WO2023165701A1 - Device and method for fixing a substrate - Google Patents

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WO2023165701A1 PCT/EP2022/055450 EP2022055450W WO2023165701A1 WO 2023165701 A1 WO2023165701 A1 WO 2023165701A1 EP 2022055450 W EP2022055450 W EP 2022055450W WO 2023165701 A1 WO2023165701 A1 WO 2023165701A1
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Ev Group E. Thallner Gmbh
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Abstract

The invention relates to a method and a device for fixing a substrate.

Description

B e s c h r e i b u n g Description
Vorrichtung und Verfahren zum Fixieren eines Substrates Device and method for fixing a substrate
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fixeren eines Substrats. Die Vorrichtung weist dabei mindestens ein Fixierelement auf, welches das Substrat nach einer Kontaktierung fixiert, so dass das Substrat gehalten und transportiert werden kann. The present invention relates to an apparatus and a method for fixing a substrate. The device has at least one fixing element, which fixes the substrate after contacting, so that the substrate can be held and transported.
Im Stand der Technik existiert mehrere Werkzeuge, mit deren Hilfe Substrate fixiert und transportiert werden können. Diese Werkzeuge werden meistens von Robotern gesteuert, um Substrate innerhalb einer Vorrichtung, insbesondere einer Vakuumvorrichtung, von einem Modul in ein anderes zu transportieren. In the prior art, there are several tools that can be used to fix and transport substrates. These tools are mostly controlled by robots in order to transport substrates from one module to another within a device, in particular a vacuum device.
Beispielsweise zeigen die EP3306397B 1 und die EP3382749A1 Werkzeuge zum Fixieren beziehungsweise zum Halten eines Substrates, ausgestattet mit Saugnäpfen als Fixierelemente. Die Saugnäpfe haben eine wohldefinierte Höhe und sind nicht höhenverstellbar. Vielmehr kann in der EP3382749A1 lediglich ein Saufnapfhalter und somit indirekt der entsprechende Saugnapf bewegt werden. Eine Veränderung der Höhe der Saugnäpfe ist somit nicht möglich. Lediglich kann indirekt eine Relativbewegung der Saugnäpfe ohne eine Verstellung der Höhe durchgeführt werden. Somit sind Aktuatoren und weitere Bauteile notwendig, um die Position der Saugnapfoberfläche zur Kontaktierung des Substrates zu verstellen. Derartige Werkzeuge haben den Nachteil, dass diese eine relativ große Höhe beziehungsweise Dicke aufweisen. Daher sind diese Werkzeuge auf Grund der Vielzahl von Bauteilen sowie eingebauter Elektronik nur sehr eingeschränkt oder gar nicht geeignet sind, Substrate aufzunehmen, welche in Boxen dicht aneinander gestapelt sind. Der Platz zwischen den Substraten in einer solchen Box ist relativ eingeschränkt. Werkzeuge im Stand der Technik weisen allerdings keine Möglichkeit auf, die Höhe der Saugnäpfe zu variieren und können daher in den seltensten Fällen eingesetzt werden, um Substrate aus solchen Boxen zu entfernen. For example, EP3306397B1 and EP3382749A1 show tools for fixing or holding a substrate, equipped with suction cups as fixing elements. The suction cups have a well-defined height and are not height-adjustable. Rather, in EP3382749A1 only one suction cup holder and thus indirectly the corresponding suction cup can be moved. It is therefore not possible to change the height of the suction cups. A relative movement of the suction cups can only be carried out indirectly without adjusting the height. Thus, actuators and other components are necessary to adjust the position of the suction cup surface for contacting the substrate. Such tools have the disadvantage that they have a relatively large height or thickness. Therefore, due to the large number of components and built-in electronics, these tools are only very limited or not at all suitable for picking up substrates that are stacked close together in boxes. The space between the substrates in such a box is relatively limited. However, tools in the prior art do not have the option of varying the height of the suction cups and can therefore only be used in the rarest of cases to remove substrates from such boxes.
Weiterhin ist bei der Bearbeitung von Substraten, beispielsweise beim Bonden von Substraten, der Raum zum Positionieren der Substrate sehr begrenzt, so dass übliche Vorrichtungen zum Fixieren auf Grund ihrer Höhe nachteilig sind und die Vorrichtungen größer beziehungsweise aufwendiger gestaltet sind. Furthermore, when processing substrates, for example when bonding substrates, the space for positioning the substrates is very limited, so that conventional devices for fixing are disadvantageous due to their height and the devices are designed to be larger or more complex.
Ein weiteres Problem beim Entnehmen aus Substratboxen und beim Bearbeiten von Substraten ist, dass Substrate nicht exakt planar ausgerichtet sind. Entsprechend kann eine Vorrichtung zum Fixieren bei der Kontaktierung eines unebenen Substrates nicht exakt arbeiten. Vielmehr werden die Fixierelemente das Substrat zu unterschiedlichen Zeitpunkten oder nur unzureichend kontaktieren. Somit ist mit herkömmlichen Werkzeugen eine Fixierung von unebenen Substraten nur eingeschränkt möglich. Another problem when removing substrate boxes and processing substrates is that substrates are not exactly planar. Accordingly, a device for fixing when contacting an uneven substrate cannot work accurately. Rather, the fixing elements will contact the substrate at different points in time or only insufficiently. This means that fixing uneven substrates with conventional tools is only possible to a limited extent.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die im Stand der Technik aufgeführten Nachteile zumindest zum Teil zu beseitigen, insbesondere vollständig zu beseitigen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren zum Fixieren von Substraten aufzuzeigen. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren aufzuzeigen, mit denen eine Fixierung von nicht planaren, also gekrümmten oder gebogenen Substraten, ermöglicht wird. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren aufzuzeigen, mit welchen die Fixierung eines Substrates auch bei wenig Platz und geringem Rangierbereich ermöglicht wird. It is therefore the object of the invention to at least partially eliminate, in particular completely eliminate, the disadvantages listed in the prior art. In particular, it is an object of the invention to provide an improved device and an improved method for fixing substrates. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a device and a method with which a Fixation of non-planar, ie curved or curved substrates is made possible. In addition, it is the object of the present invention to show a device and a method with which the fixing of a substrate is made possible even when there is little space and a small maneuvering area.
Die vorliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei in der Beschreibung, in den Ansprüchen und/oder den Zeichnungen angegebenen Merkmalen. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart gelten und in beliebiger Kombination beanspruchbar sein. The present object is achieved with the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. All combinations of at least two features specified in the description, in the claims and/or in the drawings also fall within the scope of the invention. In the case of specified value ranges, values lying within the specified limits should also apply as disclosed limit values and be claimable in any combination.
Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Fixieren eines Substrates, zumindest aufweisend einen Substrathalter mit mindestens einem Fixierelement zum Kontaktieren des Substrates, wobei das mindestens eine Fixierelement durch einen Fluidstrom höhenverstellbar ist. Accordingly, the invention relates to a device for fixing a substrate, at least having a substrate holder with at least one fixing element for contacting the substrate, wherein the at least one fixing element can be adjusted in height by a fluid flow.
Das mindestens eine Fixierelement steht dabei zumindest teilweise einer Substrathalteroberfläche vor, so dass eine Kontaktierung des zu fixierenden Substrates mit einer Fixerelementoberfläche vollzogen wird. Auch denkbar ist, dass das mindestens einen Fixierelement teilweise in dem Substrathalter eingelassen ist. Das mindestens eine Fixierelement ist dabei höhenverstellbar und wird somit insbesondere gestreckt beziehungsweise gestaucht. Das mindestens eine Fixierelement ist dabei vorzugsweise elastisch verformbar. Die absolute räumliche Ausdehnung des mindestens einen Fixierelements wird somit geändert, vorzugsweise in einer Richtung senkrecht zu dem Substrathalter, so dass die Höhe beziehungsweise Dicke der Vorrichtung insgesamt veränderbar ist. Somit weist das mindestens eine Fixierelement in einer ersten Position ohne das Wirken eines Fluidstroms im Bereich des mindestens einen Fixierelementes eine Höhe auf, welche durch den Fluidstrom verstellbar ist. Gleichzeitig wird somit eine Kontaktierungsfläche des mindestens einen Fixierelementes bewegt, so dass das Substrat vorteilhaft fixierbar ist, ohne eine Relativbewegung des Substrathalters oder weiterer Bauteile durchzuführen. Das mindestens eine Fixierelement ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass die Höhenverstellung entlang einer Achse, welche senkrecht zum Substrathalter angeordnet ist, durchführbar ist. The at least one fixing element protrudes at least partially from a substrate holder surface, so that the substrate to be fixed is contacted with a fixing element surface. It is also conceivable that the at least one fixing element is partially embedded in the substrate holder. The at least one fixing element is height-adjustable and is thus in particular stretched or compressed. The at least one fixing element is preferably elastically deformable. The absolute spatial extent of the at least one fixing element is thus changed, preferably in a direction perpendicular to the substrate holder, so that the height or thickness of the device is changeable overall. Thus, in a first position without the action of a fluid flow in the region of the at least one fixing element, the at least one fixing element has a height which can be adjusted by the fluid flow. At the same time, a contacting surface of the at least one fixing element is thus moved, so that the substrate can advantageously be fixed without performing a relative movement of the substrate holder or other components. The at least one fixing element is preferably designed in such a way that the height adjustment can be carried out along an axis which is arranged perpendicular to the substrate holder.
Daher ist die Vorrichtung zum Fixieren zum Einsatz in Bereichen mit wenig Platz, insbesondere zur Entnahme eines Substrates aus einer Box mit mehreren eng angeordneten Substraten, prädestiniert. Zudem kann die Höhe vorteilhaft an unebene Substrate angepasst werden, insbesondere wenn die Vorrichtung mehrere Fixierelemente aufweist, so dass die Hafteigenschaften der Fixierung verbessert werden und eine Krafteinwirkung des mindestens einen Fixierelementes auf das fixierte Substrat verringert wird. Vorteilhaft ist weiterhin, dass eine Kontaktierung kontrolliert durchführbar ist und keine elektrischen Bauteile im Substrathalter zur Höhenverstellung wirken. The device for fixing is therefore predestined for use in areas with little space, in particular for removing a substrate from a box with a number of closely arranged substrates. In addition, the height can advantageously be adapted to uneven substrates, in particular if the device has a plurality of fixing elements, so that the adhesive properties of the fixation are improved and the force exerted by the at least one fixing element on the fixed substrate is reduced. It is also advantageous that contacting can be carried out in a controlled manner and that no electrical components in the substrate holder are used to adjust the height.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass das mindestens eine Fixierelement zumindest einen durchgehenden Hohlraum aufweist, so dass der Fluidstrom durch das mindestens ein Fixierelement leitbar ist. Durch das Beaufschlagen mit dem Fluidstrom beziehungsweise durch das Durchleiten des Fluidstroms durch den durchgehenden Hohlraum in dem mindestens einen Fixierelement, kann die Höhe vorteilhaft effizient und kontrolliert erfolgen. Weist der Substrathalter mehrere Fixierelemente mit individuell steuerbaren Fluidströmen auf, kann zudem eine Höhenverstellung vorteilhaft einzeln durchgeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass der Substrathalter eine an den zumindest einen durchgehenden Hohlraum anschließende Fluidkanalöffnung aufweist. An die Fluidkanalöffnung ist insbesondere ein Fluidkanal angeschlossen, welcher somit mit dem durchgehenden Hohlraum des mindestens einen Fixierelementes fluidisch verbunden ist. Auf diese Weise kann vorteilhaft der zur Höhenverstellung wirkende Fluidstrom über einen oder mehrere Fluidkanäle, die insbesondere im Inneren des Substrathalters angeordnet sind, gesteuert werden. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the at least one fixing element has at least one continuous cavity, so that the fluid flow can be guided through the at least one fixing element. By applying the fluid flow or by passing the fluid flow through the continuous cavity in the at least one fixing element, the height can advantageously be set efficiently and in a controlled manner. If the substrate holder has a plurality of fixing elements with individually controllable fluid flows, height adjustment can also advantageously be carried out individually. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the substrate holder has a fluid channel opening adjoining the at least one continuous cavity. In particular, a fluid channel is connected to the fluid channel opening, which is thus fluidically connected to the continuous cavity of the at least one fixing element. In this way, the fluid flow acting to adjust the height can advantageously be controlled via one or more fluid channels, which are arranged in particular in the interior of the substrate holder.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass das mindestens eine Fixierelement zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist. Durch eine Dehnung des mindestens einen Fixierelements im elastischen Bereich, kann vorteilhaft die Höhe über den Fluidstrom eingestellt werden. Wenn das mindestens einen Fixierelement nicht mit einem Fluidstrom beaufschlagt wird beziehungsweise keine Strömungswiderstände auf das mindestens einen Fixierelement wirken, nimmt das mindestens einen Fixierelement seine ursprüngliche Form und insbesondere Höhe wieder an. Dabei ist das Material des mindestens einen Fixierelements vorzugsweise ein dehnbares Material. Das mindestens eine Fixierelement ist dabei so ausgelegt, dass eine Dehnung in Folge des Wirkens des Fluidstroms bei den üblich zu erwartenden Belastungszuständen im elastischen Bereich des Materials durchgeführt wird. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the at least one fixing element is at least partially elastic. By stretching the at least one fixing element in the elastic range, the height can advantageously be adjusted via the fluid flow. If the at least one fixing element is not subjected to a fluid flow or no flow resistance acts on the at least one fixing element, the at least one fixing element resumes its original shape and in particular its height. The material of the at least one fixing element is preferably a stretchable material. The at least one fixing element is designed in such a way that an elongation is carried out as a result of the action of the fluid flow under the load conditions that are usually to be expected in the elastic range of the material.
In einer Erweiterung der Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass das mindestens eine Fixierelement ein Elektrikum ist. Dadurch wird es möglich das Fixierelement zu erden. Im Stand der Technik existieren beispielsweise leitfähige Polymere, aus denen das Fixierelement hergestellt werden kann. Die elektrische Leitfähigkeit liegt zwischen 10E8 S/m und 10E-1 1 S/m, vorzugsweise zwischen 10E7 S/m und 10E- 1 1 S/m, noch bevorzugter zwischen 10E6 S/m und 10E- 11 S/m, am bevorzugtesten zwischen 10E5 S/m und 10E- 11 S/m. In an extension of the embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the at least one fixing element is an electric element. This makes it possible to ground the fixing element. In the prior art, for example, there are conductive polymers from which the fixing element can be produced. The electrical conductivity is between 10E8 S/m and 10E-11 S/m, preferably between 10E7 S/m and 10E-11 S/m, more preferably between 10E6 S/m and 10E-11 S/m, most preferably between 10E5 S/m m and 10E-11S/m.
In einer Erweiterung der Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass das mindestens eine Fixierelement eine staubabweisende Schicht aufweist. Dadurch soll die Anhaftung von Kontaminationen unterbunden oder zumindest weitestgehend reduziert werden. Denkbar ist beispielsweise die Verwendung einer Antihaftschicht (engl. : anti sticking layer, ASL). In an extension of the embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the at least one fixing element has a dust-repellent layer. This is intended to prevent or at least reduce as far as possible the adhesion of contamination. For example, the use of an anti-sticking layer (ASL) is conceivable.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass das mindestens eine Fixierelement einen federnden Abschnitt aufweist. Der federnde Abschnitt ist dabei hauptsächlich verantwortlich für die Höhenverstellung des mindestens einen Fixierelements bei einer Beaufschlagung mit dem Fluidstrom. Der federnde Abschnitt stellt somit im Hinblick auf die Ausdehnung des mindestens einen Fixierelementes senkrecht zum Substrathalter eine Federkraft bereit. Bevorzugt wird der federnde Abschnitt durch mehrere Faltungen in eine Außenwand des mindestens einen Fixierelementes gebildet. Der durchgehende Hohlraum ist dann zentral um Achse der Höhenverstellung angeordnet. Auf diese Weise kann die Höhe des mindestens einen Fixierelements vorteilhaft einfach und kontrolliert verstellt werden. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the at least one fixing element has a resilient section. The resilient section is mainly responsible for the height adjustment of the at least one fixing element when it is acted upon by the fluid flow. The resilient section thus provides a spring force with regard to the expansion of the at least one fixing element perpendicular to the substrate holder. The resilient section is preferably formed by several folds in an outer wall of the at least one fixing element. The continuous cavity is then arranged centrally around the axis of the height adjustment. In this way, the height of the at least one fixing element can advantageously be adjusted easily and in a controlled manner.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass das mindestens eine Fixierelement ein Strömungswiderstandsabschnitt aufweist. Der Strömungswiderstandsabschnitt ist dabei insbesondere im Bereich einer oberen Öffnung des mindestens einen Fixierelementes gebildet und fluidisch an dem zumindest einen durchgehenden Hohlraum angeschlossen. Der Strömungswiderstandsabschnitt weist dabei vorzugsweise ebenfalls Öffnungen auf, so dass der durch den Hohlraum geleitete Fluidstrom aus dem mindestens einen Fixierelement austreten beziehungsweise eintreten kann und durch das Fixierelement leitbar ist. Der Strömungswiderstandsabschnitt ist somit kein Deckel und verschließt das mindestens einen Fixierelement beziehungsweise den durchgehenden Hohlraum nicht vollständig. Vorzugsweise ist der Strömungswiderstandsabschnitt so ausgebildet, dass dieser ein rundes und plattenähnliches Zentralteil aufweist, welches über Stege mit einem äußeren Rand verbunden ist. Der periphere Rand ist vorzugsweise ebenfalls rund und mit dem federnden Abschnitt verbunden. Dadurch kann vorteilhaft über die Dimensionierung des Zentralteils der gewünschte Strömungswiderstand zur Höhenverstellung mittels des Fluidstroms bereitgestellt werden. Besonders bevorzugt fluchtet ein Mittelpunkt des Zentralteils mit einer Zentralenachse des mindestens einen Fixierelementes. Dabei ist die Zentralachse parallel beziehungsweise identisch mit der Achse, welche die Richtung der Höhenverstellung des mindestens einen Fixierelementes vorgibt. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the at least one fixing element has a flow resistance section. The flow resistance section is formed in particular in the area of an upper opening of the at least one fixing element and is fluidically connected to the at least one continuous cavity. The flow resistance section preferably also has openings, so that through the Cavity-directed fluid flow can exit or enter from the at least one fixing element and can be guided through the fixing element. The flow resistance section is therefore not a cover and does not completely close the at least one fixing element or the continuous cavity. Preferably, the flow resistance portion is formed such that it has a round and plate-like central part, which is connected to an outer edge via webs. The peripheral edge is preferably also round and connected to the resilient portion. As a result, the desired flow resistance for the height adjustment by means of the fluid flow can advantageously be provided via the dimensioning of the central part. A center point of the central part is particularly preferably aligned with a central axis of the at least one fixing element. The central axis is parallel or identical to the axis that specifies the direction of the height adjustment of the at least one fixing element.
Der Strömungswiderstandsabschnitt stellt dabei gezielt einen Strömungswiderstand bereit, um das mindestens einen Fixierelement in der Höhe zu verstellen. Der Strömungswiderstandsabschnitt erzeugt somit bei einer Beaufschlagung des mindestens einen Fixierelementes insbesondere für eine Druckdifferenz zwischen dem Druck im Inneren des Fixierelementes, insbesondere im durchgehenden Hohlraum, und einem dem Strömungswiderstandsabschnitt strömungstechnisch nachgelagerten Druck. Auf diese Weise kann durch die Dimensionierung und Anordnung des Strömungswiderstandsabschnitts sowie durch den Fluidstrom die Höhe des mindestens einen Fixierelementes vorteilhaft gezielt eingestellt beziehungsweise besonders genau höhenverstellt werden. Bevorzugt ist durch dem Strömungswiderstandsabschnitt eine Kontraktion des mindestens einen Fixierelementes vorgebbar. In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass der Strömungswiderstandsabschnitt auf einer dem Substrathalter abgewandten Seite des mindestens einen Fixierelementes angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Strömungswiderstandsabschnitt an einem dem Substrathalter gegenüberliegenden Ende des Fixierelementes ausgebildet. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein möglichst großer Teil des Fixierelementes in der Höhe verstellt werden. Somit stellt der Strömungswiderstandsabschnitt vorzugsweise gleichzeitig eine Kontaktfläche zur Kontaktierung des zu fixierenden Substrates bereit. Denkbar ist auch der Strömungswiderstandsabschnitt zusätzlich eine Schicht oder ein Bauteil zur besonders schonenden Kontaktierung aufweist. The flow resistance section specifically provides a flow resistance in order to adjust the height of the at least one fixing element. The flow resistance section thus generates when the at least one fixing element is acted upon, in particular for a pressure difference between the pressure inside the fixing element, in particular in the continuous cavity, and a pressure downstream of the flow resistance section in terms of flow. In this way, the height of the at least one fixing element can advantageously be specifically set or height-adjusted particularly precisely by the dimensioning and arrangement of the flow resistance section and by the fluid flow. A contraction of the at least one fixing element can preferably be predetermined by the flow resistance section. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the flow resistance section is arranged on a side of the at least one fixing element that faces away from the substrate holder. The flow resistance section is preferably formed at an end of the fixing element which is opposite the substrate holder. In this way, the largest possible part of the fixing element can advantageously be adjusted in height. Thus, the flow resistance section preferably at the same time provides a contact surface for contacting the substrate to be fixed. It is also conceivable that the flow resistance section additionally has a layer or a component for particularly gentle contacting.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass der Strömungswiderstandsabschnitt durch ein, insbesondere an den federnden Abschnitt, anbringbares Strömungswiderstandsbauteil gebildet wird. Das Strömungswiderstandsbauteil ist vorzugsweise ein Spritzgussbauteil und kann an das mindestens einen Fixierelement vorteilhaft angebracht werden. Somit kann das Strömungswiderstandsbauteil vorteilhaft auf den j eweiligen Anwendungsfall ausgelegt und ausgetauscht werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass entsprechend geeignete Fixierelemente mit einem Strömungswiderstandsbauteil nachgerüstet werden können, um eine Höhenverstellbarkeit besonders einfach und reguliert zu ermöglichen. Das Strömungswiderstandsbauteil ist besonders bevorzugt an den federnden Abschnitt des mindestens einen Fixierelementes fixierbar beziehungsweise einrastbar. Dazu weist das Strömungswiderstandsbauteil vorzugsweise entsprechende Rastnasen oder ähnliche Abschnitte zur Fixierung auf. Die Art der Befestigung ist dabei ganz besonders bevorzugt lösbar. Auf diese Weise kann vorteilhaft flexibel der Strömungswiderstand über das Strömungswiderstandsbauteil eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass das Strömungswiderstandsbauteil zumindest teilweise in dem durchgehenden Hohlraum angeordnet ist. Durch eine Anordnung des Strömungswiderstandsbauteils innerhalb des durchgehenden Hohlraums, kann der Fluidstrom besonders kontrolliert und ohne weitere Strömungseinflüsse von außerhalb des mindestens einen Fixerelements auf das Strömungswiderstandsbauteil wirken. Somit kann die Höhenverstellung besonders kontrolliert und effizient durchgeführt werden. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the flow resistance section is formed by a flow resistance component that can be attached, in particular to the resilient section. The flow resistance component is preferably an injection molded component and can advantageously be attached to the at least one fixing element. The flow resistance component can thus be advantageously designed and replaced for the respective application. A further advantage is that correspondingly suitable fixing elements can be retrofitted with a flow resistance component in order to enable height adjustment in a particularly simple and regulated manner. The flow resistance component can particularly preferably be fixed or latched to the resilient section of the at least one fixing element. For this purpose, the flow resistance component preferably has corresponding latching lugs or similar sections for fixing. The type of attachment is particularly preferably detachable. In this way, the flow resistance can advantageously be set flexibly via the flow resistance component. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the flow resistance component is at least partially arranged in the continuous cavity. By arranging the flow resistance component within the continuous cavity, the fluid flow can act on the flow resistance component from outside the at least one fixing element in a particularly controlled manner and without further flow influences. The height adjustment can thus be carried out in a particularly controlled and efficient manner.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass das Strömungswiderstandsbauteil zumindest teilweise eine Außenwand des durchgehenden Hohlraums ausbildet. Das Strömungswiderstandsbauteil schließt somit unmittelbar an die dem Substrathalter abgewandte Öffnung des mindestens einen Fixierelementes an beziehungsweise bildet ein oberes Ende des Fixierelementes. Auf diese Weise kann das Strömungswiderstandsbauteil vorteilhaft einen Strömungswiderstand am oberen Ende bereitstellen und das mindestens einen Fixierelement entlang der gesamten Höhe verstellt werden. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the flow resistance component at least partially forms an outer wall of the continuous cavity. The flow resistance component thus directly adjoins the opening of the at least one fixing element facing away from the substrate holder or forms an upper end of the fixing element. In this way, the flow resistance component can advantageously provide a flow resistance at the upper end and the at least one fixing element can be adjusted along the entire height.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass das mindestens eine Fixierelement in einem nicht beaufschlagten Zustand eine bestimmte Höhe aufweist. In dem nicht beaufschlagten beziehungsweise expandierten Zustand, weist das mindestens einen Fixierelement somit die bestimmte beziehungsweise ursprüngliche Höhe auf, welche das mindestens einen Fixierelement ohne das Wirken des Fluidstroms aufweist. Auf diese Weise der Substrathalter mit dem mindestens einen Fixierelement besonders genau und vorgebbar in der Nähe des zu fixierenden Substrates positionierbar. Weiterhin nimmt bei einer Kontraktion (Verringerung der Höhe) des mindestens einen Fixierelements durch den Fluidstrom das mindestens einen Fixierelement nach einer Unterbrechung des Fluidstroms vorteilhaft die bestimmte Höhe wieder ein. Durch die Kombination dieser Merkmale wird erreicht, dass die Vorrichtung zunächst eine geringe Dicke beziehungsweise Höhe aufweist (Kontraktion des mindestens einen Fixierelementes beziehungsweise aller Fixierelemente), platzsparend in der Nähe des zu fixierenden Substrates positioniert werden kann und dann eine Kontaktierung durch eine Unterbrechung des Fluidstroms erfolgt. Somit kann besonders einfach und schonend eine Kontaktierung durchgeführt werden, insbesondere in engen Bereichen (z.B. in Substratboxen). In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the at least one fixing element has a certain height in a non-actuated state. In the unloaded or expanded state, the at least one fixing element thus has the specific or original height that the at least one fixing element has without the action of the fluid flow. In this way, the substrate holder with the at least one fixing element can be positioned particularly precisely and predeterminably in the vicinity of the substrate to be fixed. Furthermore, in the event of a contraction (reduction in height) of the at least one fixing element due to the fluid flow, the at least one fixing element advantageously resumes the specific height after an interruption in the fluid flow. through the The combination of these features means that the device initially has a small thickness or height (contraction of the at least one fixing element or all fixing elements), can be positioned in a space-saving manner near the substrate to be fixed and then contact is made by interrupting the fluid flow. Contacting can thus be carried out in a particularly simple and gentle manner, in particular in narrow areas (eg in substrate boxes).
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass die bestimmte Höhe des mindestens einen Fixierelementes um mindestens 1/4, bevorzugt um mindestens 1/3, noch bevorzugter um mindestens 1/2 durch eine Beaufschlagung mit dem Fluidstrom reduzierbar ist. In anderen Worten kann die Höhe beziehungsweise die Ausdehnung senkrecht zu der Substrathalteroberfläche (z-Richtung) des mindestens einen Fixierelementes mindestens auf 3/4, bevorzugt auf mindestens 2/3, noch bevorzugter auf mindestens die Hälfte der bestimmten Höhe durch die Beaufschlagung mit dem Fluidstrom zumindest zeitweise verringert werden. Dabei fließt der Fluidstrom vorzugsweise durch das mindestens eine Fixierelement in Richtung des Substrathalters. Besonders bevorzugt wird zur Reduzierung der Höhe beziehungsweise zur Kontraktion des mindestens einen Fixierelementes auf der Seite des Substrathalters ein Unterdrück erzeugt. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the specific height of the at least one fixing element can be reduced by at least 1/4, preferably by at least 1/3, more preferably by at least 1/2 by being acted upon by the fluid flow. In other words, the height or the extent perpendicular to the substrate holder surface (z-direction) of the at least one fixing element can be reduced to at least 3/4, preferably at least 2/3, more preferably at least half of the specific height due to the impingement of the fluid flow be reduced at least temporarily. The fluid flow preferably flows through the at least one fixing element in the direction of the substrate holder. A vacuum is particularly preferably generated to reduce the height or to contract the at least one fixing element on the side of the substrate holder.
Ganz besonders bevorzugt wird das mindestens eine Fixierelement durch ein Evakuieren eines Fluidkanals in oder unterhalb des Substrathalters zusammengezogen beziehungsweise die Höhe verringert. Dabei ist der Fluidkanal mit dem durchgehenden Hohlraum des mindestens einen Fixierelementes fluidisch verbunden. Weiterhin kann nach einer Unterbrechung der Evakuierung die Kontaktierung mit dem Substrat eingeleitet werden, da der Fluidstrom durch die Unterbrechung ebenfalls stoppt. Nach einer Kontaktierung kann das Substrat durch ein zeitlich nachgelagertes Evakuieren an das mindestens eine Fixierelement angesogen und noch besser zum Transport gehalten werden. The at least one fixing element is very particularly preferably contracted or the height reduced by evacuating a fluid channel in or below the substrate holder. In this case, the fluid channel is fluidically connected to the continuous cavity of the at least one fixing element. Furthermore, after the evacuation has been interrupted, contact with the substrate can be initiated, since the fluid flow through the interruption also stops. After contacting, the substrate can be sucked onto the at least one fixing element by subsequent evacuation and held even better for transport.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass ein Fluidkanal, der vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb des Substrathalters angeordnet ist, mit dem durchgehenden Hohlraum des mindestens einen Fixierelementes fluidisch verbunden ist. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that a fluid channel, which is preferably at least partially arranged inside the substrate holder, is fluidically connected to the continuous cavity of the at least one fixing element.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass durch ein Evakuieren des Fluidkanals das mindestens eine Fixierelement in Richtung des Substrathalters gestaucht wird. Dabei zieht sich vorzugsweise der federnde Abschnitt des mindestens einen Fixierelementes zusammen. Der gefaltete und flexible Abschnitt der Außenwand des mindestens einen Fixierelementes wird, wie der Balg eines Handzuginstrumentes (z.B. Ziehharmonika oder Akkordeon), zusammengedrückt beziehungsweise zusammengezogen, wodurch die Höhe des mindestens einen Fixierelements verringert wird. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the at least one fixing element is compressed in the direction of the substrate holder by evacuating the fluid channel. In this case, the resilient section of the at least one fixing element preferably contracts. The folded and flexible section of the outer wall of the at least one fixing element is compressed or contracted like the bellows of a hand-pulled instrument (e.g. concertina or accordion), thereby reducing the height of the at least one fixing element.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass durch ein Fluten des Fluidkanals das mindestens eine Fixierelement in eine Richtung weg von dem Substrathalter gestreckt wird. Der Fluidstrom fließt somit vorzugsweise durch die Fluidkanalöffnung durch den zumindest einen durchgehenden Hohlraum und oben aus dem mindestens einen Fixierelement heraus, wobei besonders bevorzugt durch den Strömungswiderstandsabschnitt ein besonders einfaches und kontrolliertes Strecken beziehungsweise Verstellen (Erhöhen) der Höhe des mindestens einen Fixierelementes erfolgt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass der Substrathalter drei oder mehr Fixierelemente aufweist. Besonders bevorzugt weist der Substrathalter mindestens fünf und ganz besonders bevorzugt mindestens zehn Fixierelemente auf. Die Fixierelemente sind dabei wie das mindestens eine Fixierelement ausgebildet. Dabei sind die Fixierelemente allesamt über die Beaufschlagung mit einem Fluidstrom höhenverstellbar. In one embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the at least one fixing element is stretched in a direction away from the substrate holder by flooding the fluid channel. The fluid flow thus preferably flows through the fluid channel opening through the at least one continuous cavity and out of the at least one fixing element at the top, with the flow resistance section particularly preferably allowing the height of the at least one fixing element to be stretched or adjusted (increased) in a particularly simple and controlled manner. In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that the substrate holder has three or more fixing elements. The substrate holder particularly preferably has at least five and very particularly preferably at least ten fixing elements. The fixing elements are designed like the at least one fixing element. The height of the fixing elements can all be adjusted by applying a fluid flow.
Bevorzugt sind die Fixierelemente regelmäßig auf dem Substrathalter angeordnet. Der Substrathalter ist dabei bevorzugt gabelförmig ausgebildet, wobei die Fixierelemente entlang von Zinken des gabelförmigen Substrathalters angeordnet sind. Auf diese Weise kann das Substrat besonders einfach entlang der Zinken fixiert werden. The fixing elements are preferably arranged regularly on the substrate holder. The substrate holder is preferably designed in the form of a fork, with the fixing elements being arranged along tines of the fork-shaped substrate holder. In this way, the substrate can be fixed particularly easily along the prongs.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten ist vorgesehen, dass in dem Substrathalter oder unterhalb ein Fluidkanal ausgebildet ist, welcher j eweils mit mindestens einem durchgehenden Hohlraum von mindestens zwei Fixierelementen fluidisch verbunden ist. Auf diese Weise können vorteilhaft mehrere Fixierelemente durch ein Fluten beziehungsweise Evakuieren des Fluidkanals in der Höhe verstellt werden. Ganz besonders bevorzugt sind sämtliche Fixierelemente beziehungsweise die j eweiligen durchgehenden Hohlräume fluidisch mit einem Fluidkanal verbunden. Vorzugsweise sind die Fluidkanäle ebenfalls allesamt fluidisch verbunden, so dass alle Fixierelemente der Vorrichtung zum Fixieren eines Substrates fast gleichzeitig beziehungsweise parallel in der Höhe verstellt werden können. Dabei weisen ganz besonders bevorzugt sämtliche Fixierelemente j eweils ein gleich dimensionierten Strömungswiderstandsabschnitt beziehungsweise Strömungswiderstandsbauteil auf. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fixieren eines Substrates, aufweisend zumindest die folgenden Schritte, i) Bereitstellung einer Vorrichtung zum Fixieren eines Substrates, zumindest aufweisend: In a preferred embodiment of the device for fixing substrates, it is provided that a fluid channel is formed in the substrate holder or below it, which is in each case fluidly connected to at least one continuous cavity of at least two fixing elements. In this way, the height of a plurality of fixing elements can advantageously be adjusted by flooding or evacuating the fluid channel. All fixing elements or the respective continuous cavities are particularly preferably fluidly connected to a fluid channel. The fluid channels are preferably also all fluidically connected, so that all fixing elements of the device for fixing a substrate can be adjusted in height almost simultaneously or in parallel. It is particularly preferred that all fixing elements each have an equally dimensioned flow resistance section or flow resistance component. Furthermore, the invention relates to a method for fixing a substrate, having at least the following steps, i) providing a device for fixing a substrate, at least having:
-einen Substrathalter mit mindestens einem Fixierelement zum Kontaktieren des Substrates, wobei das mindestens eine Fixierelement durch einen Fluidstrom höhenverstellbar ist, ii) Beaufschlagung des mindestens einen Fixierelementes mit dem Fluidstrom, iii) Positionierung des Substrathalters relativ zu dem Substrat, iv) Unterbrechung des Fluidstroms zur Kontaktierung des Substrates. -a substrate holder with at least one fixing element for contacting the substrate, wherein the at least one fixing element can be adjusted in height by a fluid flow, ii) applying the fluid flow to the at least one fixing element, iii) positioning the substrate holder relative to the substrate, iv) interrupting the fluid flow for Contacting the substrate.
Die Vorrichtung, welche in Schritt i) bereitgestellt wird, kann zudem sämtliche Merkmale der Vorrichtung zum Fixieren eines Substrates aufweisen. Das Beaufschlagen in Schritt ii) kann zeitlich vorher, nachher oder zeitgleich mit dem Positionieren in Schritt iii) erfolgen. Das Unterbrechen des Fluidstroms in Schritt iv) erfolgt zeitlich nach Schritt ii) und Schritt iii). Auf diese Weise kann mit dem Verfahren zum Fixieren eines Substrates vorteilhaft kontrolliert und in engen Bereichen ein Substrat fixiert werden. The device that is provided in step i) can also have all the features of the device for fixing a substrate. The application in step ii) can take place before, after or at the same time as the positioning in step iii). The fluid flow is interrupted in step iv) after step ii) and step iii). In this way, the method for fixing a substrate can advantageously be controlled and a substrate can be fixed in narrow areas.
Dabei ist vorteilhaft, dass das mindestens eine Fixierelement beziehungsweise die Fixierelemente insbesondere elastisch sind, so dass diese sich daher nur ausdehnen, bis ein Kontakt zu einer Substratoberfläche besteht. Ist die Substratoberfläche gewölbt, so passt sich das mindestens eine Fixierelement beziehungsweise die Fixierelemente an unterschiedlichen Positionen entsprechend unterschiedlich an, d.h. werden unterschiedlich stark expandieren. In anderen Worten legen sich die elastischen Fixierelemente besonders vorteilhaft an nicht planare Substrate an, so dass die Fixierung noch besser und unabhängig von der Position eine Wölbung durchgeführt werden kann. Zudem kann das Verfahren nach Schritt iv) zusätzlich den folgenden Schritt aufweist: v) (erneutes) Beaufschlagen des mindestens einen Fixierelementes gemäß Schritt ii) des Substrates. Dadurch wird das kontaktierte Substrat noch besser fixiert und wird insbesondere angesogen. Auf diese Weise wird das Substrat beispielsweise Vakuum fixiert. It is advantageous that the at least one fixing element or the fixing elements are in particular elastic, so that they only expand until there is contact with a substrate surface. If the substrate surface is curved, the at least one fixing element or the fixing elements adapt differently at different positions, ie will expand to different extents. In other words, the elastic fixing elements contact non-planar substrates in a particularly advantageous manner, so that the fixing can be carried out even better and independent of the position of a curvature. In addition, after step iv), the method can additionally have the following step: v) (re)acting on the at least one fixing element according to step ii) of the substrate. As a result, the contacted substrate is fixed even better and is in particular sucked. In this way, the substrate is fixed, for example, in a vacuum.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Fixieren ist vorgesehen, dass die Beaufschlagung in Schritt ii) eine Evakuierung oder eine Flutung mindestens eines Fluidkanals des Substrathalters umfasst. Der Fluidkanal ist vorzugsweise fluidisch mit einem durchgehenden Hohlraum des mindestens einen Fixierelementes verbunden. Durch die Evakuierung des Fluidkanals wird die Höhe des mindestens einen Fixierelementes beziehungsweise der Fixierelemente vorzugsweise verringert. Durch die Flutung des Fluidkanals wird die Höhe des mindestens einen Fixierelementes beziehungsweise der Fixierelemente vorzugsweise erhöht. In a preferred embodiment of the method for fixing, it is provided that the application in step ii) comprises an evacuation or a flooding of at least one fluid channel of the substrate holder. The fluid channel is preferably fluidically connected to a continuous cavity of the at least one fixing element. The evacuation of the fluid channel preferably reduces the height of the at least one fixing element or the fixing elements. The flooding of the fluid channel preferably increases the height of the at least one fixing element or fixing elements.
Im Folgenden werden das mindestens eine Fixierelement beziehungsweise die Fixierelemente als Saugnäpfe beschrieben. Im Gegensatz zu einer reinen Napf-Form sind die Fixierelemente der Vorrichtung zum Fixieren j edoch insbesondere im (unteren) Bereich des Substrathalters geöffnet, so dass ein Fluidstrom durch die Saugnäpfe leitbar ist. The at least one fixing element or the fixing elements are described below as suction cups. In contrast to a pure cup shape, however, the fixing elements of the device for fixing are open, in particular in the (lower) area of the substrate holder, so that a fluid flow can be guided through the suction cups.
Ein wichtiger Aspekt besteht darin, Saugnäpfe beziehungsweise Fixierelemente zu verwenden, deren Höhe durch einen Fluidstrom veränderbar ist. Dabei wird insbesondere ein Bauteil verwendet, welches den Strömungswiderstand beeinflusst. Somit kann dann über eine Regulierung des Fluidstroms die Höhe der Saugnäpfe verändert werden beziehungsweise gesteuert werden. In anderen Worten können durch die Erzeugung eines Luftstroms die Saugnäpfe kontrahieren oder expandieren. An important aspect is to use suction cups or fixing elements, the height of which can be changed by a fluid flow. In this case, in particular, a component is used which influences the flow resistance. Thus, the height of the suction cups can be changed or adjusted by regulating the fluid flow being controlled. In other words, by creating an air flow, the suction cups can contract or expand.
Die Vorrichtung wird als allgemeiner Substrathalter beschrieben. In einer speziellen Ausführungsform wird die Vorrichtung als Werkzeug, insbesondere als Fixierwerkzeug oder Greifer offenbart, mit dessen Hilfe die Entnahme von Substraten und deren Transport innerhalb einer Vorrichtung, insbesondere eines Clusters bestehend aus mehreren Modulen, möglich ist. In diesem Fall ist das Werkzeug meistens Teil eines Roboters, der Teil dieser Vorrichtung, dieses Clusters, ist. The device is described as a general substrate holder. In a specific embodiment, the device is disclosed as a tool, in particular as a fixing tool or gripper, which can be used to remove substrates and transport them within a device, in particular a cluster consisting of a number of modules. In this case, the tool is most often part of a robot that is part of this device, this cluster.
Insbesondere durch die Verwendung eines strömungsbehindernden Bauteils im beziehungsweise am Saugnapf wird die Höhenverstellbarkeit ausschließlich durch die Steuerung des Fluidstroms ermöglicht. Eine mechanische und/oder elektrische Steuerung ist nicht notwendig beziehungsweise nur in Bezug die Einheit, welche den Luftstrom erzeugt. Zudem können geeignete und verbaute Saugnäpfe einfach mit einem neuen Bauteil beziehungsweise Strömungswiderstandsbauteil versehen werden, um durch den Fluidstrom in ihrer Höhe verstellt werden zu können. Das Bauteil beziehungsweise Strömungswiderstandsbauteil kann auch aus mehreren Bauteilen bestehen.In particular, the use of a flow-impeding component in or on the suction cup makes it possible to adjust the height exclusively by controlling the fluid flow. A mechanical and/or electrical control is not necessary or only in relation to the unit that generates the air flow. In addition, suitable and built-in suction cups can easily be provided with a new component or flow resistance component so that their height can be adjusted by the fluid flow. The component or flow resistance component can also consist of several components.
Ein Saugnapf beziehungsweise das mindestens einen Fixierelement ist insbesondere so konstruiert, dass seine Seitenwände gedehnt werden können. Vorzugsweise werden die Seitenwände des Saugnapfs beziehungsweise das mindestens einen Fixierelement als Faltenbalg konstruiert. Durch die Faltenbalgkonstruktion kann der Saugnapf problemlos expandiert und/oder kontrahiert werden. Dabei befindet sich insbesondere auf und/oder im Saugnapf ein Strömungswiderstandsbauteil, welches als zusätzlicher Widerstand für ein strömendes Fluid wirkt. Somit wird zwischen zwei Zuständen unterschieden. A suction cup or the at least one fixing element is constructed in particular in such a way that its side walls can be stretched. The side walls of the suction cup or the at least one fixing element are preferably constructed as bellows. The bellows construction allows the suction cup to be easily expanded and/or contracted. In particular, there is a flow resistance component on and/or in the suction cup, which acts as an additional resistance for a flowing fluid. A distinction is thus made between two states.
Der erste Zustand ist der expandierte Zustand, indem die Saugnäpfe beziehungsweise die Fixierelemente ihre bestimmte Höhe aufweisen. In diesem Zustand findet keine Beaufschlagung mit einem Fluidstrom statt. Dieser Zustand zeichnet sich daher dadurch aus, dass kein Volumenstrom existiert, der zu einer Kontraktion der Saugnäpfe führt. The first state is the expanded state in which the suction cups or the fixing elements have their specific height. In this state, there is no application of a fluid flow. This state is characterized by the fact that there is no volume flow that would cause the suction cups to contract.
Der zweite Zustand ist der kontrahierte oder gedehnte Zustand, indem die Saugnäpfe eine von der bestimmten Höhe abweichende, insbesondere kleinere oder größere Höhe, besitzen. Dieser Zustand zeichnet sich dadurch aus, dass ein Volumenstrom beziehungsweise Fluidstrom die Fixierelemente beaufschlagt. Beispielsweise kommt es durch den Strömungswiderstand im beziehungsweise am Saugnapf zu einem Abfall des Drucks im Inneren des Saugnapfes, so dass dieser sich zusammenzieht und somit die Höhe verringert wird. The second state is the contracted or stretched state, in which the suction cups have a height that deviates from the specific height, in particular that is smaller or larger. This state is characterized in that a volume flow or fluid flow acts on the fixing elements. For example, the flow resistance in or on the suction cup causes the pressure inside the suction cup to drop, so that it contracts and the height is reduced.
Ein Strömungswiderstandsabschnitt ist ein Teil des Saugnapfes. Zudem kann alternativ ein Strömungswiderstandsbauteil, welches j edoch als Teil des mindestens einen Fixierelementes gesehen wird, an dem Fixierelement befestigt werden. Das Strömungswiderstandsbauteil ist vorzugsweise so konstruiert wird, dass es an der Öffnung des Saugnapfes (oberes und dem Substrathalter gegenüberliegendes Ende) befestigt werden kann. Die Aufgabe des Strömungswiderstandsbauteil besteht insbesondere darin, den Druck im Inneren des Saugnapfes weiter zu reduzieren, sobald eine Ansaugung von Gasen über den Saugnapf erfolgt. Das Strömungswiderstandsbauteil kann beliebig geformt sein. Denkbar sind beispielsweise folgende Geometrien:A flow resistance section is part of the suction cup. In addition, as an alternative, a flow resistance component, which is however seen as part of the at least one fixing element, can be fastened to the fixing element. The flow resistance member is preferably constructed so that it can be attached to the opening of the suction cup (upper end and opposite to the substrate holder). The task of the flow resistance component is, in particular, to further reduce the pressure inside the suction cup as soon as gases are sucked in via the suction cup. The flow resistance component can be of any shape. The following geometries are conceivable, for example:
-Platte, insbesondere eine kreisförmige Platte -Plate, in particular a circular plate
-Halbkugelform, konvexe oder planare Seite nach außen-Hemispherical shape, convex or planar side out
-Halbschalenform, konvexe oder konkave Seite nach außen -Half-shell shape, convex or concave side out
-Kegelform, spitze oder planare Seite nach außen. -Cone shape, pointed or planar side out.
In einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Vorrichtung wird ein erster Substrathalter mit Saugnäpfen beschrieben, der vorzugsweise zur Entnahme, zur Fixierung und zum Transport von Substraten eingesetzt werden kann. Dieser erste Substrathalter besitzt eine möglichst geringe Gesamtdicke. Es wird zwischen zwei Gesamtdicken unterschieden. Unter der ersten Gesamtdicke wird die Höhe bei expandierten und nicht mit dem Fluidstrom beaufschlagten Saugnäpfen verstanden. Die Gesamtdicke des Substrathalters ist dann insbesondere kleiner als 5 cm, vorzugsweise kleiner als 4 cm, noch bevorzugter kleiner als 3 cm, am bevorzugtesten kleiner als 2 cm, am allerbevorzugtesten kleiner als 1 cm. In a first exemplary embodiment of the device, a first substrate holder with suction cups is described, which can preferably be used for removing, fixing and transporting substrates. This first substrate holder has the smallest possible overall thickness. A distinction is made between two overall thicknesses. The first overall thickness is understood to be the height when the suction cups are expanded and not subjected to the fluid flow. The overall thickness of the substrate holder is then in particular less than 5 cm, preferably less than 4 cm, more preferably less than 3 cm, most preferably less than 2 cm, most preferably less than 1 cm.
Unter der zweiten Gesamtdicke wird die Höhe bei kontrahierten Saugnäpfen verstanden. Die Gesamtdicke des Substrathalters ist dann insbesondere kleiner als 4 cm, vorzugsweise kleiner als 3 cm, noch bevorzugter kleiner als 2 cm, am bevorzugtesten kleiner als 1 cm, am allerbevorzugtesten kleiner als 0.5 cm. The second overall thickness is understood to be the height when the suction cups are contracted. The overall thickness of the substrate holder is then in particular less than 4 cm, preferably less than 3 cm, more preferably less than 2 cm, most preferably less than 1 cm, most preferably less than 0.5 cm.
Durch die kompakte Bauweise des Substrathalters wird vor allem eine Entnahme und Fixierung von Substraten ermöglicht, die eng aneinander gestapelt vorliegen. Insbesondere in der Halbleiterindustrie werden Substrate in Substratboxen transportiert, gespeichert und gelagert. Der Abstand zwischen den Substraten in einer solchen Substratbox ist relativ gering, um die Substratdichte zu maximieren. Der Abstand zwischen den Substraten beträgt nur einige wenige Zentimeter. The compact design of the substrate holder primarily enables removal and fixing of substrates that are stacked close together. In the semiconductor industry in particular, substrates are transported, saved and stored in substrate boxes. The distance between the substrates in such a substrate box is relatively small in order to maximize substrate density. The distance between the substrates is only a few centimeters.
Der erste beispielhafte Substrathalter besteht aus einer Halterung. Auf der Halterung sind mehrere Saugnäpfe angebracht, die über Kanäle in der Halterung evakuiert werden können. Die Halterung muss einerseits steif genug sein, um nicht abzuknicken, andererseits dünn genug sein, um zwischen eng beieinander liegende Substrate zu passen. Vorzugsweise ist die Halterung eine Bauteilgruppe bestehend aus mindesten einem oberen und unteren Deckel, die vorzugsweise über eine Dichtung, miteinander verbunden werden können. Diese Konstruktionsweise ermöglicht eine möglichst einfache Erzeugung der Kanäle, die einfach in den oberen und/oder unteren Deckel gefräst werden können. Denkbar und bevorzugt wäre allerdings eine direkte Erzeugung der Kanäle in einer voluminösen Halterung, die aus einem Einzelteil hergestellt wird. Ein mögliches Verfahren wäre die Erosion, insbesondere die Funkenerosion. Die Halterung kann so konstruiert sein, dass die Saugnäpfe in Zonen gruppiert werden, so dass alle Saugnäpfe einer Zone gleichzeitig evakuiert werden können. The first exemplary substrate holder consists of a holder. Several suction cups are attached to the mount, which can be evacuated through channels in the mount. The mount must be stiff enough not to kink and thin enough to fit between closely spaced substrates. The holder is preferably a component group consisting of at least one upper and lower cover, which can be connected to one another, preferably via a seal. This type of construction makes it possible to create the channels as simply as possible, which can simply be milled into the upper and/or lower cover. However, it would be conceivable and preferable to produce the channels directly in a voluminous holder that is produced from a single part. One possible method would be erosion, specifically spark erosion. The fixture can be constructed so that the suction cups are grouped into zones so that all the suction cups in a zone can be evacuated at the same time.
Die Halterung kann auch so konstruiert sein, dass die Saugnäpfe einzeln angesteuert werden. The holder can also be designed in such a way that the suction cups can be controlled individually.
Die Halterung wird vorzugsweise in Gabelform konstruiert, sodass das Substrat ausschließlich peripher fixiert werden kann. Eine Gabelform erlaubt dann beispielsweise auch die Entnahme und Fixierung eines nicht vollflächig fixierten Substrats von einem anderen Substrathalter. The holder is preferably designed in the form of a fork, so that the substrate can only be fixed peripherally. A fork shape then allows, for example, the removal and fixation of a substrate that is not fixed over its entire surface from another substrate holder.
In einer zweiten beispielhaften Ausführungsform wird ein zweiter Substrathalter mit Saugnäpfen beschrieben, der vorzugsweise ausschließlich zum Fixieren von Substraten eingesetzt wird. Dieser Substrathalter wird vorzugsweise in unterschiedlichen Anlagen wie Bondern, Debondern, Beiackern etc. eingesetzt. Denkbar wäre auch hier ein Transport des Substrathalters, insbesondere zwischen unterschiedlichen Anlagen. Der Hauptaspekt dieser zweiten beispielhaften Ausführungsform besteht allerdings darin, dass der Substrathalter eine relativ große Dicke besitzen darf, da seine Funktion nicht in der Entnahme von eng beieinander liegenden Substraten liegt. Die Saugnäpfe sind ebenfalls vorzugsweise symmetrisch über die Substrathalteroberfläche des Substrathalters verteilt. In a second exemplary embodiment, a second substrate holder with suction cups is described, which is preferably used exclusively for fixing substrates. This substrate holder is preferably used in different systems such as bonders, debonders, cultivators, etc. It would also be conceivable here to transport the substrate holder, in particular between different systems. However, the main aspect of this second exemplary embodiment is that the substrate holder can have a relatively large thickness since its function is not to remove substrates that are close together. The suction cups are also preferably distributed symmetrically over the substrate holder surface of the substrate holder.
In dieser zweiten beispielhaften Ausführungsform des Substrathalters kann dieser so konstruiert sein, dass die Saugnäpfe in Zonen gruppiert werden, so dass alle Saugnäpfe einer Zone gleichzeitig evakuiert werden können. Der zweite Substrathalter kann auch so konstruiert sein, dass die Saugnäpfe einzeln angesteuert werden. In this second exemplary embodiment of the substrate holder, it can be constructed in such a way that the suction cups are grouped into zones, so that all the suction cups in a zone can be evacuated at the same time. The second substrate holder can also be constructed in such a way that the suction cups are controlled individually.
In einer speziellen Erweiterung beider beispielhaften Ausführungsformen der Substrathalter können die Fixierelementen beziehungsweise Saugnäpfe als Ladeeinheiten verwendet werden. Im Stand der Technik handelt es sich bei den Ladeeinheiten meistens um Ladestifte (engl. : loading pins), auf denen ein Substrat beabstandet zur Substrathalteroberfläche aufgelegt werden kann. Die Ladestifte werden danach zurückgezogen, um das Substrat an die Substrathalteroberfläche anzunähern. Sobald das Substrat an der Substrathalteroberfläche aufliegt, kann es mit einem anderen Fixiermechanismus fixiert werden. Dem Fachmann sind derartige Ladestifte bekannt Die Fixierelemente können somit anstatt einer Ladeinheit, insbesondere anstatt der Ladestifte, verwendet werden. In a special extension of both exemplary embodiments of the substrate holder, the fixing elements or suction cups can be used as loading units. In the prior art, the loading units are mostly loading pins, on which a substrate can be placed at a distance from the substrate holder surface. The loading pins are then retracted to bring the substrate to the Approach substrate holder surface. Once the substrate rests on the substrate holder surface, it can be fixed with another fixing mechanism. Such loading pins are known to those skilled in the art. The fixing elements can thus be used instead of a loading unit, in particular instead of the loading pins.
In einem ersten Schritt eines beispielhaften ersten Verfahrens zum Fixieren eines Substrates wird in den Kanälen und damit auch in den Saugnäpfen eine Evakuierung durchgeführt. Da die Saugnäpfe noch zur Atmosphäre hin offen sind kommt es zur Ausbildung eines kontinuierlichen Gasstroms. Durch die Strömungswiderstände fällt der Druck im Inneren der Saugnäpfe in Bezug zum Umgebungsdruck ab. Der größere Umgebungsdruck sorgt nun dafür, dass die Saugnäpfe kontrahiert werden. Durch die Kontraktion der Saugnäpfe sinkt die Gesamtdicke des ersten Substrathalters so weit, dass eine Positionierung des ersten Substrathalters auch zwischen eng beieinander liegenden Substraten möglich wird. In a first step of an exemplary first method for fixing a substrate, an evacuation is carried out in the channels and thus also in the suction cups. Since the suction cups are still open to the atmosphere, a continuous gas flow is formed. Due to the flow resistance, the pressure inside the suction cups falls in relation to the ambient pressure. The greater ambient pressure now ensures that the suction cups are contracted. Due to the contraction of the suction cups, the total thickness of the first substrate holder decreases to such an extent that the first substrate holder can also be positioned between substrates lying close together.
In einem zweiten Schritt eines beispielhaften ersten Verfahrens zum Fixieren eines Substrates wird der der Substrathalter der Vorrichtung zum Fixieren von Substraten so positioniert, dass er ein Substrat fixieren kann. Insbesondere greift er zwischen zwei Substrate, die relativ eng beieinander liegen ein.In a second step of an exemplary first method for fixing a substrate, the substrate holder of the device for fixing substrates is positioned in such a way that it can fix a substrate. In particular, it engages between two substrates that are relatively close together.
In einem dritten Schritt eines beispielhaften ersten Verfahrens zum Fixieren eines Substrates wird eine Vakuumpumpe abgeschaltet. Durch das Abschalten der Vakuumpumpe gleicht sich der Druck im Saugnapf an den Umgebungsdruck an. Der Saugnapf expandiert daher wieder und kontaktiert eine Substratoberfläche des zu entnehmenden Substrats. Dabei ist vorteilhaft, dass j eder einzelne Saugnapf insbesondere als Faltenbalg konstruiert ist und sich daher nur so lange ausdehnt, bis ein Kontakt zu einer Substratoberfläche besteht. Ist die Substratoberfläche gewölbt, so passen sich unterschiedliche Saugnäpfe an unterschiedlichen Positionen entsprechend unterschiedlich an, d.h. werden unterschiedlich stark expandieren. Das Substrat kann somit bereits an das mindestens eine Fixierelement beziehungsweise an den Saugnapf fixiert werden. In einem optionalen vierten Schritt eines beispielhaften ersten Verfahrens zum Fixieren eines Substrates wird die Vakuumpumpe erneut eingeschaltet. Da sich die Saugnäpfe diesmal bereits in Kontakt mit einer Substratoberfläche befinden, erfolgt eine Evakuierung der Saugnäpfe. Der äußere Druck drückt das Substrat nun gegen die Saugnäpfe und sorgt so für die erhöhte Haltekraft.In a third step of an exemplary first method for fixing a substrate, a vacuum pump is switched off. By switching off the vacuum pump, the pressure in the suction cup adjusts to the ambient pressure. The suction cup therefore expands again and contacts a substrate surface of the substrate to be removed. It is advantageous that each individual suction cup is designed in particular as a bellows and therefore only expands until there is contact with a substrate surface. If the substrate surface is curved, then different suction cups adapt differently at different positions, ie they will expand to different extents. The substrate can thus already be fixed to the at least one fixing element or to the suction cup. In an optional fourth step of an exemplary first method for fixing a substrate, the vacuum pump is switched on again. Since the suction cups are already in contact with a substrate surface this time, the suction cups are evacuated. The external pressure now presses the substrate against the suction cups and thus ensures the increased holding power.
In einem fünften Schritt eines beispielhaften ersten Verfahrens zum Fixieren eines Substrates wird das Substrat entnommen und entsprechend transportiert.In a fifth step of an exemplary first method for fixing a substrate, the substrate is removed and transported accordingly.
In einem sechsten Schritt eines beispielhaften ersten Verfahrens zum Fixieren eines Substrates wird das Substrats freigegeben, indem die Vakuumpumpe wieder abgeschaltet wird. Das Substrat kann im Anschluss von der der Vorrichtung gelöst werden. In a sixth step of an exemplary first method for fixing a substrate, the substrate is released by the vacuum pump being switched off again. The substrate can then be detached from the device.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen schematisch in: Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawings. These show schematically in:
Figur 1 drei Darstellungen einer Ausführungsform eines beispielhaften Fixierelementes, Figure 1 three representations of an embodiment of an exemplary fixing element,
Figur 2 das Fixierelement in einem expandierten und kontrahierten Zustand, FIG. 2 the fixing element in an expanded and contracted state,
Figur 3a einen ersten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, FIG. 3a shows a first method step of an exemplary method for fixing substrates,
Figur 3b einen zweiten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, FIG. 3b shows a second method step of an exemplary method for fixing substrates,
Figur 3c einen dritten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, FIG. 3c shows a third method step of an exemplary method for fixing substrates,
Figur 3d einen vierten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, Figur 3e einen fünften Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten und FIG. 3d shows a fourth method step of an exemplary method for fixing substrates, Figure 3e shows a fifth step of an exemplary method for fixing substrates and
Figur 3f einen sechsten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten. FIG. 3f shows a sixth method step of an exemplary method for fixing substrates.
In den Figuren sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Alle Skizzen können zu Darstellungszwecken überzogen gezeichnet sein, somit müssen die Figuren nicht die Proportionen der tatsächlichen Ausführungsformen aufweisen. In the figures, the same components or components with the same function are identified by the same reference symbols. All sketches may be exaggerated for purposes of illustration, thus the figures need not be proportioned to the actual embodiments.
Die Figur 1 zeigt drei Darstellungen eines beispielhaften Fixierelementes 1 beziehungsweise einer Vakuumfixierung 1 , bestehend aus einem Saugnapf 3 und einem darauf angebrachten Strömungswiderstandbauteil 2. Das rechte obere Bild ist die Aufsicht, das linke untere Bild die Seitenansicht und das rechte untere Bild die Seitenansicht im Schnitt. Das Strömungswiderstandbauteil 2 kann oberhalb oder innerhalb des Saugnapfes 3 angebracht werden. Der Übersichtlichkeit halber wird nur eine Anbringung an dessen Oberseite dargestellt. Figure 1 shows three representations of an exemplary fixing element 1 or a vacuum fixation 1, consisting of a suction cup 3 and a flow resistance component 2 attached thereto. The upper right image is the top view, the lower left image is the side view and the lower right image is the side view in section . The flow resistance component 2 can be attached above or inside the suction cup 3 . For the sake of clarity, only attachment to the top is shown.
Des Weiteren ist durch eine Fixierung des Strömungswiderstandbauteils 2 an der Oberseite des Saugnapfes 3 ein Austausch entsprechend leicht durchzuführen. Das Strömungswiderstandbauteil 2 besteht aus einem Zentralteil 2z der maßgeblich für die Erzeugung des Strömungswiderstandes verantwortlich ist. Das Zentralteil 2z wird durch Verbindungselemente 2v, insbesondere Stege oder Drähte, mit einer Peripherie 2p verbunden. Die Peripherie 2p verfügt vorzugsweise über Fixierungen 2k, um das Strömungswiderstandbauteil 2 direkt und möglichst einfach am Saugnapf 3 zu fixieren. Besonders bevorzugt sind einfache Nasen, Vorsprünge oder Nute. Das Strömungswiderstandbauteil 2 wird vorzugsweise durch ein Spritzgussverfahren hergestellt. Furthermore, by fixing the flow resistance component 2 on the upper side of the suction cup 3, an exchange can be carried out correspondingly easily. The flow resistance component 2 consists of a central part 2z which is largely responsible for generating the flow resistance. The central part 2z is connected to a periphery 2p by connecting elements 2v, in particular webs or wires. The periphery 2p preferably has fixations 2k in order to fix the flow resistance component 2 directly and as simply as possible on the suction cup 3. Simple lugs, projections or grooves are particularly preferred. The flow resistance component 2 is preferably produced by an injection molding process.
Wird das Strömungswiderstandsbauteil 2 so konstruiert, dass es innerhalb des Saugnapfes 3 fixiert wird, wird das Strömungswiderstandsbauteil 2 vorzugsweise als vollvoluminöser Körper mit mindestens einer Bohrung hergestellt. When the flow resistance member 2 is designed to be fixed inside the suction cup 3, the flow resistance member 2 preferably produced as a full-volume body with at least one bore.
Die Figur 2 zeigt zwei seitliche Schnittdarstellungen des beispielhaften Fixierelementes beziehungsweise der Vakuumfixierung 1 in zwei unterschiedlichen Zuständen. Das linke Bild zeigt die Vakuumfixierung 1 in einem expandierten Zustand. Das rechte Bild zeigt die Vakuumfixierung 1 in einem kontrahierten Zustand. Der kontrahierte Zustand ergibt sich durch die Erzeugung eines Gasstroms j durch die Vakuumfixierung 1. Der Gasstrom j wird durch Maschinen erzeugt, die hier, der Übersichtlichkeit halber, nicht eingezeichnet sind. Im extrahierten Zustand ist erkennbar, dass der Druck außerhalb und innerhalb der Vakuumfixierung 1 pO ist. Im kontrahierten Zustand wird der Gasstrom j durch das Strömungswiderstandbauteil 2 behindert. Der Strömungswiderstand sorgt dafür, dass der Druck im inneren des Saugnapfs 3 auf pl absinkt. Durch den geringeren Druck im inneren des Saugnapfs 3 drückt der Umgebungsdruck pO den Saugnapf 3 zusammen. Der Saugnapf 3 wird daher in Kombination mit einem Strömungswiderstandbauteil 2 zu einer, über einen Gasstrom j in der Höhe steuerbaren, Vakuumfixierung 1 , welche sich noch besser höhenverstellbar ist. FIG. 2 shows two lateral sectional views of the exemplary fixing element or the vacuum fixation 1 in two different states. The picture on the left shows the vacuum fixation 1 in an expanded state. The right picture shows the vacuum fixation 1 in a contracted state. The contracted state results from the generation of a gas stream j by the vacuum fixation 1. The gas stream j is generated by machines that are not shown here for the sake of clarity. In the extracted state, it can be seen that the pressure outside and inside the vacuum fixation is 1 pO. In the contracted state, the flow of gas j is impeded by the flow resistance component 2 . The flow resistance ensures that the pressure inside the suction cup 3 drops to pl. Due to the lower pressure inside the suction cup 3, the ambient pressure pO presses the suction cup 3 together. The suction cup 3, in combination with a flow resistance component 2, therefore becomes a vacuum fixation 1, the height of which can be controlled via a gas flow j, and which can be height-adjusted even better.
Die Figur 3a zeigt einen ersten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, mit einem ersten beispielhaften Substrathalter 4. Der erste Substrathalter 4 verfügt über mehrere Fixierelemente beziehungsweise Vakuumfixierungen 1 , die beliebig über den Substrathalter 4 verteilt sein können. Vorzugsweise sind sie innerhalb einer Kreisfläche verteilt, welcher der Kreisfläche eines zu fixierenden, runden Substrats, entspricht. Jede Vakuumfixierung 1 kann durch einen entsprechenden Kanal 5, insbesondere individuell, angesteuert werden. Denkbar ist auch, dass alle Kanäle 5 miteinander verbunden sind, sodass alle Vakuumfixierungen 1 gleichzeitig angesteuert werden können. Durch die Kanäle 5 wird vorzugsweise das Gas bzw. Gasgemisch der Umgebung abgesaugt, d.h. es wird versucht ein Vakuum aufzubauen. Denkbar ist allerdings auch, dass die Kanäle 5 mit einem Gas gespült werden. In der Figur wird weder evakuiert noch gespült, d.h. die Vakuumfixierungen 1 befinden sich im extrahierten Zustand. Die Gesamthöhe h des Substrathalters 4 setzt sich zusammen aus der Höhe hl der Vakuumfixierungen 1 im extrahierten Zustand und der Höhe h6 der Halterung 6, welche ebenfalls als Teil des Substrathalters ausgebildet sein kann. Die Halterung 6 kann beispielsweise gabelförmig geformt sein, um ein Substrat ausschließlich an der Peripherie zu kontaktieren. Denkbar ist auch eine vollflächige Halterung 6. Die Halterung 6 wird vorzugsweise über mindestens ein weiteres Bauteil, insbesondere eine Verlängerungsbauteil, mit einem Roboter (nicht eingezeichnet) verbunden. Denkbar ist auch, dass man den Substrathalter 4 über das Bauteil manuell handhabt. FIG. 3a shows a first method step of an exemplary method for fixing substrates, with a first exemplary substrate holder 4. The first substrate holder 4 has a plurality of fixing elements or vacuum fixations 1, which can be distributed anywhere over the substrate holder 4. They are preferably distributed within a circular area which corresponds to the circular area of a round substrate to be fixed. Each vacuum fixation 1 can be controlled by a corresponding channel 5, in particular individually. It is also conceivable that all channels 5 are connected to one another, so that all vacuum fixations 1 can be activated at the same time. The gas or gas mixture in the environment is preferably sucked off through the channels 5, ie an attempt is made to build up a vacuum. However, it is also conceivable that the channels 5 are flushed with a gas. In the figure is neither evacuated nor flushed, ie the vacuum fixations 1 are in the extracted state. The total height h of the substrate holder 4 is made up of the height h1 of the vacuum fixations 1 in the extracted state and the height h6 of the holder 6, which can also be designed as part of the substrate holder. The mount 6 can be shaped like a fork, for example, in order to contact a substrate exclusively at the periphery. A full-surface mount 6 is also conceivable. The mount 6 is preferably connected to a robot (not shown) via at least one further component, in particular an extension component. It is also conceivable that the substrate holder 4 is handled manually via the component.
Die Figur 3b zeigt einen zweiten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, mit einem ersten Substrathalter 4. Durch das Einschalten einer an die Kanäle 5 angeschlossenen Vakuumpumpe (nicht eingezeichnet) entsteht ein Gasstrom j , der zu einer Kontraktion der Vakuumfixierungen 1 führt (siehe auch Figur 2). Im Allgemeinen besitzt jede Vakuumfixierung 1 einen eigenen Kanal 5. Dadurch reduziert sich die Höhe hl der Vakuumfixierungen 1 zur Höhe hl ‘ und damit die Gesamthöhe h zu h‘ .Figure 3b shows a second method step of an exemplary method for fixing substrates, with a first substrate holder 4. Switching on a vacuum pump connected to the channels 5 (not shown) creates a gas flow j, which leads to a contraction of the vacuum fixations 1 (see also figure 2). In general, each vacuum fixation 1 has its own channel 5. This reduces the height hl of the vacuum fixations 1 to the height hl' and thus the total height h to h'.
Die Figur 3c zeigt einen dritten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, mit einem ersten Substrathalter 4. Der erste Substrathalter 4 wird unter Aufrechterhaltung des Gasstroms j zwischen zwei Substrate 7 eingeführt (Einführrichtung v). Dabei wird ein Einführen in den engen Bereich nur durch die kontrahierten Vakuumfixierungen 1 ermöglicht. Die Substrate 7 werden mit einer übertrieben starken Verbiegung bzw. Welligkeit dargestellt, um einen weiteren Vorteil der Vorrichtung in der nächsten Figur zu erklären. Die Halteelemente für die Substrate 7 sind der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. FIG. 3c shows a third method step of an exemplary method for fixing substrates, with a first substrate holder 4. The first substrate holder 4 is inserted between two substrates 7 while maintaining the gas flow j (insertion direction v). At this time, insertion into the narrow area is enabled only by the contracted vacuum fixtures 1. The substrates 7 are shown with an exaggerated degree of warping or waviness in order to explain a further advantage of the device in the next figure. The holding elements for the substrates 7 are not shown for the sake of clarity.
Die Figur 3d zeigt einen vierten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, mit einem ersten Substrathalter 4. Der Gasstrom 6 wird abgeschaltet, und die Kanäle 5 werden nicht mehr evakuiert. Durch die Elastizität der Saugnäpfe 1 , die vorzugsweise als Faltenbälge ausgeführt sind, vergrößern diese wieder Ihre Höhe so lange, bis sie auf eine Substratoberfläche eines Substrats 7 stoßen. Durch diese Darstellung zweigt sich ein weiterer Aspekt der Vakuumfixierungen 1. Die Vakuumfixierungen 1 passen sich im extrahierenden Zustand an die Welligkeit des zu fixierenden Substrats an. FIG. 3d shows a fourth method step of an exemplary method for fixing substrates, with a first substrate holder 4. The gas flow 6 is switched off and the channels 5 are no longer evacuated. Due to the elasticity of the suction cups 1 , which are preferably designed as bellows, they increase in height again until they hit a substrate surface of a substrate 7 . Another aspect of the vacuum fixations 1 branches off through this representation. In the extracted state, the vacuum fixations 1 adapt to the waviness of the substrate to be fixed.
Die Figur 3e zeigt einen fünften Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, mit einem ersten Substrathalter 4. Die Kanäle 5 werden wieder evakuiert. Dadurch wird das Gas bzw. das Gasgemisch in den Kanälen entfernt. Da ein Substrat 5 nun den weiteren Zufluss von Gasteilchen über die Vakuumfixierungen verhindert bzw. zumindest sehr stark erschwert, erfolgt eine Fixierung des Substrats 7 an den Vakuumfixierungen 1. Des Weiteren wird das Substrat 7 vorzugsweise planarisiert. FIG. 3e shows a fifth method step of an exemplary method for fixing substrates, with a first substrate holder 4. The channels 5 are evacuated again. This removes the gas or the gas mixture in the channels. Since a substrate 5 now prevents the further inflow of gas particles via the vacuum fixations or at least makes it very difficult, the substrate 7 is fixed to the vacuum fixations 1. Furthermore, the substrate 7 is preferably planarized.
Die Figur 3f zeigt einen sechsten Verfahrensschritt eines beispielhaften Verfahrens zum Fixieren von Substraten, mit einem ersten Substrathalter 4. Das Substrat 7 wird, unter Aufrechterhaltung der Evakuierung der Kanäle 5 des Substrathalters 4, aus der Menge der Substrate 7 entfernt (Bewegungsrichtung v) und entsprechend transportiert. Figure 3f shows a sixth step of an exemplary method for fixing substrates, with a first substrate holder 4. The substrate 7 is, while maintaining the evacuation of the channels 5 of the substrate holder 4, removed from the set of substrates 7 (direction of movement v) and accordingly transported.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e R e f e c t i o n l s t e
1 Fixierelement, Vakuumfixierung 1 fixing element, vacuum fixation
2 Strömungs wider stands ab schnitt, Strömungs widerstandbauteil2 Flow resistance section, flow resistance component
2z Zentralteil 2z central part
2p Peripherie 2p peripherals
2v Verbindungs elements 2v connecting elements
2k Fixierungen 2k fixations
3 federnder Abschnitt, gefalteter Abschnitt, Saugnapf 3 resilient section, folded section, suction cup
4 Substrathalter 4 substrate holders
5 Fluidkanal, Kanal 5 fluid channel, channel
6 Halterung 6 bracket
7 Substrat pO, pl Druck 7 substrate pO, pl pressure
Fluidstrom, Gasstrom fluid flow, gas flow

Claims

P at e n t an s p rü c h e P at ent claims
1. Vorrichtung zum Fixieren eines Substrates (7), zumindest aufweisend1. Device for fixing a substrate (7), at least having
-einen Substrathalter (4) mit mindestens einem Fixierelement (1) zum Kontaktieren des Substrates (7), dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fixierelement (1) durch einen Fluidstrom (j) höhenverstellbar ist. - a substrate holder (4) with at least one fixing element (1) for contacting the substrate (7), characterized in that the at least one fixing element (1) can be adjusted in height by a fluid flow (j).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Fixierelement (1 ) zumindest einen durchgehenden Hohlraum aufweist, so dass der Fluidstrom (j) durch das mindestens ein Fixierelement (1) leitbar ist. 2. Device according to claim 1, wherein the at least one fixing element (1) has at least one continuous cavity, so that the fluid flow (j) can be guided through the at least one fixing element (1).
3. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Substrathalter (4) eine an den zumindest einen durchgehenden Hohlraum anschließende Fluidkanalöffnung aufweist. 3. Device according to at least one of the preceding claims, wherein the substrate holder (4) has a fluid channel opening which is connected to the at least one continuous cavity.
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Fixierelement (1 ) zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist. 4. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one fixing element (1) is at least partially elastic.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Fixierelement (1 ) einen federnden Abschnitt (3) aufweist. 5. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one fixing element (1) has a resilient portion (3).
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Fixierelement (1 ) ein Strömungswiderstandsabschnitt (2) aufweist. 6. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one fixing element (1) has a flow resistance section (2).
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strömungswiderstandsabschnitt (2) auf einer dem Substrathalter (4) abgewandten Seite des mindestens einen Fixierelementes (1) angeordnet ist. 7. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the flow resistance section (2) is arranged on a substrate holder (4) facing away from the at least one fixing element (1).
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strömungswiderstandsabschnitt (2) durch ein an den federnden Abschnitt (3) anbringbares Strömungswiderstandsbauteil (2) gebildet wird. 8. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the flow resistance section (2) is formed by a flow resistance component (2) which can be attached to the resilient section (3).
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungswiderstandsbauteil (2) zumindest teilweise in dem durchgehenden Hohlraum angeordnet ist. 9. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the flow resistance component (2) is at least partially arranged in the continuous cavity.
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungswiderstandsbauteil (2) zumindest teilweise eine Außenwand des durchgehenden Hohlraums ausbildet. 10. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the flow resistance component (2) at least partially forms an outer wall of the continuous cavity.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Fixierelement (1 ) in einem nicht beaufschlagten Zustand eine bestimmte Höhe (hl) aufweist. 11. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one fixing element (1) has a certain height (hl) in a non-actuated state.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bestimmte Höhe (hl ) des mindestens einen Fixierelementes (1) um mindestens 1/4, bevorzugt um mindestens 1/3, noch bevorzugter um mindestens 1/2 durch eine Beaufschlagung mit dem Fluidstrom (j) reduzierbar ist. 12. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the specific height (h1) of the at least one fixing element (1) by at least 1/4, preferably by at least 1/3, more preferably by at least 1/2 by exposure to the fluid flow (j) is reducible.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Substrathalter (4) drei oder mehr Fixierelemente (1) aufweist. 13. The device according to at least one of the preceding claims, wherein the substrate holder (4) has three or more fixing elements (1).
14. Verfahren zum Fixieren eines Substrates (7), aufweisend zumindest die folgenden Schritte, i) Bereitstellung einer Vorrichtung zum Fixieren eines Substrates (7), zumindest aufweisend: 14. Method for fixing a substrate (7), having at least the following steps, i) providing a device for fixing a substrate (7), at least having:
-einen Substrathalter (4) mit mindestens einem Fixierelement (1 ) zum Kontaktieren des Substrates (7), wobei das mindestens eine Fixierelement (1) durch einen Fluidstrom (j) höhenverstellbar ist, ii) Beaufschlagung des mindestens einen Fixierelementes (1 ) mit dem Fluidstrom (j), iii) Positionierung des Substrathalters (4) relativ zu dem Substrat (7), iv) Unterbrechung des Fluidstroms (j) zur Kontaktierung des Substrates (7). - a substrate holder (4) with at least one fixing element (1) for contacting the substrate (7), wherein the at least one fixing element (1) can be adjusted in height by a fluid flow (j), ii) the at least one fixing element (1) is acted upon by the fluid flow (j), iii) positioning of the substrate holder (4) relative to the substrate (7), iv) interruption of the fluid flow (j) for contacting the substrate (7).
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Beaufschlagung in Schritt ii) eine Evakuierung oder eine Flutung mindestens eines Fluidkanals (5) des Substrathalters (4) umfasst. 15. The method according to claim 14, wherein the loading in step ii) comprises an evacuation or a flooding of at least one fluid channel (5) of the substrate holder (4).
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