JP2010165928A - ウエハ搬送方法およびウエハ搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】たとえばワイヤソーによる切断の後に、人手を介することなく半導体ウエハを１枚ずつ分離することが可能なウエハ搬送方法およびウエハ搬送装置を提供すること。
【解決手段】積み上げられた複数枚のウエハＷｆを搬送するウエハ搬送方法であって、液体Ｌｑ中に置かれた複数枚のウエハＷｆのうち最上位にあるものを吸着した状態で、このウエハＷｆをその面内方向にスライドさせる吸着スライド手段としての吸着コンベア２によって、最上位のウエハＷｆから順に搬送する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば太陽電池の材料に用いられる半導体ウエハを１枚ずつ搬送するウエハ搬送方法およびウエハ搬送装置に関する。

図７は、半導体ウエハの製造におけるワイヤソー装置を用いた切断工程を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたワイヤソー装置Ｘは、４つのガイドローラ９３およびワイヤ９４を備えており、半導体材料９２をウエハ状に切断する装置である。ワイヤ９４は、たとえばメッキが施されたピアノ線であり、４つのガイドローラ９３に掛け回されており、図示された矢印の方向に送られる。半導体材料９２は、たとえばガラスからなる保持部材９１に接着剤によって接合された状態で、ワイヤ９４に押し付けられる。ワイヤ９４が半導体材料９２を超えて保持部材９１に到達すると、半導体材料９２の切断が完了する。この切断により、保持部材９１に各々の端縁が接合された状態で、複数枚のウエハが得られる。

しかしながら、切断を終えた後には、最終的に上記ウエハを１枚１枚分離した状態にする必要がある。この分離作業に先立って、切断粉の洗浄や、保持部材９１からの剥離を目的として、上記ウエハは、洗浄液や接着剤を溶解する溶液に漬けられる。これらの液体によって上記ウエハがウエットの状態になると、となり合う上記ウエハどうしが張り付いてしまいやすい。このようなことでは、上記ウエハを１枚１枚分離した状態とすることは容易ではなく、たとえば作業者が手作業によって上記半導体ウエハを１枚ずつ取り上げるといった作業が強いられていた。

特開２００７−１６０４３１号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、たとえばワイヤソーによる切断の後に、人手を介することなく半導体ウエハを１枚ずつ分離することが可能なウエハ搬送方法およびウエハ搬送装置を提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供されるウエハ搬送方法は、積み上げられた複数枚のウエハを搬送するウエハ搬送方法であって、液中に置かれた上記複数枚のウエハのうち最上位にあるものを吸着した状態で、このウエハをその面内方向にスライドさせる吸着スライド手段によって、上記最上位のウエハから順に搬送することを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記吸着スライド手段として、互いに離間した１対のローラと、上記１対のローラに掛け回されており、複数の孔が設けられた吸着区間を有する無端ベルトと、上記無端ベルトに囲まれた空間を減圧しうる減圧手段と、を備えた吸着コンベアを用い、上記吸着区間を上記最上位のウエハに押し当てた状態で、上記無端ベルトに囲まれた空間を減圧し、かつ上記無端ベルトを回動させる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記吸着コンベアが、上記最上位のウエハを吸着する吸着位置と、吸着した上記ウエハの少なくとも一部を液面から露出させうる上端位置と、をとる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記液外の上記吸着コンベア下流側に中継コンベアをさらに設け、上記吸着コンベアによって吸着されたウエハを上記中継コンベアに受け渡す。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記吸着スライド手段によって吸着された上記ウエハをスライドさせる際に、上記ウエハに対して抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段をさらに用いる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記抵抗力付与手段は、その表面部分がスポンジによって構成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記吸着スライド手段によって上記最上位のウエハを吸着する際に、超音波発生手段を用いて少なくとも上記最上位のウエハに超音波を作用させる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記液に、界面活性剤を混入させる。

本発明の第２の側面によって提供されるウエハ搬送装置は、積み上げられた複数枚のウエハを搬送するウエハ搬送装置であって、液中に置かれた上記複数枚のウエハのうち最上位にあるものを吸着した状態で、このウエハをその面内方向にスライドさせる吸着スライド手段を備えることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記吸着スライド手段は、互いに離間した１対のローラと、上記１対のローラに掛け回されており、複数の孔が設けられた吸着区間を有する無端ベルトと、上記無端ベルトに囲まれた空間を減圧しうる減圧手段と、を備えており、かつ、上記吸着区間を上記最上位のウエハに押し当てた状態で、上記無端ベルトに囲まれた空間を減圧し、かつ上記無端ベルトを回動させるように構成された吸着コンベアである。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記吸着コンベアが、上記最上位のウエハを吸着する吸着位置と、吸着した上記ウエハの少なくとも一部を液面から露出させうる上端位置と、をとる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記液外の上記吸着コンベア下流側に位置し、上記吸着コンベアによって吸着されたウエハを受けうる中継コンベアをさらに備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記吸着スライド手段によって吸着された上記ウエハをスライドさせる際に、上記ウエハに対して抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段をさらに備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記抵抗力付与手段は、その表面部分がスポンジによって構成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記吸着スライド手段によって上記最上位のウエハを吸着する際に、少なくとも上記最上位のウエハに超音波を作用させるうる超音波発生手段をさらに備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記液に、界面活性剤が混入されている。

このような構成によれば、積み上げられた上記複数枚のウエハは、まず上記吸着スライド手段によって上記液中において吸着された後に、スライドされる。上記液中においては、その前の洗浄工程や溶解工程で上記複数枚のウエハが濡れていても、隣り合う上記ウエハが互いに強固に張り付きにくい。吸着した上記ウエハをその面内方向にスライドさせれば、吸着を解いてしまうような抵抗力をほとんど受けることなく、積み上げられた上記複数枚のウエハから最上位にある１枚の上記ウエハを離脱させることが可能である。したがって、上記複数枚のウエハを１枚ずつに分離するのに適している。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係るウエハ搬送装置の一例を示す全体概略図である。 図１に示すウエハ搬送装置を示す要部断面図である。 本発明に係るウエハ搬送方法において、ウエハを吸着する工程を示す要部断面図である。 本発明に係るウエハ搬送方法において、ウエハをスライドさせる工程を示す要部断面図である。 本発明に係るウエハ搬送方法において、吸着コンベアを旋回させる工程を示す要部断面図である。 本発明に係るウエハ搬送方法において、ウエハを中継コンベアに受け渡す工程を示す要部断面図である。 ワイヤソー装置を用いた半導体材料の切断工程を示す斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明に係るウエハ搬送装置の一例を示している。本実施形態のウエハ搬送装置Ａは、ウエハ槽１、吸着コンベア２、スポンジローラ３、超音波発生手段４、中継コンベア５、装填コンベア６、およびスタッカ７を備えている。

ウエハ槽１は、鉛直方向上方が開口する容器状とされており、複数枚のウエハＷｆを、所定の液体Ｌｑに浸した状態で収容するためのものである。複数枚のウエハＷｆは、鉛直方向に積み上げられた状態で液体Ｌｑ内につけられている。液体Ｌｑは、たとえば水に適量の界面活性剤が混入されたものである。これらウエハＷｆの枚数は、たとえば１０００枚程度である。ウエハＷｆの寸法の一例を挙げると、外形が１５６ｍｍ角であって、厚さが０．１４〜０．１８ｍｍである。

複数枚のウエハＷｆは、たとえばウエハ槽１の図中左方において積み上げられた後に、コンベア８２によってウエハ槽１の図中右方部分に送られてくる。送られてきた複数枚のウエハＷｆは、たとえばリフト８１によって昇降可能にハンドリングされる。リフト８１は、たとえばサーボモータ（図示略）によって、少なくともウエハＷｆの１枚分の厚さに相当する精度で昇降自在とされている。

吸着コンベア２は、本発明で言う吸着スライド手段の一例に相当し、ウエハ槽１内においてその下方部分が液体Ｌｑに漬かる位置に設けられている。図２に示すように、吸着コンベア２は、１対のローラ２１、無端ベルト２２、およびバキュームボックス２３を備えている。

１対のローラ２１は、液体Ｌｑの液面Ｌｓに沿って互いに離間して平行配置されており、少なくともいずれかがサーボモータ（図示略）などの駆動源に連結されている。

無端ベルト２２は、環状とされたたとえばゴム製の帯状ベルトであり、１対のローラ２１に掛け回されている。無端ベルト２２のうちその周回方向の一部分である吸着区間２２ａには、複数の孔２２ｂが形成されている。各孔２２ｂは、無端ベルト２２をその厚さ方向に貫通しており、液体Ｌｑや空気が通過可能となっている。本実施形態においては、吸着区間２２の周回方向寸法は、ウエハＷｆの周回方向寸法とほぼ同じとされている。

バキュームボックス２３は、無端ベルト２２内の空間に配置されており、断面矩形状のたとえばＳＵＳ製の箱である。バキュームボックス２３の高さ方向寸法は、無端ベルト２２の内側どうしの間隔とほぼ同じとなっている。このため、バキュームボックス２３の上下面に沿って、無端ベルト２２が摺動する。バキュームボックス２３には、複数の孔２３ｂが形成されている。複数の孔２３ｂは、バキュームボックス２３の下側部分に設けられている。特に、本実施形態においては、バキュームボックス２３の下側部分のほぼ全面に設けられている。バキュームボックス２３には吸気口２３ａが設けられている。

吸着コンベア２は、左方のローラ２１の中心軸とほぼ一致する旋回軸Ｏｔ周りに旋回自在とされている。具体的には、図示しないサーボモータなどによって右方のローラ２１を旋回端として、吸着コンベア２の下側部分が液体Ｌｑに漬かる吸着位置と、後述する上端位置との間を自在に旋回する。

吸気口２３ａには、ホース２４、脱水槽２５を介してポンプ２６が接続されている。ホース２４は、たとえば樹脂からなる可撓性を有する配管部品である。ホース２４は、ポンプ２６に繋がる配管経路が、吸着コンベア２の旋回によって破損することを防止するためのものである。脱水槽２５は、バキュームボックス２３を介して吸引した空気から液体Ｌｑを分離するためのものである。ポンプ２６は、吸着コンベア２によってウエハＷｆを吸着することが可能な程度に、無端ベルト２２に収容された格好となっているバキュームボックス２３内の空間を減圧するための減圧源である。

スポンジローラ３は、表面部分がスポンジからなるローラであり、本発明で言う抵抗力付与手段の一例に相当する。スポンジローラ３は、吸着コンベア２の直下において、積み上げられた複数枚のウエハＷｆに対して図中右方に配置されている。スポンジローラ３は、図示しないたとえばモータに連結されており、回転可能とされている。本実施形態においては、スポンジローラ３は、ブラケットによって吸着コンベア２に対して固定されている。

超音波発生手段４は、たとえばウエハ槽１の壁面付近に配置されており、超音波を生じうる加振源を有している。超音波発生手段４からの超音波は、液体Ｌｑを媒体として積み上げられた複数枚のウエハＷｆの最上位のものや、吸着コンベア２、スポンジローラ３に作用する。

中継コンベア５は、吸着コンベア２の下流側において、液面Ｌｓの上方に配置されている。中継コンベア５は、後述する手順によって吸着されたウエハＷｆを吸着コンベア２から受け渡される。

装填コンベア６は、中継コンベア５の下流側に配置されている。装填コンベア６は、中継コンベア５から受け取ったウエハＷｆを、スタッカ７へと装填するのに用いられる。

スタッカ７は、複数枚のウエハＷｆを１枚ずつ格納するためのものであり、鉛直方向に互いに平行に配列された複数のポケット７１を有している。装填コンベア６からウエハＷｆが送られてくると、このウエハＷｆがあるポケット７１に装填される。すると、図示しない昇降手段によってスタッカ７はポケット７１の一段分だけ上昇される。これにより、次のウエハＷｆを装填可能な状態となる。

次に、本発明に係るウエハ搬送方法の一例について、図３〜図６を参照しつつ以下に説明する。

まず、図３に示すように、吸着コンベア２を吸着位置で静止させておく。このとき、無端ベルト２２の吸着区間２２ａを積み上げられたウエハＷｆの直上に位置させる。この吸着区間２２ａがこの位置にあるときは、バキュームボックス２３の複数の孔２３ｂのうち左側に位置するものが、吸着区間２２ａと重なっている。この状態で、リフト８１によって複数枚のウエハＷｆを上昇させることにより、最上位のウエハＷｆを吸着コンベア２の下面に密着させる。そして、ポンプ２６を運転することにより、無端ベルト２２内の空間の圧力、すなわちバキュームボックス２３内の圧力を減圧する。これにより、最上位のウエハＷｆが無端ベルト２２の吸着区間２２ａに吸着される。

次いで、図４に示すように、吸着コンベア２を吸着位置に保持した状態で、ローラ２１を駆動することにより無端ベルト２２を反時計回りに周回させる。これにより、吸着されたウエハＷｆが図中右方にスライドされる。このとき、超音波発生手段４から超音波を発生させておく。また、スポンジローラ３を反時計回りに回転させておく。すると、スライドするウエハＷｆは、その先端から順にスポンジローラ３の上方をこれに接しながら通過する。これにより、ウエハＷｆにはスライド方向と反対方向に向けて抵抗力が付与される。仮に、最上位に位置していたウエハＷｆとその直下にあったウエハＷｆとが、誤って２枚取りされた場合、この抵抗力によって下方のウエハＷｆを取り除くことができる。超音波をウエハＷｆに作用すれば、２枚のウエハＷｆを分離するのに有利である。さらに、液体Ｌｑに混入された界面活性剤は、２枚のウエハＷｆどうしの間に液体Ｌｑが侵入することを好適に促進する。

次いで、図５に示すように、無端ベルト２２の周回を停止させた状態で、吸着コンベア２を旋回軸Ｏｔ周りに旋回させ、吸着コンベア２に上端位置をとらせる。この上端位置においては、吸着コンベア２の下面を右方に延長した付近に、中継コンベア５の上面がちょうど位置する。また、吸着コンベア２が上端位置をとると、吸着されたウエハＷｆの少なくとも右端が液面Ｌｓよりも上方に位置する。

そして、図６に示すように、吸着コンベア２に上端位置をとらせた状態で、無端ベルト２２を再び反時計回りに周回させる。これにより、吸着されたウエハＷｆは、斜め右上方へとスライドし、中継コンベア５へと受け渡される。図４に示す状態から、図６に示す状態となるにしたがい、無端ベルト２２の複数の孔２２ｂとバキュームボックス２３の複数の孔２３ｂとのうち互いに重なりうるものの割合が減少する。しかし、図６に示す状態においても、いくつかの孔２２ｂ，２３ｂどうしが重なり合っている。これらの孔２２ｂ，２３ｂによって、ウエハＷｆを十分に保持しうる吸着力が発揮される。

この後は、中継コンベア５、装填コンベア６を経由して、ウエハＷｆがスタッカ７に装填される。一方、吸着コンベア２は、無端ベルト２２をさらに周回させつつ、吸着位置をとることにより、再び図３に示す状態となる。リフト８１が積み上げられた複数枚のウエハＷｆを、その一枚分の厚さに相当する高さだけ上昇させることにより、次のウエハＷｆを吸着可能な状態となる。以上に述べた工程を順次繰り返すことにより、積み上げられた複数枚のウエハＷｆを１枚ずつ搬送し、スタッカ７へと装填できる。

次に、本実施形態のウエハ搬送方法およびウエハ搬送装置Ａの作用について説明する。

複数枚のウエハＷｆは、たとえばワイヤソーを用いた切断工程の後に、洗浄工程や接着剤の溶解工程を経るために濡れた状態となる。これらの濡れたウエハＷｆを大気中におくと、互いに張り付いてしまい、１枚ずつに分離することは困難である。本実施形態によれば、積み上げられた複数枚のウエハＷｆは、まず吸着コンベア２によって液体Ｌｑ内において吸着された後に、スライドされる。液体Ｌｑ内においては、その前の洗浄工程や溶解工程で複数枚のウエハＷｆが濡れていても、隣り合うウエハＷｆが互いに強固に張り付きにくい。吸着したウエハＷｆをその面内方向にスライドさせれば、吸着を解いてしまうような抵抗力をほとんど受けることなく、積み上げられた複数枚のウエハＷｆから最上位にある１枚のウエハＷｆを離脱させることが可能である。したがって、複数枚のウエハＷｆを１枚ずつに分離するのに適している。

吸着スライド手段として、吸着コンベア２を用いれば、吸着作業とスライド作業とを連続して、かつスムーズに行うことができる。吸着コンベア２を旋回することにより上端位置を取らせれば、吸着したウエハＷｆを容易に液体Ｌｑ外へと送り出すことができる。積み上げられた状態から１枚だけ吸着された状態となったウエハＷｆを搬送するには、液体Ｌｑ外の、たとえば大気中で搬送する方が格段に容易である。中継コンベア５にウエハＷｆを受け渡した後は、吸着コンベア２を次のウエハＷｆを吸着するための状態に速やかに復帰させることができる。

抵抗力付与手段としてスポンジローラ３を用いれば、誤って２枚取りした場合に、２枚目のウエハＷｆを適切に除去することができる。超音波発生手段４によって超音波を作用させれば、２枚目のウエハＷｆの除去をより容易に行うことができる。液体Ｌｑに界面活性剤を混入することは、２枚取りの予防や、２枚目のウエハＷｆの除去促進を図るのに好適である。

本発明に係るウエハ搬送方法およびウエハ搬送装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るウエハ搬送方法およびウエハ搬送装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ ウエハ搬送装置
Ｌｑ 液
Ｌｓ 液面
Ｏｔ 旋回軸
Ｗｆ ウエハ
１ ウエハ槽
２ 吸着コンベア（吸着スライド手段）
３ スポンジローラ（抵抗力付与手段）
４ 超音波発生手段
５ 中継コンベア
６ 装填コンベア
７ スタッカ
２１ ローラ
２２ 無端ベルト
２２ａ 吸着区間
２２ｂ 孔
２３ バキュームボックス
２３ａ 吸気口
２３ｂ 孔
２４ ホース
２５ 脱水槽
２６ ポンプ
７１ ポケット
８１ リフト
８２ コンベア

Claims (16)

1. 積み上げられた複数枚のウエハを搬送するウエハ搬送方法であって、
   液中に置かれた上記複数枚のウエハのうち最上位にあるものを吸着した状態で、このウエハをその面内方向にスライドさせる吸着スライド手段によって、上記最上位のウエハから順に搬送することを特徴とする、ウエハ搬送方法。
2. 上記吸着スライド手段として、互いに離間した１対のローラと、上記１対のローラに掛け回されており、複数の孔が設けられた吸着区間を有する無端ベルトと、上記無端ベルトに囲まれた空間を減圧しうる減圧手段と、を備えた吸着コンベアを用い、
   上記吸着区間を上記最上位のウエハに押し当てた状態で、上記無端ベルトに囲まれた空間を減圧し、かつ上記無端ベルトを回動させる、請求項１に記載のウエハ搬送方法。
3. 上記吸着コンベアが、上記最上位のウエハを吸着する吸着位置と、吸着した上記ウエハの少なくとも一部を液面から露出させうる上端位置と、をとる、請求項２に記載のウエハ搬送方法。
4. 上記液外の上記吸着コンベア下流側に中継コンベアをさらに設け、上記吸着コンベアによって吸着されたウエハを上記中継コンベアに受け渡す、請求項２または３に記載のウエハ搬送方法。
5. 上記吸着スライド手段によって吸着された上記ウエハをスライドさせる際に、上記ウエハに対して抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段をさらに用いる、請求項１ないし４のいずれかに記載のウエハ搬送方法。
6. 上記抵抗力付与手段は、その表面部分がスポンジによって構成されている、請求項５に記載のウエハ搬送方法。
7. 上記吸着スライド手段によって上記最上位のウエハを吸着する際に、超音波発生手段を用いて少なくとも上記最上位のウエハに超音波を作用させる、請求項１ないし６のいずれかに記載のウエハ搬送方法。
8. 上記液に、界面活性剤を混入させる、請求項１ないし７のいずれかに記載のウエハ搬送方法。
9. 積み上げられた複数枚のウエハを搬送するウエハ搬送装置であって、
   液中に置かれた上記複数枚のウエハのうち最上位にあるものを吸着した状態で、このウエハをその面内方向にスライドさせる吸着スライド手段を備えることを特徴とする、ウエハ搬送装置。
10. 上記吸着スライド手段は、
    互いに離間した１対のローラと、上記１対のローラに掛け回されており、複数の孔が設けられた吸着区間を有する無端ベルトと、上記無端ベルトに囲まれた空間を減圧しうる減圧手段と、を備えており、かつ、
    上記吸着区間を上記最上位のウエハに押し当てた状態で、上記無端ベルトに囲まれた空間を減圧し、かつ上記無端ベルトを回動させるように構成された吸着コンベアである、請求項９に記載のウエハ搬送装置。
11. 上記吸着コンベアが、上記最上位のウエハを吸着する吸着位置と、吸着した上記ウエハの少なくとも一部を液面から露出させうる上端位置と、をとる、請求項１０に記載のウエハ搬送装置。
12. 上記液外の上記吸着コンベア下流側に位置し、上記吸着コンベアによって吸着されたウエハを受けうる中継コンベアをさらに備える、請求項１０または１１に記載のウエハ搬送装置。
13. 上記吸着スライド手段によって吸着された上記ウエハをスライドさせる際に、上記ウエハに対して抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段をさらに備える、請求項９ないし１２のいずれかに記載のウエハ搬送装置。
14. 上記抵抗力付与手段は、その表面部分がスポンジによって構成されている、請求項１３に記載のウエハ搬送装置。
15. 上記吸着スライド手段によって上記最上位のウエハを吸着する際に、少なくとも上記最上位のウエハに超音波を作用させるうる超音波発生手段をさらに備える、請求項９ないし１４のいずれかに記載のウエハ搬送装置。
16. 上記液に、界面活性剤が混入されている、請求項９ないし１５のいずれかに記載のウエハ搬送装置。

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