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Die
Erfindung betrifft eine Halteeinrichtung, insbesondere eine Greifeinrichtung,
einen Greifer oder dergleichen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1, mit dem scheibenförmige
Gegenstände, insbesondere
Wafer, Dünnwafer
oder dergleichen, wie sie in der Halbleitertechnik verwendet werden, gehandhabt
werden können.
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Für das Halten
und Handhaben von Wafern sind Halteeinrichtungen oder Greifer bekannt,
an welchen Wafer durch Unterdruck, mit dem Vakuumöffnungen
in der Oberfläche
des Greifers beaufschlagt werden, an den Greifer angesaugt werden. Bei
diesen mit Unterdruck arbeitenden Greifern können die Öffnungen, über die Unterdruck wirksam wird,
in Anzahl, Form und Verteilung fast beliebig variiert werden. Ein
Nachteil dieser bekannten Greifer ist, dass der Unterdruck bei stark
verbogenen Wafern nicht wirksam werden kann, um die Wafer zum Greifer
hin zu ziehen, da wenigstens teilweise zwischen den Öffnungen,
an die Unterdruck angelegt wird, und dem Wafer selbst ein zu großer Abstand
vorliegt.
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Es
sind auch Greifer für
Wafer vorgeschlagen worden, bei welchen der Wafer am Greifer durch ein
aus wenigstens einer Düse
ausströmendes Druck-Gas
durch auf Grund des Bernoulliprinzips erzeugte Kräfte festgehalten
wird. Bei solchen Greifern tritt wenigstens an einer Stelle im Greifer,
in dessen dem Wafer zugekehrten Fläche ein unter Druck stehendes
Gas, z.B. Luft oder Stickstoff, aus. Die so erzeugte Strömung zwischen
Wafer und Greifer lässt nach
dem Bernoulliprinzip eine Kraft entstehen, die den Wafer zum Greifer
hin zieht. Von Vorteil bei diesen Greifern ist es an sich, dass
die nach dem Bernoulliprinzip entstehende Kraft auch stark gebogene Wafer
zum Greifer hin zieht, also der Wafer wenigstens weitgehend eben
aus ausgerichtet oder planarisiert werden kann. Nachteilig bei diesen
Bernoulligreifern hingegen ist, dass das Halten von Wafern nach
dem Bernoulliprinzip in Räumen
mit verringertem Druck, z.B. Vakuumkammern oder dergleichen, problematisch
ist.
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Für Chucks,
auf denen Wafer gehalten werden, während sie bearbeitet oder behandelt
werden, ist es auch bekannt, den Wafer am Chuck durch elektrostatische
Kräfte
zu fixieren. Durch die elektrostatischen Kräfte erfolgt im Wafer eine Ladungstrennung und
der Wafer wird zum Chuck hin gezogen. Nachteilig bei dem Halten
von Wafern an Chucks nach dem Elektrostatikprinzip ist, dass hohe
elektrische Spannungen bis zu +/–3 kV nötig sind, um einen Wafer halten
zu können.
Allerdings sind die auftretenden Coulombschen Kräfte sehr schwach, weil die
Kräfte
mit dem Quadrat Abstandes zwischen Wafer und Greifer abnehmen. Manche
Kräfte
genügen
meist nicht, um stark gebogene Wafer zu der Greiferoberfläche hin zu
ziehen.
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Da
heutzutage Wafer immer dünner
werden – bei
Wafergrößen von
5,6 und 8 Zoll bis zu 50 μm – sind herkömmliche
Greifer nicht mehr einsetzbar. Dünne
Wafer sind nicht nur außerordentlich
bruchgefährdet,
sondern weisen zusätzlich
oft Verbiegungen von bis zu 16 mm aus der Waferebene heraus auf, und
sind überdies
u.U. stark verspannt.
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Um
verbogene Wafer sicher handhaben zu können, z.B. beim Be- und Entladen von
Horden, Quarzbooten usw., ist es erforderlich, den Wafer auf einem
Greifer eben zu stabilisieren.
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Aus
der DE-OS 25 39 036 sind ein Verfahren und ein Werkzeug zum Aufnehmen
und Transportieren von Halbleitersubstratscheiben bekannt, wobei das
Bernoulli'sche Prinzip
in der oben bereits erwähnten
und an sich nachteiligen Art und Weise nutzbar gemacht wird.
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Aus
der US-PS ,244,465 ist eine Förderbandeinrichtung
bekannt, bei welcher eine elektrostatische Haltereinrichtung zum
Halten flacher Gegenstände
in dem Förderband
integriert ausgebildet ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Halteeinrichtung für das Handhaben
von scheibenförmigen
Gegenständen,
insbesondere für
Halbleiterwafer, Dünnwafer
oder dergleichen, zu schaffen, mit dem, insbesondere dünne und
gebogene Wafer, sicher und einfach gehandhabt werden können.
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Gelöst wird
diese Aufgabe mit einer Halteeinrichtung erfindungsgemäß durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Bevorzugte und vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der unabhängigen Unteransprüche.
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Nachfolgend
werden die Begriffe Halteeinrichtung, Greifereinrichtung und Greifer
synonym zueinander verwendet. Ebenso wird unter einem Wafer oder
Halbleiterwafer immer auch ein Dünnwafer
verstanden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung wird
zum Halten des Wafers sowohl das Bernoulliprinzip als auch das elektromagnetische
Prinzip angewandt. Dabei werden u.U. gebogene und verspannte Wafer
zunächst
durch auf Grund des Bernoulliprinzips erzeugte Kräfte eben
ausgerichtet oder planarisiert, zur Halteeinrichtung oder zum Greifer hin
gezogen und dann auf dem Greifer durch elektromagnetische, insbesondere
elektrostatische Kräfte gehalten.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Greifer
sind einerseits Einrichtungen für
das Halten nach dem Bernoulliprinzip und andererseits Einrichtungen
für das
Halten durch elektromagnetische, insbesondere elektrostatische,
Kräfte
verwirklicht. Zum Halten eines einmal an den Greifer angelegten
Wafers kann die Zufuhr des Gases, das auf Grund des Bernoulliprinzips
den Wafer planarisierende Kräfte
erzeugt, abgeschaltet und nur die Elektrostatik beibehalten werden.
Dadurch können
mit dem erfindungsgemäßen Greifer
Wafer auch in Räumen
mit verringertem Gas- oder Luftdruck gehalten und gehandhabt werden.
Im Vakuum wirkt das Bernoulliprinzip nicht, das kann aber durch
die elektromagnetischen Kräfte kompensiert
werden.
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In
der Praxis wird beim Verwenden einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung
für das
Planarisieren und Stabilisieren des Wafers durch auf Grund des Bernoulliprinzips
entstehende Kräfte
zunächst durch
einen Kanal unter Druck stehendes Gas, z.B. Luft oder Stickstoff,
mit mehrfachen Atmosphärendruck
zu wenigstens einer Düse
geführt,
die auf der Greiferoberfläche
ausmündet.
Die Düse,
durch die das Druckgas austritt kann kreisförmig ausgebildet und/oder segmentweise
unterbrochen sein, und einen Radius im Bereich von 20 bis 25 % des
Greiferdurchmessers haben. Die Ausströmöffnung für das Druckgas, das die Haltekraft
nach dem Bernoulliprinzip bewirkt, kann entweder schräg, z.B.
unter spitzem Winkel, beispielsweise 20°, oder im Wesentlichen parallel
zur Greiferoberfläche
ausgerichtet sein. Bei dem erfindungsgemäßen Greifer können an
Stellen einer kreisförmigen
und/oder segmentweise unterbrochenen Düse auch mehrere Einzeldüsen, die
mit unter Druck stehendem Gas beaufschlagt werden, vorgesehen sein.
Solche Einzeldüsen
haben bevorzugt Ausrichtungen, die zur Ebene des Greifers schräg gerichtet
sind, wobei bevorzugt ist, dass die Ausrichtung der Düsen so gewählt ist,
dass das unter Druck stehende Gas aus den Einzeldüsen in einer zur
Achse des Greifers schräg
gestellten und zum Rand des Greifers hin gerichteten Strömungsrichtung
austritt.
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Das
elektrostatische Feld wird mit wenigstens zwei bipolar entgegengesetzt
angesteuerten Elektroden verwirklicht, wobei sich über den
Elektrodenflächen
ein Dielektrikum befindet. Bevorzugt ist es, wenn das Flächenverhältnis zwischen
der oder den positiv und der oder den negativ geladenen Elektrode
bzw. Elektroden bei etwa eins liegt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Grundkörper
des Greifers mit den Kanälen
für die Strömung des
Druckgases aus einem nichtmetallischen Werkstoff gefertigt. Der
Grundkörper
kann aber auch aus einem anderen als einem nichtmetallischen Werkstoff
gefertigt sein.
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Die
Bestandteile des Greifers, die einen Wafer durch elektrostatische
Kräfte
am Greifer halten, können
durch verschiedene Verfahren hergestellt werden und werden in den
Greifer integriert, beispielsweise durch Dickschichthybridtechnologie
mit speziellen Keramiken als Dielektrika oder mit Hilfe beschichteter
Folien.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung
des Greifers erlaubt es, dessen geometrische Abmessungen auf seine
beabsichtigte Verwendung hin anzupassen.
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Der
erfindungsgemäße Greifer
kann dünn ausgebildet
sein, wobei die Dicke des Greifers durch die für das Halten nach dem Bernoulliprinzip
erforderlichen Kanäle
vorgegeben ist, weil die elektrostatischen Komponenten sehr flach
gehalten werden können,
z.B. einige 100 μm.
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Bei
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Greifers
ist die Austrittsöffnung
für das Druckgas
für das
Bernoulliprinzip schräg
zur Greiferoberfläche
ausgerichtet, so dass die Elektroden für das Halten des Wafers nach
dem Elektrostatikprinzip in den Greifer eingearbeitet werden können und
die gesamte Greiferoberfläche
eben ist.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
können die
Elektroden zueinander konzentrisch angeordnet sein, wobei die Düse für den Austritt
des Druckgases zwischen den Elektroden vorgesehen sein kann.
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Es
besteht auch die Möglichkeit,
zwei halbkreisförmige
Elektroden innerhalb der Düse
für den Austritt
des Druckgases anzuordnen.
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Bei
einer Ausführungsform,
bei der Gas für das
Bernoulliprinzip aus der Düse
tangential zur Greiferoberfläche
strömt,
ergibt sich in der dem Wafer zugewandten Fläche des Greifers eine Stufe
von einigen 100 μm,
die es erlaubt, die Elektroden für
die Elektrostatik in der obersten Ebene einzuarbeiten. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass der Wafer durch die nach dem Bernoulliprinzip
entstehende Kraft an die Elektroden gedrückt wird und an diesen anliegt.
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In
besonderen Fällen
kann eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Greifers
verwendet werden, bei der zusätzlich
zu den Einrichtungen zum Halten eines Wafers nach dem Bernoulliprinzip und
dem elektrostatischen Prinzip in der dem Wafer zugewandten Fläche des
Greifers wenigstens eine mit Unterdruck beaufschlagte Öffnung,
z.B. in "Vakuumkopf" oder dergleichen,
vorgesehen ist.
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Bei
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Greifers,
bei dem wenigstens eine mit Unterdruck beaufschlagte Öffnung vorgesehen
ist, besteht die Möglichkeit,
die mit Unterdruck beaufschlagten Öffnungen als Vakuumköpfe auszubilden, die
senkrecht zur Ebene des Greifers beweglich sind. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass die Vakuumköpfe, wenn sie nicht mit Unterdruck
beaufschlagt sind, über
die Greiferfläche
vorstehen, so dass ein sicheres Wirksamwerden des Unterdrucks zum
Festhalten eines Wafers möglich
ist. Sobald die Vakuumköpfe
mit Unterdruck beaufschlagt sind, bewegen sie sich in den Greifer
hinein, bis ihre obere Endfläche,
an der der Wafer durch Unterdruck gehalten wird – wenigstens im Wesentlichen – in der
Ebene der dem Wafer zugekehrten Fläche des Greifers angeordnet
ist. So ist ein sicheres und ebenes Halten des Wafers gewährleistet.
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Beim
Verwenden des erfindungsgemäßen Greifers
können
die Funktionen zum Halten eines Wafers, nämlich das Halten durch elektrostatische Kräfte, durch
auf Grund des Bernoulliprinzips entstehende Kräfte und – sofern vorgesehen – durch
Unterdruck einzeln oder in beliebigen Kombinationen angesteuert
werden und somit zum Halten eines Wafers wirksam sein.
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Die
erforderlichen Zuführungen – insbesondere
für Druckgas,
eventuelles Vakuum und Elektrostatik – und deren Anschlüsse können in
verschiedener Weise verwirklicht werden. Diese Zuführungen können zum
Beispiel in einem Griff des Greifers durch Kanalsysteme für Druckgas
und Vakuum und Leitungen für
das elektrische Potential verwirklicht sein. Außerdem können diesbezüglich auch
entsprechende Maßnahmen
für den
Einsatz des erfindungsgemäßen Greifers
in Räumen,
in denen verringerter Druck herrscht, vorgesehen werden.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
erfindungsgemäßer Halteeinrichtungen
an Hand der Zeichnungen.
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1 zeigt schematisch im Schnitt
eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung.
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2 zeigt schematisch im Schnitt
eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung.
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3 zeigt schematisch im Schnitt
eine dritte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung.
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4 zeigt eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung
mit kreisringförmig angeordneten
Elektroden.
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5 zeigt eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung
mit Elektroden in der Mitte der Halteeinrichtung.
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6 zeigt eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung
mit segmentförmigen
Elektroden und einer Mittelelektrode.
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7 zeigt eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung
mit einer mit Unterdruck beaufschlagbaren Öffnung.
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8 zeigt teilweise im Schnitt
eine Einzelheit der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung mit senkrecht
zur Greiferfläche
beweglichem Vakuumkopf ohne Unterdruckbeaufschlagung.
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9 zeigt die Einzelheit der
Ausführungsform
aus 8 bei mit Unterdruck
beaufschlagtem Vakuumkopf.
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10 zeigt eine andere Ausführungsform eines
senkrecht zur Greiferfläche
beweglichen Vakuumkopfes ohne Unterdruckbeaufschlagung.
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11 zeigt den Vakuumkopf
der Ausführungsform
von 10 mit Beaufschlagung
durch Unterdruck.
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Bei
der in 1 im Schnitt
und in 4 in Draufsicht
gezeigten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Greifers 100 sind
in einen Grundkörper 1 in
Form einer kreisförmigen
Scheibe in Vertiefungen an der Oberseite 25, also der dem
zu haltenden Wafer zugekehrten Seite 25 des Grundkörpers 1 eine
ringförmige
Elektrode 2 und eine kreisscheibenförmige Elektrode 3 angeordnet.
Die Elektroden 2 und 3 sind im Dielektrikum 4 eingebettet,
das auch die nach oben weisenden Flächen der Elektroden 2 und 3 bedeckt.
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Im
Grundkörper 1 ist
eine kreisförmige
Düse 5 vorgesehen,
die unter einem spitzen Winkel zu der dem Wafer zugekehrten Fläche 25 des
Grundkörpers 1 mündet. Die
Düse 5 wird über einen
im Grundkörper
vorgesehenen Kanal 6 mit Druckgas, z.B. Luft oder vorzugsweise
Stickstoff, beaufschlagt.
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Die
Elektroden 2 und 3 sind in ihrer Größe so bemessen,
dass das Flächenverhältnis zwischen
der Elektrode 2 und 3 in der Größenordnung
von eins liegt.
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Die
Elektroden 2 und 3 werden bipolar entgegengesetzt
angesteuert, so dass sich ein elektrostatisches Feld ausbildet,
das einen auf den Greifer 100 aufgelegten Wafer (nicht
gezeigt) anzieht, so dass er an der in 1 oben liegenden Fläche 25 des Greifers
anliegt.
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Um
den Wafer in große
Annäherung
an den Greifer 100, nämlich
der in 1 oben liegende
Fläche 25 zu
bewegen, wird wenigstens zu Beginn des Anlegens eines Wafers an
den Greifer 100 die Düse 5 über den
Kanal 6 mit Druckgas beaufschlagt, so dass durch das aus
der Düse 5 ausströmende und zwischen
der Grundplatte 1 und dem Wafer abströmende Gas nach dem Bernoulliprinzip
Kräfte
erzeugt werden, die den Wafer zum Greifer 100 hin ziehen. Diese
aufgrund des Bernoulliprinzips durch das abströmende Gas erzeugten Kräfte sind
hinreichend groß,
um den Wafer auch dann sicher an die obere Fläche 25 des Greifers 100 zu
ziehen, wenn der Wafer gebogen ist, d.h. gebogene Wafer werden gleichzeitig
eben ausgerichtet oder planarisiert. Sobald der Wafer so an den
Greifer 100 herangezogen worden ist, kann die Zufuhr von
Druckgas zur Düse 5 unterbrochen
werden, und der Wafer wird ausschließlich aufgrund der elektrostatischen
Kräfte,
die durch die Elektroden 2 und 3 erzeugt werden,
sicher in Anlage an die ihm zugekehrte Fläche 25 des Greifers 100 gehalten.
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Bei
der in 2 gezeigten Ausführungsform ist
die dem Wafer zugekehrte Seite 25 des Grundkörpers 1 dadurch
gestuft ausgebildet, dass in der Mitte des Grundkörpers 1 eine
kreisförmige
Erhebung 8 vorgesehen ist. Im Bereich der so gebildeten
Stufe 7 mündet
die Düse 5,
die über
den Kanal 6 mit Druckgas beaufschlagt wird, aus. Wie 2 zeigt, ist die Ausströmrichtung
von Druckgas aus der Düse 5 bei der
in 2 ge zeigten Ausführungsform
im Wesentlichen parallel zur Flächenerstreckung
des Grundkörpers 1.
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In
einer Vertiefung in der Erhebung 8 des Grundkörpers 1 – dieser
Teil kann durch einen gesonderten Bauteil gebildet sein – sind zwei
halbkreisförmig
ausgebildete Elektroden 2 und 3 angeordnet. Die Elektroden 2 und 3 sind
auch bei der in
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2 gezeigten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Greifers 100 nach
oben hin durch ein Dielektrikum 4 abgedeckt und durch das
Dielektrikum 4 (siehe 5)
voneinander isoliert.
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Die
in 2 und 5 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Greifers 100 kann
so abgeändert
werden, wie dies in 6 gezeigt
und durch die gestrichelte Linie in 2 angedeutet
ist. Bei dieser abgeänderten
Ausführungsform
ist in der Vertiefung in der vorspringenden Erhebung 8 des Grundkörpers 1 eine
einzige Elektrode 3 vorgesehen. Außerhalb der kreisförmigen Elektrode 3 und außerhalb
der Stufe 7 sind kreisringsegmentförmige Elektroden 2 angeordnet.
Diese Elektroden 2 sind oben ebenfalls durch ein Dielektrikum 4 abgedeckt.
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Die 3 und 7 zeigen eine gegenüber der Ausführungsform
von 6 abgewandelte Ausführungsform,
bei der in der Mitte des Greifers 100 eine mit Unterdruck
beaufschlagbare Öffnung 10 vorgesehen
ist, um eine zusätzliche
Haltekraft für
einen am Greifer 100 festgelegten Wafer zu erzeugen. Eine solche
mit Unterdruck beaufschlagte Öffnung 10 kann
auch bei allen anderen gezeigten Ausführungsformen verwirklicht sein.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass die Form und Anordnung der Elektroden 2 und 3 des
erfindungsgemäßen Greifers
in beliebiger Weise abgeändert
werden kann. Auch ist die Ausrichtung und Art sowie die Größe der Düse 5,
durch die Druckgas für das
Erzeugen von dem Wafer zum Greifer 100 hinziehenden Kräf ten nach
dem Bernoulliprinzip nicht wesentlich. So können neben kreisförmigen oder kreisbogenförmigen Düsen auch
Düsen in
Form von Bohrungen, die beispielsweise entlang eines Kreises im
Grundkörper 1 des
Greifers 100 angeordnet sind, vorgesehen sein.
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Bei
allen gezeigten Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Greifers 100 kann
statt einer ringförmigen
Düse 5 für das Erzeugen
einer einen Wafer zum Greifer 100 hin ziehenden Kraft nach dem
Bernoulliprinzip auch eine Mehrzahl von Düsen 5 vorgesehen sein.
Diese Düsen 5 können kreisbogenförmige Düsen 5 sein
oder Düsen 5,
die als Bohrungen ausgeführt
sind. Wenn die mit Druckgas für das
Erzeugen einer Haltekraft nach dem Bernoulliprinzip vorgesehenen
Düsen 5 als
Bohrungen ausgeführt
sind, sind diese bevorzugt auf einem zum Mittelpunkt des Greifers 100 konzentrischen
Kreis angeordnet und bevorzugt so ausgerichtet, dass sie zur dem
Wafer zugekehrten Fläche 25 des
Greifers 100 schräg
ausgerichtet sind. Dabei ist eine Ausrichtung der Düsen 5 bevorzugt,
bei der die Achsen der Düsen 5 schräg nach außen weisen,
wie dies für
die ringförmige
Düse 5 im
Querschnitt von 1 gezeigt
ist.
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Wenn
mehrere als Bohrungen ausgeführte Düsen 5 vorgesehen
sind, können
diese, wie erwähnt,
längs eines
Kreises angeordnet sein, der so angeordnet ist, wie dies in den 4 bis 7 für
eine kreisförmige
Düse 5 gezeigt
ist. Bei dieser Ausführungsform
sind die Bohrungen über
den Umfang des Kreises, an dem die kreisringförmige Düse 5 ausmündet, verteilt
vorgesehen.
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Es
ist auch eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Greifers 100 in
Betracht gezogen, bei der die mit Druckgas beaufschlagten Düsen 5 innerhalb
der Elektroden 2 und/oder 3 angeordnet sind. Beispielsweise
können
schrägen
als Düsen 5 für das Erzeugen
einer Haltekraft nach dem Bernoulliprinzip ausgeführten Bohrungen
auch durch die mittlere Elektrode 3 geführt sein, in welchem Fall in
diesen Kanälen
eine Isolierung in Form eines Dielektrikums 4 vorgesehen
ist.
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Wenn
der erfindungsgemäße Greifer 100 mit einer
Einrichtung zum Halten eines Wafers mit Hilfe von Unterdruck ausgeführt ist,
kann Unterdruck so wie dies an Hand der 3 und 7 beschrieben
ist, durch eine mittige Öffnung 10 angelegt
werden.
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Dabei
besteht die Möglichkeit,
den Vakuumkopf, der mit Unterdruck beaufschlagt wird, um einen Wafer
zu halten, in Richtung senkrecht zur Ebene des Greifers 100 verstellbar
und gegebenenfalls kippbar auszugestalten. Ausführungsformen, wie dies in der
Praxis ausgeführt
sein kann – auch
die mit Unterdruck beaufschlagte Öffnung 10 kann beweglich
sein – sind
in den 8 bis 11 gezeigt.
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Bei
der in 8 und 9 gezeigten Ausführungsform
ist ein Vakuumkopf 12, nämlich ein Vakuumpin, vorgesehen,
der mittig eine mit Unterdruck beaufschlagte Öffnung 10 besitzt.
Der Vakuumkopf 12 sitzt mit einem Randflansch 14 von
oben her auf einer flexiblen Folie 13 auf, welche die Oberseite
des Grundkörpers 1 des
Greifers 100 abdeckt. Wird der Vakuumkopf 12 mit
Unterdruck beaufschlagt, so bewegt er sich in die in 9 gezeigte Stellung, in
der seine nach außen
weisende Endfläche 15 in
der Ebene 16 liegt, die von der einem Wafer zugekehrten
Fläche 25 des
Greifers 100 definiert ist.
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Bei
der in 10 und 11 gezeigten Ausführungsform
ist der Vakuumkopf 12 mit seinem Randflansch 14 von
unten her an der flexiblen Folie 13 anliegend befestigt.
Zusätzlich
ist bei der in den 10 und 11 gezeigten Ausführungsform
eine Druckfeder 17 vorgesehen, die den Vakuumkopf 12 in
die in 10 gezeigte über den
Greifer 100 vorstehende Lage drückt. Auch bei der in den 10 und 11 gezeigten Ausführungsform bewegt sich der
Vakuumkopf 12 senkrecht zur Ebene des Greifers 100,
wenn er mit Unterdruck beaufschlagt wird und nimmt schließlich die
in 11 gezeigte Lage
ein, in der seine Endfläche 15 mit
der Fläche 16 des
Greifers 100 fluchtet.
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Wenn
der erfindungsgemäße Greifer 100 zusätzlich mit
durch Unterdruck beaufschlagbaren Öffnungen, wie beispielsweise
Vakuumköpfen 12 der 8 bis 11 ausgerüstet ist, kann die Zufuhr von Druckgas
und/oder das Beaufschlagen mit Unterdruck – es wirkt dann nur noch die
Elektrostatik – beendet
werden, sobald der Wafer an den Greifer 100 angelegt ist.
Es bleiben dann die Vakuumköpfe 12 in der
versenkten, beispielsweise in den 9 und 11 gezeigten Lage, wenn eine
Ausführungsform
eines Greifers 100 vorliegt, die wie in 1 gezeigt eine durchgehende ebene Fläche auf
der dem Wafer zugekehrten Seite 25 des Greifers 100 besitzt.
Bei einer stufenförmigen
Ausführungsform
(2 und 3) eines Greifers werden die Vakuumköpfe 12,
wenn sie mit Unterdruck beaufschlagt werden, nur so weit in den Greifer 100 versenkt,
dass ihre obere Endfläche 15 in der
von der oberen Endfläche
des Vorsprunges 8 definierten Ebene liegen.
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Bei
der Ausführungsform
mit Vakuumköpfen 12 können mehrere
solche Vakuumköpfe 12 vorgesehen
sein, deren Anordnung auf dem Greifer 100 weitgehend beliebig
ist. Die Vakuumköpfe 12 sind beispielsweise
an einer flexiblen Folie 13 befestigt und im Grundkörper 1 des
Greifers 100 befindet sich unterhalb jedes Vakuumkopfes 12 eine
Vakuumkammer 20. Wenn die Vakuumköpfe 12 nicht mit Unterdruck
beaufschlagt werden, ragen die oberen Endflächen 15 der Vakuumköpfe 12 aus
Greiferoberfläche 25 hervor,
wobei ein Überstand
von einigen Zehntelmillimeter möglich
ist.
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Bei
der in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen
ist der Vakuumkopf 12 in eine Öffnung der flexiblen Folie 13 eingesetzt.
Bei der in 10 und 11 gezeigten Ausführungsform
liegt der Vakuumkopf 12 mit seiner oberen Endfläche von
unten her an der flexiblen Folie 13 an, wobei im Bereich
der mit Unterdruck beaufschlagten Öffnung 10 des Vakuumkopfes 12 in
der flexiblen Folie 13 eine Öffnung vorgesehen ist.
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Das
Beaufschlagen der Vakuumköpfe 12 mit Unterdruck
wird beispielsweise durch ein System von Kanälen im Grundkörper 1 des
Greifers 100 verwirklicht.
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Die
in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele sind lediglich
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung. Wesentlich ist, dass sowohl Einrichtungen, z.B. Austrittsöffnungen
oder Düsen
für Druckgas
zum Erzeugen von Kräften
nach dem Bernoulliprinzip und gleichzeitig Einrichtungen, z.B. bipolar
und entgegengesetzt angesteuerte Elektroden, vorgesehen sind, um
einen Wafer am Greifer durch Coulombsche Anziehungskräfte, die
durch elektrostatische Felder erzeugt werden, zuhalten.
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Die
segmentförmigen
Elektroden der 6 und 7 sind bevorzugt zusammengeschaltet,
d.h. mit gleichgerichtetem Potential aufgeladen, wobei dieses Potential
aber dem Potential, mit dem die mittig angeordnete kreisförmige Elektrode 3 aufgeladen
ist, entgegengesetzt ist.
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- 1
- Grundkörper
- 2
- Elektrode/zweite
Einrichtung
- 3
- Elektrode/zweite
Einrichtung
- 4
- Dielektrikum
- 5
- Düse/erste
Einrichtung
- 6
- Kanal
- 7
- Stufe
- 8
- kreisförmige Erhebung
- 10
- Öffnung
- 12
- Vakuumkopf
- 13
- flexible
Folie
- 14
- Randflansch
- 15
- obere
Endfläche
- 16
- Ebene
- 17
- Druckfeder
- 20
- Vakuumkammer
- 25
- Oberseite
- 26
- Unterseite
- 100
- erfindungsgemäße Halteeinrichtung/Greifeinrich
-
- tung/Greifer