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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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1 eine
schematische Ansicht zur Erläuterung
eines Beispiels für
ein Transportsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2A und 2B eine
Vorderansicht und eine Ansicht von unten zur Erläuterung eines plattenförmigen Elementes,
das in 1 verwendet worden ist;
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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;
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4 eine
teilweise geschnittene Darstellung zur Erläuterung einer Vakuum-Einspanndüse, die
sich in den 2A und 2B an
dem plattenförmigen
Element befindet;
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5 eine
Vorderansicht zur Erläuterung der
Konstruktion einer Schaltstation, die in 1 gezeigt
wird;
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6 eine
teilweise Vorderansicht zur Erläuterung
eines weiteren Beispiels für
ein Bauteil zur Verhinderung der Ablösung des Werkstücks;
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7 eine
Ansicht von unten zur Erläuterung
eines Vergleichsbeispiels für
das plattenförmige Element;
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8 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrensbeispiels für den Transport eines Wafers
unter Verwendung des Transportsystems von 1; und
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9A und 9B eine
teilweise geschnittene Vorderansicht und Ansicht von unten zur Erläuterung
eines plattenförmigen
Elementes im Stand der Technik.
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Bevorzugte
Ausführungsarten
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben,
wobei auf die beigefügten
Figuren Bezug genommen wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.