the turntable, so that a regular processing of the wafer may no longer be possible.
  • the object of the present invention is therefore to provide a device which avoids an unwanted change in position of a wafer when aligning and processing the wafer to achieve a high alignment and processing accuracy.
  • the apparatus for aligning and / or processing a wafer in particular for marking or writing a wafer with a laser beam, the wafer having a circular circumference with a predetermined deformation portion, a turntable, which can rotate about a rotation axis and on a wafer to be processed rests only with its edge or edge region, a clamping device for clamping and holding a wafer on the turntable, wherein the clamping device engages in the deformation section on the periphery of the wafer to align the wafer on the turntable, and a position measuring device, the is coupled to the clamping device for determining a clamping position of the wafer, when the wafer is clamped on the turntable in the clamping device.
  • the device of the invention has the advantage, due to the pinching and the consequent holding of the wafer, of allowing an accurate alignment of the wafer in a processing position and also maintaining a defined position of the wafer when the wafer is rotated during processing ,
  • faster rotational movements can be performed on the turntable without the wafer slipping on the turntable, whereby the processing throughput of the wafers can be significantly increased and also the processing accuracy of the wafers, e.g. when laser marking of wafers, can be increased.
  • the machining accuracy can also be improved by the position measurement of the wafer in the aligned position on the turntable, since the measured position of the wafer in the processing of the wafer, e.g. by laser beam, can be considered.
  • a processing accuracy in the processing of wafers by means of a laser beam of up to + 5 microns and typically ⁇ 20 microns can be achieved.
  • the device of the invention has a diameter measuring device for measuring the diameter of a resting on the turntable wafer when pinched in the clamping device, whereby, for example, a difference in size of the respective wafer to a reference wafer or standard wafer or a given wafer size can be detected.
  • the position measuring device and / or the diameter measuring device may be coupled to the clamping device and a movement of the clamping device is taken into account in the measurement of the position or the wafer diameter. This has the advantage that a reliable measurement of the position of the wafer on the turntable or its diameter is made possible by the clamping.
  • the clamping device is fixedly mounted on the turntable and rotates with the turntable, whereby a very compact and therefore space-saving construction of the device of the invention can be achieved.
  • the clamping device may have a first, movable clamping portion and a second, fixed clamping portion opposite to the first clamping portion for clamping a wafer between the two clamping portions, wherein the clamping portions touch the wafer only at its edge periphery when clamping, whereby damage or adverse contamination of Processing surfaces of the wafer can be prevented.
  • the second, fixed clamping section preferably has a plurality of stop parts or stops which are arranged separately along a circle about an axis of rotation of the turntable in a horizontal plane, in which the wafer rests on the turntable, and against which a wafer abuts with its edge circumference, if he is trapped in the clamping device. At the stops, the wafer can slide along during the clamping process to achieve alignment of the wafer.
  • the first, movable cleram portion may be movable radially and linearly with respect to a rotation axis of the turntable and be supported on the turntable, which means that the clamping device always has a fixed position relative to the turntable.
  • a drive means for the clamping means which is preferably provided with a fluid, e.g. Compressed air moving clamping device.
  • a fluid e.g. Compressed air moving clamping device.
  • the drive means for the clamping device has a pneumatic actuator which is coupled to the first, movable clamping portion of the clamping device to move it radially with respect to the rotational axis of the turntable and relative to the turntable linear or rectilinear.
  • a pneumatic actuator which is coupled to the first, movable clamping portion of the clamping device to move it radially with respect to the rotational axis of the turntable and relative to the turntable linear or rectilinear.
  • the compressed air actuator is arranged in a recess of the turntable, resulting in a compact construction of the device.
  • a spring device can be coupled to the clamping device for biasing the clamping device in an initial position relative to the turntable or to a wafer, which can be ensured that the clamping device is always in its maximum open position without compressed air.
  • the attached to the turntable air actuator is preferably coupled to a compressed air line extending in a hollow shaft of the turntable, which is symmetrical to the axis of rotation of the turntable, whereby a particularly simple and easy compressed air supply to the built-in turntable compressed air cylinder can be realized.
  • the compressed air actuator is preferably coupled via a compressed air coupling joint with the compressed air line.
  • the first, movable clamping portion preferably has at least one clamping pin for contacting the edge periphery of the wafer, wherein a vertical central axis of the clamping pin extends parallel to the axis of rotation of the turntable.
  • the clamping pin allows secure engagement in e.g. a marginal notch or Notch of the wafer and therefore also a regular alignment of the wafer by clamping on the turntable.
  • the first clamping portion may have at least two clamping pins for contacting the periphery of the wafer, each of the clamping pins having a vertical central axis extending parallel to the axis of rotation of the turntable.
  • a length measuring device is coupled to the clamping device or the first movable clamping section of the clamping device in order to be able to determine a path length during the movement of the clamping device or of the first clamping section or a clamping position.
  • the absolute, aligned position of the clamped wafer can be determined on the turntable.
  • the length measuring device may have an optoelectronic linear encoder or an incremental displacement meter, which allow a reliable, practically wear-free and very accurate measurement, since they work optically, so non-contact.
  • the apparatus has an offset detecting means which generates an offset signal or offset information or data indicative of a local offset or alignment error between a target machining position in which a wafer is to be machined and the actually achieved actual machining position of the workpiece Wafers after clamping in the pinching device, the device of the invention can use the offset signal or the offset information or data of the offset detecting means for correcting or compensating for the offset of the wafer when processing the wafer in the achieved actual machining position, which in turn the accuracy of wafer processing can be significantly improved.
  • a device for depositing, lifting and holding the wafer in a position at a distance from the turntable is provided such that the turntable can rotate without a wafer.
  • this device enables a coarse alignment of the wafer relative to the turntable.
  • the apparatus of the invention is used as a marking device having laser means for generating a laser beam which is directed to a wafer surface via a laser beam deflecting unit and focusing means for marking or writing a wafer at a designated location, the laser beam deflecting unit detecting one local offset or associated offset coordinates for correcting or compensating for an alignment error of the wafer on the turntable when marking or writing the wafer.
  • the clamping device When clamping the wafer, the clamping device is preferably moved out of a clamping start position, in which the wafer is not clamped, by moving a distance to a clamping position in which the wafer is clamped on the circumference, wherein the clamping device does not engage in the deformation section of the wafer , and the distance or clamping position is used as a measure of the diameter of the wafer, whereby advantageously the diameter of the respective wafer can be determined.
  • the clamping means when clamping the wafer, the clamping means will come out of a clamping initial position in which the wafer is not clamped, moving a distance to a clamping position in which the wafer is clamped circumferentially, the clamping means engaging the deformation portion, and the distance becomes is used as a measure of offset of the wafer from a given target processing position of the wafer.
  • this method step it is possible to determine both an orientation of the wafer and an actual position of the aligned wafer, and thus also an alignment offset of the wafer.
  • the clamping means when clamping the wafer, the clamping means will come out of an initial position in which the wafer is not clamped, move a distance to a clamping position in which the wafer is clamped circumferentially, the clamping means engages the deformation portion, and the wafer becomes realigned in its initial position when the measured distance or clamping position is less than a first predetermined value.
  • the clamping device is not properly retracted into the notch or the deformation portion and thus the intended orientation of the wafer has failed.
  • the clamping device may, when clamping the wafer out of its initial position, in which the wafer is not clamped, be moved a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device does not engage in the deformation portion, and the wafer can then be removed from the turntable, when the distance is greater than a second predetermined value.
  • the clamping device does not clamp on the edge circumference of the wafer, which is an indication that the wafer rests for example obliquely on the plate and thus has been undermined by the clamping device or that there is no wafer on the turntable is.
  • the clamping device When clamping the wafer, the clamping device is preferably moved out of an initial position in which, the wafer is not clamped, by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device engages in the deformation portion, and the wafer is then removed from the turntable when the distance is greater than a third predetermined value.
  • the clamping device although obviously retracted correctly into the notch or the deformation section, but the notch depth is too large, so that the wafer is rejects, or that the wafer was obliquely or simply slant was placed on the turntable.
  • the apparatus of the invention can be used in a method for aligning and / or processing a wafer, in particular for marking or writing a wafer with a laser beam, the wafer having a circular circumference with a predetermined deformation section, the wafer being deposited on a turntable is and the wafer rests on the turntable only with its edge or edge region, wherein the wafer and a clamping device are aligned relative to each other such that the deformation portion is in a predetermined initial position relative to the clamping device, the wafer then at its edge periphery of the clamping is clamped and held when clamping the wafer from the initial position in which the wafer is not clamped, by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped by the clamping device on the periphery, and the traversed Distance of the clamping device or reached clamping position of the clamping device is measured.
  • the clamping device moves when clamping the wafer from a Klemm rotatingsdian in which the wafer is not clamped, preferably by a distance to a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device does not interfere with the deformation portion and wherein the measured Distance or measured clamping position is a measure of the diameter of the wafer.
  • the clamping device when clamping the wafer, can move out of a clamp start position in which the wafer is not clamped by a distance to a clamping position in which the wafer is clamped circumferentially, wherein the clamping device engages in the deformation section and wherein the measured Distance or measured clamping position is a measure of an offset of the wafer from a predetermined target processing position of the wafer.
  • an offset signal or offset information of the offset data is generated by an offset detection device that represents a measure of the offset between a target machining position in which the wafer is to be machined and an actual actual machining position in an alignment device
  • Offset signal or the offset information or data of the offset detection means is usable for correcting or compensating the offset of the aligned wafer in the clamping position in the wafer processing.
  • the clamping device When clamping the wafer, the clamping device preferably moves out of an initial position in which the wafer is not clamped by a distance to a clamping position in which the wafer is clamped on the circumference, wherein the clamping device engages in the deformation section and wherein the wafer in its initial position is realigned when the measured distance or the measured clamping position is less than a first predetermined value.
  • the clamping device may, when clamping the wafer out of its initial position, in which the wafer is not clamped, move a distance to a clamping position in which the wafer is clamped circumferentially, wherein the clamping device does not engage in the deformation portion and wherein the wafer is removed from the turntable when the measured distance or the measured clamping position is greater than a second predetermined value.
  • the clamping device when clamping the wafer from an initial position in which the wafer is not clamped, can move a distance to a clamping position in which the wafer is clamped on the periphery, wherein the clamping device engages the deformation portion of the wafer and the wafer is removed from the turntable when the measured distance or the measured clamping position is greater than a third predetermined value.
  • the clamping device can also, when clamping a wafer from an initial position in which the wafer is not clamped move by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device does not engage in the deformation portion and wherein the measured distance or the measured clamping position is used as a measure of the diameter of the wafer.
  • the clamping device when clamping a wafer from an initial position in which the wafer is not clamped, can move about a clamping travel distance into a clamping position in which the wafer is clamped on the circumference, wherein the clamping device engages in the deformation section and the measured clamping travel distance or the measured clamping position is a measure of an offset of the wafer from a predetermined desired processing position of the wafer.
  • the determined, measured clamping travel distance or associated clamping position can be compared with the determined, measured distance or associated clamping position, corresponding to the diameter, and the deformation portion of the wafer can be searched again if the clamping distance or the associated clamping position is greater than or equal to the previously determined diameter of the Wafers is.
  • the clamping operation or the clamping of the wafer can be stopped and the clamping device can be reopened when the clamping travel distance or clamping position is greater than a predetermined maximum clamping distance or clamping position.
  • Fig. 1 is a partial side view of a first embodiment of the invention with an applied wafer in the direction of arrow I of Fig. 2 seen, with only one Aligner is shown and a Clamping device can engage in a notch of the wafer shown;
  • Fig. 2 is a plan view of the embodiment of the invention of Figure 1 in the direction of the arrow II. Seen from Figure 1;
  • Fig. 3 is a side view of the embodiment of the invention of Fig. 1 in the direction of arrow III. seen from Fig. 1;
  • Fig. 4 is a perspective view of the embodiment of the invention of Fig. 1;
  • Fig. 5 is a partial view of Fig. 2 of the first embodiment of the invention, showing primarily a clamp and a drawn wafer;
  • Fig. 6 is a cut-away plan view of the embodiment of the invention of Figs. 1 and 2 with an associated side elevational view, showing the clamp in its initial position prior to clamping the wafer;
  • Fig. 7 is a cut-away plan view of the embodiment of the invention of Figs. 1 and 2 with an associated side view similar to Fig. 6, wherein the clamping means engages a notch of the wafer and the wafer is clamped in the clamping means and thus on a turntable is aligned;
  • FIG. 8 is a cut-away plan view of the embodiment of the invention of FIG. 1 and FIG. 2 with an associated side view similar to FIG. 6 and FIG. 7, in FIG. 8 the clamping device has moved under the wafer;
  • FIG. 9 is a detail view of FIG. 5, showing the clamping device larger;
  • Fig. 10 is a partial plan view of a second embodiment of the invention with an overlaid wafer, showing substantially a turntable and a clamping device of an alignment device of the invention, in which a clamping device may attach to a flattened portion of the wafer;
  • FIG. 11 is a perspective view of the embodiment of the invention of FIG. 10 with a wafer resting thereon.
  • Fig. 12 is a plan view of the embodiment of the invention of Fig. 10 with lifting device.
  • an alignment device of the invention is shown without a processing device.
  • the alignment device or the Aligner of the first embodiment of the invention shown has a housing 1, a lifting device 2, a turntable 3, a clamping device 5 which is attached to the turntable 3 and thus rotates with it, and an optical detector 4 and Sensor, which is aligned with an edge of a wafer 10, which here for example rests on the turntable 3 and at its edge 10.2 or peripheral edge has a notch 10.1, which is also referred to as Notch.
  • the turntable 3 has an approximately rectangular, horizontal support 30 or base frame, which is centrally mounted on a vertical hollow shaft 60 in which a central axis of rotation of the turntable 3, around which the turntable 3 can rotate.
  • the axis of rotation of the turntable 3 extends in the z-direction or corresponds to a z-axis of a fictitious Cartesian coordinate system.
  • each a support member 39, 38, 35 and 36 is fixed for a wafer 10.
  • the support member 35 on the arm 33 has an inclined support surface which is inclined to the rotational axis of the turntable 3 in the radial direction and on which the wafer 10 rests only with its edge in the manner of a tangential contact.
  • the support member 36 on the arm 34 has an inclined support surface and the same function and the same structure as the support member 35.
  • the support members 35 and 36 opposite to the support 30 arranged support members 40 and 39 each have a radially inclined support surface on the the wafer 10 rests tangentially with its edge 11.
  • the bearing surfaces of the bearing parts 35, 36, AO and 39 are therefore inclined radially so that, as stated, the wafer only rests tangentially on it, in order to avoid the possibility of impairments and contamination of the wafer processing surfaces, ie the underside and the top side of the wafer. to minimize.
  • the resting on the turntable 3 wafer 10 is only on these inclined bearing surfaces with its edge or its peripheral edge.
  • the clamping device 5 of the invention has a first clamping portion 52 and a second clamping portion 55 facing the first clamping portion 52, and serves to clamp a wafer 10 between the clamping portions 52 and 55 and hold it in processing the wafer.
  • the first clamping portion 52 is movable radially to the axis of rotation of the turntable 3 and has a movable carriage 67, the ra dial is reciprocable with respect to the axis of rotation and can be extended to the area of the wafer edge 10.2 with a free end.
  • the free end of the carriage 67 has a bracket at the center of a vertically projecting clamping pin 51 is fixed and extends beyond the top of a wafer 10 also.
  • the carriage 67 has two spaced and parallel to each other and identically constructed linear bearings 56 and 57, with which it is mounted on associated guide rails 59 and 58, which in turn are secured to a bottom of a receptacle 38 of the carrier 30.
  • the carriage 67 has a center axis which extends in the y-direction or on the y-axis of the attached Cartesian coordinate system and perpendicularly intersects the axis of rotation of the turntable 3.
  • the center axis of the clamping pin 51 extends parallel to the z-direction and intersects the center axis of the carriage 67 of the clamping device. 5
  • the second clamp portion 55 has two fixed stoppers 53 and 54 which project vertically from the support members 39 and 40 and constitute a stopper for the wafer 10 when the wafer 10 is clamped in the clamp 5, that is, between the movable clamp portion 52 and the fixed one
  • Each of the stops 53, 54 has a vertically projecting pin which projects beyond a wafer 10 in the z-direction and is surrounded by a rolling sleeve 55.1 or roller, which rotates about a center axis of the respective Can perform pin so that the wafer edge 10.2 when aligning the wafer 10 by engagement of the clamping pin 51 in a notch 10.1 of the wafer without jerking along can slide along.
  • a compressed air cylinder / piston unit 70 is arranged as a drive means for the carriage 67 of the movable, first clamping portion 52 of the clamping device 5.
  • the air cylinder / piston unit 70 has a compressed air cylinder 70, a piston 71 which is movably mounted in the air cylinder 70 and having a free piston end to which a follower pin 72 is fixed and protrudes vertically in the z-direction.
  • the driver pin 72 engages in a through hole of a bearing ball 66 a form-fitting, which is arranged in the manner of a ball joint in an inner groove of a circular bearing plate 65 which is fixed to a central extension 68 of the carriage 67.
  • the carriage 67 is thus pivotally coupled to the air cylinder / piston unit 70 to prevent tilting of the carriage 67 on the guide rails 58 and 59 during the movement of the carriage 67 can.
  • a spring 73 engages the carriage 67 to force it into its maximally extended stop position or initial position, which is outwardly spaced from the edge 10.2 of the wafer 10, when the air cylinder / piston unit 70 is not pressurized with compressed air ,
  • the spring force of the spring 73 or spring means thus acts opposite to the extension direction of the piston 71 of the compressed air cylinder / piston unit 70th
  • an optoelectronic, incremental odometer 80 is provided which has a straight line ruler 82 and an associated photodetector 81.
  • the bar ruler 82 is fixed to an underside of the carriage 67 and thus moves with the carriage 67, while the photodetector 81 is fixedly attached opposite the bar ruler 82 at the bottom of the receptacle 38 of the carrier and scanning the bar ruler 82 photoelectrically.
  • the bar ruler 82 extends parallel to the two guide rails 58 and 59 and in the direction of movement of the carriage 67.
  • the position measuring device can also have a direction discriminator in order to be able to distinguish the directions of movement of the carriage 67.
  • the hollow shaft 60 of the turntable 3 is provided at its lower end with an angle measuring device or encoder (not shown) having an annular angular ruler and an associated optoelectronic photodetector for generating a rotational angular position signal of the hollow shaft 60 and thus of the turntable 3.
  • an angled compressed air hinge joint 90 which has a horizontal, fixed leg which is fixed to the housing 1, and a rotatable leg which is rotatable about a vertical center axis on the fixed leg, wherein the center axis and the axis of rotation of the hollow shaft 60 coincide and the rotatable leg complies with the rotational movement of the hollow shaft 60.
  • the fixed leg is coupled to the carrier 30.
  • a rotary drive of the turntable 3 has a controlled by a central control unit DC motor, the shaft is coupled via a gear and a belt with the hollow shaft 60 directly drivingly to rotate the hollow shaft 60 and thus also the turntable 3 can.
  • the compressed air system of the device of the invention has a supply of compressed air, which may be coupled eg to a compressor for generating the compressed air, a compressed air valve for supplying compressed air to a controllable pressure reducer whose output pressure is adjustable, a controllable outlet valve for blowing off the compressed air downstream of the pressure reducer, the compressed air swivel joint 90 after the pressure reducer, the further compressed air swivel joint and corresponding hose connections between these components in order to provide a fluid-tight, dense supply of compressed air to the air cylinder / piston unit 70 in the carrier 30 can.
  • the lifting device 2 has structurally identical, firmly connected lifting arms 2.1 and 2.2, which are arranged opposite to the housing 1 such that they have a lifting movement in the z-direction for lifting a wafer 10 from the turntable 3, for holding the wafer 10 at a distance to the turntable 3, so that the turntable 3 can rotate without wafer 10, and can run back to the turntable 3 to lower the wafer 10 again.
  • On the lifting arm 2.1 a Hebearinbügel 2.3 is mounted centrally, at the boom ends in each case a support part 2.4 or 2.5 is fixed, each in turn have a surface which is inclined to the axis of rotation of the turntable 3 in the radial direction.
  • a wafer 10 is tangent with its edge alone when the lifting device 2 is operating.
  • a drive of the lifting device for example, a controlled DC motor can be used, which is coupled via a transmission with the lifting device.
  • An associated encoder is attached to a motor shaft of the DC motor.
  • the drives of the lifting device 2 and the turntable 3 and also the compressed air system with the pneumatic cylinder / piston unit are controlled by a central control unit, e.g. a software-controlled microcontroller or microprocessor system controlled, in turn receives encoder signals from the encoder on the hollow shaft 60 and the encoder of the drive of the lifting device 2 and a position indication of the carriage 67 of the evaluation circuit 84 in order to control the device of the invention.
  • a central control unit e.g. a software-controlled microcontroller or microprocessor system controlled, in turn receives encoder signals from the encoder on the hollow shaft 60 and the encoder of the drive of the lifting device 2 and a position indication of the carriage 67 of the evaluation circuit 84 in order to control the device of the invention.
  • the method is carried out as follows under the control of the central control unit.
  • the wafer 10 is removed by means of a known handling robot from a cassette and placed on the inclined bearing surfaces of the support members 35, 36, 53 and 54 of the turntable 3.
  • the turntable 3 is located in its defined and predefines start position or zero position with a rotation angle of 0 °.
  • the lifting device 2 is in its lowered rest position and the first, movable clamping portion 52 of the clamping device 5 is forced to stop by the spring force of the spring 73 in its outboard initial position in which the clamping device 5 is opened to the maximum.
  • the Anafangs sued the clamping device 5 is shown for clarity in Fig. 6, in which the clamping pin 51 is significantly removed from the edge of the wafer 10.
  • the clamping pin 51 is arranged in a rotational angle position of the turntable of 0 °. In the initial position, the compressed air cylinder / piston unit 70 is not pressurized with compressed air.
  • the turntable 3 is now rotated by the turntable drive in rotation about the axis of rotation of the hollow shaft 60 and performs at least a complete rotation of 360 °.
  • the edge of the wafer 10 is scanned by the optical detector 4 and a detection signal is generated when the optical detector 4 detects the notch 10. 1 of the wafer 10.
  • the detection signal of the optical detector 4 corresponds to a rotational angle value of the angle encoder or incremental protractor on the hollow shaft 60, which measures the angle of rotation of the turntable 3 starting from the starting position.
  • the control unit has thus recognized where the notch 10.1 of the wafer 10 is relative to the predetermined start position or zero position of the turntable and the turntable 3 is then again in the start position or zero position corresponding to a rotation angle of 0 °.
  • the control unit then examines whether the notch 10.1 of the wafer 10 coincides with the zero position of the turntable 3, which would mean that the notch 10.1 of the wafer 10 is aligned with the clamping pin 51 of the clamping device 5, or if the notch 10.1 to the clamping pin 51 angularly already staggered. If the notch 10.1 here already aligned with the clamping pin 51, ie that the notch 10.1 coincidentally already the position of the rotary If 0 ° corresponds to 0 °, the lifting device 2 is raised, as a result of which the wafer 10 is lifted vertically from the turntable 3 in the z direction and is held in a raised position above the turntable 3.
  • the turntable 3 is then rotated in a defined manner, for example by 30 °, so that the notch 10.1 of the wafer 10 is securely offset from the zero position of the turntable 3, or in other words, the pin 51 is offset relative to the notch 10.1 of the wafer 10.
  • the lifting device 2 is then lowered vertically again under the control of the control unit and the wafer 10 is thus again placed on the turntable 3.
  • the carriage 67 or clamping pin 51 travels a certain distance in the clamping process, which is measured by the linear incremental displacement meter 80 as a position measuring device and diameter measuring device and corresponds to a first clamping position, which in turn is assigned to a diameter value by the controller 84th eg is determined or calculated from an allocation table between the first clamping position and wafer diameter and the central control unit is supplied for further processing.
  • the control unit It is then checked by the control unit, whether the determined diameter value of the wafer 10 is within a predetermined tolerance range for wafer diameter, eg ⁇ 100 microns. If this is not the case, for example, the wafer 10 can rest on the turntable 3 obliquely, so that the clamping pin 51 is retracted under the wafer 10 in its maximum clamping position.
  • the clamping Direction 5 is then opened and the wafer 10 is then removed from the turntable 3 with the lifting device 2 or the handling robot and then placed again on the turntable 3 to perform the measurement of the diameter of the wafer 10 by means of the clamping device 5 and the incremental odometer 80 again ,
  • the clamping device 5 is opened again, the compressed air is discharged via the blow-off from the air cylinder / piston unit 70 and the Spring 73 biases the carriage 67 with clamping pin 51 back to its initial position. Then, the lifting device 2 is raised and the wafer 10 is lifted off the turntable 3 and held at a distance from the turntable 3. The turntable 3 is then rotated until the notch 10.1 of the wafer 10 is relatively aligned with the clamping pin 51 of the clamping device 5 in the zero position at a rotational angle of 0 °. The lifting device 2 is then lowered again and the wafer 10 is deposited on the turntable 3 again.
  • the clamping device 5 is then pressurized again to clamp the wafer 10 in the clamping device 5.
  • the clamping pin 51 engages in the notch 10.1 of the wafer 10 and thereby slides along an edge or both edges of the V-shaped notch 10.1 until it abuts a bottom or the tip of the notch 10.1, and takes the wafer 10th with, until this abuts opposite to the stops 54 and 53 of the second clamping portion 55 and thus aligned against these stops 53 and 54.
  • the clamping pin 51 is then in a second clamping position.
  • the incremental odometer 80 Since the incremental odometer 80 has constantly detected the movement of the carriage 67, it can now generate a position signal and output to the evaluation device, which indicates a value for the reached second clamping position or the distance traveled by the clamping device 5 when clamping the wafer 10 , This actual value for the achieved second clamping position is then transmitted by the evaluation device to the control unit.
  • the control unit determines whether the determined actual value of the second clamping position of the wafer 10 is within a predetermined tolerance range of e.g. ⁇ 50 ⁇ m for the second clamping position. If this is not the case, e.g. the wafer 10 rest on the turntable 3 obliquely, so that the clamping pin 51 is retracted under the wafer 10 in its maximum clamping position to stop.
  • the clamping device 5 is then opened again and the wafer 10 can then be removed from the turntable 3 with the lifting device 2 or the handling robot and then placed again on the turntable 3 to repeat the measurement of the second clamping position of the wafer 10 or the wafer 10th is finally removed from the device.
  • FIG. 8 in which the clamping pin 51 is shown in an inadmissible position or clamping position under the wafer 10.
  • FIG. 7 shows the case when the clamping pin 51 has reached an approved second clamping position in the notch 10. 1 of the wafer 10.
  • the control unit compares the actual value of the second clamping position with a predetermined desired value for the second clamping position, which is stored in the control unit.
  • the setpoint value of the second clamping position can previously be determined, for example, once with a standard wafer or reference wafer by clamping in the clamping device 5, similar to just described with reference to the wafer to be processed 10 and stored in the control unit or simply as a setpoint in the control unit will be entered.
  • the actual value of the second clamping position of the clamper 5 or the wafer 10 in the notch 10.1 generally corresponds to a location coordinate or a y-coordinate on the y-axis or a corresponding distance between the bottom and the top of the notch 10.1 of the wafer 10 and the opposite edge perimeter on the y-axis.
  • the central control unit if a processing of the wafer 10 is to succeed, can calculate an offset value or offset information from the difference between the predetermined desired value and the determined actual value in accordance with the second clamping position.
  • the offset value may then be used in the actual wafer processing to compensate or correct for the remaining positional offset in the orientation of the wafer 10.
  • a determined machining value indicating a location on the wafer 10 where the wafer 10 is to be processed may be corrected by directionally adding the offset value to the machining value or subtracting the offset value from the machining value to compensate or correct of the lasting one To obtain offset in aligning the wafer, which is performed directly in the processing of the wafer 10.
  • the device of the invention may, for example, be designed as a marking device for marking or writing on wafers by means of a laser beam.
  • a typical marking device is more accurate e.g. in EP 1231627 A2, the contents of which are fully incorporated herein by reference.
  • the marking device essentially has a laser device which generates a laser beam which is directed onto the wafer surface via a laser beam deflection unit and a focusing device in order to mark or describe a wafer at a designated location.
  • a laser beam deflecting unit e.g. an electromotively driven galvanometer mirror device can be used.
  • the position offset value determined in the control unit or the associated offset coordinates can now be taken into account in order to be able to compensate for a permanent alignment error of the wafer 10 on the turntable 3, thereby enabling a highly accurate processing or marking of the wafer 10.
  • the alignment device of the second embodiment of the invention has a housing 1.7, a lifting device 2.7, a turntable 3.7, a clamping device 5.7, which is mounted on the turntable 3.7 and thus rotates with it, and an optical detector 4.7 or sensor, the on a Aligned edge of a wafer 10.7, which rests here by way of example on the turntable 3.7 and at its circular border or peripheral edge 10.27 has a flattened portion 10.17, which is also referred to as Fiat.
  • the wafer 10.7 is not on the lifting device 2.7, but between the underside of the wafer 10.7 and the lifting device 2.7 is left in the position shown in FIG. 10, a small distance or clearance as in the first embodiment of the invention.
  • the turntable 3.7 has an approximately circular, horizontally arranged plate 30.7, which is centrally mounted on a vertical hollow shaft 60.7, in which a central axis of rotation of the turntable 3.7 runs around which the turntable 3.7 can turn.
  • the axis of rotation of the turntable 3.7 extends in the z-direction or corresponds to a z-axis of a fictitious Cartesian coordinate system.
  • At one edge of the plate 30.7 are several equally structured support part 39.7, 38.7, 35.7 and 36.7 attached to a wafer 10.7.
  • the support parts 39.7, 38.7, 35.7 and 36.7 each have an inclined support surface, which is inclined towards the axis of rotation of the turntable 3.7 in the radial direction and rests on the wafer 10.7 only with its edge in the manner of a tangential contact. Furthermore, identical support members 91, 92, 93 and 94 are attached to the plate 30.7, each having a radially inclined support surface on which the wafer 10.7 rests tangentially with its edge 10.27. It should be noted that the wafer 10.7 rests only on the inclined bearing surfaces of the support parts and is supported and otherwise comes in no other place with the turntable 3.7 in touch.
  • the clamping device 5.7 of the second embodiment of the invention has a first, movable clamping portion 52.7 and a second, fixed clamping portion 55.7, which is opposite to the first clamping portion 52.7 on the turntable 3.7, and serves to clamp a wafer 10.7 between the clamping portions 52.7 and 55.7 and in the Processing of the wafer 10.7, as has already been explained in detail in connection with the first embodiment of the invention.
  • the first clamping section 52.7 is movable radially with respect to the axis of rotation of the turntable 3.7 and has a movable carriage 61.1, which is movable back and forth and rectilinearly radially with respect to the axis of rotation and is extended to the region of the wafer rim with a free end can.
  • a movable carriage 61.1 which is movable back and forth and rectilinearly radially with respect to the axis of rotation and is extended to the region of the wafer rim with a free end can.
  • At the free end of the car has 67.7 two identical bracket, each with a free bracket end, wherein at each of the free bracket ends a vertically projecting flat clamping pin 51.7 is attached and extends beyond the top of a wafer 10.7 addition.
  • the two flat clamping pins 51.7 are at a distance from each other.
  • the carriage 67.7 has a linear bearing 56.7, with which it is guided and supported in a straight line on an associated guide rails 59.7, which in turn is fixed to a bottom of a receptacle 38.7 of the plate 30.7.
  • the carriage 67.7 has a center axis which extends in the y-direction or on the y-axis of the attached Cartesian coordinate system and the axis of rotation of the turntable 3.7 perpendicularly intersects.
  • the center axes of the two flat clamping pins 51.7 extend parallel to the z-direction and intersect the center axis of the carriage 67.7 of the clamping device 5.7.
  • the second clamping portion 55.7 has four fixed stops 95, 96, 97 and 98 which project vertically from the support members 91, 92, 93 and 9A and constitute a stop for the wafer 10.7 when the wafer 10.7 is clamped in the clamping device 5.7, ie between the movable clamping portion 52.7 and the fixed clamping portion 55.7 with the stops 95, 96, 97 and 98 is clamped.
  • Each of the stoppers 95, 96, 97 and 98 has a vertically projecting pin that projects beyond a wafer 10.7 in the z-direction and is surrounded by a rolling sleeve 55.71 or roller that can make a rotational movement about a center axis of the respective pin the wafer edge 10.27 when aligning the wafer 10.7 by engagement or abutment of the flat-clamping pins 51.7 on the Fiat 10.17 or on the regular wafer edge 10.27 of the wafer 10.7 slide along without jerking along can.
  • the flat-clamping pins 51.7 also each have a central pin which is surrounded by a roller sleeve and in this respect the same structure as the stops 95, 96, 97 and 98th
  • a compressed air cylinder / piston unit 70.7 is arranged as a drive means for the carriage 67.7 of the movable first clamping portion 52.7 of the clamping device 5.7.
  • the air cylinder / piston unit 70.7 has the same structure, as already explained with respect to the first embodiment, with a compressed air cylinder, an associated piston which is movably mounted in the air cylinder and which has a free piston end to which a driver pin is attached and projects vertically in the z direction.
  • the driver pin engages here in a through hole of a ball bearing a form-fitting, which is arranged in the manner of a ball joint in an inner groove of a circular bearing plate which is fixed to the carriage 67.7. Also, the carriage 67.7 is thus pivotally coupled to the air cylinder / piston unit 70.7 in order to prevent tilting of the carriage 67.7 on the guide rail 59.7 during the movement of the carriage 67.7 can.
  • a spring 73 engages the carriage 67.7 to force it into its maximum extended stop position or initial position when the compressed air cylinder / piston unit 70.7 is not acted upon by compressed air. The spring force of the spring 73.7 thus acts opposite to the extension direction of the piston of the compressed air cylinder / piston unit 70.7.
  • an optoelectronic, incremental odometer 80.7 is provided, which has a straight line ruler and an associated photodetector.
  • the bar ruler is also fixed in the second embodiment of the invention to an underside of the carriage 67.7 and thus moves with the carriage 67.7, while the photodetector opposite to the bar ruler at the bottom of the recording 38.7 of the plate 30.7 is fixed in place and scans the bar ruler photoelectronically.
  • the dash ruler extends parallel to the two guide rail 59.7 or in the direction of movement of the carriage 67.7.
  • position signals or pulse signals generated by the photodetector are transmitted via a signal line housed in the plate 30.7 to an evaluation circuit 84.7, which is designed as a microprocessor system and determines a position of the carriage 67.7 in response to the position signals.
  • the position measuring device can also have a direction discriminator in order to distinguish the directions of movement of the carriage 67.7.
  • the hollow shaft 60.7 of the turntable 3.7 is provided at its lower end with an angle measuring device or encoder, which has an annular straight line and an associated optoelectronic photodetector for generating a rotational angular position signal of the hollow shaft 60.7 and thus of the turntable 3.7.
  • an angled pneumatic swivel joint having a horizontal, fixed leg internally secured to the housing 1.7 and a rotatable leg rotatable about a vertical center axis on the stationary leg. wherein the center axis and the axis of rotation of the hollow shaft 60.7 coincide and the rotatable leg complies with the rotational movement of the hollow shaft 60.7.
  • At the top of the carrier is another, identical compressed air joint piece is provided, whose fixed leg is coupled to the plate 30.7.
  • a rotary drive of the turntable 3.7 has a DC motor controlled by a central control unit, the shaft of which is coupled via a gear and a belt to the hollow shaft 60.7 in order to be able to rotate the hollow shaft 60.7 and thus also the turntable 3.7.
  • the compressed air system of the device of the invention has a supply of compressed air, which may be coupled eg to a compressor for generating the compressed air, a compressed air valve for supplying compressed air to a controllable pressure reducer whose output pressure is adjustable, a controllable outlet valve for blowing off the compressed air downstream of the pressure reducer, the compressed air joint piece 90 after the pressure reducer, the other compressed air joint piece and corresponding hose connections between these components in order to provide a fluid-continuous supply of compressed air to the air cylinder / piston unit 70.7 at the port 70.71 in the plate 30.7.
  • the lifting device 2.7 has structurally identical, firmly connected lifting arms 2.17 and 2.27, which are arranged opposite to the housing 1.7 such that they move in the z-direction to lift a wafer 10.7 of the turntable 3.7, for holding the wafer 10.7 at a distance from the turntable 3.7, so that the turntable 3.7 can rotate without wafer 10.7, and to lower the wafer 10.7 back to the turntable 3.7 can run back.
  • On the lifting arm 2.17 a Hebearmbügel 2.37 is mounted centrally, at the boom ends in each case a support part is attached 2.47 or 2.57, each in turn have a surface which is inclined to the axis of rotation of the turntable 3.7 in the radial direction.
  • a wafer 10.7 lies tangentially with its edge alone when the lifting device 2.7 is working.
  • a controlled DC motor can be used, which is coupled via a gear with the lifting device 2.7.
  • An associated encoder is attached to a motor shaft of the DC motor.
  • the drives of the lifting device 2.7 and the turntable 3.7 and also the compressed air system with the compressed air cylinder / piston unit 70.7 are controlled by a central control unit, for example a software-controlled microcontroller, which in turn en- encoder signals from the encoder to the hollow shaft 60.7 and the encoder of the drive of the lifting device 2.7 and a position indication of the carriage 67.7 of the evaluation circuit 84.7 receives to control the device of the invention according to the second embodiment.
  • a central control unit for example a software-controlled microcontroller, which in turn en- encoder signals from the encoder to the hollow shaft 60.7 and the encoder of the drive of the lifting device 2.7 and a position indication of the carriage 67.7 of the evaluation circuit 84.7 receives to control the device of the invention according to the second embodiment.
  • the control of the central control unit is performed as follows.
  • the wafer 10.7 is removed by means of a known handling robot from a cassette and placed on the inclined bearing surfaces of the support members 35.7, 36.7, 38.7, 39.7, 91, 92, 93 and 94 of the turntable 3.7.
  • the turntable 3.7 is located in its defined and predetermined starting position or zero position with a rotation angle of 0 °. In this starting position, the lifting device 2.7 is in its lowered rest position and the first, relative to the rotational axis of the turntable 3.7 movable clamping portion 52.7 of the clamping device 5.7 is forced to stop by the spring force of the spring 73.7 in its initial position in which the clamping device is 5.7 open maximum.
  • the two flat-clamping pins 51.7 are arranged in a rotational angle position of the turntable of 0 ° such that centrally between them the stationary optical detector 4.7 is arranged in the rotational angle position 0 ° of the turntable 3.7.
  • the compressed air cylinder / piston unit 70.7 is not pressurized with compressed air.
  • the turntable 3.7 is now offset by the turntable drive in rotation about the axis of rotation of the hollow shaft 60.7 and performs at least a complete rotation of 360 °.
  • the edge of the wafer 10.7 is scanned by the optical detector 4.7.
  • the detector 4.7 generates an initial signal when the optical detector 4.7 detects the beginning of the fiat 10.17 of the Wafers 10 detected.
  • the initial signal of the optical detector 4.7 corresponds to an initial rotational angle value of the encoder on the hollow shaft 60.7, which measures the angle of rotation of the turntable 3.7 starting from the start position.
  • the detector 4.7 generates an end signal when the optical detector 4.7 detects the end of the wafer 10.17 of the wafer 10.
  • the end signal of the optical detector 4.7 then corresponds to a final rotational angle value of the encoder on the hollow shaft 60.7.
  • the angle portion between the initial rotation angle and the end rotation angle is a flat angle range.
  • the control unit recognizes, due to constant angular velocity of the turntable 3.7, where a center angle of the Fiat 10.17 or the flattened edge location of the wafer 10.7 is located, namely exactly in the middle between the Togetherssurwinkelwert and the Endharmwinkelwert relative to the predetermined starting position or zero position of the turntable 3.7 , After a complete rotation, the turntable 3.7 is then again in the start position or zero position, which corresponds to a rotation angle of 0 °.
  • the lifting device 2.7 is raised, whereby the wafer is raised 10.7 from the turntable 3 from perpendicular in the z-direction and held in a raised position on the turntable 3.7.
  • the turntable 3.7 is then defined rotated such that the two flat-clamping pins 51.7 are safe outside the Fiatwinkel Anlagens.
  • the turntable 3.7 is rotated so that the central angle or the center of the Fiat 10.17 are aligned exactly 90 ° relative to the y-axis of the carriage 67.7 of the movable clamping portion 52.7.
  • the Fiat 10.17 of the wafer 10.7 is then safely offset outside the range of flat clamping pins 51.7.
  • the lifting device 3.7 is then lowered vertically again under the control of the control unit and the wafer 10.7 is thus deposited again on the turntable 3.7.
  • the compressed air cylinder / piston unit 70.7 is acted upon with compressed air, whereby the carriage 67.7 and thus the Flat- Clamping pins 51.7 of the clamping device 5.7 is closed against the force of the spring 73.7 to the wafer 10.7 between the movable clamping portion 52.7 and the fixed clamping portion 55.7 with the stops 95, 96, 97, 98 is clamped to determine the diameter of the wafer can be 10.7 , More precisely, the carriage 67.7 with its flat clamping pins 51.7 during the clamping process travels a certain distance, which is measured by the linear, incremental displacement meter 80 and corresponds to a first clamping position, which in turn is assigned to a diameter value determined by the evaluation circuit 84.7 with controller or is calculated and the control unit is supplied for further processing. When measuring the diameter, the flat clamping pins 51.7 and also the opposing stops touch the regular, circular-arc-shaped edge of the wafer 10.7 outside the Fiat 10.17 in order to be able to determine the regular diameter of the wafer 10.
  • the control unit determines whether the determined diameter value of the wafer 10.7 is within a predetermined tolerance range for wafer diameter. If this is not the case, e.g. the wafer 10.7 rest on the turntable obliquely, so that at least one of the flat clamping pins 51.7 is retracted under the wafer 10.7 in its maximum clamping position.
  • the clamping device 5.7 is then opened and the wafer 10.7 is then removed from the turntable 3.7 with the lifting device 2.7 or the handling robot and then placed again on the turntable 3.7 to the measurement of the diameter of the wafer 10.7 by means of the clamping device 5.7 and the incremental odometer 80.7 again perform.
  • the clamping device 5.7 is opened and the wafer 10.7 is removed from the turntable 3.7, as it is probably broke.
  • the clamping device 5.7 is opened again, the compressed air is discharged through the blow-off from the air cylinder / piston unit 70.7 and the spring 73.7 the carriage 67.7 with the flat clamping pins 51.7 biases back to its initial position radially out of ⁇ half of the wafer 10.7. Then, the lifting device 2.7 is raised again and the wafer 10.7 lifted off the turntable 3.7 and held at a distance from the turntable 3.7.
  • the turntable 3.7 is then rotated until the center angle of the Fiat 10.17 of the wafer 10.7 coincides relatively with the y-axis of the carriage 67.7 and thus coincides with the zero position at a rotation angle of 0 °.
  • the lifting device 2.7 is then lowered again and the wafer 10.7 stored on the turntable 3.7 again.
  • the clamping device 5.7 is then pressurized again to clamp the wafer 10.7 in the clamping device 5.7.
  • the flat clamping pin 51.7 strike the Fiat 10.17 of the wafer 10.7 and push the wafer 10.17 until it abuts against the stops 95, 96, 97, 98 of the second clamping section 55.7 and is thus aligned against these stops.
  • the flat clamping pins 51.7 and the carriage 67.7 are then in a second clamping position. Since the incremental displacement meter 80.7 has constantly detected the movement of the carriage 67.7, it can now generate a position signal and output it to the evaluation circuit 84.7 which has a value for the second clamping position reached or that of the clamping device 5.7 when the wafer 10.7 is clamped indicates distance traveled.
  • This actual value for the reached, second clamping position is then transmitted by the evaluation circuit 84.7 to the control unit. It is then checked by the control unit, whether the determined actual value of the second clamping position of the wafer 10.7 is within a predetermined tolerance range for the second clamping position. If this is not the case, for example, the wafer 10.7 can rest on the turntable 3.7 obliquely, so that at least one of the flat clamping pin 51.7 is retracted under the wafer 10.7 to its maximum clamping position to stop.
  • the clamping device 5.7 is then opened again and the wafer 10.7 can then be removed from the turntable 3.7 with the lifting device 2.7 or the handling robot and then placed again on the turntable 3.7 to repeat the measurement of the second clamping position of the wafer 10.7, or the wafer 10.7 is finally removed from the device according to the second embodiment of the invention.
  • the flat clamping pins 51.7 have not moved to a predetermined end stop in the maximum retracted position during the clamping operation for determining the second clamping position and it has been determined that the measured actual value of the clamping position is outside a predetermined plus-minus tolerance range for the second clamping position , the clamping device 5.7 is opened and the wafer 10.7 finally removed from the turntable 3.7, as it is obviously Committee.
  • the clamping position achieved can be retained for the actual, subsequent processing of the wafer 10.7.
  • the control unit compares the actual value of the second clamping position with a predetermined desired value for the second clamping position, which is stored in the control unit.
  • the desired value of the second clamping position can be determined beforehand, for example, once with a standard wafer or reference wafer by clamping in the clamping insert. direction 5.7, as has just been explained with reference to the wafer 10.7 to be processed, determined and stored in the control unit or simply entered as a setpoint in the control unit.
  • the actual value of the second clamping position of the clamping device 5.7 or of the wafer 10.7 when engaged in the Fiat 10.17 generally corresponds to a location coordinate or a y-coordinate on the y-axis or a corresponding distance between the Fiat 10.17 of the wafer 10.7 and the opposite edge circumference of the Wafer 10.7 on the y-axis.
  • the controller may, if processing of the wafer 10.7 is to succeed, calculate an offset value or offset information from the difference between the preset target value and the measured actual value.
  • the offset value may then be used in the actual wafer processing to compensate for or correct for the remaining positional offset in the alignment of the wafer 10.7.
  • a determined machining value indicating a location on the wafer 10.7 at which the processing of the wafer 10.7 is to be performed may be corrected by directionally adding the offset value to the machining value or subtracting the offset value from the machining value of the permanent offset when aligning the wafer with the correction being made directly during processing.
  • the device of the invention according to the second embodiment may, for example, be designed as a marking device for marking or writing on wafers by means of a laser beam.
  • the marking device essentially has a laser device which generates a laser beam which is directed onto the wafer surface via a laser beam deflection unit and a focusing device in order to mark or describe a wafer at a designated location.
  • a laser beam deflection unit for example, an electromotively driven galvanic Mirror device can be used.
  • the position offset value determined in the control unit or the associated offset coordinates can now be taken into account in order to be able to compensate for a permanent alignment error of the wafer 10.7 on the turntable 3.7, whereby highly precise processing or marking of the wafer 10.7 with Fiat 10.17 is enabled.

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Abstract

The invention relates to a device for aligning and/or machining a wafer, especially for marking or inscribing a wafer by means of a laser beam, said wafer (10.7) comprising a circular periphery with a pre-determined deformation section. The inventive device comprises a rotary table (3.7) that can rotate about a rotational axis and on which only the edge or an edge region of a wafer (10.7) to be machined lies tangentially, a clamping device (5.7) for clamping and holding a wafer on the rotary table (3.7), the clamping device engaging in the deformation section (10.17) on the periphery of the wafer in order to align the wafer on the rotary table (3.7), and a position measuring device which is coupled to the clamping device (5.7) in order to determine a clamping position of the wafer, when the wafer (10.7) is clamped to the rotary table (3.7) in the clamping device (5.7).

Description

Vorrichtung zum Ausrichten und Bearbeiten eines WafersDevice for aligning and processing a wafer
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aus¬ richten und/oder Bearbeiten eines Wafers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a device for aligning and / or processing a wafer according to the preamble of claim 1.
In der DE 20 2004 011 907 U9 ist eine Vorrichtung zum Markieren oder Beschreiben eines Wafers mit einem Laserstrahl beschrieben, wobei der Wafer einen kreisförmigen Umfangsrand mit einem vorgegebenen Deformationsabschnitt hat, der z.B. eine Kerbe bzw. Notch sein kann. Die bekannte Vorrichtung oder Aligner hat einen Drehteller, der sich um seine Drehachse drehen kann und auf dem ein zu bearbeitender Wafer nur mit seinem Rand oder Randbereich nach der Art einer tangentialen Randberührung aufliegt. Bei dem bekannten Aligner kann es nun beim Ausrichten des Wafers passieren, dass der Wafer auf dem Drehteller schiefwinklig abgelegt wird oder durch eine Drehbewegung beim Ausrichten verrutscht, was ein richtiges Ausrichten oder Bearbeiten des Wafers mit der vorgesehenen hohen Genauigkeit erschwert oder sogar verhindert. Auch eine durchgeführte Drehbewegung beim Bearbeiten des Wafers kann zu einem ungewollt starken Verrutschen des Wafers auf dem Drehteller führen, so dass eine reguläre Bearbeitung des Wafers gegebenenfalls nicht mehr möglich ist.DE 20 2004 011 907 U9 describes an apparatus for marking or writing a wafer with a laser beam, the wafer having a circular peripheral edge with a predetermined deformation portion, e.g. a notch or notch can be. The known device or Aligner has a turntable, which can rotate about its axis of rotation and rests on a wafer to be processed only with its edge or edge region in the manner of a tangential edge contact. In the case of the known aligner, when the wafer is aligned, it may now happen that the wafer is placed obliquely on the turntable or slips when aligned during rotational alignment, which impedes or even prevents proper alignment or processing of the wafer with the intended high accuracy. A rotational movement performed during the processing of the wafer can lead to an undesired slippage of the wafer on the turntable, so that a regular processing of the wafer may no longer be possible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine ungewollte Lageänderung eines Wafers beim Ausrichten und Bearbeiten des Wafers zum Erreichen einer hohen Ausricht- und Bearbeitungsgenauigkeit vermeidet.The object of the present invention is therefore to provide a device which avoids an unwanted change in position of a wafer when aligning and processing the wafer to achieve a high alignment and processing accuracy.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung des Anspruchs 1 gelöst. Demnach hat die Vorrichtung zum Ausrichten und/oder Bearbeiten eines Wafers, insbesondere zum Markieren oder Beschreiben eines Wafers mit einem Laserstrahl, wobei der Wafer einen kreisförmigen Umfang mit einem vorgegebenen Deformationsabschnitt hat, einen Drehteller, der sich um eine Drehachse drehen kann und auf dem ein zu bearbeitender Wafer nur mit seinem Rand oder Randbereich aufliegt, eine Klemmeinrichtung zum Einklemmen und Festhalten eines Wafers auf dem Drehteller, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt am Umfang des Wafers eingreift, um den Wafer auf dem Drehteller auszurichten, und eine Positionsmesseinrichtung, die mit der Klemmeinrichtung zum Ermitteln einer Klemmposition des Wafers gekoppelt ist, wenn der Wafer auf dem Drehteller in der Klemmeinrichtung eingeklemmt ist .This object is achieved by the device of claim 1. Accordingly, the apparatus for aligning and / or processing a wafer, in particular for marking or writing a wafer with a laser beam, the wafer having a circular circumference with a predetermined deformation portion, a turntable, which can rotate about a rotation axis and on a wafer to be processed rests only with its edge or edge region, a clamping device for clamping and holding a wafer on the turntable, wherein the clamping device engages in the deformation section on the periphery of the wafer to align the wafer on the turntable, and a position measuring device, the is coupled to the clamping device for determining a clamping position of the wafer, when the wafer is clamped on the turntable in the clamping device.
Die Vorrichtung der Erfindung hat aufgrund des Einklemmens und des damit verbundenen Festhaltens des Wafers den Vorteil, dass ein genaues Ausrichten des Wafers in einer Bearbeitungsposition ermöglicht wird und auch ein Beibehalten einer definierten Position des Wafers erreicht werden kann, wenn der Wafer bei der Bearbeitung gedreht wird. Damit können beim Bearbeiten des Wafers schnellere Drehbewegungen auf dem Drehteller durchgeführt werden, ohne dass der Wafer auf dem Drehteller verrutscht, wodurch der Bearbeitungsdurchsatz der Wafer erheblich erhöht werden kann und auch die Bearbeitungsgenauigkeit der Wafer, z.B. beim Laserbeschriften von Wafern, erhöht werden kann. Die Bearbeitungsgenauigkeit kann zudem auch noch durch die Positionsmessung des Wafers in der ausgerichteten Position auf dem Drehteller verbessert werden, da die gemessene Position des Wafers bei der Bearbeitung des Wafers, z.B. mittels Laserstrahl, berücksichtigt werden kann. Mit der Vorrichtung bzw. dem Verfahren der Erfindung lässt sich somit eine Bearbeitungsgenauigkeit bei der Bearbeitung von Wafern mittels Laserstrahl von bis zu + 5 μm und typischerweise von ± 20 μm erreichen.The device of the invention has the advantage, due to the pinching and the consequent holding of the wafer, of allowing an accurate alignment of the wafer in a processing position and also maintaining a defined position of the wafer when the wafer is rotated during processing , Thus, when processing the wafer, faster rotational movements can be performed on the turntable without the wafer slipping on the turntable, whereby the processing throughput of the wafers can be significantly increased and also the processing accuracy of the wafers, e.g. when laser marking of wafers, can be increased. In addition, the machining accuracy can also be improved by the position measurement of the wafer in the aligned position on the turntable, since the measured position of the wafer in the processing of the wafer, e.g. by laser beam, can be considered. With the device or the method of the invention, therefore, a processing accuracy in the processing of wafers by means of a laser beam of up to + 5 microns and typically ± 20 microns can be achieved.
Bevorzugt hat die Vorrichtung der Erfindung eine Durchmessermesseinrichtung zum Messen des Durchmessers eines auf dem Drehteller aufliegenden Wafers beim Einklemmen in der Klemmeinrichtung, wodurch z.B. ein Größenunterschied des jeweiligen Wafers zu einem Referenzwafer oder Normwafer oder einer vorgegebenen Wafergröße erkannt werden kann.Preferably, the device of the invention has a diameter measuring device for measuring the diameter of a resting on the turntable wafer when pinched in the clamping device, whereby, for example, a difference in size of the respective wafer to a reference wafer or standard wafer or a given wafer size can be detected.
Die Positionsmesseinrichtung und/oder die Durchmessermesseinrichtung kann mit der Klemmeinrichtung gekoppelt sein und eine Bewegung der Klemmeinrichtung wird bei der Messung der Position bzw. des Waferdurchmessers berücksichtigt. Dies hat den Vorteil, dass eine zuverlässige Messung der Position des Wafers auf dem Drehteller oder seines Durchmessers durch das Einklemmen ermöglicht wird.The position measuring device and / or the diameter measuring device may be coupled to the clamping device and a movement of the clamping device is taken into account in the measurement of the position or the wafer diameter. This has the advantage that a reliable measurement of the position of the wafer on the turntable or its diameter is made possible by the clamping.
Bevorzugt ist die Klemmeinrichtung an dem Drehteller fest angebracht und dreht sich mit dem Drehteller mit, wodurch ein sehr kompakter und deshalb platzsparender Aufbau der Vorrichtung der Erfindung erreicht werden kann.Preferably, the clamping device is fixedly mounted on the turntable and rotates with the turntable, whereby a very compact and therefore space-saving construction of the device of the invention can be achieved.
Die Klemmeinrichtung kann einen ersten, beweglichen Klemmabschnitt und einen zu dem ersten Klemmabschnitt gegenüberliegenden zweiten, feststehenden Klemmabschnitt zum Einklemmen eines Wafers zwischen den beiden Klemmabschnitten haben, wobei die Klemmabschnitte den Wafer nur an seinem Randumfang beim Einklemmen berühren, wodurch einer Beschädigung oder einer nachteiligen Verunreinigung der Bearbeitungsflächen des Wafers vorgebeugt werden kann.The clamping device may have a first, movable clamping portion and a second, fixed clamping portion opposite to the first clamping portion for clamping a wafer between the two clamping portions, wherein the clamping portions touch the wafer only at its edge periphery when clamping, whereby damage or adverse contamination of Processing surfaces of the wafer can be prevented.
Der zweite, feststehende Klemmabschnitt hat bevorzugt mehrere Anschlagteile bzw. Anschläge, die entlang eines Kreises um eine Drehachse des Drehtellers herum in einer Horizontalebene separat angeordnet sind, in der der Wafer auf dem Drehteller aufliegt, und an denen ein Wafer mit seinem Randumfang anschlägt, wenn er in der Klemmeinrichtung eingeklemmt ist. An den Anschlägen kann der Wafer beim Klemmvorgang entlang gleiten, um ein Ausrichten des Wafers zu erreichen. Der erste, bewegliche Kleramabschnitt kann radial und linear bezüglich einer Drehachse des Drehtellers beweglich sein und an dem Drehteller gelagert sein, was bedeutet, dass die Klemmeinrichtung immer eine festgelegte Lage zum Drehteller hat.The second, fixed clamping section preferably has a plurality of stop parts or stops which are arranged separately along a circle about an axis of rotation of the turntable in a horizontal plane, in which the wafer rests on the turntable, and against which a wafer abuts with its edge circumference, if he is trapped in the clamping device. At the stops, the wafer can slide along during the clamping process to achieve alignment of the wafer. The first, movable cleram portion may be movable radially and linearly with respect to a rotation axis of the turntable and be supported on the turntable, which means that the clamping device always has a fixed position relative to the turntable.
Es kann eine Antriebseinrichtung für die Klemmeinrichtung vorgesehen sein, die bevorzugt mit einem Fluid, z.B. Druckluft, die Klemmeinrichtung bewegt. Die Verwendung eines Druckluftantriebs ermöglicht einen kompakten und aufwandsparenden Aufbau des Antriebs insbesondere im Drehteller, da z.B. nur eine Druckluftleitung und ein Druckluftzylinder als Stellglied im Drehteller integriert werden müssen, die nur einen geringen Platzbedarf haben.There may be provided a drive means for the clamping means, which is preferably provided with a fluid, e.g. Compressed air moving clamping device. The use of a pneumatic drive enables a compact and cost-saving construction of the drive, in particular in the turntable, since e.g. only a compressed air line and a compressed air cylinder must be integrated as an actuator in the turntable, which only have a small footprint.
Bevorzugt hat die Antriebseinrichtung für die Klemmeinrichtung ein Druckluftstellglied, das mit dem ersten, beweglichen Klemmabschnitt der Klemmeinrichtung gekoppelt ist, um ihn radial bezüglich der Drehachse des Drehtellers und relativ zum Drehteller linear bzw. geradlinig zu bewegen. Durch eine entsprechende Druckluftbeaufschlagung kann die auf die Klemmeinrichtung durch das Druckluftstellglied übertragene Kraft genau derart eingestellt werden, dass auf den Wafer beim Klemmen nur eine Kraft einwirkt, die eine Beschädigung oder unerwünschte Verbiegung des Wafers beim Klemmen vermeidet.Preferably, the drive means for the clamping device has a pneumatic actuator which is coupled to the first, movable clamping portion of the clamping device to move it radially with respect to the rotational axis of the turntable and relative to the turntable linear or rectilinear. By a corresponding compressed air applied to the clamping device by the pneumatic actuator force transmitted can be adjusted precisely such that the wafer when clamping acts only a force that avoids damage or unwanted bending of the wafer during clamping.
Bevorzugt ist das Druckluftstellglied in einer Ausnehmung des Drehtellers angeordnet, was einen kompakten Aufbau der Vorrichtung ergibt.Preferably, the compressed air actuator is arranged in a recess of the turntable, resulting in a compact construction of the device.
Eine Federeinrichtung kann mit der Klemmeinrichtung zum Vorspannen der Klemmeinrichtung in eine Anfangsposition relativ zu dem Drehteller oder zu einem Wafer gekoppelt sein, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Klemmeinrichtung ohne Druckluftbeaufschlagung immer in ihrer maximal geöffneten Stellung ist. Das an dem Drehteller befestigte Druckluftstellglied ist bevorzugt mit einer Druckluftleitung gekoppelt, die sich in einer Hohlwelle des Drehtellers erstreckt, welche symmetrisch zu der Drehachse des Drehtellers ist, wodurch eine besonders einfache und problemlose Druckluftzuführung zu dem im Drehteller integrierten Druckluftzylinder realisiert werden kann. In diesem Zusammenhang wird das Druckluftstellglied bevorzugt über ein Druckluftkoppelgelenk mit der Druckluftleitung gekoppelt.A spring device can be coupled to the clamping device for biasing the clamping device in an initial position relative to the turntable or to a wafer, which can be ensured that the clamping device is always in its maximum open position without compressed air. The attached to the turntable air actuator is preferably coupled to a compressed air line extending in a hollow shaft of the turntable, which is symmetrical to the axis of rotation of the turntable, whereby a particularly simple and easy compressed air supply to the built-in turntable compressed air cylinder can be realized. In this context, the compressed air actuator is preferably coupled via a compressed air coupling joint with the compressed air line.
Der erste, bewegliche Klemmabschnitt hat bevorzugt mindestens einen Klemmstift zum Berühren des Randumfangs des Wafers, wobei sich eine senkrechte Zentralachse des Klemmstifts parallel zu der Drehachse des Drehtellers erstreckt. Der Klemmstift ermöglicht ein sicheres Eingreifen in z.B. eine Randkerbe oder Notch des Wafers und deshalb auch ein reguläres Ausrichten des Wafers durch Klemmen auf dem Drehteller.The first, movable clamping portion preferably has at least one clamping pin for contacting the edge periphery of the wafer, wherein a vertical central axis of the clamping pin extends parallel to the axis of rotation of the turntable. The clamping pin allows secure engagement in e.g. a marginal notch or Notch of the wafer and therefore also a regular alignment of the wafer by clamping on the turntable.
In Alternative kann der erste Klemmabschnitt mindestens zwei Klemmstifte zum Berühren des Umfangs des Wafers haben, wobei jeder der Klemmstifte eine senkrechte Zentralachse hat, die sich parallel zu der Drehachse des Drehtellers erstreckt. Mit dieser Ausführung können ein sicheres Anfahren und Einklemmen auch eines Wafers mit geradliniger Abflachung bzw. Fiat am Randumfang und ein entsprechend sicheres Ausrichten dieses Wafers realisiert werden.Alternatively, the first clamping portion may have at least two clamping pins for contacting the periphery of the wafer, each of the clamping pins having a vertical central axis extending parallel to the axis of rotation of the turntable. With this design, a safe starting and clamping of a wafer with straight flattening or Fiat can be realized at the edge circumference and a correspondingly secure alignment of this wafer.
Bevorzugt ist eine Längenmesseinrichtung mit der Klemmeinrichtung oder dem ersten, beweglichen Klemmabschnitt der Klemmeinrichtung gekoppelt, um eine Weglänge bei der Bewegung der Klemmeinrichtung oder des ersten Klemmabschnitts oder eine Klemmposition ermitteln zu können. Mittels der Wegmesseinrichtung kann die absolute, ausgerichtete Position des eingeklemmten Wafers auf dem Drehteller bestimmt werden. Die Längenmesseinrichtung kann einen optoelektronischen Linearencoder oder einen inkrementalen Wegmesser aufweist, die eine zuverlässige, praktisch verschleißfreie und sehr genaue Messung ermöglichen, da sie optisch, also berührungslos, arbeiten.Preferably, a length measuring device is coupled to the clamping device or the first movable clamping section of the clamping device in order to be able to determine a path length during the movement of the clamping device or of the first clamping section or a clamping position. By means of the path measuring device, the absolute, aligned position of the clamped wafer can be determined on the turntable. The length measuring device may have an optoelectronic linear encoder or an incremental displacement meter, which allow a reliable, practically wear-free and very accurate measurement, since they work optically, so non-contact.
Bevorzugt hat die Vorrichtung eine Versatzdetektionseinrichtung, die ein Versatzsignal oder Versatzinformationen oder -daten erzeugt, welche ein Maß für einen örtlichen Versatz oder Ausrichtfehler zwischen einer Soll-Bearbeitungsposition, in der ein Wa- fer bearbeitete werden soll, und der tatsächlich erreichten Ist- Bearbeitungsposition des Wafers nach dem Einklemmen in der Einklemmeinrichtung sind, wobei die Vorrichtung der Erfindung das Versatzsignal oder die Versatzinformationen oder -daten der Versatzdetektionseinrichtung zum Korrigieren oder Kompensieren des Versatzes des Wafers beim Bearbeiten des Wafers in der erreichten Ist-Bearbeitungsposition bzw. Ausrichtstellung verwenden kann, wodurch wiederum die Genauigkeit der Waferbearbeitung erheblich verbessert werden kann.Preferably, the apparatus has an offset detecting means which generates an offset signal or offset information or data indicative of a local offset or alignment error between a target machining position in which a wafer is to be machined and the actually achieved actual machining position of the workpiece Wafers after clamping in the pinching device, the device of the invention can use the offset signal or the offset information or data of the offset detecting means for correcting or compensating for the offset of the wafer when processing the wafer in the achieved actual machining position, which in turn the accuracy of wafer processing can be significantly improved.
Bevorzugt ist eine Einrichtung zum Ablegen, Anheben und Halten des Wafers in einer Lage mit Abstand von dem Drehteller derart vorgesehen, dass sich der Drehteller ohne Wafer drehen kann. Diese Einrichtung ermöglicht unter anderem eine Grobausrichtung des Wafers relativ zu dem Drehteller.Preferably, a device for depositing, lifting and holding the wafer in a position at a distance from the turntable is provided such that the turntable can rotate without a wafer. Among other things, this device enables a coarse alignment of the wafer relative to the turntable.
Bevorzugt wird die Vorrichtung der Erfindung als Markiervorrichtung verwendet, die eine Lasereinrichtung zum Erzeugen eines Laserstrahls hat, welcher über eine Laserstrahlablenkeinheit und eine Fokussiereinrichtung auf eine Waferoberfläche gelenkt wird, um einen Wafer an einer vorgesehenen Stelle zu markieren oder zu beschreiben, wobei die Laserstrahlablenkeinheit einen ermittelten örtlichen Versatz oder zugehörige Versatzkoordinaten zum Korrigieren oder Kompensieren eines Ausrichtfehlers des Wafers auf dem Drehteller beim Markieren oder Beschreiben des Wafers berücksichtigt . Bevorzugt wird die Klemmeinrichtung beim Einklemmen des Wafers aus einer Klemmanfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Kleπunein- richtung nicht in den Deformationsabschnitt des Wafers eingreift, und die Strecke bzw. Klemmposition wird als ein Maß für den Durchmesser des Wafers verwendet wird, wodurch vorteilhafterweise der Durchmesser des jeweiligen Wafers ermittelt werden kann.Preferably, the apparatus of the invention is used as a marking device having laser means for generating a laser beam which is directed to a wafer surface via a laser beam deflecting unit and focusing means for marking or writing a wafer at a designated location, the laser beam deflecting unit detecting one local offset or associated offset coordinates for correcting or compensating for an alignment error of the wafer on the turntable when marking or writing the wafer. When clamping the wafer, the clamping device is preferably moved out of a clamping start position, in which the wafer is not clamped, by moving a distance to a clamping position in which the wafer is clamped on the circumference, wherein the clamping device does not engage in the deformation section of the wafer , and the distance or clamping position is used as a measure of the diameter of the wafer, whereby advantageously the diameter of the respective wafer can be determined.
Bevorzugt wird die Klemmeinrichtung beim Einklemmen des Wafers aus einer Klemmanfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt wird, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift, und die Strecke wird als ein Maß für einen Versatz des Wafers von einer vorgegebenen Soll-Bearbeitungsposition des Wafers verwendet. Durch diesen Verfahrensschritt kann sowohl eine Ausrichtung des Wafers als auch eine Istlage des ausgerichteten Wafers und damit auch ein Ausrichtversatz des Wafers bestimmt werden.Preferably, when clamping the wafer, the clamping means will come out of a clamping initial position in which the wafer is not clamped, moving a distance to a clamping position in which the wafer is clamped circumferentially, the clamping means engaging the deformation portion, and the distance becomes is used as a measure of offset of the wafer from a given target processing position of the wafer. As a result of this method step, it is possible to determine both an orientation of the wafer and an actual position of the aligned wafer, and thus also an alignment offset of the wafer.
Bevorzugt wird die Klemmeinrichtung beim Einklemmen des Wafers aus einer Anfangsposition heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift, und der Wafer wird in seiner Anfangsposition neu ausgerichtet, wenn die gemessene Strecke oder Klemmposition kleiner als ein erster vorgegebener Wert ist. Hierdurch kann insbesondere der Fall detektiert werden, dass die Klemmeinrichtung nicht richtig in die Kerbe bzw. den Deformationsabschnitt eingefahren ist und damit die beabsichtigte Ausrichtung des Wafers fehlgeschlagen ist.Preferably, when clamping the wafer, the clamping means will come out of an initial position in which the wafer is not clamped, move a distance to a clamping position in which the wafer is clamped circumferentially, the clamping means engages the deformation portion, and the wafer becomes realigned in its initial position when the measured distance or clamping position is less than a first predetermined value. In this way, in particular the case can be detected that the clamping device is not properly retracted into the notch or the deformation portion and thus the intended orientation of the wafer has failed.
Die Klemmeinrichtung kann beim Einklemmen des Wafers aus seiner Anfangsposition heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt werden, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung nicht in den Deformationsabschnitt eingreift, und der Wafer kann dann vom Drehteller entfernt werden, wenn die Strecke größer als ein zweiter vorgegebener Wert ist. Hierdurch kann insbesondere der Fall detektiert werden, dass die Klemmeinrichtung nicht am Randumfang des Wafers einklemmt, was ein Anzeichen dafür ist, dass der Wafer z.B. schiefwinklig auf dem Teller aufliegt und somit von der Klemmeinrichtung unterlaufen worden ist oder dass gar kein Wafer auf dem Drehteller vorhanden ist.The clamping device may, when clamping the wafer out of its initial position, in which the wafer is not clamped, be moved a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device does not engage in the deformation portion, and the wafer can then be removed from the turntable, when the distance is greater than a second predetermined value. In this way, in particular the case can be detected that the clamping device does not clamp on the edge circumference of the wafer, which is an indication that the wafer rests for example obliquely on the plate and thus has been undermined by the clamping device or that there is no wafer on the turntable is.
Bevorzugt wird die Klemmeinrichtung beim Einklemmen des Wafers aus einer Anfangsposition heraus, in der, der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift, und der Wafer wird dann vom Drehteller entfernt, wenn die Strecke größer als ein dritter vorgegebener Wert ist. Hierdurch kann insbesondere festgestellt werden, dass die Klemmeinrichtung zwar offensichtlich richtig in die Kerbe bzw. den Deformationsabschnitt eingefahren ist, aber die Kerbentiefe zu groß ist, so dass der Wafer Ausschuss ist, oder dass der Wafer schiefwinklig oder einfach Schief auf den Drehteller abgelegt wurde.When clamping the wafer, the clamping device is preferably moved out of an initial position in which, the wafer is not clamped, by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device engages in the deformation portion, and the wafer is then removed from the turntable when the distance is greater than a third predetermined value. In this way, it can be found in particular that the clamping device, although obviously retracted correctly into the notch or the deformation section, but the notch depth is too large, so that the wafer is rejects, or that the wafer was obliquely or simply slant was placed on the turntable.
Die Vorrichtung der Erfindung kann in einem Verfahren zum Ausrichten und/oder Bearbeiten eines Wafers, insbesondere zum Markieren oder Beschreiben eines Wafers mit einem Laserstrahl, verwendet werden, wobei der Wafer einen kreisförmigen Umfang mit einem vorgegebenen Deformationsabschnitt hat, wobei der Wafer auf einem Drehteller abgelegt wird und der Wafer auf dem Drehteller nur mit seinem Rand oder Randbereich aufliegt, wobei der Wafer und eine Klemmeinrichtung relativ zueinander derart ausgerichtet werden, dass sich der Deformationsabschnitt in einer vorgegebenen Anfangsstellung relativ zu der Klemmeinrichtung befindet, wobei der Wafer dann an seinem Randumfang von der Klemm- einrichtung eingeklemmt und festgehalten wird, wobei die Klemmeinrichtung beim Einklemmen des Wafers aus der Anfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt wird, in der der Wafer von der Klemmeinrichtung am Umfang eingeklemmt wird, und die zurückgelegte Strecke der Klemmeinrichtung oder erreichte Klemmposition der Klemmeinrichtung gemessen wird.The apparatus of the invention can be used in a method for aligning and / or processing a wafer, in particular for marking or writing a wafer with a laser beam, the wafer having a circular circumference with a predetermined deformation section, the wafer being deposited on a turntable is and the wafer rests on the turntable only with its edge or edge region, wherein the wafer and a clamping device are aligned relative to each other such that the deformation portion is in a predetermined initial position relative to the clamping device, the wafer then at its edge periphery of the clamping is clamped and held when clamping the wafer from the initial position in which the wafer is not clamped, by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped by the clamping device on the periphery, and the traversed Distance of the clamping device or reached clamping position of the clamping device is measured.
Die Klemmeinrichtung bewegt sich beim Einklemmen des Wafers aus einer Klemmanfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, bevorzugt um eine Strecke in eine Klemmposition, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung nicht in den Deformationsabschnitt eingreift und wobei die gemessene Strecke oder gemessene Klemmposition ein Maß für den Durchmesser des Wafers ist.The clamping device moves when clamping the wafer from a Klemmanfangsstellung in which the wafer is not clamped, preferably by a distance to a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device does not interfere with the deformation portion and wherein the measured Distance or measured clamping position is a measure of the diameter of the wafer.
Weiterhin kann sich die Klemmeinrichtung beim Einklemmen des Wafers aus einer Klemmanfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegen, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt wird, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift und wobei die gemessene Strecke oder gemessene Klemmposition ein Maß für einen Versatz des Wafers von einer vorgegebenen Soll- Bearbeitungsposition des Wafers ist.Furthermore, when clamping the wafer, the clamping device can move out of a clamp start position in which the wafer is not clamped by a distance to a clamping position in which the wafer is clamped circumferentially, wherein the clamping device engages in the deformation section and wherein the measured Distance or measured clamping position is a measure of an offset of the wafer from a predetermined target processing position of the wafer.
Bevorzugt werden ein Versatzsignal oder Versatzinformationen o-- der -daten von einer Versatzdetektionseinrichtung erzeugt, die ein Maß für den Versatz zwischen einer Soll-Bearbeitungsposition, in der der Wafer bearbeitete werden soll, und einer tatsächlichen Ist-Bearbeitungsposition in einer Ausrichtvorrichtung wiedergeben, wobei das Versatzsignal oder die Versatzinformationen oder -daten der Versatzdetektionseinrichtung zum Korrigieren oder Kompensieren des Versatzes des ausgerichteten Wafers in der Klemmposition bei der Waferbearbeitung verwendbar ist oder sind. Bevorzugt bewegt sich die Klemmeinrichtung beim Einklemmen des Wafers aus einer Anfangsposition heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift und wobei der Wafer in seiner Anfangsposition neu ausgerichtet wird, wenn die gemessene Strecke oder die gemessene Klemmposition kleiner als ein erster vorgegebener Wert ist.Preferably, an offset signal or offset information of the offset data is generated by an offset detection device that represents a measure of the offset between a target machining position in which the wafer is to be machined and an actual actual machining position in an alignment device Offset signal or the offset information or data of the offset detection means is usable for correcting or compensating the offset of the aligned wafer in the clamping position in the wafer processing. When clamping the wafer, the clamping device preferably moves out of an initial position in which the wafer is not clamped by a distance to a clamping position in which the wafer is clamped on the circumference, wherein the clamping device engages in the deformation section and wherein the wafer in its initial position is realigned when the measured distance or the measured clamping position is less than a first predetermined value.
Die Klemmeinrichtung kann sich beim Einklemmen des Wafers aus seiner Anfangsposition heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegen, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung nicht in den Deformationsabschnitt eingreift und wobei der Wafer vom Drehteller entfernt wird, wenn die gemessene Strecke oder die gemessene Klemmposition größer als ein zweiter vorgegebener Wert ist.The clamping device may, when clamping the wafer out of its initial position, in which the wafer is not clamped, move a distance to a clamping position in which the wafer is clamped circumferentially, wherein the clamping device does not engage in the deformation portion and wherein the wafer is removed from the turntable when the measured distance or the measured clamping position is greater than a second predetermined value.
Weiterhin kann sich die Klemmeinrichtung beim Einklemmen des Wafers aus einer Anfangsposition heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegen, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt des Wafers eingreift und wobei der Wafer vom Drehteller entfernt wird, wenn die gemessene Strecke oder die gemessene Klemmposition größer als ein dritter vorgegebener Wert ist.Further, when clamping the wafer from an initial position in which the wafer is not clamped, the clamping device can move a distance to a clamping position in which the wafer is clamped on the periphery, wherein the clamping device engages the deformation portion of the wafer and the wafer is removed from the turntable when the measured distance or the measured clamping position is greater than a third predetermined value.
Die Klemmeinrichtung kann sich zudem beim Einklemmen eines Wafers aus einer Anfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegen, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung nicht in den Deformationsabschnitt eingreift und wobei die gemessene Strecke oder die gemessene Klemmposition als ein Maß für den Durchmesser des Wafers verwendet wird. Zudem kann sich die Klemmeinrichtung beim Einklemmen eines Wa- fers aus einer Anfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Klemmverfahrstrecke in eine Klemmposition bewegen, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift und wobei die gemessene Klemmverfahrstrecke oder die gemessene Klemmposition ein Maß für einen Versatz des Wafers von einer vorgegebenen Sollbearbeitungsposition des Wafers ist.The clamping device can also, when clamping a wafer from an initial position in which the wafer is not clamped move by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device does not engage in the deformation portion and wherein the measured distance or the measured clamping position is used as a measure of the diameter of the wafer. In addition, when clamping a wafer from an initial position in which the wafer is not clamped, the clamping device can move about a clamping travel distance into a clamping position in which the wafer is clamped on the circumference, wherein the clamping device engages in the deformation section and the measured clamping travel distance or the measured clamping position is a measure of an offset of the wafer from a predetermined desired processing position of the wafer.
Die ermittelte, gemessene Klemmverfahrstrecke oder zugehörige Klemmposition kann mit der ermittelten, gemessenen Strecke oder zugehörigen Klemmposition, entsprechend dem Durchmesser, verglichen werden und der Deformationsabschnitt des Wafers kann erneut gesucht werden, wenn die Klemmverfahrstrecke oder die zugehörige Klemmposition größer oder gleich dem zuvor ermittelten Durchmesser des Wafers ist.The determined, measured clamping travel distance or associated clamping position can be compared with the determined, measured distance or associated clamping position, corresponding to the diameter, and the deformation portion of the wafer can be searched again if the clamping distance or the associated clamping position is greater than or equal to the previously determined diameter of the Wafers is.
Der Klemmvorgang oder die Klemmung des Wafers kann abgebrochen werden und die Klemmeinrichtung kann wieder geöffnet werden, wenn die Klemmverfahrstrecke oder Klemmposition größer als eine vorgegebene, maximale Klemmverfahrstrecke oder Klemmposition ist.The clamping operation or the clamping of the wafer can be stopped and the clamping device can be reopened when the clamping travel distance or clamping position is greater than a predetermined maximum clamping distance or clamping position.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Weiter Vorteile, vorteilhafte Weiterbildungen und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter, bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen, die zeigen:Further advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Further advantages, advantageous developments and possible applications of the invention are to be taken from the following description of exemplary, preferred embodiments of the invention in conjunction with the drawings, which show:
Fig. 1 eine seitliche Teilansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem aufgelegten Wafer in Richtung des Pfeiles I. von Fig. 2 gesehen, wobei nur eine Ausrichtvorrichtung bzw. ein Aligner gezeigt ist und eine Klemmeinrichtung in eine Kerbe des gezeigten Wafers eingreifen kann;Fig. 1 is a partial side view of a first embodiment of the invention with an applied wafer in the direction of arrow I of Fig. 2 seen, with only one Aligner is shown and a Clamping device can engage in a notch of the wafer shown;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Erfindung von Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II. von Fig. 1 gesehen;Fig. 2 is a plan view of the embodiment of the invention of Figure 1 in the direction of the arrow II. Seen from Figure 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Ausführungsform der Erfindung von Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III. von Fig. 1 gesehen;Fig. 3 is a side view of the embodiment of the invention of Fig. 1 in the direction of arrow III. seen from Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der Erfindung von Fig. 1;Fig. 4 is a perspective view of the embodiment of the invention of Fig. 1;
Fig. 5 eine Teilansicht von Fig. 2 der ersten Ausführungsform der Erfindung, worin in erster Linie eine Klemmeinrichtung und ein eingezeichneter Wafer gezeigt sind;Fig. 5 is a partial view of Fig. 2 of the first embodiment of the invention, showing primarily a clamp and a drawn wafer;
Fig. 6 eine ausgeschnittene Draufsicht auf die Ausführungsform der Erfindung von Fig. 1 und Fig. 2 mit einer zugehörigen seitlichen Ansicht, wobei die Klemmeinrichtung in ihrer Anfangsstellung vor dem Einklemmen des Wafers gezeigt ist;Fig. 6 is a cut-away plan view of the embodiment of the invention of Figs. 1 and 2 with an associated side elevational view, showing the clamp in its initial position prior to clamping the wafer;
Fig. 7 eine ausgeschnittene Draufsicht auf die Ausführungsform der Erfindung von Fig. 1 und Fig. 2 mit einer zugehörigen seitlichen Ansicht ähnlich zu Fig. 6, wobei die Klemmeinrichtung in eine Kerbe des Wafers eingreift und der Wafer in der Klemmeinrichtung eingeklemmt ist und somit auf einem Drehteller ausgerichtet ist;Fig. 7 is a cut-away plan view of the embodiment of the invention of Figs. 1 and 2 with an associated side view similar to Fig. 6, wherein the clamping means engages a notch of the wafer and the wafer is clamped in the clamping means and thus on a turntable is aligned;
Fig. 8 eine ausgeschnittene Draufsicht auf die Ausführungsform der Erfindung von Fig. 1 und Fig. 2 mit einer zugehörigen seitlichen Ansicht ähnlich zu Fig. 6 und Fig. 7, wobei in Fig. 8 die Klemmeinrichtung unter den Wafer eingefahren ist; Fig. 9 eine Detailansicht von Fig. 5, die die Klemmeinrichtung größer zeigt;8 is a cut-away plan view of the embodiment of the invention of FIG. 1 and FIG. 2 with an associated side view similar to FIG. 6 and FIG. 7, in FIG. 8 the clamping device has moved under the wafer; FIG. 9 is a detail view of FIG. 5, showing the clamping device larger; FIG.
Fig. 10 eine teilweise Draufsicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einem aufgelegten Wafer, wobei im wesentlichen ein Drehteller und eine Klemmeinrichtung einer Ausrichtvorrichtung der Erfindung gezeigt ist, bei der eine Klemmeinrichtung an einem abgeflachten Abschnitt bzw. Fiat des Wafers ansetzen kann;Fig. 10 is a partial plan view of a second embodiment of the invention with an overlaid wafer, showing substantially a turntable and a clamping device of an alignment device of the invention, in which a clamping device may attach to a flattened portion of the wafer;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der Erfindung von Fig. 10 mit einem aufliegenden Wafer.11 is a perspective view of the embodiment of the invention of FIG. 10 with a wafer resting thereon.
Fig. 12 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Erfindung von Fig. 10 mit Hebeeinrichtung.Fig. 12 is a plan view of the embodiment of the invention of Fig. 10 with lifting device.
Nachfolgend wird die erste Ausführungsform der Erfindung von Fig. 1 bis Fig. 9 beschrieben. In den Figuren ist eine Ausrichtvorrichtung der Erfindung ohne Bearbeitungsvorrichtung gezeigt. Die Ausrichtvorrichtung bzw. der gezeigte Aligner der ersten Ausführungsform der Erfindung hat ein Gehäuse 1, eine Hebeeinrichtung 2, einen Drehteller 3, eine Klemmeinrichtung 5, die an dem Drehteller 3 angebracht ist und sich somit mit ihm mitdreht, und einen optischen Detektor 4 bzw. Sensor, der auf einen Rand eines Wafers 10 ausgerichtet ist, der hier beispielhaft auf dem Drehteller 3 aufliegt und an seinem Rand 10.2 bzw. Umfangsrand eine Kerbe 10.1 aufweist, die auch als Notch bezeichnet wird. Der Wafer 10 liegt jedoch nicht auf der Hebeeinrichtung 2 auf, sondern zwischen der Unterseite des Wafers 10 und der Hebeeinrichtung 2 ist in der gezeigten Stellung ein kleiner Abstand o- der Freiraum gelassen, der in den Zeichnungen aufgrund realistischer Größenverhältnisse nur schwer zu erkennen ist. Wie Fig. 5 genauer zeigt, hat der Drehteller 3 einen etwa rechteckigen, horizontalen Träger 30 oder Basisrahmen, der mittig an einer vertikalen Hohlwelle 60 befestigt ist, in der zentral eine Drehachse des Drehtellers 3 verläuft, um die sich der Drehteller 3 drehen kann. Die Drehachse des Drehtellers 3 erstreckt sich in z-Richtung oder entspricht einer z-Achse eines fiktiven, karthe- sischen Koordinatensystems. An den Eckbereichen des Trägers 30 steht jeweils ein dreieckförmiger Arm 31, 32, 33 und 34, an dem endständig jeweils ein Auflageteil 39, 38, 35 bzw. 36 für einen Wafer 10 befestigt ist. Das Auflageteil 35 am Arm 33 hat ein geneigte Auflagefläche, die zur Drehachse des Drehtellers 3 hin in Radialrichtung geneigt ist und auf der der Wafer 10 nur mit seinem Rand nach Art einer tangentialen Berührung aufliegt. Auch das Auflageteil 36 am Arm 34 hat eine so geneigte Auflagefläche und die gleiche Funktion und den gleichen Aufbau wie das Auflageteil 35. Die den Auflageteilen 35 und 36 gegenüber am Träger 30 angeordneten Auflageteile 40 und 39 haben jeweils auch eine radial geneigte Auflagefläche, auf der der Wafer 10 mit seinem Rand 11 tangential aufliegt. Die Auflageflächen der Auflageteile 35, 36, AO und 39 sind deshalb radial geneigt, damit, der Wafer wie gesagt nur darauf tangential aufliegt, um die Möglichkeit von Beeinträchtigungen und Verunreinigungen der Waferbearbei- tungsoberflachen, also der Unterseite und der Oberseite des Wa- fers, zu minimieren. Der auf dem Drehteller 3 aufliegende Wafer 10 liegt nur auf diesen geneigten Auflageflächen mit seinem Rand bzw. seiner Randkante auf.Hereinafter, the first embodiment of the invention of FIGS. 1 to 9 will be described. In the figures, an alignment device of the invention is shown without a processing device. The alignment device or the Aligner of the first embodiment of the invention shown has a housing 1, a lifting device 2, a turntable 3, a clamping device 5 which is attached to the turntable 3 and thus rotates with it, and an optical detector 4 and Sensor, which is aligned with an edge of a wafer 10, which here for example rests on the turntable 3 and at its edge 10.2 or peripheral edge has a notch 10.1, which is also referred to as Notch. However, the wafer 10 is not on the lifting device 2, but between the bottom of the wafer 10 and the lifting device 2 is in the position shown a small distance o- the free space left, which is difficult to see in the drawings due to realistic proportions. As shown in Fig. 5 in more detail, the turntable 3 has an approximately rectangular, horizontal support 30 or base frame, which is centrally mounted on a vertical hollow shaft 60 in which a central axis of rotation of the turntable 3, around which the turntable 3 can rotate. The axis of rotation of the turntable 3 extends in the z-direction or corresponds to a z-axis of a fictitious Cartesian coordinate system. At the corner regions of the carrier 30 is in each case a triangular arm 31, 32, 33 and 34, on the terminal each a support member 39, 38, 35 and 36 is fixed for a wafer 10. The support member 35 on the arm 33 has an inclined support surface which is inclined to the rotational axis of the turntable 3 in the radial direction and on which the wafer 10 rests only with its edge in the manner of a tangential contact. The support member 36 on the arm 34 has an inclined support surface and the same function and the same structure as the support member 35. The support members 35 and 36 opposite to the support 30 arranged support members 40 and 39 each have a radially inclined support surface on the the wafer 10 rests tangentially with its edge 11. The bearing surfaces of the bearing parts 35, 36, AO and 39 are therefore inclined radially so that, as stated, the wafer only rests tangentially on it, in order to avoid the possibility of impairments and contamination of the wafer processing surfaces, ie the underside and the top side of the wafer. to minimize. The resting on the turntable 3 wafer 10 is only on these inclined bearing surfaces with its edge or its peripheral edge.
Die Klemmeinrichtung 5 der Erfindung hat einen ersten Klemmabschnitt 52 und einen zweiten Klemmabschnitt 55, der dem ersten Klemmabschnitt 52 gegenüberliegt, und dient dazu, einen Wafer 10 zwischen den Klemmabschnitten 52 und 55 einzuklemmen und bei der Bearbeitung des Wafers festzuhalten.The clamping device 5 of the invention has a first clamping portion 52 and a second clamping portion 55 facing the first clamping portion 52, and serves to clamp a wafer 10 between the clamping portions 52 and 55 and hold it in processing the wafer.
Der erste Klemmabschnitt 52 ist radial zur Drehachse des Drehtellers 3 beweglich und hat einen beweglichen Wagen 67, der ra- dial bezüglich der Drehachse gesehen hin und her bewegbar ist und bis in den Bereich des Waferrands 10.2 mit einem freien Ende ausgefahren werden kann. Am freien Ende hat der Wagen 67 einen Bügel an dem mittig ein vertikal abstehender Klemmstift 51 befestigt ist und über die Oberseite eines Wafers 10 hinaus reicht . Der Wagen 67 hat zwei mit Abstand und parallel zueinander angeordnete und gleich aufgebaute Linearlager 56 und 57, mit denen er auf zugehörigen Führungsschienen 59 bzw. 58 gelagert ist, die wiederum an einem Boden einer Aufnahme 38 des Trägers 30 befestigt sind. Der Wagen 67 hat eine Mittenachse, die sich in y-Richtung oder auf der y-Achse des angesetzten karthesischen Koordinatensystems erstreckt und die Drehachse des Drehtellers 3 senkrecht schneidet. Die Mittenachse des Klemmstifts 51 erstreckt sich parallel zur z-Richtung und schneidet die Mittenachse des Wagens 67 der Klemmeinrichtung 5.The first clamping portion 52 is movable radially to the axis of rotation of the turntable 3 and has a movable carriage 67, the ra dial is reciprocable with respect to the axis of rotation and can be extended to the area of the wafer edge 10.2 with a free end. At the free end of the carriage 67 has a bracket at the center of a vertically projecting clamping pin 51 is fixed and extends beyond the top of a wafer 10 also. The carriage 67 has two spaced and parallel to each other and identically constructed linear bearings 56 and 57, with which it is mounted on associated guide rails 59 and 58, which in turn are secured to a bottom of a receptacle 38 of the carrier 30. The carriage 67 has a center axis which extends in the y-direction or on the y-axis of the attached Cartesian coordinate system and perpendicularly intersects the axis of rotation of the turntable 3. The center axis of the clamping pin 51 extends parallel to the z-direction and intersects the center axis of the carriage 67 of the clamping device. 5
Der zweite Klemmabschnitt 55 hat zwei feststehende Anschläge 53 und 54, die vertikal von den Auflageteilen 39 und 40 abstehen und einen Anschlag für den Wafer 10 darstellen, wenn der Wafer 10 in die Klemmeinrichtung 5 eingeklemmt wird, also zwischen dem beweglichen Klemmabschnitt 52 und dem feststehenden Klemmabschnitt 55 mit den Anschlägen 53 und 54. Jeder der Anschläge 53, 54 hat einen senkrecht abstehenden Stift der in z-Richtung über einen Wafer 10 hinaus ragt und von einer Rollhülse 55.1 bzw. Walze umgeben ist, die eine Drehbewegung um eine Mittenachse des jeweiligen Stifts ausführen kann, damit der Waferrand 10.2 beim Ausrichten des Wafers 10 durch Eingriff des Klemmstifts 51 in eine Kerbe 10.1 des Wafers ohne Verkannten entlang gleiten kann.The second clamp portion 55 has two fixed stoppers 53 and 54 which project vertically from the support members 39 and 40 and constitute a stopper for the wafer 10 when the wafer 10 is clamped in the clamp 5, that is, between the movable clamp portion 52 and the fixed one Each of the stops 53, 54 has a vertically projecting pin which projects beyond a wafer 10 in the z-direction and is surrounded by a rolling sleeve 55.1 or roller, which rotates about a center axis of the respective Can perform pin so that the wafer edge 10.2 when aligning the wafer 10 by engagement of the clamping pin 51 in a notch 10.1 of the wafer without jerking along can slide along.
In der Aufnahme 38 des Trägers 30 ist auch ein Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70 als Antriebseinrichtung für den Wagen 67 des beweglichen, ersten Klemmabschnitts 52 der Klemmeinrichtung 5 angeordnet. Wie genauer in Fig. 11 gezeigt ist, hat die Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70 einen Druckluftzylinder 70, einen Kolben 71, der beweglich im Druckluftzylinder 70 gelagert ist und der ein freies Kolbenende hat, an dem ein Mitnehmer-Stift 72 befestigt ist und vertikal in z-Richtung absteht. Der Mitnehmer- Stift 72 greift in ein Durchgangsloch einer Lagerkugel 66 formschlüssig ein, die nach Art eines Kugelgelenks in einer Innennut einer kreisförmigen Lagerplatte 65 angeordnet ist, die an einem mittigen Fortsatz 68 des Wagens 67 befestigt ist. Der Wagen 67 ist somit gelenkig mit der Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70 gekoppelt, um ein Verkanten des Wagens 67 auf den Führungsschienen 58 und 59 bei der Bewegung des Wagens 67 verhindern zu können. Eine Feder 73 setzt am Wagen 67 an, um ihn in seine maximal ausgefahrene Anschlagstellung bzw. Anfangsstellung, die nach außen mit Abstand zu dem Rand 10.2 des Wafers 10 vorliegt, zu zwingen, wenn die Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70 nicht mit Druckluft beaufschlagt ist. Die Federkraft der Feder 73 oder Federeinrichtung wirkt also entgegengesetzt zur Ausfahrrichtung des Kolbens 71 der Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70.In the receptacle 38 of the carrier 30 and a compressed air cylinder / piston unit 70 is arranged as a drive means for the carriage 67 of the movable, first clamping portion 52 of the clamping device 5. As shown in more detail in Fig. 11, the air cylinder / piston unit 70 has a compressed air cylinder 70, a piston 71 which is movably mounted in the air cylinder 70 and having a free piston end to which a follower pin 72 is fixed and protrudes vertically in the z-direction. The driver pin 72 engages in a through hole of a bearing ball 66 a form-fitting, which is arranged in the manner of a ball joint in an inner groove of a circular bearing plate 65 which is fixed to a central extension 68 of the carriage 67. The carriage 67 is thus pivotally coupled to the air cylinder / piston unit 70 to prevent tilting of the carriage 67 on the guide rails 58 and 59 during the movement of the carriage 67 can. A spring 73 engages the carriage 67 to force it into its maximally extended stop position or initial position, which is outwardly spaced from the edge 10.2 of the wafer 10, when the air cylinder / piston unit 70 is not pressurized with compressed air , The spring force of the spring 73 or spring means thus acts opposite to the extension direction of the piston 71 of the compressed air cylinder / piston unit 70th
Als Positionsmesseinrichtung bzw. Wegmesseinrichtung ist ein optoelektronischer, inkrementaler Wegmesser 80 vorgesehen, der ein gerades Strichlineal 82 und einen zugehörigen Photodetektor 81 hat. Das Strichlineal 82 ist an einer Unterseite des Wagens 67 befestigt und bewegt sich somit mit dem Wagen 67 mit, während der Photodetektor 81 gegenüberliegend zum Strichlineal 82 am Boden der Aufnahme 38 des Trägers ortsfest befestigt ist und das Strichlineal 82 photoelektronisch abtastet. Das Strichlineal 82 erstreckt sich parallel zu den beiden Führungsschienen 58 und 59 bzw. in Bewegungsrichtung des Wagens 67. Bei einer Bewegung des Wagens 67 werden vom Photodetektor erzeugte Positionssignale o- der Impulssignale über eine Signalleitung 83, die im Träger 30 untergebracht ist, zu einer Auswerteschaltung 84 übertragen, die als Mikroprozessorsystem ausgelegt ist und eine Position des Wagens 67 in Abhängigkeit von den Positionssignalen ermittelt. Die Positionsmesseinrichtung kann auch einen Richtungsdiskriminator aufweisen, um die Bewegungsrichtungen des Wagens 67 unterscheiden zu können. Die Hohlwelle 60 des Drehtellers 3 ist an ihrer unteren Stirnseite mit einer Winkelmesseinrichtung oder Encoder (nicht gezeigt) versehen, die ein ringförmiges Winkelstrichlineal und einen zugeordneten optoelektronischen Photodetektor zum Erzeugen eines Drehwinkelpositionssignals der Hohlwelle 60 und damit des Drehtellers 3 hat. An der Hohlwelle 60 im unteren Stirnbereich ist auch ein abgewinkeltes Druckluft-Drehgelenkstück 90 angeordnet, das einen horizontalen, feststehenden Schenkel, der an dem Gehäuse 1 befestigt ist, und einem drehbaren Schenkel hat, der auf dem feststehenden Schenkel drehbar um eine vertikale Mittenachse ist, wobei die Mittenachse und die Drehachse der Hohlwelle 60 zusammenfallen und der drehbare Schenkel die Drehbewegung der Hohlwelle 60 mitmacht. Oben am Träger ist ein weiteres, baugleiches Druckluft-Drehgelenkstück (nicht gezeigt) untergebracht, dessen feststehender Schenkel mit dem Träger 30 gekoppelt ist.As a position measuring device or path measuring device, an optoelectronic, incremental odometer 80 is provided which has a straight line ruler 82 and an associated photodetector 81. The bar ruler 82 is fixed to an underside of the carriage 67 and thus moves with the carriage 67, while the photodetector 81 is fixedly attached opposite the bar ruler 82 at the bottom of the receptacle 38 of the carrier and scanning the bar ruler 82 photoelectrically. The bar ruler 82 extends parallel to the two guide rails 58 and 59 and in the direction of movement of the carriage 67. Upon movement of the carriage 67 are generated by the photodetector position signals o- the pulse signals via a signal line 83, which is accommodated in the carrier 30 to a Evaluation circuit 84, which is designed as a microprocessor system and determines a position of the carriage 67 in response to the position signals. The position measuring device can also have a direction discriminator in order to be able to distinguish the directions of movement of the carriage 67. The hollow shaft 60 of the turntable 3 is provided at its lower end with an angle measuring device or encoder (not shown) having an annular angular ruler and an associated optoelectronic photodetector for generating a rotational angular position signal of the hollow shaft 60 and thus of the turntable 3. On the hollow shaft 60 in the lower end region and an angled compressed air hinge joint 90 is arranged, which has a horizontal, fixed leg which is fixed to the housing 1, and a rotatable leg which is rotatable about a vertical center axis on the fixed leg, wherein the center axis and the axis of rotation of the hollow shaft 60 coincide and the rotatable leg complies with the rotational movement of the hollow shaft 60. At the top of the support another, identical compressed air hinge piece (not shown) is housed, the fixed leg is coupled to the carrier 30.
Ein Drehantrieb des Drehtellers 3 hat einen von einer zentralen Steuereinheit gesteuerten Gleichstrommotor, dessen Welle über ein Getriebe und einen Riemen mit der Hohlwelle 60 direkt antriebsmäßig gekoppelt ist, um die Hohlwelle 60 und damit auch den Drehteller 3 drehen zu können.A rotary drive of the turntable 3 has a controlled by a central control unit DC motor, the shaft is coupled via a gear and a belt with the hollow shaft 60 directly drivingly to rotate the hollow shaft 60 and thus also the turntable 3 can.
Das Druckluftsystem der Vorrichtung der Erfindung hat einen Druckluftvorrat, der z.B. mit einem Kompressor zum Erzeugen der Druckluft gekoppelt sein kann, ein Druckluftventil zum Zuführen von Druckluft zu einem steuerbaren Druckminderer, dessen Ausgangsdruck einstellbar ist, ein steuerbares Auslassventil zum Abblasen der Druckluft nach dem Druckminderer, das Druckluft- Drehgelenkstück 90 nach dem Druckminderer, das weitere Druckluft-Drehgelenkstück und entsprechende Schlauchverbindungen zwischen diesen Komponenten, um eine fluiddurchgängige, dichte Zuführung von Druckluft zu der Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70 im Träger 30 bereitstellen zu können. Die Hebeeinrichtung 2 hat baugleiche, miteinander fest verbundene Hebearme 2.1 und 2.2, die gegenüberliegend am Gehäuse 1 derart angeordnet sind, dass sie eine Hubbewegung in z-Richtung zum Abheben eines Wafers 10 von dem Drehteller 3, zum Halten des Wa- fers 10 mit Abstand zum Drehteller 3, so dass sich der Drehteller 3 ohne Wafer 10 drehen kann, und zum Absenken des Wafers 10 wieder auf den Drehteller 3 zurück ausführen können. An dem Hebearm 2.1 ist ein Hebearinbügel 2.3 mittig angebracht, an dessen Auslegerenden jeweils ein Auflageteil 2.4 bzw. 2.5 befestigt ist, die jeweils wiederum eine Fläche haben, die zur Drehachse des Drehtellers 3 hin in Radialrichtung geneigt ist. Auf diesen geneigten Flächen liegt ein Wafer 10 alleine mit seinem Rand tangential auf, wenn die Hebeeinrichtung 2 arbeitet. Als Antrieb der Hebeeinrichtung kann z.B. ein gesteuerter Gleichstrommotor verwendet werden, der über ein Getriebe mit der Hebeeinrichtung gekoppelt ist. Ein zugehöriger Encoder ist an einer Motorwelle des Gleichstrommotors angebracht.The compressed air system of the device of the invention has a supply of compressed air, which may be coupled eg to a compressor for generating the compressed air, a compressed air valve for supplying compressed air to a controllable pressure reducer whose output pressure is adjustable, a controllable outlet valve for blowing off the compressed air downstream of the pressure reducer, the compressed air swivel joint 90 after the pressure reducer, the further compressed air swivel joint and corresponding hose connections between these components in order to provide a fluid-tight, dense supply of compressed air to the air cylinder / piston unit 70 in the carrier 30 can. The lifting device 2 has structurally identical, firmly connected lifting arms 2.1 and 2.2, which are arranged opposite to the housing 1 such that they have a lifting movement in the z-direction for lifting a wafer 10 from the turntable 3, for holding the wafer 10 at a distance to the turntable 3, so that the turntable 3 can rotate without wafer 10, and can run back to the turntable 3 to lower the wafer 10 again. On the lifting arm 2.1 a Hebearinbügel 2.3 is mounted centrally, at the boom ends in each case a support part 2.4 or 2.5 is fixed, each in turn have a surface which is inclined to the axis of rotation of the turntable 3 in the radial direction. On these inclined surfaces, a wafer 10 is tangent with its edge alone when the lifting device 2 is operating. As a drive of the lifting device, for example, a controlled DC motor can be used, which is coupled via a transmission with the lifting device. An associated encoder is attached to a motor shaft of the DC motor.
Die Antriebe der Hebeeinrichtung 2 und des Drehtellers 3 und auch das Druckluftsystem mit der Druckluftzylinder/Kolben- Einheit werden von einer zentralen Steuereinheit, z.B. einem softwaregesteuerten Mikrocontroller oder Mikroprozessorsystem, gesteuert, der wiederum Encodersignale von dem Encoder an der Hohlwelle 60 und dem Encoder des Antriebs der Hebeeinrichtung 2 und eine Positionsangabe des Wagens 67 von der Auswerteschaltung 84 erhält, um die Vorrichtung der Erfindung steuern zu können.The drives of the lifting device 2 and the turntable 3 and also the compressed air system with the pneumatic cylinder / piston unit are controlled by a central control unit, e.g. a software-controlled microcontroller or microprocessor system controlled, in turn receives encoder signals from the encoder on the hollow shaft 60 and the encoder of the drive of the lifting device 2 and a position indication of the carriage 67 of the evaluation circuit 84 in order to control the device of the invention.
Zum Ausrichten und Bearbeiten eines Wafers 10 mit einer Kerbe 10.1 als Deformationsabschnitt am Waferrand 10.2 wird folgendermaßen unter der Steuerung der zentralen Steuereinheit verfahren.For aligning and processing a wafer 10 with a notch 10.1 as a deformation section on the wafer edge 10.2, the method is carried out as follows under the control of the central control unit.
Der Wafer 10 wird mittels eines bekannten Handhabungsroboters aus einer Kassette entnommen und auf den geneigten Auflageflächen der Auflageteile 35, 36, 53 und 54 des Drehtellers 3 abgelegt. Der Drehteller 3 befindet sich dabei in seiner definierten und vorgegeben Startposition oder Nullposition mit einem Drehwinkel von 0°. In dieser Startposition ist die Hebeeinrichtung 2 in ihrer abgesenkten Ruhestellung und der erste, bewegliche Klemmabschnitt 52 der Klemmeinrichtung 5 ist auf Anschlag durch die Federkraft der Feder 73 in seine außenliegend Anfangsstellung gezwungen, in der die Klemmeinrichtung 5 maximal geöffnet ist. Die Anafangsstellung der Klemmeinrichtung 5 ist zur Verdeutlichung in Fig. 6 gezeigt, in der der Klemmstift 51 deutlich vom Rand des Wafers 10 entfernt ist. Der Klemmstift 51 ist in einer Drehwinkelposition des Drehtellers von 0° angeordnet. In der Anfangsstellung wird die Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70 nicht mit Druckluft beaufschlagt.The wafer 10 is removed by means of a known handling robot from a cassette and placed on the inclined bearing surfaces of the support members 35, 36, 53 and 54 of the turntable 3. The turntable 3 is located in its defined and predefines start position or zero position with a rotation angle of 0 °. In this starting position, the lifting device 2 is in its lowered rest position and the first, movable clamping portion 52 of the clamping device 5 is forced to stop by the spring force of the spring 73 in its outboard initial position in which the clamping device 5 is opened to the maximum. The Anafangsstellung the clamping device 5 is shown for clarity in Fig. 6, in which the clamping pin 51 is significantly removed from the edge of the wafer 10. The clamping pin 51 is arranged in a rotational angle position of the turntable of 0 °. In the initial position, the compressed air cylinder / piston unit 70 is not pressurized with compressed air.
Der Drehteller 3 wird nun durch den Drehtellerantrieb in Drehung um die Drehachse der Hohlwelle 60 versetzt und führt mindestens eine vollständige Drehung von 360° durch. Bei der Drehung wird durch den optischen Detektor 4 der Rand des Wafers 10 abgetastet und ein Detektionssignal erzeugt, wenn der optische Detektor 4 die Kerbe 10.1 des Wafers 10 detektiert. Das Detektionssignal des optischen Detektors 4 entspricht einem Drehwinkelwert des Winkel-Encoders oder inkrementalen Winkelmessers an der Hohlwelle 60, der beginnend mit der Startposition den Drehwinkel des Drehtellers 3 misst. Die Steuereinheit hat damit erkannt, wo die Kerbe 10.1 des Wafers 10 relativ zu der vorgegebenen Startposition bzw. Nullposition des Drehtellers ist und der Drehteller 3 befindet sich dann wieder in der Startposition bzw. Nullposition, die einem Drehwinkel von 0° entspricht.The turntable 3 is now rotated by the turntable drive in rotation about the axis of rotation of the hollow shaft 60 and performs at least a complete rotation of 360 °. During the rotation, the edge of the wafer 10 is scanned by the optical detector 4 and a detection signal is generated when the optical detector 4 detects the notch 10. 1 of the wafer 10. The detection signal of the optical detector 4 corresponds to a rotational angle value of the angle encoder or incremental protractor on the hollow shaft 60, which measures the angle of rotation of the turntable 3 starting from the starting position. The control unit has thus recognized where the notch 10.1 of the wafer 10 is relative to the predetermined start position or zero position of the turntable and the turntable 3 is then again in the start position or zero position corresponding to a rotation angle of 0 °.
Die Steuereinheit untersucht dann, ob die Kerbe 10.1 des Wafers 10 mit der Nullposition des Drehtellers 3 übereinstimmt, was bedeuten würde, dass die Kerbe 10.1 des Wafers 10 zu dem Klemmstift 51 der Klemmeinrichtung 5 ausgerichtet ist, oder ob die Kerbe 10.1 zum Klemmstift 51 winkelmäßig bereits versetzt ist. Ist die Kerbe 10.1 hier schon zu dem Klemmstift 51 ausgerichtet, d.h. dass die Kerbe 10.1 zufällig schon der Position des Dreh- winkeis 0° entspricht, wird die Hebeeinrichtung 2 angehoben, wodurch der Wafer 10 vom Drehteller 3 aus senkrecht in z-Richtung angehoben wird und in einer angehobenen Position über dem Drehteller 3 gehalten wird. Der Drehteller 3 wird dann definiert gedreht, z.B. um 30°, so dass die Kerbe 10.1 des Wafers 10 sicher von der Nullposition des Drehtellers 3 versetzt ist, oder anders ausgedrückt, der Klemmstift 51 relativ zu der Kerbe 10.1 des Wafers 10 versetzt ist. Die Hebeeinrichtung 2 wird dann unter der Steuerung der Steuereinheit wieder vertikal abgesenkt und der Wafer 10 somit wieder auf dem Drehteller 3 abgelegt.The control unit then examines whether the notch 10.1 of the wafer 10 coincides with the zero position of the turntable 3, which would mean that the notch 10.1 of the wafer 10 is aligned with the clamping pin 51 of the clamping device 5, or if the notch 10.1 to the clamping pin 51 angularly already staggered. If the notch 10.1 here already aligned with the clamping pin 51, ie that the notch 10.1 coincidentally already the position of the rotary If 0 ° corresponds to 0 °, the lifting device 2 is raised, as a result of which the wafer 10 is lifted vertically from the turntable 3 in the z direction and is held in a raised position above the turntable 3. The turntable 3 is then rotated in a defined manner, for example by 30 °, so that the notch 10.1 of the wafer 10 is securely offset from the zero position of the turntable 3, or in other words, the pin 51 is offset relative to the notch 10.1 of the wafer 10. The lifting device 2 is then lowered vertically again under the control of the control unit and the wafer 10 is thus again placed on the turntable 3.
Liegen Kerbe 10.1 und Klemmstift 51 versetzt vor, wird nun die Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch der Wagen 67 und damit auch der Klemmstift 51 der Klemmeinrichtung 5 entgegen der Kraft der Feder 73 radial in Richtung Drehachse bewegt wird und die Klemmeinrichtung 5 geschlossen wird, um den Wafer 10 zwischen dem beweglichen Klemmabschnitt 52 und den feststehenden Klemmabschnitt 55 mit den Anschlägen 54 und 53 eingeklemmt wird, um den Durchmesser des Wafers ermitteln zu können. Genauer legt der Wagen 67 bzw. der Klemmstift 51 beim Klemmvorgang eine bestimmte Strecke zurück, die von dem linearen, inkrementalen Wegmesser 80 als Positionsmesseinrichtung und auch Durchmessermesseinrichtung gemessen wird und einer ersten Klemmposition entspricht, die wiederum einem Durchmesserwert zugeordnet wird, der von dem Controller 84 z.B. aus einer Zuordnungstabelle zwischen erster Klemmposition und Waferdurchmesser ermittelt oder berechnet wird und der zentralen Steuereinheit zur weiteren Verarbeitung zugeführt wird.If notch 10.1 and clamping pin 51 offset, now the compressed air cylinder / piston unit 70 is pressurized with compressed air, whereby the carriage 67 and thus the clamping pin 51 of the clamping device 5 is moved against the force of the spring 73 radially towards the axis of rotation and the clamping device 5 is closed, the wafer 10 is clamped between the movable clamping portion 52 and the fixed clamping portion 55 with the stops 54 and 53 in order to determine the diameter of the wafer can. Specifically, the carriage 67 or clamping pin 51 travels a certain distance in the clamping process, which is measured by the linear incremental displacement meter 80 as a position measuring device and diameter measuring device and corresponds to a first clamping position, which in turn is assigned to a diameter value by the controller 84th eg is determined or calculated from an allocation table between the first clamping position and wafer diameter and the central control unit is supplied for further processing.
Es wird nun von der Steuereinheit überprüft, ob der ermittelte Durchmesserwert des Wafers 10 innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs für Waferdurchmesser, z.B. ± 100 μm, liegt. Ist dies nicht der Fall, kann z.B. der Wafer 10 auf dem Drehteller 3 schief aufliegen, so dass der Klemmstift 51 unter den Wafer 10 in seine maximale Klemmposition eingefahren ist. Die Klemmein- richtung 5 wird dann geöffnet und der Wafer 10 wird dann vom Drehteller 3 mit der Hebeeinrichtung 2 oder dem Handhabungsroboter entfernt und anschließend erneut auf den Drehteller 3 aufgelegt, um die Messung des Durchmessers des Wafers 10 mittels der Klemmeinrichtung 5 und dem inkrementalen Wegmesser 80 erneut durchzuführen .It is then checked by the control unit, whether the determined diameter value of the wafer 10 is within a predetermined tolerance range for wafer diameter, eg ± 100 microns. If this is not the case, for example, the wafer 10 can rest on the turntable 3 obliquely, so that the clamping pin 51 is retracted under the wafer 10 in its maximum clamping position. The clamping Direction 5 is then opened and the wafer 10 is then removed from the turntable 3 with the lifting device 2 or the handling robot and then placed again on the turntable 3 to perform the measurement of the diameter of the wafer 10 by means of the clamping device 5 and the incremental odometer 80 again ,
Hat sich der Klemmstift 51 beim Klemmvorgang jedoch nicht bis zu seinem Endanschlag bewegt und wurde festgestellt, dass der ge¬ messene Durchmesser entsprechend der ersten Klemmposition außerhalb des vorgegebenen Durchmesser-Toleranzbereichs liegt, wird die Klemmeinrichtung 5 geöffnet und der Wafer 10 vom Drehteller 3 entfernt, da er wahrscheinlich Ausschuss ist.Has the clamp pin 51 does not move during the clamping operation up to its end stop and it was found that the ge ¬ metered diameter is according to the first clamping position outside the predetermined diameter tolerance range, the clamp 5 is opened and the wafer 10 is removed from the turntable 3, since he is probably committee.
Liegt der ermittelte Durchmesser des Wafers 10 gemäß der ersten Klemmposition jedoch in dem vorgegebenen Toleranzbereich wird zum Fortsetzten des Ausrichtens des Wafers 10 die Klemmeinrich- tung 5 wieder geöffnet, wobei die Druckluft über das Ausblasventil aus der Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70 abgelassen wird und die Feder 73 den Wagen 67 mit Klemmstift 51 wieder in seine Anfangsstellung vorspannt. Dann wird die Hebeeinrichtung 2 angehoben und der Wafer 10 von dem Drehteller 3 abgehoben und mit Abstand zum Drehteller 3 gehalten. Der Drehteller 3 wird dann gedreht, bis die Kerbe 10.1 des Wafers 10 zum Klemmstift 51 der Klemmeinrichtung 5 in der Nullposition bei einem Drehwinkel von 0° relativ ausgerichtet ist. Die Hebeeinrichtung 2 wird dann wieder abgesenkt und der Wafer 10 auf dem Drehteller 3 wieder abgelegt.If the determined diameter of the wafer 10 according to the first clamping position, however, in the predetermined tolerance range to continue the alignment of the wafer 10, the clamping device 5 is opened again, the compressed air is discharged via the blow-off from the air cylinder / piston unit 70 and the Spring 73 biases the carriage 67 with clamping pin 51 back to its initial position. Then, the lifting device 2 is raised and the wafer 10 is lifted off the turntable 3 and held at a distance from the turntable 3. The turntable 3 is then rotated until the notch 10.1 of the wafer 10 is relatively aligned with the clamping pin 51 of the clamping device 5 in the zero position at a rotational angle of 0 °. The lifting device 2 is then lowered again and the wafer 10 is deposited on the turntable 3 again.
Die Klemmeinrichtung 5 wird dann wieder mit Druckluft beaufschlagt um den Wafer 10 in der Klemmeinrichtung 5 einzuklemmen. Dabei greift der Klemmstift 51 in die Kerbe 10.1 des Wafers 10 ein und gleitet dabei an einer Kante oder an beiden Kanten der v-förmigen Kerbe 10.1 entlang, bis er an einem Boden bzw. der Spitze der Kerbe 10.1 anschlägt, und nimmt den Wafer 10 mit, bis dieser gegenüberliegend an die Anschläge 54 und 53 des zweiten Klemmabschnitts 55 anschlägt und somit gegen diese Anschläge 53 und 54 ausgerichtet wird. Der Klemmstift 51 befindet sich dann in einer zweiten Klemmposition. Da der inkrementale Wegmesser 80 die Bewegung des Wagens 67 ständig detektiert hat, kann er nun ein Positionssignal erzeugen und an die Auswerteeinrichtung ausgeben, das einen Wert für die erreichte zweite Klemmposition o- der die von der Klemmeinrichtung 5 beim Klemmen des Wafers 10 zurückgelegte Strecke angibt. Dieser Istwert für die erreichte, zweite Klemmposition wird dann von der der Auswerteeinrichtung an die Steuereinheit übermittelt.The clamping device 5 is then pressurized again to clamp the wafer 10 in the clamping device 5. In this case, the clamping pin 51 engages in the notch 10.1 of the wafer 10 and thereby slides along an edge or both edges of the V-shaped notch 10.1 until it abuts a bottom or the tip of the notch 10.1, and takes the wafer 10th with, until this abuts opposite to the stops 54 and 53 of the second clamping portion 55 and thus aligned against these stops 53 and 54. The clamping pin 51 is then in a second clamping position. Since the incremental odometer 80 has constantly detected the movement of the carriage 67, it can now generate a position signal and output to the evaluation device, which indicates a value for the reached second clamping position or the distance traveled by the clamping device 5 when clamping the wafer 10 , This actual value for the achieved second clamping position is then transmitted by the evaluation device to the control unit.
Es wird nun von der Steuereinheit überprüft, ob der ermittelte Istwert der zweiten Klemmposition des Wafers 10 innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs von z.B. ± 50 μm für die zweite Klemmposition ist. Ist dies nicht der Fall, kann z.B. der Wafer 10 auf dem Drehteller 3 schief aufliegen, so dass der Klemmstift 51 unter den Wafer 10 in seine maximale Klemmposition auf Anschlag eingefahren ist. Die Klemmeinrichtung 5 wird dann wieder geöffnet und der Wafer 10 kann dann vom Drehteller 3 mit der Hebeeinrichtung 2 oder dem Handhabungsroboter entfernt werden und anschließend erneut auf den Drehteller 3 aufgelegt werden, um die Messung der zweiten Klemmposition des Wafers 10 zu wiederholen oder der Wafer 10 wird endgültig aus der Vorrichtung entfernt. Um diesen Fall zu verdeutlichen wird auf Fig. 8 verwiesen, in der der Klemmstift 51 in einer unzulässigen Position bzw. Klemmposition unter dem Wafer 10 gezeigt ist.It is then checked by the control unit whether the determined actual value of the second clamping position of the wafer 10 is within a predetermined tolerance range of e.g. ± 50 μm for the second clamping position. If this is not the case, e.g. the wafer 10 rest on the turntable 3 obliquely, so that the clamping pin 51 is retracted under the wafer 10 in its maximum clamping position to stop. The clamping device 5 is then opened again and the wafer 10 can then be removed from the turntable 3 with the lifting device 2 or the handling robot and then placed again on the turntable 3 to repeat the measurement of the second clamping position of the wafer 10 or the wafer 10th is finally removed from the device. To clarify this case, reference is made to FIG. 8, in which the clamping pin 51 is shown in an inadmissible position or clamping position under the wafer 10.
Hat sich der Klemmstift 51 beim Klemmvorgang zum Ermitteln der zweiten Klemmposition jedoch nicht bis zu seinem Endanschlag in die maximale Einfahrposition bewegt und wurde festgestellt, dass der gemessene Istwert der Klemmposition außerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs für die zweite Klemmposition liegt, wird die Klemmeinrichtung 5 geöffnet und der Wafer 10 vom Drehteller 3 endgültig entfernt, da er offensichtlich Ausschuss ist. Liegt der Wert bei der Messung der zweiten Klemmposition jedoch im vorgegebenen Toleranzbereich kann die erreichte Klemmstellung für das eigentliche, nachfolgende Bearbeiten des Wafers beibehalten werden. In Fig. 7 ist der Fall gezeigt, wenn der Klemm- stift 51 in der Kerbe 10.1 des Wafers 10 eine zugelassene zweite Klemmposition erreicht hat. Die Steuereinheit vergleicht dann den Istwert der zweiten Klemmposition mit einem vorgegebenen Sollwert für die zweite Klemmposition, der in der Steuereinheit abgespeichert ist. Der Sollwert der zweiten Klemmposition kann zuvor z.B. einmal mit einem Standardwafer oder Referenzwafer durch Einklemmen in die Klemmeinrichtung 5, ähnlich wie soeben mit Bezug auf den zu bearbeitenden Wafer 10 erläutert worden ist, ermittelt und in der Steuereinheit abgespeichert werden o- der einfach als Sollwert in die Steuereinheit eingegeben werden. Genauer entspricht der Istwert der zweiten Klemmposition der Klemmeinrichtung 5 bzw. des Wafers 10 in der Kerbe 10.1 allgemein einer Ortskoordinate oder einer y-Koordinate auf der y- Achse oder einer entsprechenden Strecke zwischen dem Boden bzw. der Spitze der Kerbe 10.1 des Wafers 10 und dem gegenüberliegenden Randumfang auf der y-Achse.However, if the clamping pin 51 has not moved to its limit stop during the clamping process for determining the second clamping position in the maximum retracted position and it was found that the measured actual value of the clamping position is outside the predetermined tolerance range for the second clamping position, the clamping device 5 is opened and the Wafer 10 finally removed from the turntable 3, as it is obviously committee. However, if the value in the measurement of the second clamping position lies within the specified tolerance range, the clamping position achieved can be maintained for the actual subsequent processing of the wafer. FIG. 7 shows the case when the clamping pin 51 has reached an approved second clamping position in the notch 10. 1 of the wafer 10. The control unit then compares the actual value of the second clamping position with a predetermined desired value for the second clamping position, which is stored in the control unit. The setpoint value of the second clamping position can previously be determined, for example, once with a standard wafer or reference wafer by clamping in the clamping device 5, similar to just described with reference to the wafer to be processed 10 and stored in the control unit or simply as a setpoint in the control unit will be entered. More specifically, the actual value of the second clamping position of the clamper 5 or the wafer 10 in the notch 10.1 generally corresponds to a location coordinate or a y-coordinate on the y-axis or a corresponding distance between the bottom and the top of the notch 10.1 of the wafer 10 and the opposite edge perimeter on the y-axis.
Von Vorteil ist allgemein, dass die zentrale Steuereinheit, wenn eine Bearbeitung des Wafers 10 nachfolgen soll, einen Versatzwert oder Versatzinformationen aus der Differenz von vorgegebenem Sollwert und ermittelten Istwert gemäß zweiter Klemmposition berechnen kann. Der Versatzwert kann dann bei der eigentlichen Waferbearbeitung zum Kompensieren oder Korrigieren des bleibenden Ortsversatzes bei der Ausrichtung des Wafers 10 verwendet werden. Anders ausgedrückt kann ein ermittelter Bearbeitungswert, der einen Ort auf dem Wafer 10 angibt, an dem die Bearbeitung des Wafers 10 ausgeführt werden soll, durch richtungsabhängige Addition des Versatzwertes zu dem Bearbeitungswert oder Subtraktion des Versatzwertes von dem Bearbeitungswert korrigiert werden, um eine Kompensation oder Korrektur des bleibenden Versatzes beim Ausrichten des Wafers erhalten zu können, die direkt bei der Bearbeitung des Wafers 10 durchgeführt wird.It is generally advantageous that the central control unit, if a processing of the wafer 10 is to succeed, can calculate an offset value or offset information from the difference between the predetermined desired value and the determined actual value in accordance with the second clamping position. The offset value may then be used in the actual wafer processing to compensate or correct for the remaining positional offset in the orientation of the wafer 10. In other words, a determined machining value indicating a location on the wafer 10 where the wafer 10 is to be processed may be corrected by directionally adding the offset value to the machining value or subtracting the offset value from the machining value to compensate or correct of the lasting one To obtain offset in aligning the wafer, which is performed directly in the processing of the wafer 10.
Die Vorrichtung der Erfindung kann zum Beispiel als Markiervorrichtung zum Markieren bzw. Beschreiben von Wafern mittels einem Laserstrahl ausgelegt sein. Eine typische Markiervorrichtung ist genauer z.B. in der EP 1231627 A2 beschrieben, deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird.The device of the invention may, for example, be designed as a marking device for marking or writing on wafers by means of a laser beam. A typical marking device is more accurate e.g. in EP 1231627 A2, the contents of which are fully incorporated herein by reference.
Die Markiervorrichtung hat im wesentlichen eine Lasereinrichtung, die einen Laserstrahl erzeugt, welcher über eine Laserstrahlablenkeinheit und eine Fokussiereinrichtung auf die Wafe- roberfläche gelenkt wird, um einen Wafer an einer vorgesehenen Stelle zu markieren oder zu beschreiben. Als Laserstrahlablenkeinheit kann z.B. eine elektromotorisch angetriebene Galvanometerspiegeleinrichtung verwendet werden. Bei der Positionseinstellung der Laserstrahlablenkeinheit kann nun der in der Steuereinheit ermittelte Ortsversatzwert oder können die zugehörigen Versatzkoordinaten berücksichtigt werden, um einen bleibenden Ausrichtfehler des Wafers 10 auf dem Drehteller 3 kompensieren zu können, wodurch eine hochgenaue Bearbeitung bzw. Markierung des Wafers 10 ermöglicht wird.The marking device essentially has a laser device which generates a laser beam which is directed onto the wafer surface via a laser beam deflection unit and a focusing device in order to mark or describe a wafer at a designated location. As the laser beam deflecting unit, e.g. an electromotively driven galvanometer mirror device can be used. In the position adjustment of the laser beam deflection unit, the position offset value determined in the control unit or the associated offset coordinates can now be taken into account in order to be able to compensate for a permanent alignment error of the wafer 10 on the turntable 3, thereby enabling a highly accurate processing or marking of the wafer 10.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 10 bis Fig. 12 beschrieben. Auch in diesen Figuren ist eine Ausrichtvorrichtung der Erfindung ohne Bearbeitungsvorrichtung gezeigt. Die Ausrichtvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung hat ein Gehäuse 1.7, eine Hebeeinrichtung 2.7, einen Drehteller 3.7, eine Klemmeinrichtung 5.7, die an dem Drehteller 3.7 angebracht ist und sich somit mit ihm mitdreht, und einen optischen Detektor 4.7 bzw. Sensor, der auf einen Rand eines Wafers 10.7 ausgerichtet ist, der hier beispielhaft auf dem Drehteller 3.7 aufliegt und an seinem greisrunden Rand bzw. Umfangs- rand 10.27 einen abgeflachten Abschnitt 10.17 aufweist, der auch als Fiat bezeichnet wird. Der Wafer 10.7 liegt jedoch nicht auf der Hebeeinrichtung 2.7 auf, sondern zwischen der Unterseite des Wafers 10.7 und der Hebeeinrichtung 2.7 ist in der gezeigten Stellung von Fig. 10 ein kleiner Abstand oder Freiraum wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung gelassen.Hereinafter, a second embodiment of the invention according to FIG. 10 to FIG. 12 will be described. Also in these figures, an alignment device of the invention is shown without a processing device. The alignment device of the second embodiment of the invention has a housing 1.7, a lifting device 2.7, a turntable 3.7, a clamping device 5.7, which is mounted on the turntable 3.7 and thus rotates with it, and an optical detector 4.7 or sensor, the on a Aligned edge of a wafer 10.7, which rests here by way of example on the turntable 3.7 and at its circular border or peripheral edge 10.27 has a flattened portion 10.17, which is also referred to as Fiat. However, the wafer 10.7 is not on the lifting device 2.7, but between the underside of the wafer 10.7 and the lifting device 2.7 is left in the position shown in FIG. 10, a small distance or clearance as in the first embodiment of the invention.
Wie Fig. 10 und Fig. 12 genauer zeigt, hat der Drehteller 3.7 eine etwa kreisförmige, horizontal angeordnete Platte 30.7, die mittig an einer vertikalen Hohlwelle 60.7 befestigt ist, in der zentral eine Drehachse des Drehtellers 3.7 verläuft, um die sich der Drehteller 3.7 drehen kann. Die Drehachse des Drehtellers 3.7 erstreckt sich in z-Richtung oder entspricht einer z-Achse eines fiktiven, karthesischen Koordinatensystems. An einem Rand der Platte 30.7 sind mehrer gleich aufgebaute Auflageteil 39.7, 38.7, 35.7 und 36.7 für einen Wafer 10.7 befestigt. Die Auflageteile 39.7, 38.7, 35.7 und 36.7 haben jeweils eine geneigte Auflagefläche, die zur Drehachse des Drehtellers 3.7 hin in Radialrichtung geneigt ist und auf der der Wafer 10.7 nur mit seinem Rand nach Art einer tangentialen Berührung aufliegt. Weiterhin sind baugleiche Auflageteile 91, 92, 93 und 94 an der Platte 30.7 befestigt, die jeweils auch eine radial geneigte Auflagefläche haben, auf der der Wafer 10.7 mit seinem Rand 10.27 tangential aufliegt. Es wird darauf hingewiesen, dass auch der Wafer 10.7 nur auf den geneigten Auflageflächen der Auflageteile aufliegt und abgestützt wird und sonst an keiner anderen Stelle mit dem Drehteller 3.7 in Berührung kommt.As shown in Fig. 10 and Fig. 12 shows in more detail, the turntable 3.7 has an approximately circular, horizontally arranged plate 30.7, which is centrally mounted on a vertical hollow shaft 60.7, in which a central axis of rotation of the turntable 3.7 runs around which the turntable 3.7 can turn. The axis of rotation of the turntable 3.7 extends in the z-direction or corresponds to a z-axis of a fictitious Cartesian coordinate system. At one edge of the plate 30.7 are several equally structured support part 39.7, 38.7, 35.7 and 36.7 attached to a wafer 10.7. The support parts 39.7, 38.7, 35.7 and 36.7 each have an inclined support surface, which is inclined towards the axis of rotation of the turntable 3.7 in the radial direction and rests on the wafer 10.7 only with its edge in the manner of a tangential contact. Furthermore, identical support members 91, 92, 93 and 94 are attached to the plate 30.7, each having a radially inclined support surface on which the wafer 10.7 rests tangentially with its edge 10.27. It should be noted that the wafer 10.7 rests only on the inclined bearing surfaces of the support parts and is supported and otherwise comes in no other place with the turntable 3.7 in touch.
Die Klemmeinrichtung 5.7 der zweiten Ausführungsform der Erfindung hat einen ersten, beweglichen Klemmabschnitt 52.7 und einen zweiten, feststehenden Klemmabschnitt 55.7, der dem ersten Klemmabschnitt 52.7 am Drehteller 3.7 gegenüberliegt, und dient dazu, einen Wafer 10.7 zwischen den Klemmabschnitten 52.7 und 55.7 einzuklemmen und bei der Bearbeitung des Wafers 10.7 festzuhalten, wie auch schon im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung ausführlich erläutert wurde. Auch hier ist der erste Klemmabschnitt 52.7 radial zu der Drehachse des Drehtellers 3.7 beweglich und hat einen beweglichen Wagen 61.1, der radial bezüglich der Drehachse gesehen hin und her und geradlinig bewegbar ist und bis in den Bereich des Wa- ferrands mit einem freien Ende ausgefahren werden kann. Am freien Ende hat der Wagen 67.7 zwei baugleiche Bügel mit jeweils einem freien Bügelende, wobei an jedem der freien Bügelenden ein vertikal abstehender Flat-Klemmstift 51.7 befestigt ist und über die Oberseite eines Wafers 10.7 hinaus reicht. Die beiden Flat- Klemmstifte 51.7 stehen sich mit Abstand zueinander gegenüber. Der Wagen 67.7 hat ein Linearlager 56.7, mit dem er auf einer zugehörigen Führungsschienen 59.7 geradlinig geführt und gelagert ist, die wiederum an einem Boden einer Aufnahme 38.7 der Platte 30.7 befestigt ist. Der Wagen 67.7 hat eine Mittenachse, die sich in y-Richtung oder auf der y-Achse des angesetzten karthesischen Koordinatensystems erstreckt und die Drehachse des Drehtellers 3.7 senkrecht schneidet. Die Mittenachsen der beiden Flat-Klemmstifte 51.7 erstrecken sich parallel zur z-Richtung und schneiden die Mittenachse des Wagens 67.7 der Klemmeinrich- tung 5.7.The clamping device 5.7 of the second embodiment of the invention has a first, movable clamping portion 52.7 and a second, fixed clamping portion 55.7, which is opposite to the first clamping portion 52.7 on the turntable 3.7, and serves to clamp a wafer 10.7 between the clamping portions 52.7 and 55.7 and in the Processing of the wafer 10.7, as has already been explained in detail in connection with the first embodiment of the invention. Here, too, the first clamping section 52.7 is movable radially with respect to the axis of rotation of the turntable 3.7 and has a movable carriage 61.1, which is movable back and forth and rectilinearly radially with respect to the axis of rotation and is extended to the region of the wafer rim with a free end can. At the free end of the car has 67.7 two identical bracket, each with a free bracket end, wherein at each of the free bracket ends a vertically projecting flat clamping pin 51.7 is attached and extends beyond the top of a wafer 10.7 addition. The two flat clamping pins 51.7 are at a distance from each other. The carriage 67.7 has a linear bearing 56.7, with which it is guided and supported in a straight line on an associated guide rails 59.7, which in turn is fixed to a bottom of a receptacle 38.7 of the plate 30.7. The carriage 67.7 has a center axis which extends in the y-direction or on the y-axis of the attached Cartesian coordinate system and the axis of rotation of the turntable 3.7 perpendicularly intersects. The center axes of the two flat clamping pins 51.7 extend parallel to the z-direction and intersect the center axis of the carriage 67.7 of the clamping device 5.7.
Der zweite Klemmabschnitt 55.7 hat vier feststehende Anschläge 95, 96, 97 und 98, die vertikal von den Auflageteilen 91, 92, 93 und 9A abstehen und einen Anschlag für den Wafer 10.7 darstellen, wenn der Wafer 10.7 in die Klemmeinrichtung 5.7 eingeklemmt wird, also zwischen dem beweglichen Klemmabschnitt 52.7 und dem feststehenden Klemmabschnitt 55.7 mit den Anschlägen 95, 96, 97 und 98 eingeklemmt wird. Jeder der Anschläge 95, 96, 97 und 98 hat einen senkrecht abstehenden Stift der in z-Richtung über einen Wafer 10.7 hinaus ragt und von einer Rollhülse 55.71 bzw. Walze umgeben ist, die eine Drehbewegung um eine Mittenachse des jeweiligen Stifts ausführen kann, damit der Waferrand 10.27 beim Ausrichten des Wafers 10.7 durch Eingriff oder Anschlagen der Flat-Klemmstifte 51.7 an dem Fiat 10.17 oder an dem regulären Waferrand 10.27 des Wafers 10.7 ohne Verkannten entlang gleiten kann. Die Flat-Klemmstifte 51.7 haben auch jeweils einen mittigen Stift, der von einer Rollhülse umgeben ist und insofern den gleichen Aufbau wie die Anschläge 95, 96, 97 und 98.The second clamping portion 55.7 has four fixed stops 95, 96, 97 and 98 which project vertically from the support members 91, 92, 93 and 9A and constitute a stop for the wafer 10.7 when the wafer 10.7 is clamped in the clamping device 5.7, ie between the movable clamping portion 52.7 and the fixed clamping portion 55.7 with the stops 95, 96, 97 and 98 is clamped. Each of the stoppers 95, 96, 97 and 98 has a vertically projecting pin that projects beyond a wafer 10.7 in the z-direction and is surrounded by a rolling sleeve 55.71 or roller that can make a rotational movement about a center axis of the respective pin the wafer edge 10.27 when aligning the wafer 10.7 by engagement or abutment of the flat-clamping pins 51.7 on the Fiat 10.17 or on the regular wafer edge 10.27 of the wafer 10.7 slide along without jerking along can. The flat-clamping pins 51.7 also each have a central pin which is surrounded by a roller sleeve and in this respect the same structure as the stops 95, 96, 97 and 98th
In der Aufnahme 38.7 der Platte 30.7 ist wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ein Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70.7 als Antriebseinrichtung für den Wagen 67.7 des beweglichen ersten Klemmabschnitts 52.7 der Klemmeinrichtung 5.7 angeordnet. Wie genauer in Fig. 10 gezeigt ist, hat die Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70.7 den gleichen Aufbau, wie bereits bezüglich der ersten Ausführungsform erläutert wurde, mit einem Druckluftzylinder, einem zugehörigen Kolben, der beweglich im Druckluftzylinder gelagert ist und der ein freies Kolbenende hat, an dem ein Mitnehmer-Stift befestigt ist und vertikal in z- Richtung absteht. Der Mitnehmer-Stift greift auch hier in ein Durchgangsloch einer Lagerkugel formschlüssig ein, die nach Art eines Kugelgelenks in einer Innennut einer kreisförmigen Lagerplatte angeordnet ist, die an dem Wagen 67.7 befestigt ist. Auch der Wagen 67.7 ist somit gelenkig mit der Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70.7 gekoppelt, um ein Verkanten des Wagens 67.7 auf der Führungsschiene 59.7 bei der Bewegung des Wagens 67.7 verhindern zu können. Eine Feder 73 setzt am Wagen 67.7 an, um ihn in seine maximal ausgefahrene Anschlagstellung bzw. Anfangsstellung zu zwingen, wenn die Druckluftzylinder/Kolben- Einheit 70.7 nicht mit Druckluft beaufschlagt ist. Die Federkraft der Feder 73.7 wirkt somit entgegengesetzt zur Ausfahrrichtung des Kolbens der Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70.7.In the receptacle 38.7 of the plate 30.7 as in the first embodiment of the invention, a compressed air cylinder / piston unit 70.7 is arranged as a drive means for the carriage 67.7 of the movable first clamping portion 52.7 of the clamping device 5.7. As shown in more detail in Fig. 10, the air cylinder / piston unit 70.7 has the same structure, as already explained with respect to the first embodiment, with a compressed air cylinder, an associated piston which is movably mounted in the air cylinder and which has a free piston end to which a driver pin is attached and projects vertically in the z direction. The driver pin engages here in a through hole of a ball bearing a form-fitting, which is arranged in the manner of a ball joint in an inner groove of a circular bearing plate which is fixed to the carriage 67.7. Also, the carriage 67.7 is thus pivotally coupled to the air cylinder / piston unit 70.7 in order to prevent tilting of the carriage 67.7 on the guide rail 59.7 during the movement of the carriage 67.7 can. A spring 73 engages the carriage 67.7 to force it into its maximum extended stop position or initial position when the compressed air cylinder / piston unit 70.7 is not acted upon by compressed air. The spring force of the spring 73.7 thus acts opposite to the extension direction of the piston of the compressed air cylinder / piston unit 70.7.
Als Positionsmesseinrichtung bzw. Wegmesseinrichtung ist ein optoelektronischer, inkrementaler Wegmesser 80.7 vorgesehen, der ein gerades Strichlineal und einen zugehörigen Photodetektor hat. Das Strichlineal ist auch bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung an einer Unterseite des Wagens 67.7 befestigt und bewegt sich somit mit dem Wagen 67.7 mit, während der Photodetektor gegenüberliegend zum Strichlineal am Boden der Aufnahme 38.7 der Platte 30.7 ortsfest befestigt ist und das Strichlineal photoelektronisch abtastet. Das Strichlineal erstreckt sich parallel zu der beiden Führungsschiene 59.7 bzw. in Bewegungsrichtung des Wagens 67.7. Bei einer Bewegung des Wagens 67.7 werden vom Photodetektor erzeugte Positionssignale oder Impulssignale über eine Signalleitung, die in der Platte 30.7 untergebracht ist, zu einer Auswerteschaltung 84.7 übertragen, die als Mikroprozessorsystem ausgelegt ist und eine Position des Wagens 67.7 in Abhängigkeit von den Positionssignalen ermittelt. Die Positionsmesseinrichtung kann auch einen Richtungsdiskriminator aufweisen, um die Bewegungsrichtungen des Wagens 67.7 unterscheiden zu können.As position measuring device or path measuring device, an optoelectronic, incremental odometer 80.7 is provided, which has a straight line ruler and an associated photodetector. The bar ruler is also fixed in the second embodiment of the invention to an underside of the carriage 67.7 and thus moves with the carriage 67.7, while the photodetector opposite to the bar ruler at the bottom of the recording 38.7 of the plate 30.7 is fixed in place and scans the bar ruler photoelectronically. The dash ruler extends parallel to the two guide rail 59.7 or in the direction of movement of the carriage 67.7. Upon movement of the carriage 67.7, position signals or pulse signals generated by the photodetector are transmitted via a signal line housed in the plate 30.7 to an evaluation circuit 84.7, which is designed as a microprocessor system and determines a position of the carriage 67.7 in response to the position signals. The position measuring device can also have a direction discriminator in order to distinguish the directions of movement of the carriage 67.7.
Die Hohlwelle 60.7 des Drehtellers 3.7 ist an ihrer unteren Stirnseite mit einer Winkelmesseinrichtung oder Encoder versehen, die ein ringförmiges Winkelstrichlineal und einen zugeordneten optoelektronischen Photodetektor zum Erzeugen eines Dreh- winkelpositionssignals der Hohlwelle 60.7 und damit des Drehtellers 3.7 hat. An der Hohlwelle 60.7 im unteren Stirnbereich ist auch ein abgewinkeltes Druckluft-Drehgelenkstück angeordnet, das einen horizontalen, feststehenden Schenkel, der innen an dem Gehäuse 1.7 befestigt ist, und einem drehbaren Schenkel hat, der auf dem feststehenden Schenkel drehbar um eine vertikale Mittenachse ist, wobei die Mittenachse und die Drehachse der Hohlwelle 60.7 zusammenfallen und der drehbare Schenkel die Drehbewegung der Hohlwelle 60.7 mitmacht. Oben am Träger ist ein weiteres, baugleiches Druckluft-Gelenkstück vorgesehen, dessen feststehender Schenkel mit der Platte 30.7 gekoppelt ist.The hollow shaft 60.7 of the turntable 3.7 is provided at its lower end with an angle measuring device or encoder, which has an annular straight line and an associated optoelectronic photodetector for generating a rotational angular position signal of the hollow shaft 60.7 and thus of the turntable 3.7. Also disposed on the hollow shaft 60.7 in the lower end region is an angled pneumatic swivel joint having a horizontal, fixed leg internally secured to the housing 1.7 and a rotatable leg rotatable about a vertical center axis on the stationary leg. wherein the center axis and the axis of rotation of the hollow shaft 60.7 coincide and the rotatable leg complies with the rotational movement of the hollow shaft 60.7. At the top of the carrier is another, identical compressed air joint piece is provided, whose fixed leg is coupled to the plate 30.7.
Ein Drehantrieb des Drehtellers 3.7 hat einen von einer zentralen Steuereinheit gesteuerten Gleichstrommotor, dessen Welle ü- ber ein Getriebe und einen Riemen mit der Hohlwelle 60.7 gekoppelt ist, um die Hohlwelle 60.7 und damit auch den Drehteller 3.7 drehen zu können. Das Druckluftsystem der Vorrichtung der Erfindung hat einen Druckluftvorrat, der z.B. mit einem Kompressor zum Erzeugen der Druckluft gekoppelt sein kann, ein Druckluftventil zum Zuführen von Druckluft zu einem steuerbaren Druckminderer, dessen Ausgangsdruck einstellbar ist, ein steuerbares Auslassventil zum Abblasen der Druckluft nach dem Druckminderer, das Druckluft- Gelenkstück 90 nach dem Druckminderer, das weitere Druckluft- Gelenkstück und entsprechende Schlauchverbindungen zwischen diesen Komponenten, um eine fluiddurchgängige Zuführung von Druckluft zu der Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70.7 an deren An- schluss 70.71 in der Platte 30.7 bereitstellen zu können.A rotary drive of the turntable 3.7 has a DC motor controlled by a central control unit, the shaft of which is coupled via a gear and a belt to the hollow shaft 60.7 in order to be able to rotate the hollow shaft 60.7 and thus also the turntable 3.7. The compressed air system of the device of the invention has a supply of compressed air, which may be coupled eg to a compressor for generating the compressed air, a compressed air valve for supplying compressed air to a controllable pressure reducer whose output pressure is adjustable, a controllable outlet valve for blowing off the compressed air downstream of the pressure reducer, the compressed air joint piece 90 after the pressure reducer, the other compressed air joint piece and corresponding hose connections between these components in order to provide a fluid-continuous supply of compressed air to the air cylinder / piston unit 70.7 at the port 70.71 in the plate 30.7.
Die Hebeeinrichtung 2.7 hat baugleiche, miteinander fest verbundene Hebearme 2.17 und 2.27, die gegenüberliegend am Gehäuse 1.7 derart angeordnet sind, dass sie eine Hubbewegung in z-Richtung zum Abheben eines Wafers 10.7 von dem Drehteller 3.7, zum Halten des Wafers 10.7 mit Abstand zum Drehteller 3.7, so dass sich der Drehteller 3.7 ohne Wafer 10.7 drehen kann, und zum Absenken des Wafers 10.7 wieder auf den Drehteller 3.7 zurück ausführen können. An dem Hebearm 2.17 ist ein Hebearmbügel 2.37 mittig angebracht, an dessen Auslegerenden jeweils ein Auflageteil 2.47 bzw. 2.57 befestigt ist, die jeweils wiederum eine Fläche haben, die zur Drehachse des Drehtellers 3.7 hin in Radialrichtung geneigt ist. Auf diesen geneigten Flächen liegt ein Wafer 10.7 alleine mit seinem Rand tangential auf, wenn die Hebeeinrichtung 2.7 arbeitet. Als Antrieb der Hebeeinrichtung kann z.B. ein gesteuerter Gleichstrommotor verwendet werden, der über ein Getriebe mit der Hebeeinrichtung 2.7 gekoppelt ist. Ein zugehöriger Encoder ist an einer Motorwelle des Gleichstrommotors angebracht .The lifting device 2.7 has structurally identical, firmly connected lifting arms 2.17 and 2.27, which are arranged opposite to the housing 1.7 such that they move in the z-direction to lift a wafer 10.7 of the turntable 3.7, for holding the wafer 10.7 at a distance from the turntable 3.7, so that the turntable 3.7 can rotate without wafer 10.7, and to lower the wafer 10.7 back to the turntable 3.7 can run back. On the lifting arm 2.17 a Hebearmbügel 2.37 is mounted centrally, at the boom ends in each case a support part is attached 2.47 or 2.57, each in turn have a surface which is inclined to the axis of rotation of the turntable 3.7 in the radial direction. On these inclined surfaces, a wafer 10.7 lies tangentially with its edge alone when the lifting device 2.7 is working. As the drive of the lifting device, e.g. a controlled DC motor can be used, which is coupled via a gear with the lifting device 2.7. An associated encoder is attached to a motor shaft of the DC motor.
Die Antriebe der Hebeeinrichtung 2.7 und des Drehtellers 3.7 und auch das Druckluftsystem mit der Druckluftzylinder/Kolben- Einheit 70.7 werden von einer zentralen Steuereinheit gesteuert, z.B. einem softwaregesteuerten Mikrocontroller, der wiederum En- codersignale von dem Encoder an der Hohlwelle 60.7 und dem Encoder des Antriebs der Hebeeinrichtung 2.7 und eine Positionsangabe des Wagens 67.7 von der Auswerteschaltung 84.7 erhält, um die Vorrichtung der Erfindung gemäß der zweiten Ausführungsform steuern zu können.The drives of the lifting device 2.7 and the turntable 3.7 and also the compressed air system with the compressed air cylinder / piston unit 70.7 are controlled by a central control unit, for example a software-controlled microcontroller, which in turn en- encoder signals from the encoder to the hollow shaft 60.7 and the encoder of the drive of the lifting device 2.7 and a position indication of the carriage 67.7 of the evaluation circuit 84.7 receives to control the device of the invention according to the second embodiment.
Zum Ausrichten und Bearbeiten eines Wafers 10.7 mit einem Fiat 10.17 als Deformationsabschnitt am Waferrand 10.27 wird folgendermaßen unter der Steuerung der zentralen Steuereinheit verfahren.For aligning and processing a wafer 10.7 with a Fiat 10.17 as a deformation section on the wafer edge 10.27, the control of the central control unit is performed as follows.
Der Wafer 10.7 wird mittels eines bekannten Handhabungsroboters aus einer Kassette entnommen und auf den geneigten Auflageflächen der Auflageteile 35.7, 36.7, 38.7, 39.7, 91, 92, 93 und 94 des Drehtellers 3.7 abgelegt. Der Drehteller 3.7 befindet sich dabei in seiner definierten und vorgegeben Startposition oder Nullposition mit einem Drehwinkel von 0°. In dieser Startposition ist die Hebeeinrichtung 2.7 in ihrer abgesenkten Ruhestellung und der erste, relativ zur Drehachse des Drehtellers 3.7 bewegliche Klemmabschnitt 52.7 der Klemmeinrichtung 5.7 ist auf Anschlag durch die Federkraft der Feder 73.7 in seine Anfangsstellung gezwungen, in der die Klemmeinrichtung 5.7 maximal geöffnet ist. Die beiden Flat-Klemmstifte 51.7 sind in einer Drehwinkelposition des Drehtellers von 0° derart angeordnet, dass mittig zwischen ihnen der ortsfeste optische Detektor 4.7 in der Drehwinkelposition 0° des Drehtellers 3.7 angeordnet ist. In der Anfangsstellung wird die Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70.7 nicht mit Druckluft beaufschlagt.The wafer 10.7 is removed by means of a known handling robot from a cassette and placed on the inclined bearing surfaces of the support members 35.7, 36.7, 38.7, 39.7, 91, 92, 93 and 94 of the turntable 3.7. The turntable 3.7 is located in its defined and predetermined starting position or zero position with a rotation angle of 0 °. In this starting position, the lifting device 2.7 is in its lowered rest position and the first, relative to the rotational axis of the turntable 3.7 movable clamping portion 52.7 of the clamping device 5.7 is forced to stop by the spring force of the spring 73.7 in its initial position in which the clamping device is 5.7 open maximum. The two flat-clamping pins 51.7 are arranged in a rotational angle position of the turntable of 0 ° such that centrally between them the stationary optical detector 4.7 is arranged in the rotational angle position 0 ° of the turntable 3.7. In the initial position, the compressed air cylinder / piston unit 70.7 is not pressurized with compressed air.
Der Drehteller 3.7 wird nun durch den Drehtellerantrieb in Drehung um die Drehachse der Hohlwelle 60.7 versetzt und führt mindestens eine vollständige Drehung von 360° durch. Bei der Drehung wird durch den optischen Detektor 4.7 der Rand des Wafers 10.7 abgetastet. Der Detektor 4.7 erzeugt ein Anfangssignal, wenn der optische Detektor 4.7 den Anfang des Fiats 10.17 des Wafers 10 detektiert. Das Anfangssignal des optischen Detektors 4.7 entspricht einem Anfangsdrehwinkelwert des Encoders an der Hohlwelle 60.7, der beginnend mit der Startposition den Drehwinkel des Drehtellers 3.7 misst. Der Detektor 4.7 erzeugt ein Endsignal, wenn der optische Detektor 4.7 das Ende des Fiats 10.17 des Wafers 10 detektiert. Das Endsignal des optischen Detektors 4.7 entspricht dann einem Enddrehwinkelwert des Encoders an der Hohlwelle 60.7. Der Winkelabschnitt zwischen dem Anfangsdrehwinkel und dem Enddrehwinkel ist ein Flatwinkelbereich. Die Steuereinheit erkennt aufgrund konstanter Winkelgeschwindigkeit des Drehtellers 3.7, wo ein Mittenwinkel des Fiat 10.17 bzw. der abgeflachten Randstelle des Wafers 10.7 liegt, der nämlich genau in der Mitte zwischen dem Anfangsdrehwinkelwert und dem Enddrehwinkelwert relativ zu der vorgegebenen Startposition bzw. Nullposition des Drehtellers 3.7 ist. Nach einer vollständigen Drehung befindet sich der Drehteller 3.7 dann wieder in der Startposition bzw. Nullposition, die einem Drehwinkel von 0° entspricht.The turntable 3.7 is now offset by the turntable drive in rotation about the axis of rotation of the hollow shaft 60.7 and performs at least a complete rotation of 360 °. During the rotation, the edge of the wafer 10.7 is scanned by the optical detector 4.7. The detector 4.7 generates an initial signal when the optical detector 4.7 detects the beginning of the fiat 10.17 of the Wafers 10 detected. The initial signal of the optical detector 4.7 corresponds to an initial rotational angle value of the encoder on the hollow shaft 60.7, which measures the angle of rotation of the turntable 3.7 starting from the start position. The detector 4.7 generates an end signal when the optical detector 4.7 detects the end of the wafer 10.17 of the wafer 10. The end signal of the optical detector 4.7 then corresponds to a final rotational angle value of the encoder on the hollow shaft 60.7. The angle portion between the initial rotation angle and the end rotation angle is a flat angle range. The control unit recognizes, due to constant angular velocity of the turntable 3.7, where a center angle of the Fiat 10.17 or the flattened edge location of the wafer 10.7 is located, namely exactly in the middle between the Anfangsdrehwinkelwert and the Enddrehwinkelwert relative to the predetermined starting position or zero position of the turntable 3.7 , After a complete rotation, the turntable 3.7 is then again in the start position or zero position, which corresponds to a rotation angle of 0 °.
Anschließend wird die Hebeeinrichtung 2.7 angehoben, wodurch der Wafer 10.7 vom Drehteller 3 aus senkrecht in z-Richtung angehoben wird und in einer angehobenen Position über dem Drehteller 3.7 gehalten. Der Drehteller 3.7 wird dann definiert derart gedreht, dass die beiden Flat-Klemmstifte 51.7 sicher außerhalb des Fiatwinkelbereichs sind. Bevorzugt wird der Drehteller 3.7 jedoch so gedreht, dass der Mittenwinkel oder die Mitte des Fiat 10.17 genau 90° relativ zu der y-Achse des Wagens 67.7 des beweglichen Klemmabschnitts 52.7 ausgerichtet sind. Das Fiat 10.17 des Wafers 10.7 ist dann sicher außerhalb des Bereichs der Flat- Klemmstifte 51.7 versetzt. Die Hebeeinrichtung 3.7 wird dann unter der Steuerung der Steuereinheit wieder vertikal abgesenkt und der Wafer 10.7 somit wieder auf dem Drehteller 3.7 abgelegt.Subsequently, the lifting device 2.7 is raised, whereby the wafer is raised 10.7 from the turntable 3 from perpendicular in the z-direction and held in a raised position on the turntable 3.7. The turntable 3.7 is then defined rotated such that the two flat-clamping pins 51.7 are safe outside the Fiatwinkelbereichs. Preferably, however, the turntable 3.7 is rotated so that the central angle or the center of the Fiat 10.17 are aligned exactly 90 ° relative to the y-axis of the carriage 67.7 of the movable clamping portion 52.7. The Fiat 10.17 of the wafer 10.7 is then safely offset outside the range of flat clamping pins 51.7. The lifting device 3.7 is then lowered vertically again under the control of the control unit and the wafer 10.7 is thus deposited again on the turntable 3.7.
Nun wird die Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70.7 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch der Wagen 67.7 und damit auch die Flat- Klemmstifte 51.7 der Klemmeinrichtung 5.7 entgegen der Kraft der Feder 73.7 geschlossen wird, um den Wafer 10.7 zwischen dem beweglichen Klemmabschnitt 52.7 und den feststehenden Klemmabschnitt 55.7 mit den Anschlägen 95, 96, 97, 98 eingeklemmt wird, um den Durchmesser des Wafers 10.7 ermitteln zu können. Genauer legt der Wagen 67.7 mit seinen Flat-Klemmstiften 51.7 beim Klemmvorgang eine bestimmte Strecke zurück, die von dem linearen, inkrementalen Wegmesser 80 gemessen wird und einer ersten Klemmposition entspricht, die wiederum einem Durchmesserwert zugeordnet wird, der von der Auswerteschaltung 84.7 mit Controller ermittelt oder berechnet wird und der Steuereinheit zur weiteren Verarbeitung zugeführt wird. Bei der Durchmessermessung berühren die Flat-Klemmstifte 51.7 und auch die gegenüberliegenden Anschläge den regulären, kreisbogenförmigen Rand des Wafers 10.7 außerhalb des Fiat 10.17, um den regulären Durchmesser des Wafers 10.7 bestimmen zu können.Now, the compressed air cylinder / piston unit 70.7 is acted upon with compressed air, whereby the carriage 67.7 and thus the Flat- Clamping pins 51.7 of the clamping device 5.7 is closed against the force of the spring 73.7 to the wafer 10.7 between the movable clamping portion 52.7 and the fixed clamping portion 55.7 with the stops 95, 96, 97, 98 is clamped to determine the diameter of the wafer can be 10.7 , More precisely, the carriage 67.7 with its flat clamping pins 51.7 during the clamping process travels a certain distance, which is measured by the linear, incremental displacement meter 80 and corresponds to a first clamping position, which in turn is assigned to a diameter value determined by the evaluation circuit 84.7 with controller or is calculated and the control unit is supplied for further processing. When measuring the diameter, the flat clamping pins 51.7 and also the opposing stops touch the regular, circular-arc-shaped edge of the wafer 10.7 outside the Fiat 10.17 in order to be able to determine the regular diameter of the wafer 10.7.
Es wird nun von der Steuereinheit überprüft, ob der ermittelte Durchmesserwert des Wafers 10.7 innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs für Waferdurchmesser liegt. Ist dies nicht der Fall, kann z.B. der Wafer 10.7 auf dem Drehteller schief aufliegen, so dass mindestens einer der Flat-Klemmstifte 51.7 unter den Wafer 10.7 in seine maximale Klemmposition eingefahren ist. Die Klemmeinrichtung 5.7 wird dann geöffnet und der Wafer 10.7 wird dann vom Drehteller 3.7 mit der Hebeeinrichtung 2.7 oder dem Handhabungsroboter entfernt und anschließend erneut auf den Drehteller 3.7 aufgelegt, um die Messung des Durchmessers des Wafers 10.7 mittels der Klemmeinrichtung 5.7 und dem inkrementalen Wegmesser 80.7 erneut durchzuführen.It is now checked by the control unit, whether the determined diameter value of the wafer 10.7 is within a predetermined tolerance range for wafer diameter. If this is not the case, e.g. the wafer 10.7 rest on the turntable obliquely, so that at least one of the flat clamping pins 51.7 is retracted under the wafer 10.7 in its maximum clamping position. The clamping device 5.7 is then opened and the wafer 10.7 is then removed from the turntable 3.7 with the lifting device 2.7 or the handling robot and then placed again on the turntable 3.7 to the measurement of the diameter of the wafer 10.7 by means of the clamping device 5.7 and the incremental odometer 80.7 again perform.
Haben sich die Flat-Klemmstifte 51.7 beim Klemmvorgang jedoch nicht bis zu ihrem Endanschlag bewegt und wurde festgestellt, dass der gemessene Durchmesser entsprechend der ersten Klemmposition außerhalb eines vorgegebenen Durchmesser-Toleranzbereichs für den Wafer 10.7 liegt, wird die Klemmeinrichtung 5.7 geöffnet und der Wafer 10.7 vom Drehteller 3.7 entfernt, da er wahrscheinlich Ausschuss ist.However, if the flat clamping pins 51.7 have not moved to their end stop during the clamping process and it has been determined that the measured diameter corresponding to the first clamping position is outside a predetermined diameter tolerance range for the wafer 10.7, the clamping device 5.7 is opened and the wafer 10.7 is removed from the turntable 3.7, as it is probably broke.
Liegt der ermittelte Durchmesser des Wafers 10.7 gemäß der ersten Klemmposition jedoch in dem vorgegebenen Toleranzbereich wird zum Fortsetzten des Ausrichtens des Wafers 10.7 die Klemmeinrichtung 5.7 wieder geöffnet, wobei die Druckluft über das Ausblasventil aus der Druckluftzylinder/Kolben-Einheit 70.7 abgelassen wird und die Feder 73.7 den Wagen 67.7 mit den Flat- Klemmstiften 51.7 wieder in seine Anfangsstellung radial außer¬ halb des Wafers 10.7 vorspannt. Dann wird die Hebeeinrichtung 2.7 wieder angehoben und der Wafer 10.7 von dem Drehteller 3.7 abgehoben und mit Abstand zum Drehteller 3.7 gehalten. Der Drehteller 3.7 wird dann gedreht, bis der Mittenwinkel des Fiat 10.17 des Wafers 10.7 relativ mit der y-Achse des Wagens 67.7 übereinstimmt und somit mit der Nullposition bei einem Drehwinkel von 0° übereinstimmt. Die Hebeeinrichtung 2.7 wird dann wieder abgesenkt und der Wafer 10.7 auf dem Drehteller 3.7 wieder abgelegt .However, if the determined diameter of the wafer 10.7 according to the first clamping position in the predetermined tolerance range to continue the alignment of the wafer 10.7, the clamping device 5.7 is opened again, the compressed air is discharged through the blow-off from the air cylinder / piston unit 70.7 and the spring 73.7 the carriage 67.7 with the flat clamping pins 51.7 biases back to its initial position radially out of ¬ half of the wafer 10.7. Then, the lifting device 2.7 is raised again and the wafer 10.7 lifted off the turntable 3.7 and held at a distance from the turntable 3.7. The turntable 3.7 is then rotated until the center angle of the Fiat 10.17 of the wafer 10.7 coincides relatively with the y-axis of the carriage 67.7 and thus coincides with the zero position at a rotation angle of 0 °. The lifting device 2.7 is then lowered again and the wafer 10.7 stored on the turntable 3.7 again.
Die Klemmeinrichtung 5.7 wird dann wieder mit Druckluft beaufschlagt um den Wafer 10.7 in der Klemmeinrichtung 5.7 einzuklemmen. Dabei schlagen die Flat-Klemmstift 51.7 an dem Fiat 10.17 des Wafers 10.7 an und schieben den Wafer 10.17, bis dieser gegenüberliegend an die Anschläge 95, 96, 97, 98 des zweiten Klemmabschnitts 55.7 anschlägt und somit gegen diese Anschläge ausgerichtet wird. Die Flat-Klemmstifte 51.7 bzw. der Wagen 67.7 befinden sich dann in einer zweiten Klemmposition. Da der inkre- mentale Wegmesser 80.7 die Bewegung des Wagens 67.7 ständig de- tektiert hat, kann er nun ein Positionssignal erzeugen und an die Auswerteschaltung 84.7 ausgibt, das einen Wert für die erreichte zweite Klemmposition oder die von der Klemmeinrichtung 5.7 beim Klemmen des Wafers 10.7 zurückgelegte Strecke angibt. Dieser Istwert für die erreichte, zweite Klemmposition wird dann von der Auswerteschaltung 84.7 an die Steuereinheit übermittelt. Es wird nun von der Steuereinheit überprüft, ob der ermittelte Istwert der zweiten Klemmposition des Wafers 10.7 innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs für die zweite Klemmposition ist. Ist dies nicht der Fall, kann z.B. der Wafer 10.7 auf dem Drehteller 3.7 schief aufliegen, so dass zumindest einer der Flat-Klemmstift 51.7 unter den Wafer 10.7 in seine maximale Klemmposition auf Anschlag eingefahren ist. Die Klemmeinrichtung 5.7 wird dann wieder geöffnet und der Wafer 10.7 kann dann vom Drehteller 3.7 mit der Hebeeinrichtung 2.7 oder dem Handhabungs- roboter entfernt werden und anschließend erneut auf den Drehteller 3.7 aufgelegt werden, um die Messung der zweiten Klemmposition des Wafers 10.7 zu wiederholen, oder der Wafer 10.7 wird endgültig aus der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung entfernt.The clamping device 5.7 is then pressurized again to clamp the wafer 10.7 in the clamping device 5.7. The flat clamping pin 51.7 strike the Fiat 10.17 of the wafer 10.7 and push the wafer 10.17 until it abuts against the stops 95, 96, 97, 98 of the second clamping section 55.7 and is thus aligned against these stops. The flat clamping pins 51.7 and the carriage 67.7 are then in a second clamping position. Since the incremental displacement meter 80.7 has constantly detected the movement of the carriage 67.7, it can now generate a position signal and output it to the evaluation circuit 84.7 which has a value for the second clamping position reached or that of the clamping device 5.7 when the wafer 10.7 is clamped indicates distance traveled. This actual value for the reached, second clamping position is then transmitted by the evaluation circuit 84.7 to the control unit. It is then checked by the control unit, whether the determined actual value of the second clamping position of the wafer 10.7 is within a predetermined tolerance range for the second clamping position. If this is not the case, for example, the wafer 10.7 can rest on the turntable 3.7 obliquely, so that at least one of the flat clamping pin 51.7 is retracted under the wafer 10.7 to its maximum clamping position to stop. The clamping device 5.7 is then opened again and the wafer 10.7 can then be removed from the turntable 3.7 with the lifting device 2.7 or the handling robot and then placed again on the turntable 3.7 to repeat the measurement of the second clamping position of the wafer 10.7, or the wafer 10.7 is finally removed from the device according to the second embodiment of the invention.
Haben sich die Flat-Klemmstifte 51.7 beim Klemmvorgang zu Ermitteln der zweiten Klemmposition jedoch nicht bis zu einem vorgegebenen Endanschlag in die maximale Einfahrposition bewegt und ' wurde festgestellt, dass der gemessene Istwert der Klemmposition außerhalb eines vorgegebenen Plus-Minus-Toleranzbereichs für die zweite Klemmposition liegt, wird die Klemmeinrichtung 5.7 geöffnet und der Wafer 10.7 vom Drehteller 3.7 endgültig entfernt, da er offensichtlich Ausschuss ist.However, the flat clamping pins 51.7 have not moved to a predetermined end stop in the maximum retracted position during the clamping operation for determining the second clamping position and it has been determined that the measured actual value of the clamping position is outside a predetermined plus-minus tolerance range for the second clamping position , the clamping device 5.7 is opened and the wafer 10.7 finally removed from the turntable 3.7, as it is obviously Committee.
Liegt der Wert bei der Messung der zweiten Klemmposition jedoch im vorgegebenen Toleranzbereich kann die erreichte Klemmstellung für das eigentliche, nachfolgende Bearbeiten des Wafers 10.7 beibehalten werden.However, if the value in the measurement of the second clamping position is within the specified tolerance range, the clamping position achieved can be retained for the actual, subsequent processing of the wafer 10.7.
Die Steuereinheit vergleicht dann den Istwert der zweiten Klemmposition mit einem vorgegebenen Sollwert für die zweite Klemmposition, der in der Steuereinheit abgespeichert ist. Der Sollwert der zweiten Klemmposition kann zuvor z.B. einmal mit einem Stan- dardwafer oder Referenzwafer durch Einklemmen in die Klemmein- richtung 5.7, wie soeben mit Bezug auf den zu bearbeitenden Wa- fer 10.7 erläutert worden ist, ermittelt und in der Steuereinheit abgespeichert werden oder einfach als Sollwert in die Steuereinheit eingegeben werden. Genauer entspricht der Istwert der zweiten Klemmposition der Klemmeinrichtung 5.7 bzw. des Wafers 10.7 bei Eingriff in das Fiat 10.17 allgemein einer Ortkoordinate oder einer y-Koordinate auf der y-Achse oder einer entsprechenden Strecke zwischen dem Fiat 10.17 des Wafers 10.7 und dem gegenüberliegenden Randumfang des Wafers 10.7 auf der y-Achse.The control unit then compares the actual value of the second clamping position with a predetermined desired value for the second clamping position, which is stored in the control unit. The desired value of the second clamping position can be determined beforehand, for example, once with a standard wafer or reference wafer by clamping in the clamping insert. direction 5.7, as has just been explained with reference to the wafer 10.7 to be processed, determined and stored in the control unit or simply entered as a setpoint in the control unit. More precisely, the actual value of the second clamping position of the clamping device 5.7 or of the wafer 10.7 when engaged in the Fiat 10.17 generally corresponds to a location coordinate or a y-coordinate on the y-axis or a corresponding distance between the Fiat 10.17 of the wafer 10.7 and the opposite edge circumference of the Wafer 10.7 on the y-axis.
Die Steuereinheit kann, wenn eine Bearbeitung des Wafers 10.7 nachfolgen soll, einen Versatzwert oder Versatzinformationen aus der Differenz von vorgegebenem Sollwert und gemessenen Istwert berechnen. Der Versatzwert kann dann bei der eigentlichen Wafer- bearbeitung zum Kompensieren oder Korrigieren des bleibenden Ortsversatzes bei der Ausrichtung des Wafers 10.7 verwendet werden. Anders ausgedrückt kann ein ermittelter Bearbeitungswert, der einen Ort auf dem Wafer 10.7 angibt, an dem die Bearbeitung des Wafers 10.7 ausgeführt werden soll, durch richtungsabhängige Addition des Versatzwertes zu dem Bearbeitungswert oder Subtraktion des Versatzwertes von dem Bearbeitungswert der bleibende Versatz beim Ausrichten des Wafers korrigiert werden, wobei die Korrektur direkt bei der Bearbeitung durchgeführt wird.The controller may, if processing of the wafer 10.7 is to succeed, calculate an offset value or offset information from the difference between the preset target value and the measured actual value. The offset value may then be used in the actual wafer processing to compensate for or correct for the remaining positional offset in the alignment of the wafer 10.7. In other words, a determined machining value indicating a location on the wafer 10.7 at which the processing of the wafer 10.7 is to be performed may be corrected by directionally adding the offset value to the machining value or subtracting the offset value from the machining value of the permanent offset when aligning the wafer with the correction being made directly during processing.
Die Vorrichtung der Erfindung gemäß der zweiten Ausführungsform kann wie die erste Ausführungsform zum Beispiel als Markiervorrichtung zum Markieren bzw. Beschreiben von Wafers mittels einem Laserstrahl ausgelegt sein.The device of the invention according to the second embodiment, like the first embodiment, may, for example, be designed as a marking device for marking or writing on wafers by means of a laser beam.
Die Markiervorrichtung hat im wesentlichen eine Lasereinrichtung, die einen Laserstrahl erzeugt, welcher über eine Laserstrahlablenkeinheit und eine Fokussiereinrichtung auf die Wafe- roberfläche gelenkt wird, um einen Wafer an einer vorgesehenen Stelle zu markieren oder zu beschreiben. Als Laserstrahlablenkeinheit kann z.B. eine elektromotorisch angetriebene Galvanome- terspiegeleinrichtung verwendet werden. Bei der Positionseinstellung der Laserstrahlablenkeinheit kann nun der in der Steuereinheit ermittelte Ortsversatzwert oder können die zugehörigen Versatzkoordinaten berücksichtigt werden, um einen bleibenden Ausrichtfehler des Wafers 10.7 auf dem Drehteller 3.7 kompensieren zu können, wodurch eine hochgenaue Bearbeitung bzw. Markierung des Wafers 10. 7 mit Fiat 10.17 ermöglicht wird. The marking device essentially has a laser device which generates a laser beam which is directed onto the wafer surface via a laser beam deflection unit and a focusing device in order to mark or describe a wafer at a designated location. As a laser beam deflection unit, for example, an electromotively driven galvanic Mirror device can be used. In the position adjustment of the laser beam deflection unit, the position offset value determined in the control unit or the associated offset coordinates can now be taken into account in order to be able to compensate for a permanent alignment error of the wafer 10.7 on the turntable 3.7, whereby highly precise processing or marking of the wafer 10.7 with Fiat 10.17 is enabled.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Ausrichten und/oder Bearbeiten eines Wafers, insbesondere zum Markieren oder Beschreiben eines Wafers mit einem Laserstrahl, wobei der Wafer (10, 10.7) einen kreisförmigen Umfang mit einem vorgegebenen Deformationsabschnitt hat, wobei die Vorrichtung einen Drehteller (3.7) aufweist, der sich um eine Drehachse drehen kann und auf dem ein zu bearbeitender Wafer (10, 10.7) nur mit seinem Rand oder Randbereich tangential aufliegt, gekennzeichnet durch eine Klemmeinrichtung (5, 5.7) zum Einklemmen und Festhalten eines Wafers auf dem Drehteller (3, 3.7), wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt (10.1, 10.17) am Umfang des Wafers eingreift, um den Wafer auf dem Drehteller (3, 3.7) auszurichten, und eine Positionsmesseinrichtung, die mit der Klemmeinrichtung (5, 5.7) zum Ermitteln einer Klemmposition des Wafers gekoppelt ist, wenn der Wafer (10, 10.7) auf dem Drehteller (3, 3.7) in der Klemmeinrichtung (5, 5.7) eingeklemmt ist.Device for aligning and / or processing a wafer, in particular for marking or writing a wafer with a laser beam, the wafer (10, 10.7) having a circular circumference with a predetermined deformation section, the device having a turntable (3.7), which can rotate about an axis of rotation and on which a wafer (10, 10.7) to be processed rests tangentially only with its edge or edge region, characterized by a clamping device (5, 5.7) for clamping and holding a wafer on the turntable (3, 3.7 ), wherein the clamping device engages in the deformation section (10.1, 10.17) on the circumference of the wafer in order to align the wafer on the turntable (3, 3.7), and a position measuring device with the clamping device (5, 5.7) for determining a clamping position of the Wafer is coupled when the wafer (10, 10.7) on the turntable (3, 3.7) in the clamping device (5, 5.7) is clamped.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Durchmessermesseinrichtung zum Messen des Durchmessers eines auf dem Drehteller (3, 3.7) aufliegenden Wafers beim Einklemmen in der Klemmeinrichtung (5, 5.7).2. Device according to claim 1, characterized by a diameter measuring device for measuring the diameter of a on the turntable (3, 3.7) resting wafer when pinched in the clamping device (5, 5.7).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmesseinrichtung und/oder die Durchmessermesseinrichtung mit der Klemmeinrichtung (5, 5.7) gekoppelt ist und eine Bewegung der Klemmeinrichtung (5, 5.7) bei der Messung der Klemmposition oder des Waferdurchmessers berücksichtigt.3. Apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that the position measuring device and / or the diameter measuring device with the clamping device (5, 5.7) is coupled and a movement of the clamping device (5, 5.7) taken into account in the measurement of the clamping position or the wafer diameter ,
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (5, 5.7) an dem Dreh- teller (3, 3.7) angebracht ist und sich mit dem Drehteller mitbewegt .4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (5, 5.7) on the rotary plate (3, 3.7) is mounted and moves with the turntable.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (5, 5.7) einen ersten, bewegliche Klemmabschnitt (52, 52.7) und einen zu dem ersten Klemmabschnitt gegenüberliegenden zweiten, feststehenden Klemmabschnitt (55, 55.7) zum Einklemmen eines Wafers (10, 10.7) zwischen den beiden Klemmabschnitten hat, wobei die Klemmabschnitte den Wafer nur an seinem Umfang bzw. Rand (10.2, 10.27) beim Einklemmen berühren.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (5, 5.7) has a first, movable clamping portion (52, 52.7) and a second clamping portion opposite the first second clamping portion (55, 55.7) for clamping a wafer (10, 10.7) between the two clamping portions, wherein the clamping portions touch the wafer only at its periphery or edge (10.2, 10.27) when pinched.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, feststehende Klemmabschnitt (55, 55.7) mehrere Anschlagteile (91, 92, 93, 94) hat, die entlang eines Kreises um eine Drehachse des Drehtellers (3, 3.7) herum in einer Horizontalebene angeordnet sind und an denen ein Wafer mit seinem Randumfang anschlägt, wenn er in der Klemmeinrichtung (5, 5.7) eingeklemmt ist .6. The device according to claim 5, characterized in that the second, fixed clamping portion (55, 55.7) a plurality of stop members (91, 92, 93, 94) which along a circle about an axis of rotation of the turntable (3, 3.7) around in a horizontal plane are arranged and against which a wafer strikes with its edge circumference when it is clamped in the clamping device (5, 5.7).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, bewegliche Klemmabschnitt radial bezüglich der Drehachse des Drehtellers (3, 3.7) linear beweglich ist und an dem Drehteller gelagert ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the first, movable clamping portion radially with respect to the axis of rotation of the turntable (3, 3.7) is linearly movable and is mounted on the turntable.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung, die mit der Klemmeinrichtung (5, 5.7) zum Ausführen einer Klemmbewegung der Klemmeinrichtung zum Einklemmen eines Wafers (10, 10.7) gekoppelt ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized by a drive device which is coupled to the clamping device (5, 5.7) for carrying out a clamping movement of the clamping device for clamping a wafer (10, 10.7).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung mittels einem Fluid die Klemmeinrichtung (5, 5.7) bewegt. 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the drive means by means of a fluid, the clamping device (5, 5.7) moves.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebeinrichtung mittels Druckluft die Kleinmeinrichtung10. The device according to claim 9, characterized in that the drive means by means of compressed air Kleinmeinrichtung
(5, 5.7) antreibt.(5, 5.7) drives.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung für die Klemmeinrichtung ein Druckluftstellglied hat, das mit einem ersten, beweglichen Klemmabschnitt der Klemmeinrichtung (5, 5.7) gekoppelt ist, um sie radial bezüglich der Drehachse des Drehtellers (3, 3.7) und relativ zum Drehteller linear zu bewegen.11. The device according to claim 10, characterized in that the drive means for the clamping device has a pneumatic actuator which is coupled to a first, movable clamping portion of the clamping device (5, 5.7) to radially with respect to the axis of rotation of the turntable (3, 3.7) and to move linearly relative to the turntable.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckluftstellglied an dem Drehteller (3, 3.7) befestigt ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the compressed air actuator is attached to the turntable (3, 3.7).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckluftstellglied (70, 70.7) einen Druckluftzylinder und einen Kolben hat, der druckluftbeaufschlagt in dem Druckluftzylinder beweglich gelagert ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the compressed air actuator (70, 70.7) has a compressed air cylinder and a piston which is pneumatically supported in the compressed air cylinder is mounted.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftzylinder an dem Drehteller (3, 3.7) befestigt ist und dass ein freies Kolbenende des beweglichen Kolbens mit der Klemmeinrichtung (5, 5.7) oder dem ersten, beweglichen Klemmabschnitt (52, 52.7) der Klemmeinrichtung gekoppelt ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the compressed air cylinder on the turntable (3, 3.7) is fixed and that a free piston end of the movable piston with the clamping device (5, 5.7) or the first, movable clamping portion (52, 52.7) the clamping device is coupled.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckluftstellglied in einer Ausnehmung (38, 38.7) des Drehtellers (3, 3.7) angeordnet ist.15. The apparatus of claim 13 or claim 14, characterized in that the compressed air actuator in a recess (38, 38.7) of the turntable (3, 3.7) is arranged.
16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Federeinrichtung (73, 73.7), die mit der Klemmeinrichtung zum Vorspannen der Klemmeinrichtung in eine Anfangsposition relativ zu dem Drehteller (3, 3.7) oder zu einem Wafer gekoppelt ist. 16. Device according to one of the preceding claims, characterized by a spring means (73, 73.7) which is coupled to the clamping device for biasing the clamping device in an initial position relative to the turntable (3, 3.7) or to a wafer.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (73, 73.7) die Klemmeinrichtung in eine Anfangsstellung vorspannt, in der die Klemmeinrichtung (5, 5.7) maximal geöffnet ist.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the spring means (73, 73.7) biases the clamping device in an initial position in which the clamping device (5, 5.7) is open to the maximum.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung die Klemmeinrichtung in eine Anfangsstellung vorspannt, in der die Klemmeinrichtung maximal geschlossen ist.18. The apparatus according to claim 16, characterized in that the spring device biases the clamping device in an initial position in which the clamping device is closed at maximum.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (73, 73.7) entgegen einem mit Druckluft beaufschlagten Druckluftstellglied zum Bewegen der Klemmeinrichtung oder einem beweglichen Klemmabschnitt der Klemmeinrichtung wirkt.19. The apparatus according to claim 17, characterized in that the spring means (73, 73.7) counteracts a pressurized air compressed air actuator for moving the clamping device or a movable clamping portion of the clamping device acts.
20. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem Drehteller befestigte Druckluftstellglied mit einer Druckluftleitung gekoppelt ist, die sich in einer Hohlwelle (60, 60.7) des Drehtellers erstreckt, welche symmetrisch zu der Drehachse des Drehtellers ist.20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fixed to the turntable compressed air actuator is coupled to a compressed air line extending in a hollow shaft (60, 60.7) of the turntable, which is symmetrical to the axis of rotation of the turntable.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckluftstellglied über ein Druckluftkoppelgelenk mit der Druckluftleitung gekoppelt ist21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the compressed air actuator is coupled via a Druckluftkoppelgelenk with the compressed air line
22. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, bewegliche Klemmabschnitt mindestens einen Klemmstift (51, 51.7) zum Berühren des ümfangs des Wafers hat, wobei sich eine senkrechte Zentralachse des Klemm- stifts parallel zu der Drehachse des Drehtellers (3, 3.7) erstreckt . 22. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first, movable clamping portion has at least one clamping pin (51, 51.7) for contacting the periphery of the wafer, wherein a vertical central axis of the clamping pin parallel to the axis of rotation of the turntable ( 3, 3.7).
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmstift (51, 51.7) des ersten, beweglichen Klemmabschnitts zum Eingriff in einen Deformationsabschnitt eines Wa- fers (10, 10.7) ausgebildet ist.23. Device according to claim 22, characterized in that the clamping pin (51, 51.7) of the first, movable clamping section is designed to engage in a deformation section of a wafer (10, 10.7).
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, bewegliche Klemmabschnitt mindestens zwei Klemmstifte (51.7) zum Berühren des Umfangs des Wafers (10.7) hat, wobei jeder der Klemmstifte eine senkrechte Zentralachse hat, die sich parallel zu der Drehachse des Drehtellers erstreckt.24. The device according to claim 22, characterized in that the first movable clamping portion has at least two clamping pins (51.7) for contacting the periphery of the wafer (10.7), each of the clamping pins having a vertical central axis extending parallel to the axis of rotation of the turntable extends.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, bewegliche Klemmabschnitt zwei Klemmstifte (51.fk) hat, die mit einem Abstand zueinander derart angeordnet sind, dass sie eine geradlinige Abflachung oder ein Fiat (10.17) als einen Deformationsabschnitt am Umfang eines Wafers (10.7) zum Ausrichten des Wafers berühren können.25. The apparatus according to claim 24, characterized in that the first, movable clamping portion has two clamping pins (51.fk) which are arranged at a distance from one another such that they form a rectilinear flattening or a fiat (10.17) as a deformation section on the circumference a wafer (10.7) can touch to align the wafer.
26. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmesseinrichtung eine Streckenmesseinrichtung hat, die mit der Klemmeinrichtung (5, 5.7) oder dem ersten, beweglichen Klemmabschnitt der Klemmeinrichtung gekoppelt ist, um eine Strecke bei der Bewegung der Klemmeinrichtung oder des ersten Klemmabschnitts ermitteln zu können.26. The device according to claim 3, characterized in that the position measuring device has a distance measuring device which is coupled to the clamping device (5, 5.7) or the first, movable clamping portion of the clamping device to determine a distance during the movement of the clamping device or the first clamping portion to be able to.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckenmesseinrichtung einen optoelektronischen Linearencoder oder einen inkrementalen Wegmesser (80, 80.7) aufweist.27. The device according to claim 26, characterized in that the distance measuring device has an optoelectronic linear encoder or an incremental displacement meter (80, 80.7).
28. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Versatzdetektionseinrichtung, die ein Versatzsignal oder Versatzinformationen oder -daten erzeugt, welche ein Maß für einen Versatz oder Ausrichtfehler zwischen einer Soll-Bearbeitungsposition, in der ein Wafer (10, 10.7) bearbeitete werden soll, und der tatsächlich erreichten Ist- Bearbeitungsposition des Wafers nach dem Einklemmen in der Einklemmeinrichtung sind, und dass die Vorrichtung das Versatzsignal oder die Versatzinformationen oder -daten der Versatzdetek- tionseinrichtung zum Korrigieren oder Kompensieren des Versatzes des Wafers beim Bearbeiten des Wafers in der erreichten Ist- Bearbeitungsposition verwendet.28. An apparatus according to any one of the preceding claims, characterized by an offset detection means which generates an offset signal or offset information or data indicative of an offset or alignment error between a target machining position in which a wafer (10, 10.7) is to be machined , and the actually achieved Are processing position of the wafer after being pinched in the pinching device, and that the device uses the offset signal or the offset information or data of the offset detecting means for correcting or compensating for the offset of the wafer when the wafer is processed in the achieved actual machining position.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Versatzdetektionseinrichtung die Bewegung der Klemmeinrichtung (5, 5.7) zwischen einer Anfangsstellung der Klemmeinrichtung, in der die Klemmeinrichtung einen Wafer auf dem Drehteller nicht berührt, und der Klemmposition detektiert, in der der Wafer in der Klemmeinrichtung eingeklemmt ist.29. The device according to claim 28, characterized in that the offset detecting means detects the movement of the clamping device (5, 5.7) between an initial position of the clamping device, in which the clamping device does not touch a wafer on the turntable, and the clamping position, in which the wafer in the clamping device is clamped.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Klemmposition der Klemmeinrichtung (5, 5.7) einem vorgegebenen Istdurchmesser eines zu bearbeitenden Wafers (10, 10.7) zugeordnet ist.30. The device according to claim 29, characterized in that a first clamping position of the clamping device (5, 5.7) is associated with a predetermined actual diameter of a wafer to be processed (10, 10.7).
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit überprüft, ob der Ist-Durchmesser des zu bearbeitenden Wafers (10, 10.7) in einem vorgegebenen Toleranzbereich des Durchmessers des zu bearbeitenden Wafers liegt.31. The device according to claim 30, characterized in that a control unit checks whether the actual diameter of the wafer to be processed (10, 10.7) is within a predetermined tolerance range of the diameter of the wafer to be processed.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Klemmposition der Klemmeinrichtung (5, 5.7) einer ausgerichteten Lage oder Istlage des Wafers (10, 10.7) auf dem Drehteller (3, 3.7) zugeordnet ist, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt am Umfang des Wafers eingreift.32. Device according to one of claims 29 to 31, characterized in that a second clamping position of the clamping device (5, 5.7) is associated with an aligned position or actual position of the wafer (10, 10.7) on the turntable (3, 3.7), wherein the Clamping device engages in the deformation section on the circumference of the wafer.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Klemmposition einer .vorgegebenen Solllage des Wafers zugeordnet ist, der einer vorgegebenen Sollausrichtung des Wafers auf dem Drehteller (3, 3.7) für die Bearbeitung entspricht. 33. The apparatus of claim 32, characterized in that the second clamping position of a .vorgegebenen desired position of the wafer is assigned, which corresponds to a predetermined target orientation of the wafer on the turntable (3, 3.7) for processing.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32 und Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmesseinrichtung einen Istlagewert des Wafers in der zweiten Klemmposition ermittelt und dass der Unterschied zwischen einem vorgegebenen Solllagewert in der Solllage und dem gemessenen Istlagewert ein Maß für einen Versatz des ausgerichteten Wafers ist.34. Apparatus according to claim 32 and claim 33, characterized in that the position measuring device determines an actual position value of the wafer in the second clamping position and that the difference between a predetermined desired position value in the desired position and the measured actual position value is a measure of an offset of the aligned wafer.
35. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Halten des Wafers (10,10.7) in einer Lage mit Abstand von dem Drehteller (3, 3.7) derart, dass sich der Drehteller ohne Wafer drehen kann.35. Device according to one of the preceding claims, characterized by means for holding the wafer (10,10.7) in a position at a distance from the turntable (3, 3.7) such that the turntable can rotate without a wafer.
36. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markiervorrichtung eine Lasereinrichtung hat, die einen Laserstrahl erzeugt, welcher über eine Laserstrahlablenkeinheit und eine Fokussiereinrichtung auf die Waferoberfläche gelenkt wird, um den Wafer an einer vorgesehenen Stelle zu markieren oder zu beschreiben, und dass die Laserstrahlablenkeinheit einen ermittelten Versatz oder zugehörige Versatzkoordinaten zum Korrigieren oder Kompensieren eines Ausrichtfehlers des Wafers (10, 10.7) auf dem Drehteller (3, 3.7) beim Markieren oder Beschreiben des Wafers berücksichtigt.36. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the marking device has a laser device which generates a laser beam, which is directed via a laser beam deflection unit and a focusing on the wafer surface to mark or describe the wafer in a designated location, and that the laser beam deflection unit takes into account a determined offset or associated offset coordinates for correcting or compensating for an alignment error of the wafer (10, 10.7) on the turntable (3, 3.7) when marking or writing the wafer.
37. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klemmeinrichtung (5, 5.7) beim Einklemmen des Wafers aus einer Klemmanfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung nicht in den Deformationsabschnitt eingreift, und dass die gemessene Strecke oder gemessene Klemmposition ein Maß für den Durchmesser des Wafers ist.37. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (5, 5.7) when clamping the wafer out of a clamp start position in which the wafer is not clamped moves by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device does not engage in the deformation portion, and that the measured distance or measured clamping position is a measure of the diameter of the wafer.
38. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klemmeinrichtung (5, 5.7) beim Einklemmen des Wafers aus einer Klemmanfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt wird, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift, und dass die gemessene Strecke oder gemessene Klemm- position ein Maß für einen Versatz des Wafers von einer vorgegebenen Soll-Bearbeitungsposition des Wafers ist.38. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (5, 5.7) during Clamping the wafer out of a clamp start position where the wafer is not clamped, moving a distance to a clamped position in which the wafer is clamped circumferentially, the clamp engaging the deformation portion, and the measured distance or measured clamp Position is a measure of an offset of the wafer from a predetermined target processing position of the wafer.
39. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Versatzdetektionseinrichtung ein Versatzsignal oder Versatzinformationen oder -daten erzeugt, die ein Maß für den Versatz zwischen einer Soll-Bearbeitungsposition, in der der Wafer bearbeitete werden soll, und einer tatsächlichen Ist-Bearbeitungsposition in einer Ausrichtvorrichtung wiedergeben, wobei das Versatzsignal oder die Versatzinformationen oder -daten der Versatzdetektionseinrichtung zum Korrigieren oder Kompensieren des Versatzes des ausgerichteten Wafers in der Klemmposition bei der Waferbearbeitung verwendbar ist oder sind.An apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that an offset detecting means generates an offset signal or offset information or data indicative of the offset between a target machining position in which the wafer is to be machined and an actual actual machining position in an alignment apparatus, wherein the offset signal or the offset information or data of the offset detection means is usable for correcting or compensating for the offset of the aligned wafer in the clamping position in the wafer processing.
40. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klemmeinrichtung (5, 5.7) beim Einklemmen des Wafers aus einer Anfangsposition heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift, und dass der Wafer in seiner Anfangsposition neu ausgerichtet wird, wenn die gemessene Strecke oder die gemessene Klemmposition kleiner als ein erster vorgegebener Wert ist.40. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (5, 5.7) when clamping the wafer out of an initial position in which the wafer is not clamped moves by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device engages in the deformation portion, and that the wafer is realigned in its initial position when the measured distance or the measured clamping position is smaller than a first predetermined value.
41. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klemmeinrichtung (5, 5.7) beim Einklemmen des Wafers aus seiner Anfangsposition heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wo- bei die Klemmeinrichtung nicht in den Deformationsabschnitt eingreift, und dass der Wafer vom Drehteller entfernt wird, wenn die gemessene Strecke oder die gemessene Klemmposition größer als ein zweiter vorgegebener Wert ist.41. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (5, 5.7) when clamping the wafer from its initial position in which the wafer is not clamped moves by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the circumference, where- wherein the clamping device does not engage in the deformation section, and that the wafer is removed from the turntable when the measured distance or the measured clamping position is greater than a second predetermined value.
42. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klemmeinrichtung (5, 5.7) beim Einklemmen des Wafers aus einer Anfangsposition heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift, und dass der Wafer vom Drehteller entfernt wird, wenn die gemessene Strecke oder die gemessene Klemmposition größer als ein dritter vorgegebener Wert ist.42. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (5, 5.7) when clamping the wafer out of an initial position in which the wafer is not clamped moves by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device engages in the deformation portion, and that the wafer is removed from the turntable when the measured distance or the measured clamping position is greater than a third predetermined value.
43. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klemmeinrichtung (5, 5.7) beim Einklemmen eines Wafers aus einer Anfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Strecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung nicht in den Deformationsabschnitt eingreift, und dass die gemessene Strecke oder die gemessene Klemmposition ein Maß für den Durchmesser des Wafers ist.43. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (5, 5.7) when clamping a wafer out of an initial position in which the wafer is not clamped moves by a distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device does not engage in the deformation portion, and that the measured distance or the measured clamping position is a measure of the diameter of the wafer.
44. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klemmeinrichtung (5, 5.7) beim Einklemmen eines Wafers aus einer Anfangsstellung heraus, in der der Wafer nicht eingeklemmt ist, um eine Klemmverfahrstrecke in eine Klemmposition bewegt, in der der Wafer am Umfang eingeklemmt ist, wobei die Klemmeinrichtung in den Deformationsabschnitt eingreift, und dass die gemessene Klemmverfahrstrecke oder die gemessene Klemmposition ein Maß für einen Versatz des Wafers von einer vorgegebenen Sollbearbeitungsposition des Wafers ist. 44. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (5, 5.7) when clamping a wafer out of an initial position in which the wafer is not clamped moves to a clamping distance in a clamping position in which the wafer is clamped at the periphery, wherein the clamping device engages in the deformation portion, and that the measured Klemmverfahrstrecke or the measured clamping position is a measure of an offset of the wafer from a predetermined desired processing position of the wafer.
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