DE102010006760A1 - Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem in einer Flüssigkeit angeordneten Stapel - Google Patents

Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem in einer Flüssigkeit angeordneten Stapel Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen (3.1, 3.2) aus einem Stapel (3). Die Vereinzelungsvorrichtung (1) weist einen eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter (2) auf, in dem eine Aufnahmevorrichtung (5) angeordnet ist. Durch die Aufnahmevorrichtung (5) wird ein Stapel (3) scheibenförmiger Elemente (3.1, 3.2) getragen, so dass sich der Stapel (3) vollständig in Flüssigkeit befindet. Ferner weist die Vereinzelungsvorrichtung (1) eine Gurtfördervorrichtung (6) auf, die mit wenigstens einem Teil ihrer Förderlänge in den Behälter (2) ragt. Ein Ende der Gurtfördervorrichtung (6) liegt einer Stirnseite des Stapels (3) gegenüber. Es ist ferner eine Bewegungsvorrichtung (9) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Stapel (3) und der Gurtfördervorrichtung (6) vorgesehen. Die Gurtfördervorrichtung (6) ist so angeordnet, dass ihre Förderebene mit den durch die gestapelten Elemente (3.1, 3.2) definierten Ebenen einen von Null verschiedenen Winkel (α) einschließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem in einer Flüssigkeit angeordneten Stapel.
  • Eine Vorrichtung, bei der mit Hilfe von Fördergurten scheibenförmige Elemente aus einem Stapel vereinzelt werden, ist aus der DE 10 2006 011 870 A1 bekannt. Die dort vorgeschlagene Vereinzelungsvorrichtung zeigt einen Stapel, dessen Stapelachse sich in horizontaler Richtung erstreckt. Senkrecht hierzu ist eine Mehrzahl von hintereinander stehenden plattenförmigen Gegenständen, beispielsweise Siliciumwafern, angeordnet. Der Stapel befindet sich in einer Flüssigkeit in einer Wanne, wobei diese in Richtung der Stapelachse mit Hilfe eines Antriebs bewegbar ist. Zum Abheben des jeweils vordersten Elements des Stapels ist ein Fördergurt parallel zur Oberfläche des ersten scheibenförmigen Elements angeordnet.
  • Mit Hilfe einer Unterdruckeinrichtung wird das jeweils erste, parallel zum Fördergurt stehende Element an den Fördergurt angesaugt und mittels des Unterdrucks dort gehalten. Ist ein Element mit Unterdruck gegen den Fördergurt gezogen, so wird dieser angetrieben und so das Element parallel zu den durch die weiteren Elemente des Stapels definierten Ebenen abtransportiert. Nachteil der hier beschriebenen Anlage ist, dass durch die parallele Anordnung ein relativ großer Zeitraum verstreicht, bevor der Wafer so weit abtransportiert ist, bis der nächste Wafer herangeführt werden kann. Dies vergrößert die Gefahr von Kollisionen und damit auch von Beschädigungen bzw. fehlerhafter Vereinzelung.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem Flüssigkeitsbad zu schaffen, die eine hohe Taktfrequenz und eine sichere Vereinzelung erlaubt.
  • Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem Stapel weist einen Behälter auf, der eine Flüssigkeit enthält, z. B. eine Reinigungsflüssigkeit. In dem Behälter ist eine Aufnahmevorrichtung so angeordnet, dass ein durch die Aufnahmevorrichtung getragener Stapel scheibenförmiger Elemente sich in der Flüssigkeit befindet. Ferner weist die Vereinzelungsvorrichtung eine Gurtfördervorrichtung auf. Wenigstens ein Teil der Förderlänge der Gurtfördervorrichtung ragt so in den Behälter, dass ein Ende der Förderlänge der Gurtfördervorrichtung einer Stirnseite des Stapels gegenüber liegt. Zudem ist eine Bewegungsvorrichtung vorgesehen, welche eine Relativbewegung zwischen dem Stapel und der Gurtfördervorrichtung erzeugen kann. Dabei ist es grundsätzlich möglich, dass der Stapel auf die Gurtfördervorrichtung zu oder aber die Gurtfördervorrichtung auf den feststehenden Stapel zubewegt wird.
  • Die Gurtfördervorrichtung ist dabei so angeordnet, dass ihre Förderebene mit durch die gestapelten Elemente des Stapels definierten Ebenen einen von Null verschiedenen Winkel einschließt. Durch diesen von Null verschiedenen Winkel wird an einer Seite der Abstand zwischen dem ersten abzufördernden Element sowie dem nachfolgenden Element des Stapels vergrößert. Diese einseitige Vergrößerung führt zu einer Reduktion des Bruchrisikos, da der Kontakt des abzufördernden Elements zu den nachfolgenden Elementen reduziert wird. Zudem wird das Risiko von fehlerhafter Vereinzelung reduziert. Durch den nicht über die gesamte Fläche der Wafer gleich bleibenden Abstand wird das Risiko von sich ausbildender Adhäsion zwischen aufeinanderfolgenden scheibenförmigen Elementen reduziert. Insbesondere entfällt damit das häufige Nachvereinzeln von aneinander haftenden scheibenförmigen Elementen. Dies erhöht den Durchsatz der Vereinzelungsvorrichtung weiter.
  • In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung ausgeführt.
  • In einem Bereich der am nächsten zu dem Gurtförderer hin orientierten Elemente ist vorzugsweise auf derjenigen Seite des Stapels, die den größten Abstand zu der Gurtfördervorrichtung aufweist, wenigstens eine Düse angeordnet, deren Hauptstrahlrichtung mit der Förderebene einen Winkel von maximal 45° einschließt. Durch eine solche auf den Gurt der Gurtfördervorrichtung zugerichtete Hauptstrahlrichtung wird das Anlegen des vordersten scheibenförmigen Elements an den Gurt erleichtert. Dabei ist insbesondere auch vorteilhaft, dass durch den sich in einer Richtung öffnenden Spalt zwischen dem ersten und dem nachfolgenden scheibenförmigen Element mit Hilfe einer Strömung eine das scheibenförmige Element an den Gurt drückende Kraft erzeugt werden kann. Diese wirkt insbesondere auch noch nach Beginn des Förderns des scheibenförmigen Elements durch die Gurtfördervorrichtung nach.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Bewegungsvorrichtung so eingerichtet, dass eine oszillierende Bewegung zwischen der Gurtfördervorrichtung und dem Stapel erzeugt wird. Dabei ist die Relativbewegung, welche den Abstand verringert stets etwas größer als die im Anschluss daran den Abstand wieder vergrößernde Bewegung. Auch durch diese Maßnahme wird das aneinander Haften von aufeinander folgenden scheibenförmigen Elementen verhindert oder zumindest eine entsprechende Wahrscheinlichkeit reduziert.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der von Null verschiedene Winkel zwischen der Transportrichtung und die durch die gestapelten Elemente definierten Ebenen eingeschlossen wird. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Gurtfördervorrichtung im Wesentlichen in vertikaler Richtung fördert. Der Neigungswinkel gegenüber der durch die gestapelten Elemente definierten Ebenen ist vorzugsweise wenigstens 3° und höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 7,5°. In diesem Bereich hat sich die beschriebene Wirkung besonders stark gezeigt und die Vereinzelung verläuft besonders prozesssicher.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung.
  • In der 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung dargestellt. Die Vereinzelungsvorrichtung 1 umfasst eine Wanne 2. Die nach oben offene Wanne ist mit einer Flüssigkeit, beispielsweise einer Reinigungsflüssigkeit, gefüllt. Vollständig innerhalb der Wanne 2 und in der Flüssigkeit angeordnet befindet sich ein Stapel 3. Der Stapel 3 besteht aus einer Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen 3.1, 3.2, ..., vorzugsweise Wafern, die z. B. gerade aus einem Sägevorgang kommen und gereinigt werden müssen. Die einzelnen scheibenförmigen Elemente des Stapels 3 sind vorzugsweise senkrecht zu einer horizontal verlaufenden Stapelachse 4 angeordnet. Jeder der Wafer definiert eine Ebene, in der er steht und die senkrecht auf der Stapelachse 4 steht.
  • Der Stapel 3 wird durch eine Aufnahmevorrichtung 5 getragen. Die Aufnahmevorrichtung 5 kann beispielsweise durch einen sog. Carrier gebildet werden. Um nun die einzelnen Wafer 3.1, 3.2, ... von einer Seite des Stapels 3 einzeln abzunehmen und stückweise dem weiteren Bearbeitungsprozess zur Verfügung zu stellen, ist eine Gurtfördervorrichtung 6 vorgesehen. Die Gurtfördervorrichtung 6 weist einen Gurt 7 auf, der über eine erste Walze 8.1 und eine zweite, angetriebene Walze 8.2 läuft. Es ist zu beachten, dass anstelle eines einzelnen, relativ breiten Gurts 7 auch z. B. zwei oder mehr parallel zueinander verlaufende Gurte vorgesehen sein können. Die Gurtfördervorrichtung 6 ist so angeordnet, dass sie der Stirnseite des Stapels 3 an einem Ende des Stapels 3 gegenüberliegt. Eine Förderebene wird durch die zu der Stirnseite des Stapels 3 hin orientierte Oberfläche des Gurts 7 gebildet. Diese Förderebene steht mit den durch die gestapelten Elemente 3.2, ... definierten Ebenen in einem Winkel α. Dieser Winkel α ist vorzugsweise wenigstens 3° und maximal 10°, vorzugsweise max. 7,5°. Die Ermittlung des Winkels α erfolgt dabei in Bezug auf die noch nicht aus dem Stapel 3 gelösten scheibenförmigen Elemente.
  • Wird der Gurt 7 durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung über die zweite Walze 8.2 angetrieben, so werden die scheibenförmigen Elemente 3.1, 3.2, ... einzeln und nacheinander in der durch den Pfeil angegebenen Transportrichtung abgefördert. Dabei wird das jeweils vorderste scheibenförmige Element 3.1 nach Anlage an den Gurt 7 durch Adhäsionskräfte an dem Gurt 7 gehalten. Um die Anlage an das Band bzw. den Vorgang des Anlegens zu unterstützen, kann eine Strömungseinrichtung vorgesehen sein. Diese Strömungseinrichtung wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Pumpe 16 gebildet, welche die Flüssigkeit in der Wanne 2 in dem Behälter 2 durch den Gurt 7 bzw. bei mehreren Gurten durch den Zwischenraum fördert.
  • Um nach dem Abfördern des jeweils ersten scheibenförmigen Elements 3.1 das jeweils nächste scheibenförmige Element 3.2 des Stapels 3 wieder in Anlage an den Gurt 7 zu bringen, ist eine Bewegungsvorrichtung 9 vorgesehen. Die Bewegungsvorrichtung 9 weist einen Antrieb 10 sowie eine Basis 11 auf. Mit Hilfe des Antriebs 10 ist die Aufnahmevorrichtung 5 in Richtung der Stapelachse 4 auf der Basis 11 bewegbar. Damit kann das jeweils vorderste scheibenförmige Element 3.1 in Richtung auf die Gurtfördervorrichtung 6 zu bewegt werden. Vorzugsweise erfolgt das Annähern des ersten scheibenförmigen Elements 3.1 durch eine oszillierende Bewegung. D. h., dass zunächst die Aufnahmevorrichtung auf die Gurtfördervorrichtung 6 zu bewegt wird und anschließend in einer gegenüber der vorangegangenen Bewegung verkürzten Rückwärtsbewegung wieder von der Gurtfördervorrichtung 6 entfernt wird. Eine solche oszillierende Bewegung begünstigt das Auffächern des Stapels an seinem der Gurtfördervorrichtung 6 zugewandten Ende. Dieses Auffächern wird zudem unterstützt durch eine Düseneinrichtung 18. Die Düseneinrichtung 18 weist wenigstens eine Düse 20 auf, deren Hauptstrahlrichtung auf den Gurt 7 zu gerichtet ist. Der Winkel ist dabei näherungsweise 90° und vorzugsweise nicht größer als 45° in Bezug auf die Förderebene des Gurts 7. Eine solche Düseneinrichtung 18 begünstigt das Kippen des ersten scheibenförmigen Elements 3.1, sobald an seinem in der 1 unteren Ende das scheibenförmige Element 3.1 in Kontakt mit der Gurtfördervorrichtung 6 ist. Die Hauptstrahlrichtung der Düse 20 ist insbesondere so gewählt, dass sie in dem sich vergrößernden Spalt zwischen dem kippenden ersten scheibenförmigen Element 3.1 und dem noch aufrecht stehenden nächsten scheibenförmigen Element 3.2 gerichtet ist.
  • Das durch die Gurtfördervorrichtung 6 geförderte scheibenförmige Element 3.1 wird an eine zweite Gurtfördervorrichtung 13 übergeben, welche sich in geradliniger Verlängerung der ersten Gurtfördervorrichtung 6 befindet. Die scheibenförmigen Elemente 3.1, 3.2, ... sind zum Zeitpunkt der Übergabe an die zweite Gurtfördervorrichtung 13 bereits vereinzelt. Im Weiteren kann mit Hilfe einer klappbaren weiteren Gurtfördervorrichtung 14 nach der Übernahme das scheibenförmige Element in eine horizontale Lage gebracht werden und weiteren Fördermitteln wieder dem schematisch noch dargestellten Gurtförderer 15 übergeben werden. Der Gurt 7 sowie der Gurt der zweiten Gurtfördervorrichtung 13 bilden eine gemeinsame Förderebene aus.
  • Die Gurtfördervorrichtung 6 taucht mit einem wesentlichen Teil ihrer Förderlänge LF in die Flüssigkeit der Wanne 2 ein, so dass nur das antriebsseitige Ende heraussteht. Um dies zu verdeutlichen, ist in der 1 die Flüssigkeitslinie 12 angegeben. Wie es beispielhaft für die dritte Gurtfördervorrichtung 14 angegeben ist, wird die Förderlänge LF durch die freie Länge des Gurts zwischen den beiden Walzen definiert, über die der Gurt läuft.
  • Um das Anhaften der vereinzelten scheibenförmigen Elemente an der zweiten Gurtfördervorrichtung 13 und der weiteren Gurtfördervorrichtung 14 zu verbessern, kann eine Unterdruckeinrichtung 17 vorgesehen sein. Die Unterdruckeinrichtung 17 saugt durch Öffnungen in den Fördergurten die zu transportierenden scheibenförmigen Elemente 3.1, 3.2 an. Die Düseneinrichtung 18 weist vorzugsweise mehrere Düsen auf, wobei ein Teil dieser Düsen senkrecht zur Stapelachse 4 ihre Hauptstrahlrichtung aufweist und für eine Vorvereinzelung der scheibenförmigen Elemente 3.1, 3.2, ... sorgt. Weitere Düsen zum Unterstützen der Vorvereinzelung können vorgesehen sein.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stapel mit seiner Stapelachse 4 in der Horizontalen angeordnet. Die Gurtfördervorrichtung 6 schließt mit ihrer Förderebene einen Winkel α mit den durch die gestapelten Elemente definierten Ebenen des Stapels 3 ein. Dieser Winkel α ist im dargestellten Ausführungsbeispiel gleich dem Zwischenwinkel aus der Förderrichtung (Pfeil) und den Ebenen der gestapelten Elemente. Es ist jedoch leicht erkennbar, dass ein Abfördern auch in horizontaler Richtung in dem Behälter 2 erfolgen könnte. In diesem Fall kann die Transportrichtung auch senkrecht auf der Stapelachse 4 stehen. Es ist daher nicht zwingend notwendig, dass die Achse der Walze 8.1 parallel zur Stirnseite des Stapels 3 angeordnet ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006011870 A1 [0002]

Claims (7)

  1. Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen (3.1, 3.2) aus einem Stapel (3), aufweisend einen eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter (2), in dem eine Aufnahmevorrichtung (5) so angeordnet ist, dass ein durch die Aufnahmevorrichtung (5) getragener Stapel (3) scheibenförmiger Elemente (3.1, 3.2) sich in der Flüssigkeit befindet, und eine Gurtfördervorrichtung (6), die mit wenigstens einem Teil Ihrer Förderlänge in den Behälter (2) ragt, so dass ein Ende der Gurtfördervorrichtung (6) einer Stirnseite des Stapels (3) gegenüber liegt, wobei eine Bewegungsvorrichtung (9) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Stapel (3) und der Gurtfördervorrichtung (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtfördervorrichtung (6) so angeordnet ist, dass ihre Förderebene mit den durch die gestapelten Elemente (3.1, 3.2) definierten Ebenen einen von Null verschiedenen Winkel (α) einschließt.
  2. Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich der am nächsten zu dem Gurtfördervorrichtung (6) hin orientierten scheibenförmigen Elemente (3.1, 3.2) auf derjenigen Seite des Stapels (3), die den größten Abstand zu der Gurtfördervorrichtung (6) aufweist, wenigstens eine Düse (20) angeordnet ist, deren Hauptstrahlrichtung mit der Förderebene einen Winkel von maximal 45° einschließt.
  3. Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (9) zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung eingerichtet ist.
  4. Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von Null verschiedene Winkel (α) durch die Transportrichtung und die Ebenen der gestapelten Elemente (3.1, 3.2) eingeschlossen wird.
  5. Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) wenigstens 3° beträgt.
  6. Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) höchstens 10° beträgt.
  7. Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) höchstens 7,5° beträgt.
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