DE60313279T2

DE60313279T2 - Transportsystem

Info

Publication number: DE60313279T2
Application number: DE60313279T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Miyamoto
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: US7063499B2; DE60313279D1; EP1429373A2; US20040112715A1; EP1429373B1; TW200505775A; JP2004193195A; EP1429373A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Transportsystem und insbesondere auf ein Transportsystem zum Transport eines Wafers oder eines anderen, dünnen Werkstückes mit einer Stärke von maximal 100 μm von einer Transportstelle zu einer anderen Stelle.
Beim Transport eines Wafers oder eines anderen, dünnen Werkstückes von einer Transportstelle zu einer anderen Stelle kann ein Transportsystem verwendet werden, wie es beispielsweise in U.S. Patent Nr. 4566726, insbesondere in den 2A und 2B, offenbart wurde.
Das in diesem Patent offenbarte Transportsystem wird in den 9A und 9B gezeigt. Bei dem Transportsystem handelt es sich um ein Transportsystem für den Transport eines Wafers oder eines anderen Werkstückes 100, das in der Mitte einer Fläche 102a, an der eine Bernoulli-Düse 104 gebildet wird, ein plattenförmiges Element aufweist. An dem Düsenteil dieser Bernoulli-Düse 104 befindet sich ein Umlenkblech oder Leitblech 104a sowie ein sichelförmiger Druckluftstutzen 104b. Dadurch wird die Druckluft aus der Bernoulli-Düse 104 kräftig in Richtung eines Anschlags 106 geblasen, der sich am äußeren Umfang des plattenförmigen Elements 102 befindet, wie in 9B gezeigt. Gemäß dieser Bernoulli-Düse 104 wirkt die auf dem Bernoulli-Prinzip basierende Saugkraft, d.h. der Auftrieb, auf das Werkstück 100 und das Werkstück 100 wird angehoben, ohne dass es an die Oberfläche 102a des plattenförmigen Elementes 102 anstößt. Doch die Bernoulli-Düse 104 bläst die Luft kräftig in Richtung des Anschlags 106, so dass sich das Werkstück 100, das durch die Saugkraft der Bernoulli-Düse 104 angehoben wurde, in Richtung des Anschlags 106 bewegt und die Seitenfläche des Werkstückes 100 berührt den Anschlag 106.
Die Oberfläche 102a des plattenförmigen Elementes 102 ist mit drei Vakuum-Einspanndüsen 108, 108 und 108 versehen, die in der Nähe des äußeren Umfangs des plattenförmigen Elementes 102 und am äußeren Umfang entlang angebracht sind. Diese Vakuum-Einspanndüsen 108, 108 und 108 sind – wie in 9A gezeigt – über ein Rohr 112 und eine Leitung 110, die in dem plattenförmigen Element 102 gebildet werden, mit einer Vakuumpumpe oder einem nicht gezeigten Vakuumgenerator verbunden. Die vorderen Enden der Vakuum-Einspanndüsen 108, 108 und 108 stehen von der Oberfläche des plattenförmigen Elementes 102 vor, wie in 9A gezeigt. Deshalb ist das Werkstück 100, das durch die Bernoulli-Düse 104 angehoben wird, und an den Anschlag 106 anstößt, an den vorderen Enden der Vakuum-Einspanndüsen 108, 108 und 108 eingespannt, ohne dass es an die Oberfläche 102a des plattenförmigen Elementes 102 anstößt.
Gemäß dem Transportsystem, das in den 9A und 9B gezeigt wird, wird das Werkstück 100, das durch die Bernoulli-Düse 104 angehoben wird, ohne mit der Oberfläche 102a des plattenförmigen Elementes 102 in Berührung zu kommen, in der Nähe des Umfangs am vorderen Ende der Vakuum-Einspanndüsen 108, 108 und 108 eingespannt, so dass das Werkstück 100 im wesentlichen ohne Berührung mit dem plattenförmigen Element 102 transportiert werden kann. Außerdem ist das an den vorderen Enden der Vakuum-Einspanndüsen 108, 108 und 108 eingespannte Werkstück 100 an dem plattenförmigen Element 102 befestigt, so dass das Werkstück 100 durch Drehen bzw. Schwenken des plattenförmigen Elementes 102 leicht positioniert werden kann. Doch in den letzten Jahren sind zur Verwendung für Halbleiterchips dünnere Wafer hergestellt worden. Waferstärken von weniger als 100 μm befinden sich auf dem Markt. Beim Transport solcher dünnen Wafer mittels des in den 9A und 9B gezeigten Transportsystems wurde festgestellt, dass die Wafers leicht brechen oder dass es während des Transportes zu anderen Problemen kommt.
Es ist eine Zielsetzung der Erfindung, ein Transportsystem bereitzustellen, das den sicheren Transport und die leichte Positionierung eines Werkstückes ermöglicht, ohne dass ein dünnes Werkstück einer Stärke von weniger als 100 μm beschädigt wird.
Die Erfinder haben untersucht, wie diese Zielsetzung zu erreichen ist, und haben im Ergebnis festgestellt, dass es durch Verwendung eines beweglichen, plattenförmigen Elementes mit einer Vielzahl von Bernoulli-Düsen und einer Vielzahl von Vakuum-Einspanndüsen, die abwechselnd an der Einspannfläche des Werkstückes in der Nähe des äußeren Umfangs des plattenförmigen Elementes und am äußeren Umfang entlang angebracht sind, möglich ist, ein dünnes Werkstück mit einer Stärke von weniger als 100 μm sicher zu transportieren und das Werkstück leicht zu positionieren, ohne dass es beschädigt wird, und haben die Erfindung entsprechend ausgearbeitet.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Transportsystem für den Transport eines Wafers oder eines anderen dünnen Werkstückes mit einer Stärke von maximal 100 μm von einer Transportstelle zu einer anderen Stelle bereitgestellt, wobei das Transportsystem ein plattenförmiges Element besitzt, das beweglich und schwenkbar ist, sowie eine Einrichtung zum Bewegen und Drehen besitzt, um das plattenförmige Element zu bewegen und zu drehen, wobei das plattenförmige Element zusammen mit einer Hebevorrichtung bereitgestellt wird, um ein Werkstück, das zu der Transportstelle transportiert wurde, gleichmäßig und vollständig anzuheben, und einer Haltevorrichtung, um ein Werkstück, das durch die Hebevorrichtung angehoben wurde, zu halten, indem es gleichmäßig und vollständig an einer Einspannfläche des plattenförmigen Elementes eingespannt wird, wobei die Haltevorrichtung eine Vielzahl von Vakuum-Einspanndüsen und eine Vielzahl von Bernoulli-Düsen besitzt, die als Hebevorrichtungen dienen und in der Einspannfläche des Werkstückes in der Nähe eines äußeren Umfangs des plattenförmigen Elements und entlang dem äußeren Umfang gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Einspannfläche im wesentlichen die gleiche Größe besitzt wie das einzuspannende Werkstück, dass die Bernoulli-Düsen und die Vakuum-Einspanndüsen Öffnungen in einer Ebene mit der Einspannfläche besitzen, und dass die Bernoulli-Düsen sich nach außen in Richtung ihrer Öffnungen verjüngen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, ein Werkstück mit einer Stärke von weniger als 100 μm, das zu der Transportstelle transportiert worden ist, anzuheben, ohne dass das ganze Werkstück durch eine Vielzahl von Bernoulli-Düsen, die in der Werkstück-Einspannfläche in der Nähe des äußeren Umfangs des plattenförmigen Elementes und entlang dem äußeren Umfang gebildet werden, an die Werkstück-Einspannfläche des plattenförmigen Elementes anstößt. Außerdem wird das angehobene Werkstück durch Einspannen in die Werkstück-Einspannfläche des plattenförmigen Elementes ebenfalls als Ganzes durch eine Haltevorrichtung gehalten, die sich an dem plattenförmigen Element befindet. Auf diese Art und Weise lässt sich die Position eines Werkstückes, das in die Werkstück-Einspannfläche des plattenförmigen Elementes eingespannt ist, leicht erkennen, und das Werkstück kann durch Bewegen und/oder Drehen bzw. Schwenken des plattenförmigen Elementes mittels einer Einrichtung zum Bewegen und Drehen bzw. Schwenken, die auf diesen Erkenntnissen basiert, positioniert werden.
Durch Anbringen einer Vielzahl von Vakuum-Einspanndüsen an der Haltevorrichtung und deren abwechselnde Anordnung mit der Vielzahl von Bernoulli-Düsen, welche die Hebevorrichtungen bilden, und die Vielzahl von Vakuum-Einspanndüsen an der Werkstück-Einspannfläche in der Nähe des äußeren Umfangs des plattenförmigen Elementes und entlang dem äußeren Umfang, kann die Konstruktion des plattenförmigen Elementes vereinfacht werden. Durch Verwendung eines porösen Elementes als Spannfutterunterlage kann die Gefahr von Kratzern oder Beschädigungen an dem Werkstück durch das Einspannen beseitigt werden.
Dadurch, dass die Haltevorrichtung mindestens eine elektrostatische Einspannplatte aufweist und diese sich an der Werkstück-Einspannfläche des plattenförmigen Elementes befindet, kann die Konstruktion des plattenförmigen Elementes für ein elektrostatisch einspannbares Werkstück außerdem weiter vereinfacht werden. Da bei dieser Erfindung außerdem sowohl eine Hebevorrichtung als auch eine Haltevorrichtung verwendet wird, und ein Controller zur Steuerung der zeitlichen Bewegungsfolge der beiden bereitgestellt wird, können die beiden Vorrichtungen zu vorher festgelegten Zeiten exakt in Bewegung gesetzt und gestoppt werden, und das Werkstück kann sicher transportiert werden. Dadurch, dass ein Bauteil bereitgestellt wird, das verhindert, dass sich ein Teil des Werkstückes, das durch die Vielzahl von Bernoulli-Düsen angehoben wird, von dem plattenförmigen Element an dem äußeren Umfang des plattenförmigen Elementes löst, ist es außerdem möglich, das Werkstück an einer Fläche des plattenförmigen Elementes sicher zu positionieren. Durch Vorspannen dieses Bauteils, das verhindert, dass sich ein Teil des Werkstückes löst, mittels eines elastischen Elementes in eine Richtung, in der sein vorderes Ende von der Werkstück-Einspannfläche des plattenförmigen Elementes vorsteht, lässt sich die Länge dieses Bauteils, das aus der Werkstück-Einspannfläche des plattenförmigen Elementes herausragt, leicht verändern, und zwar indem man die Vorspannkraft des elastischen Elementes etc. verstellt. Durch Bereitstellen einer Schaltstation mit einer Vielzahl von Druckluftdüsen, die Druckluft von unterhalb des Werkstückes herausblasen, um zu verhindern, dass das Werkstück herunterfällt, wenn ein Werkstück, das durch die Hebevorrichtung, die aus einer Vielzahl von Bernoulli-Düsen besteht, angehoben und zu der Haltevorrichtung überführt wurde, ist es außerdem möglich, eine Situation sicher zu verhindern, in der das Werkstück herunterfällt und beschädigt wird, wenn es von der Hebevorrichtung zu der Haltevorrichtung überführt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Transportverfahren bereitgestellt, bei dem eines der obigen Transportsysteme verwendet wird, und das die folgenden Schritte aufweist: Bewegens des plattenförmigen Elementes in eine erste Position, in die ein Werkstück platziert wird, Absenkens des plattenförmigen Elementes auf das Werkstück herab, Beginn des Blasens von Luft aus den Bernoulli-Düsen, Einspannen des Werkstückes durch die Bernoulli-Düsen, Anheben des plattenförmigen Elementes, Beginn des Ansaugens durch Vakuum-Einspanndüsen und Bernoulli-Düsen, Beenden des Blasens von Luft aus den Bernoulli-Düsen und Einspannen des Werkstückes nur durch die Vakuum-Einspanndüsen und Bewegen des plattenförmigen Elementes in eine zweite Position, um das nächste Werkstück zu bearbeiten.
Diese und weitere Zielsetzungen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten noch deutlicher, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird. Es zeigen
1 eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Beispiels für ein Transportsystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
2A und 2B eine Vorderansicht und eine Ansicht von unten zur Erläuterung eines plattenförmigen Elementes, das in 1 verwendet worden ist;
3 eine teilweise geschnittene Darstellung zur Erläuterung einer Verneuil-Düse [muss wohl Bernoulli-Düse heißen; Anm. d. Übers.], die sich in den 2A und 2B an dem plattenförmigen Element befindet;
4 eine teilweise geschnittene Darstellung zur Erläuterung einer Vakuum-Einspanndüse, die sich in den 2A und 2B an dem plattenförmigen Element befindet;
5 eine Vorderansicht zur Erläuterung der Konstruktion einer Schaltstation, die in 1 gezeigt wird;
6 eine teilweise Vorderansicht zur Erläuterung eines weiteren Beispiels für ein Bauteil zur Verhinderung der Ablösung des Werkstücks;
7 eine Ansicht von unten zur Erläuterung eines Vergleichsbeispiels für das plattenförmige Element;
8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrensbeispiels für den Transport eines Wafers unter Verwendung des Transportsystems von 1; und
9A und 9B eine teilweise geschnittene Vorderansicht und Ansicht von unten zur Erläuterung eines plattenförmigen Elementes im Stand der Technik.
Bevorzugte Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Figuren Bezug genommen wird.
1 zeigt ein Transportsystem, bei dem aus einer Kassette 12, die an einer Transportposition einer Basis 10 platziert ist, ein Silizium-Wafer 14 mit einer Stärke von weniger als 100 μm als eines von einer Vielzahl von Werkstücken, die über Zwischenlagenpapier in der Kassette 12 übereinanderlagern (nachfolgend in manchen Fällen einfach "Wafer 14" genannt) entnommen wird, es positioniert wird, und es an einen Haftring 16 geheftet wird. In dem in 1 gezeigten Transportsystem ist ein mit mehreren Gelenken ausgestatteter Roboter 18 an der Basis 10 platziert. Um diese Anordnung herum befindet sich ein Positionsmessbereich 22, an dem sich eine Kamera 22a, ein Haftbereich 26 zum Anheften eines durch das Band positionierten Wafers 14, das an dem Haftring 16 angeheftet ist, und Schienen 26, 26 befinden, um den Haftring 16, an dem ein Wafer 14 mit Hilfe des Bandes befestigt ist, zum nächsten Schritt zu transportieren.
An dem Kopf am vorderen Ende des mit mehreren Gelenken ausgestatteten Roboters 18 ist das plattenförmige Element 20 drehbar befestigt. Dieses plattenförmige Element 20 entnimmt einen Wafer 14 aus der Vielzahl von Wafern 14, 14..., die in der Kassette 2 übereinanderlagern. Der Wafer 14, der von dem plattenförmigen Element 20 entnommen wird, wird durch Bewegen des plattenförmigen Elementes 20 mittels des mit mehreren Gelenken ausgestatteten Roboters 18 in den Positionsmessbereich 22 bewegt. In diesem Positionsmessbereich 22 wird die Position des entnommenen Wafers 14 erkannt. Als nächstes wird das plattenförmige Element 20 mit Hilfe des mit mehreren Gelenken ausgestatteten Roboters 18 in den Haftbereich 24 bewegt, das plattenförmige Element 20 wird gedreht und positioniert den Wafer 14 aufgrund der Positionsdaten des Wafers 14, die von dem Positionsmessbereich 22 erkannt worden sind, und anschließend wird der Wafer 14 an dem Band des Haftringes 16 platziert und daran angeheftet. Im nächsten Schritt wird der Haftring 16 mit dem an ihm befindlichen Band und dem daran befestigten Wafer 14 umgedreht, auf den Spulen 26, 26 platziert und zum nächsten Schritt transportiert. Bei diesem Transportsystem wird das Zwischenlagenpapier, das sich zwischen den Wafers 14, 14... in der Kassette 12 befindet, zu einem Behälter 28 transportiert, der an der Basis 10 angrenzend an die Kassette platziert ist.
Das plattenförmige Element 20, das an einer Welle 19 am vorderen Ende des mit mehreren Gelenken ausgestatteten Roboters 18 montiert ist, und den Wafer 14 aus der Kassette 12 entnimmt und ihn wegtransportiert, ist an der Werkstück-Einspannfläche des plattenförmigen Elementes sowohl mit einer Hebevorrichtung zum Anheben eines in der Kassette 12 gelagerten Wafers, als auch mit einer Haltevorrichtung zum Einspannen und Halten des Wafers 14, der von der Hebevorrichtung angehoben wurde, versehen. Das plattenförmige Element ist in den 2A und 2B gezeigt. Das plattenförmige Element 20 besitzt Öffnungen 30a mit einer Vielzahl von Bernoulli-Düsen 30, 30..., die als die Hebevorrichtungen dienen, sowie Spannfutter 32 mit einer Vielzahl von Vakuum-Einspanndüsen 32, 32..., die an der Wafer-Einspannfläche 20a in der Nähe des äußeren Umfangs des plattenförmigen Elementes und entlang dem äußeren Umfang des plattenförmigen Elementes als Haltevorrichtung dienen.
Auf diese Art und Weise ist es durch die Anordnung der Öffnungen 30a der Bernoulli-Düsen 30, 30... an der Wafer-Einspannfläche 20a nahe des äußeren Umfangs des plattenförmigen Elementes 20 möglich, den gesamten Wafer 14 durch die Bernoulli-Düsen 30, 30... gleichmäßig anzuheben. Deshalb kann ein Verzug, der an dem angehobenen Wafer 14 eintritt, soweit wie möglich reduziert werden, wie im Falle des Anhebens des Wafers 14 durch eine Bernoulli-Düse 104 mit einer Öffnung 104b, die in der Mitte des plattenförmigen Elementes 102 angeordnet ist, das in den 9A und 9B gezeigt ist. Wenn also ein dünner Wafer einer Stärke von weniger als 100 μm aus der Kassette 12 durch die Bernoulli-Düsen 30, 30... angehoben wird, kann ein Bruch des Wafers 14 infolge Verzugs verhindert werden.
Eine Bernoulli-Düse 30, wie in 3 gezeigt, weist an der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20 eine kegelförmig zugespitzte Öffnung 30a auf. Basierend auf dem sogenannten "Bernoulli-Prinzip" wirkt ein Auftrieb auf den Wafer 14. Das heißt, aus der kegelförmig zugespitzten Öffnung 30a strömt ein konischer Luftstrom, wie in 3 gezeigt. Die Luft am äußeren Umfang, die entlang der geneigten Fläche der Öffnung 30a in dem konischen Luftstrom hinausgeblasen wird, wird schneller als der innere Luftstrom, der aus der Mitte der Öffnung 30a hinausgeblasen wird. Der innere Luftstrom wird zu der Seite mit dem schnelleren Luftstrom am äußeren Umfang hin gezogen, so dass der konische Raum (der Teil direkt vor der Öffnung 30a) einen Unterdruck aufweist und der Wafer 14 angehoben wird. Wenn der Wafer 14 dagegen angehoben wird und den Luftstrom entlang der geneigten Fläche der Öffnung 30a blockiert, wird der Unterdruck in der Nähe der Mitte der konischen Luftströmung beseitigt und der angehobene Wafer 14 wird abgesenkt. Doch wenn der Wafer 14 abgesenkt wird, wird der Luftstrom entlang der geneigten Fläche der Öffnung 30a wieder erzeugt, der Unterdruck wird in der Nähe der Mitte der konischen Luftströmung wieder erzeugt, und der Wafer 14 wird wieder angehoben. Diese beiden entgegengesetzten Aktionen gleichen einander aus, wobei der Wafer 14 bis zu einer vorher festgelegten Höhe angehoben wird, ohne dass er an die Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes anstößt. Der durch die Bernoulli-Düsen 30, 30... angehobene Wafer 14 wird durch den Luftstrom entlang der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20 bewegt, ohne dass er an der Wafer-Einspannfläche 20a befestigt wird. Daher löst sich der Wafer 14 nicht von einem Teil der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20, indem Platten 34, 34... vorgesehen werden, die als Bauteile dienen, welche eine Ablösung verhindern, und die an den Seitenwänden des plattenförmigen Elementes 20 angebracht sind. Gemäß den Bernoulli-Düsen 30, 30... ist es außerdem möglich, auch das Zwischenlagenpapier zwischen den Wafers 14, die in der Kassette 12 übereinanderlagern, anzuheben, und es von der Kassette 12 zu dem Behälter 28 zu transportieren.
Doch nur mit den Bernoulli-Düsen 30, 30... bewegt sich der Wafer 14 ohne dass er an der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20 befestigt ist. So kann die Position des Wafers 14 im Positionsmessbereich 22 nicht erkannt werden und der Wafer 14 kann nicht positioniert werden. Deshalb werden die Spannfutter 32a der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... an dem plattenförmigen Element 20, das in den 2A und 2B gezeigt ist, an der Wafer-Einspannfläche 20a nahe dem äußeren Umfang des plattenförmigen Elementes 20 und entlang dem Umfang des plattenförmigen Elementes 20 geöffnet. So kann ein Wafer 14, der durch die Bernoulli-Düsen 30, 30... angehoben wird, mit Hilfe der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... an der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 10 befestigt werden, die plattenförmigen Elemente 20 können auf der Basis der Positionsdaten des Wafers 14, die von dem Positionsmessbereich 22 erkannt wurden, gedreht werden, und der Wafer 13 kann positioniert werden.
Das Spannfutter 32a der Vakuum-Einspanndüse 32 des plattenförmigen Elementes, das in den 2A und 2B gezeigt wird, erhält ein poröses Element 32b, das als Spannfutterunterlage dient, wie in 4 gezeigt. Durch Verwendung dieses porösen Bauteils 32b für die Spannfutterunterlage lässt sich der Wafer 14 einspannen, ohne dass durch das Einspannen Beschädigungen oder Kratzer entstehen. Ein poröses Bauteil, beispielsweise aus Keramik, kann als dieses Bauteil 32b verwendet werden. Außerdem wird das Einspannfutter 32a der Vakuum-Einspanndüse 32 in der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20 gebildet. Die Stirnflächen des porösen Bauteils 32b werden an dem Spannfutter 32 in derselben Ebene befestigt wie die Wafer-Einspannfläche 20a. Daher kommt der Wafer 14 eng mit der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20 in Berührung und wird in diese eingespannt. Auf diese Art und Weise gibt es bei dem plattenförmigen Element 20, das in den 2A und 2B gezeigt ist, sowie bei dem plattenförmigen Element 102, das in den 9A und 9B gezeigt ist, bei dem die vorderen Enden der Vakuum-Einspanndüsen 108 aus der Fläche 102a des plattenförmigen Elementes 102 herausragen, keinen Spalt oder Zwischenraum zwischen dem Werkstück 100, das an den vorderen Enden der Vakuum-Einspanndüsen 108 eingespannt ist, und der Fläche 102a des plattenförmigen Elementes 102. Es ist also möglich, den Verzug, der in dem Wafer 14, der mittels der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... in die Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes eingespannt ist, auf ein Minimum zu reduzieren, und einen Bruch oder eine andere Beschädigung, die aufgrund des Verzugs des Wafers 14 auftritt, zu eliminieren.
Außerdem sind die Öffnungen 30a der Bernoulli-Düsen 30, 30... und die Spannfutter 32a der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... bei dem plattenförmigen Element 20, das in den 2A und 2B gezeigt ist, abwechselnd an der Wafer-Einspannfläche 20a in der Nähe des äußeren Umfangs des plattenförmigen Elementes 20 angeordnet. Es ist also möglich, die Öffnungen 30a der Bernoulli-Düsen 30, 30... in der Nähe des äußeren Umfanges des plattenförmigen Elementes gleichmäßig zu verteilen und auch die Spannfutter 32a der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... gleichmäßig zu verteilen. Demzufolge kann der Wafer 14 durch die Bernoulli-Düsen 30, 30... gleichmäßiger angehoben und der gesamte Wafer 14 kann durch die Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... in die Wafer-Einspannfläche 20a eingespannt werden und außerdem kann ein Bruch oder eine andere Beschädigung des Wafers 14 verhindert werden.
Als nächstes wird ein Arbeitsverfahren zum Bewegen des Wafers 14 durch ein plattenförmiges Element 20, das an einem vorderen Kopf des Roboters 18 befestigt ist, erläutert. 8 zeigt als Beispiel ein Ablaufdiagramm des Falles eines sich bewegenden Wafers 14 von der Kassette 12 zu dem Positionsmessbereich 22. In Schritt 1 wird zunächst der Kopf, an dem das plattenförmige Element 20 befestigt ist, zu der Kassette 12 hin bewegt (1). In Schritt 2 wird der Kopf dann auf den Wafer 14 in der Kassette 12 abgesenkt. In Schritt 3 beginnt Luft aus den Bernoulli-Düsen 30 zu strömen. In Schritt 4 wird der Wafer eingespannt und der Erfassungssensor wird eingeschaltet. In Schritt 5 wird der Kopf angehoben. In Schritt 6 beginnt das Ansaugen durch die Vakuum-Einspanndüsen 32. In Schritt 7 hört die Luft auf, aus den Bernoulli-Düsen 30 zu strömen. In Schritt 8 wird der Vakuumdruck bestätigt. (Wenn der Vakuumdruck anormal ist, schaltet sich ein Alarm ein.) In Schritt 9 wird der Kopf in den Positionsmessbereich 22 bewegt. In Schritt 10 wird die Waferposition gemessen.
Die zeitlichen Bewegungsfolgen der Bernoulli-Düsen 30, 30... und der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... an dem in 2A gezeigten, plattenförmigen Element 20 werden über den Controller 36 gesteuert. Das heißt, bei Anheben des Wafers 14 aus der Kassette 12 sendet der Controller 36 ein Signal zum Bewegen der Bernoulli-Düsen 30, 30..., sowie Signale zum Stoppen der Bewegung der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32.... Als nächstes sendet er Signale zum Bewegen der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... und Signale zum Stoppen der Bewegung der Bernoulli-Düsen 30, 30..., wenn der von den Bernoulli-Düsen 30, 30... angehobene Wafer 14 durch die Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... an der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20 eingespannt wird. Bezüglich der zeitlichen Abstimmung bzw. des Timings bezüglich des Wechselns zwischen dem Betrieb der Bernoulli-Düsen 30, 30... und der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... gilt folgendes: wenn der durch die Bernoulli-Düsen 30, 30... angehobene Wafer 14 nicht abfällt, ist es zwar möglich, den Arbeitsgang gleichzeitig mit dem Betrieb der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... zu stoppen, doch es ist sicherer, eine Betriebszeit vorzusehen, in der beide überlappen, und dann den Betrieb der Bernoulli-Düsen 30, 30... zu stoppen.
Beim Wechsel zwischen dem Betrieb der Bernoulli-Düsen 30, 30... und der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... wird vorzugsweise eine Schaltstation 38 zwischen der in 1 gezeigten Kassette 12 und dem Positionsmessbereich 22 vorgesehen, um ein Herabfallen des angehobenen Wafers 14 sicher zu verhindern. Diese Schaltstation 38 besitzt ein plattenförmiges Teil 40, das mit einer Vielzahl von Druckluftdüsen versehen ist, aus denen unter dem Wafer 14, der von den Bernoulli-Düsen 30, 30... des plattenförmigen Elementes 20, wie in 5 gezeigt, angehoben wird, Druckluft strömt. Dieses Teil 40 ist mit einem Zufuhrrohr 42 verbunden, das der Vielzahl von Druckluftdüsen Druckluft zuführt. Durch den Wechsel des Betriebs zwischen den Bernoulli-Düsen 30, 30... und den Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... an der Schaltstation 38 ist es möglich, ein Herabfallen des Wafers 14 selbst im Falle einer zeitlichen Abweichung beim Umschalten des Betriebs zwischen diesen beiden sicher zu verhindern.
Die Platten 34, 34..., die als das Bauteil dienen, welches ein Ablösen verhindert, und die sich an dem plattenförmigen Element 20 befinden, wie in den 1 bis 5 gezeigt, sind an der Seitenwand des plattenförmigen Elementes 20 befestigt. Wenn der Betrieb der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... in dem in 1 gezeigten Haftbereich 24 gestoppt wird und der durch die Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... des plattenförmigen Elementes 20d in die Wafer-Einspannfläche 20a eingespannte Wafer 14 herausgenommen wird und auf die Transportfläche platziert wird, stoßen die vorderen Enden der Platten 34, 34... daher an die Transportfläche des Haftbereichs 24 an und es wird ein vorher festgelegter Zwischenraum oder Spalt zwischen der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20 und der Transportfläche gebildet. Beim Anhalten des Betriebs der Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... senkt sich der Wafer 14 daher um eine vorher festgelegte Entfernung ab und stößt an die Transportfläche an. Um den Zwischenraum oder Spalt zwischen der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20 und der Transportfläche des Haftbereichs 24, wie in 6 gezeigt, so weit wie möglich zu reduzieren, wird bevorzugterweise ein Bauteil zur Verhinderung der Ablösung verwendet, das die Platte 34 durch eine Feder 44 vorspannt, die als elastisches Element dient, und zwar in eine Richtung, in der das vordere Ende von der Wafer-Einspannfläche 20a des plattenförmigen Elementes 20 vorsteht. Gemäß dem in 6 gezeigten Bauteil zur Verhinde rung der Ablösung kann das plattenförmige Element 20 gegen die Vorspannkraft der Feder 44 in die Nähe der Transportfläche gebracht werden, wenn das vordere Ende der Platte 34 an die Transportfläche des Haftbereichs 24 angrenzt, und man kann den Zwischenraum oder Spalt zwischen der Wafer-Einspannfläche 20a und der Transportfläche des Haftbereichs 24 so weit wie möglich reduzieren. Wenn es möglich wäre, den Zwischenraum oder Spalt zwischen der Wafer-Einspannfläche 20a und der Transportfläche des Haftbereichs 24 so weit wie möglich zu reduzieren, wäre es auch möglich, die Distanz für das Herabfallen des Wafers 14 zu verkürzen und den Aufprall zu reduzieren, wenn der Wafer 14 auf die Transportfläche des Haftbereichs 24 trifft.
Außerdem verwendet das in den 1 bis 5 gezeigte, plattenförmige Element 20 die Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... als Haltevorrichtungen, doch in dem Vergleichsbeispiel, das nicht Teil der beanspruchten Erfindung von 7 ist, wird eine elektrostatische Einspannplatte 46 als Haltevorrichtung an der Wafer-Einspannfläche 20a verwendet. Die elektrostatische Einspannplatte 46 muss den gesamten Wafer gleichmäßig einspannen, so dass es, wie in 7 gezeigt, auch möglich ist, eine einzelne elektrostatische Einspannplatte 46 anzuordnen und dass der Teil einschließlich der Mitte des plattenförmigen Elementes 20 abgedeckt ist.
Anstelle der Vielzahl von Spannfuttern 32a, 32a..., die in 2B gezeigt ist, kann auch eine Vielzahl von elektrostatischen Einspannplatten angeordnet werden. Auch in diesem Fall werden die Öffnungen 30a der Vielzahl von Bernoulli-Düsen 30, 30... und die Vielzahl von elektrostatischen Einspannplatten abwechselnd an der Wafer-Einspannfläche 20a in der Nähe des äußeren Umfanges des plattenförmigen Elementes 20 und entlang dem äußeren Umfang angeordnet. Durch Verwendung der elektrostatischen Einspannplatte 46 in der gleichen Art und Weise wie die Vakuum-Einspanndüsen 32, 32... verwendet werden, ist es somit möglich, die Vakuumpumpe etc. zu eliminieren und das Transportsystem zu vereinfachen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen dünnen Wafer einer Stärke von weniger als 100 μm ohne Beschädigung sicher zu transportieren und das Werkstück leicht zu positionieren. Auf diese Art und Weise wird es möglich, immer dünner werdende Werkstücke zu handhaben.

Claims

Fördersystem zum Fördern eines Wafers oder eines anderen dünnen Werkstückes (14) mit einer Stärke von nicht mehr als 100 μm von einer Abstützstelle zu einer anderen Stelle, wobei das genannte Fördersystem mit einem plattenartigen Bauteil (20) versehen ist, das bewegbar und drehbar ist und mit einer Einrichtung (18) zum Bewegen und Drehen des genannten plattenartigen Bauteils, das genannte plattenartige Bauteil (20) zusammen mit einer Anhebeinrichtung vorgesehen ist zum Anheben eines ganzen Werkstückes (14), welches an der genannten Abstützstelle getragen ist, und mit einer Halteeinrichtung zum Halten eines mit der Anhebeinrichtung angehobenen Werkstückes (14) durch gleichförmiges Einspannen desselben auf einer Werkstück-Einspannoberfläche (20a) des plattenartigen Bauteils (20), wobei die genannte Halteeinrichtung eine Mehrzahl von Vakuum-Einspanndüsen (32) aufweist, und wobei eine Vielzahl von Bernoulli-Düsen (30), welche als die genannte Anhebeinrichtung dienen, in der Werkstück-Ansaugoberfläche (20a) nahe einem äußeren Umfang des plattenartigen Bauteils (20) und entlang dessen Umfang ausgeformt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Einspannoberfläche (20a) im wesentlichen eine Größe hat wie das einzuspannende Werkstück (14); dass die Bernoulli-Düsen (30) und die Vakuum-Einspanndüsen (32) Öffnungen in der Ebene der Einspannoberfläche (20a) aufweisen; und dass die Bernoulli-Düsen (30) sich nach außen in Richtung auf ihre Öffnungen (30a) aufweiten.
Fördersystem gemäß Anspruch 1, wobei die mehreren Bernoulli-Düsen (30), welche die Anhebeeinrichtung bilden, und die genannten mehreren Vakuum-Einspanndüsen (32) auf der Werkstück-Einspannoberfläche (20a) nahe dem äußeren Umfang des plattenartigen Bauteils (20) und entlang dessen Umfang abwechselnd ausgebildet sind.
Fördersystem nach Anspruch 2, wobei ein Einspannfutter einer Vakuum-Einspanndüse (32) ein poröses Bauteil (32b) verwendet.
Fördersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Steuerung vorgesehen ist zum Steuern der zeitlichen Bewegungsfolge der genannten Anhebeeinrichtung und der genannten Halteeinrichtung.
Fördersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Ablöse-Verhinderungsbauteil vorgesehen ist zum Verhindern, dass ein Teil eines Werkstückes (14), welches durch die mehreren Bernoulli-Düsen (30) angehoben ist, von dem genannten plattenartigen Bauteil (20) abgelöst wird, wobei das Ablöse-Verhinderungsbauteil an der äußeren Peripherie des plattenartigen Bauteils angeordnet ist.
Fördersystem nach Anspruch 5, wobei das genannte Ablöse-Verhinderungsbauteil durch ein elastisches Bauteil (44) in einer Richtung vorgespannt ist, derart, dass sein Vorderende aus der Werkstück-Einspannoberfläche (20) des plattenartigen Bauteils (20) vorsteht.
Fördersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Schaltstation (38) vorgesehen ist mit einer Mehrzahl von unter Druck stehenden Luftdüsen, die unter Druck stehende Luft von unterhalb des Werkstückes (14) einblasen, um so zu verhindern, dass das Werkstück herunterfällt wenn ein durch die Anhebeeinrichtung aus einer Mehrzahl von Bernoulli-Düsen (30) angehobenes Werkstück in eine Haltestellung mit der genannte Halteeinrichtung überführt wird.
Förderverfahren unter Verwendung eines Fördersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, folgende Schritte aufweisend: Bewegen eines plattenartigen Bauteils (20) in eine erste Stellung, in der das Werkstück (14) angeordnet ist, Absenken des plattenartigen Bauteils (20) herab zum Werkstück (14), Starten des Einblasens von Luft mit den Bernoulli-Düsen (30), Festlegen des Werkstückes (14) durch die Bernoulli-Düsen (39), Anheben des plattenartigen Bauteils (20), Beginn des Ansaugens durch die Vakuum-Einspanndüsen (32), um das Werkstück (14) durch sowohl die Vakuum-Einspanndüsen als auch die Bernoulli-Düsen (30) festzulegen, Beendigen des Einblasens von Luft mit den Bernoulli-Düsen (30) und Einspannen des Werkstückes (14) durch ausschließlich die Vakuum-Einspanndüsen (32), und Bewegen des genannten plattenartigen Bauteils (20) in eine zweite Position zum Verarbeiten des nächsten Werkstückes.