DE19741520A1

DE19741520A1 - Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer

Info

Publication number: DE19741520A1
Application number: DE19741520A
Authority: DE
Inventors: Ryo Ohzeki; Tadayasu Ohsawa
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-09-20
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2017-09-21
Also published as: FR2753693A1; FR2753693B1; DE19741520B4; US5853284A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer, insbesondere auf eine Ausrichtvorrichtung für gekerbte Wafer zum Ausrichten gekerbter Wafer, die an ihrer äußeren Umfangsfläche jeweils eine Kerbe wie etwa einen Ausschnitt, eine Vertiefung o. dgl. aufweisen, in die gleiche Richtung, indem sie mittels der Kerbe an jedem gekerbten Wafer in eine vorbestimmte Richtung orientiert werden.

Das Handhaben oder Verarbeiten von Halbleiterwafern wird typischerweise ausge führt, während sich die Wafer in einer als Träger o. dgl. dienenden Kassette befinden. In diesem Falle ist es notwendig, die Wafer in der gleichen Lage und/oder der gleichen Richtung auszurichten, um sicherzustellen, daß die Wafer die für sie gewünschten Spezifikationen aufweisen. Das Ausrichten der Wafer wird üblicher weise ausgeführt, indem die Wafer mittels einer Orientierungsflächen(orientation flat, OF)-Ausrichttechnik oder einer V-Kerbenausrichttechnik positioniert werden. Die V-Kerbenausrichtung ist dazu angelegt, die Wafer mittels einer in die äußere Peripherie eines jeden Wafers geformte V-Kerbe in die gleiche Richtung auszurich ten. Die OF-Ausrichtung neigt dazu, Abweichungen oder Verlagerung einer Vielzahl solcher Wafer in einer Kassette hervorzurufen. Daher erlaubt es die V-Kerbenaus richtung die Wafer im Vergleich zur OF-Ausrichtung akkurater aneinander in einer vorbestimmten Position auszurichten. Außerdem erleichtert die V-Kerbenausrich tung im Vergleich zur OF-Ausrichtung das Ausrichten der Wafer.

Aber selbst wenn das Ausrichten von Kerben einer Vielzahl von Wafern auf dem Wege der üblichen V-Kerbenausrichtung mittels eines Ausrichtstiftes, der an einer Montageeinheit angebracht ist, ausgeführt wird, ist es grundsätzlich schwierig, sicherzustellen, daß eine Abmessung der Kerben und eine Abweichung davon in die dafür gewünschten Spezifikationen fallen. Außerdem verursacht die herkömm liche V-Kerbenausrichtung eine Fehlausrichtung oder Abweichung der Kerben mit einem kleinen Fehler, und versagt dabei, die Wafer aneinander mit einer stark erhöhten Genauigkeit auszurichten. Hinzukommt, daß ein äußerer Randbereich eines jeden Wafers und das Innere der Kassette jeweils mit einem Gleitabschnitt versehen sind, so daß erzeugte Teilchen und statische Elektrizität möglicherweise vermehrt werden. Dies führt dazu, daß die Feinausrichtung und Positionierung der gekerbten Wafer auf Basis der dafür geltenden Spezifikationen und das Verschie ben der Wafer zu jeglicher gewünschter Position grundsätzlich schwierig ist, mit dem Ergebnis, daß die Waferausrichtung besonders schwierig ist.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik gemacht.

Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer anzugeben, die in der Lage ist, gekerbte Wafer, die sich ungeordnet in einer Kassette befinden, akkurat aneinander in eine vorbestimm te Position auszurichten und sie akkurat in die gewünschte Position zu verschieben.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer anzugeben, die in der Lage ist, das Erzeugen von Teilchen oder statischer Elektrizität in einer Kassette, in der sich die gekerbten Wafer befinden, zu minimieren oder im wesentlichen zu vermeiden.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Aus richten gekerbter Wafer anzugeben, welche in der Lage ist, die gekerbten Wafer akkurat aneinander mit verbesserter Zuverlässigkeit und gleichzeitig minimalem Ausrichtfehler der Wafer beim Waferausrichten auszurichten.

Außerdem ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer anzugeben, welche in der Lage ist, das Waferausrichten grund sätzlich zu verbessern und gleichzeitig die Notwendigkeit des Einstellens für das Ausrichten zu minimieren.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Aus richten gekerbter Wafer anzugeben, welche hinsichtlich der Struktur deutlich einfacher sein kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Aus richten gekerbter Wafer anzugeben, die gleichzeitig verringerte Kosten und eine verbesserte Einsatzfähigkeit bietet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer zum Aneinanderausrichten einer Vielzahl von nebeneinander in einer Kasset te angeordneten gekerbten Wafer vorgesehen. Die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer weist eine Vielzahl von Kerben-Detektorrollen auf, die drehbar so angeordnet sind, daß sie drehend angetrieben werden, während sie jeweils die Umfangskanten der gekerbten Wafer berühren, um die Kerben der Wafer in die gleiche Richtung zu orientieren. Die Kerben-Detektorrollen sind nebeneinander drehbar an einer Drehantriebswelle angebracht und entsprechend den gekerbten Wafern in einer Position angeordnet, die um einen vorbestimmten Abstand gegen über der vertikalen Mittellinie der gekerbten Wafer versetzt ist. Die Kerben-Detek torrollen werden auf der Drehantriebswelle jeweils einzeln von Reibungskräften zwischen den Kerben-Detektorrollen und der Drehantriebswelle angetrieben, um die gekerbten Wafer in der Kassette zu bewegen und dadurch die gekerbten Wafer in die gleiche Richtung zu orientieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Dreh antriebswelle für die Kerben-Detektorrollen auf einer vertikal beweglichen Montage basis gelagert. Auf der Montagebasis ist ein erster Antriebsmotor montiert, der mit der Drehantriebswelle in Wirkverbindung steht. Die Montagebasis ist an einem ersten Hebelmechanismus so angebracht, daß sie von dem ersten Hebelmechanis mus bewegt wird, wodurch die Kerben-Detektorrollen in und außer Kontakt mit den Umfangskanten der gekerbten Wafer gebracht werden, während sie durch die Montagebasis vertikal bewegt werden. Der erste Hebelmechanismus kann einen ersten Zylinder aufweisen, und der erste Antriebsmotor ist mit der Drehantriebs welle durch einen ersten Riemenantriebsmechanismus verbunden. Der erste Rie menantriebsmechanismus schließt eine erste Riemenscheibe ein, die auf der Drehantriebswelle angebracht ist, und einen ersten Riemen, der den ersten An triebsmotor und die erste Riemenscheibe verbindet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vor richtung zum Ausrichten gekerbter Wafer Führungsrollen auf, die in einer Position angebracht sind, die mit einem vorbestimmten Abstand von den Kerben-Detektor rollen in Drehrichtung der von den Kerben-Detektorrollen angetriebenen gekerbten Wafer beabstandet sind, um die Drehung der gekerbten Wafer zu führen, während sie die entsprechenden äußeren Kanten der gekerbten Wafer berühren. Die Füh rungsrollen sind jeweils drehbar an einer festen Lagerachse angebracht, so daß sie einzeln der Drehung der drehenden Wafer folgen. Die Lagerachse der Führungs rollen kann auf der Montagebasis gelagert sein, so daß die Führungsrollen in und außer Kontakt mit den Umfangskanten der gekerbten Wafer gebracht werden, während sie durch die Montagebasis vertikal bewegt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer außerdem eine zusätzliche Ausricht rolle ein, die vertikal beweglich angeordnet ist, um die von den Kerben-Detektorrol len aneinander ausgerichteten gekerbten Wafer von den Kerben-Detektorrollen zu separieren und zu transferieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zusätzli che Ausrichtrolle von einem zweiten Antriebsmotor über einen zweiten Riemen antriebsmechanismus drehend angetrieben, der eine zweite Riemenscheiben aufweist, die an der zusätzlichen Ausrichtrolle angebracht ist, und einen zweiten Riemen, der den zweiten Antriebsmotor und die zweite Riemenscheibe verbindet. Die zusätzliche Ausrichtrolle wird von einem zweiten Hebelmechanismus vertikal bewegt, der einen zweiten Zylinder aufweist, mit dem Ergebnis, daß die zusätzliche Ausrichtrolle angehoben wird, um die von den Kerben-Detektorrollen ausgerichte ten gekerbten Wafern von den Kerben-Detektorrollen zu trennen, und gedreht wird, um die gekerbten Wafer in eine vorherbestimmte Position zu überführen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Kerben- Detektorrollen in Intervallen an der Drehantriebswelle angebracht, und ein erster Rückhaltering ist zwischen jeweils zwei benachbarten Kerben-Detektorrollen eingesetzt. Die ersten Rückhalteringe sind jeweils in umlaufende Vertiefungen auf der Drehantriebswelle eingesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Kerben- Detektorrollen durch entsprechende erste einflanschige Buchsen angebracht, die fest an der Drehantriebswelle angebracht sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Kerben-Detektorrollen an ihrer inneren Umfangsfläche einen umlaufenden Vor sprung angeformt, und die Drehantriebswelle weist umlaufende Vertiefungen auf, in die jeweils der umlaufende Vorsprung einer entsprechenden Kerben-Detektorrolle eingreift. Die Kerben-Detektorrollen sind auf der Drehantriebswelle so angeordnet, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Kerben-Detektorrollen eine Lücke ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Füh rungsrollen in Abständen auf der Lagerachse angebracht, und ein zweiter Rückhal tering ist zwischen jeweils zwei benachbarte Führungsrollen eingesetzt. Die zwei ten Rückhalteringe sind in entsprechende umlaufende Vertiefungen auf der Lager achse eingesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Füh rungsrollen durch fest an der Lagerachse angebrachte zweite einflanschige Buchsen an der Lagerachse angebracht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Führungsrollen an ihrer inneren Umfangsfläche einen umlaufenden Vorsprung angeformt, und die Lagerachse weist umlaufende Vertiefungen auf, in die jeweils einer der umlaufenden Vorsprünge einer entsprechenden Führungsrolle eingreift. Die Führungsrollen sind auf der Lagerachse so angeordnet, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Führungsrollen eine Lücke ist.

Diese und weitere Ziele und viele mit der vorliegenden Erfindung verbundene Vorteile sind umso leichter zu würdigen, als dieselbe durch Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden wird. Von den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Frontansicht, welche schematisch einen wesentlichen Teil der ersten Ausfüh rungsform einer Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein vergrößerter senkrechter Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ein vergrößerter Ausschnitt einer Frontansicht, die einen Teil der Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 ein Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 ein vergrößerter Ausschnitt einer Frontansicht, die das Aus richten von Wafern durch die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 6 ein vergrößerter Ausschnitt einer Frontansicht, die einen oberen Waferausrichtmechanismus zeigt, der Bestandteil der Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer aus Fig. 1 ist;

Fig. 7 ein senkrechter Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8A und 8B schematische Darstellungen, die das Verschieben von Kerben-Detektorrollen und Führungsrollen zeigen;

Fig. 9A bis 9C jeweils schematische Darstellungen, die das Verschieben der Kerben-Detektorrollen und der Führungsrollen zeigen, wobei Fig. 9A einen normalen Status zeigt, indem alle Kerben-Detektorrollen angetrieben sind, um die gekerbten Wafer zu drehen, Fig. 9B einen Status zeigt, indem nur ein Teil der Kerben-Detektorrollen angetrieben ist, um die ge kerbten Wafer zu drehen, und Fig. 9C einen Status zeigt, indem eine Druckkraft auf alle Kerben-Detektorrollen ausge übt wird, um die Drehung der Kerben-Detektorrollen zu stop pen;

Fig. 10A ein vergrößerter Ausschnitt, der einen wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Aus richten gekerbter Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der die Kerben-Detektorrollen und die Führungs rollen an einer Drehantriebswelle bzw. einer Lagerachse angebracht sind;

Fig. 10B eine ähnliche Ansicht wie Fig. 10A, die einen wesentlichen Teil einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der Erfindung zeigt; und

Fig. 10C eine ähnliche Ansicht wie Fig. 10A, die einen wesentlichen Teil einer vierten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der Erfindung zeigt.

Im folgenden wird eine Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Zunächst zu den Fig. 1 bis 7, die eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. Eine Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der dargestellten Ausführungs form weist eine Basis 10 auf, auf der eine Kassette 70 zum Aufnehmen einer Vielzahl gekerbter Wafer 60 plaziert ist. Die gekerbten Wafer 60 haben jeweils eine Kerbe 62. Die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der dargestell ten Ausführungsform weist außerdem eine Vielzahl von Kerben-Detektorrollen 12 auf, die so angeordnet sind, daß sie sich drehen können. Die Kerben-Detektorrollen 12 sind jeweils so konstruiert, daß sie drehend angetrieben werden, während sie einen unteren Abschnitt einer Umfangskante eines korrespondierenden der gekerb ten Wafer 60 berühren, um dadurch die Kerben 62 der Wafer 60 in eine vorherbe stimmte identische Richtung zu orientieren. Die Kerben-Detektorrollen 12 sind nebeneinander auf einer Drehantriebswelle 14 so angeordnet, daß sie auf der Drehantriebswelle 14 unabhängig von der Drehantriebswelle 14 drehbar sind. Auch sind die Kerben-Detektorrollen 12 so angeordnet, daß ihre Lage jeweils mit den gekerbten Wafer 60 in der Kassette 70 korrespondiert. Außerdem sind die Kerben- Detektorrollen 12 in einer Position angeordnet, die um einen Abstand f gegenüber der senkrechten Mittellinie der gekerbten Wafer 60 verlagert ist. Der Abstand f kann beispielsweise 3 bis 20 mm, vorzugsweise 4 bis 8 mm betragen. Die Kerben- Detektorrollen 12 sind so hergerichtet, daß sie einzeln von Reibungskräften zwi schen den Kerben-Detektorrollen 12 und der Drehantriebswelle 14 angetrieben werden, um die gekerbten Wafer 60 in die gleiche Richtung zu orientieren, wäh rend sie in der Kassette 70 bewegt werden. Die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der dargestellten Ausführungsform kann sich bei einem automatisierten Eingangsbereich einer Naßstation (nicht abgebildet) zum Reinigen und Trocknen der Wafer 60 oder bei einer automatisierten Ausgabesektion davon befinden.

Die Kerben-Detektorrollen 12 können aus Kunstharzmaterial bestehen, welches eine erhöhte mechanische Festigkeit, Wetterbeständigkeit, Chemikalienresistenz und Massenfertigungstauglichkeit aufweist, wie beispielsweise CTFE, PEEK, PVC, PC oder dergleichen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Kerben-Detek torrollen 12 wunschweise in einer Position angeordnet, die um 5 mm gegenüber der senkrechten Mittellinie der gekerbten Wafer 60 in der Kassette 70 versetzt ist. Mit anderen Worten sind die Kerben-Detektorrollen 12 jeweils vorzugsweise in einer Position angeordnet, welches es jeder der Kerben-Detektorrollen 12 erlaubt, einen Teil des Gewichtes des entsprechenden gekerbten Wafers 60 zu tragen und gegenüber jedem der gekerbten Wafer 60 in einer vorherbestimmten gleichen Richtung versetzt zu sein. Die Drehantriebswelle 14 erhält ihre Antriebskraft von einem ersten Antriebsmotor 16 über einen ersten Riemenantriebsmechanismus, der einen ersten Riemen 18 aufweist, welcher den ersten Antriebsmotor 16 und eine erste Riemenscheibe 20 verbindet, die auf der Drehantriebswelle 14 angebracht ist, und die vom Riemen 18 umschlungen wird. Auf diese Weise stellt der Riemen 18 eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Antriebsmotor 16 und der ersten Riemenscheibe 20 her. An der Drehantriebswelle 14 sind fünfundzwanzig bis sechsundzwanzig solcher Kerben-Detektorrollen 12 zum individuellen oder ent sprechenden Drehen von fünfundzwanzig bis sechsundzwanzig solcher gekerbter Wafer 60 so angebracht, daß sie bezüglich der Drehantriebswelle 14 nicht fest stehen, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt.

Die Drehantriebswelle 14 ist auf einer horizontal beweglichen Montagebasis 22 gelagert und wird durch den ersten Riemen 18 und die erste Riemenscheibe 20 mittels des ersten Antriebsmotors 16 gedreht. In der dargestellten Ausführungs form ist der ersten Antriebsmotor 16 auf die Montagebasis 22 montiert. Die Montagebasis 22 ist auf einen ersten Zylinder 24 zum horizontalen Bewegen der Montagebasis 22 montiert, so daß die Kerben-Detektorrollen 12 senkrecht bewegt werden und so wahlweise in Kontakt mit den gekerbten Wafern 60 gebracht werden. Die Kerben-Detektorrollen 12 sind, wie vorne beschrieben, in einer Posi tion angeordnet, die um einen Abstand f von z. B. 5 mm gegenüber der senkrechten Mittellinie der gekerbten Wafer 60 in der Kassette 70 versetzt ist.

Die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der dargestellten Aus führungsform weist außerdem Führungsrolle 26 auf, die auf der vertikal beweg baren Montagebasis 22 neben den Kerben-Detektorrollen 12 und in einem vor bestimmten Abstand s von beispielsweise ca. 40 mm gegenüber den Kerben-Detek torrollen 12 in Drehrichtung der von den Kerben-Detektorrollen 12 gedrehten gekerbten Wafer 60 beabstandet montiert sind, um die Drehung der gekerbten Wafer 60 zu führen und gleichzeitig die Umfangskanten der gekerbten Wafer 60 zu lagern. Zusätzlich weist die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der dargestellten Ausführungsform eine zusätzliche Ausrichtrolle oder obere Aus richtrolle 30 auf, die vertikal beweglich angeordnet ist, um die gekerbten Wafer 60 von den Kerben-Detektorrollen 12 und den Führungsrollen 26 zu separieren und zu transferieren, nachdem die gekerbten Wafer 60 durch die Kerben 62 der Wafer 60 aneinander durch Drehung der Kerben-Detektorrollen 12 ausgerichtet wurden.

Die Führungsrollen 26 können aus Kunstharzmaterial bestehen, weil es sich durch verbesserte mechanische Festigkeit, Wetterbeständigkeit, chemische Widerstands fähigkeit und Massenproduzierbarkeit auszeichnet, wie beispielsweise CTFE, PEEK, PVC, PC oder dergleichen. Die Führungsrollen 26 funktionieren zum Führen der Drehung der gekerbten Wafer 60, welche in der Kassette 70 von den Kerben-Detek torrollen 12 gedreht werden. Zu diesem Zweck können die Führungsrollen 26 in einem Abstand von den Kerben-Detektorrollen 12 und gegenüber den Kerben-Detek torrollen 12 angeordnet sein, wobei die senkrechte Mittellinie der gekerbten Wafer 60 sich zwischen den Führungsrollen 26 und den Kerben-Detektorrollen 12 befin det. Auf diese Weise sind die Führungsrollen 60 auf einer festen Lagerachse 28 montiert, so daß sie bezüglich der festen Lagerachse 28 drehbar sind, um dadurch der Drehung der gekerbten Wafer 60 in der Kassette 70 zu folgen, mit dem Ergeb nis, daß die Führungsrollen 26 die Drehung der gekerbten Wafer 60 individuell führen. Die Führungsrollen 26 sind gegenüber den Kerben-Detektorrollen 12 angeordnet. Daher sind fünfundzwanzig bis sechsundzwanzig solcher Führungs rollen 26 nebeneinander und unabhängig von der festen Lagerachse 28 drehbar auf der festen Lagerachse 28 angeordnet, um dadurch fünfundzwanzig bis sechsund zwanzig gekerbte Wafer 60 individuell zu führen, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt.

Die Führungsrollen 26, wie oben beschrieben, können ebenfalls auf der Montageba sis 22 angebracht sein, auf der die Kerben-Detektorrollen 12 angebracht sind, mit dem Ergebnis, daß sie mit einem unteren Abschnitt der Umfangskanten der gekerb ten Wafer 60 in Kontakt gebracht werden, wenn die Kerben-Detektorrollen 12 durch die Vertikalbewegung der Montagebasis 22 mit dem unteren Abschnitt der Umfangskanten der gekerbten Wafer 60 in Kontakt gebracht werden.

Die obere Ausrichtrolle 30 wird von einem zweiten Antriebsmotor 32 über einen zweiten Riemenantriebsmechanismus und einem zweiten Riemen 34 und einer zweiten Riemenscheibe 36, die mit dem zweiten Antriebsmotor 32 in Wirkver bindung steht, angetrieben und wird von einem Hebemechanismus mit einem zweiten Zylinder 38 vertikal bewegt. Die so aufgebaute obere Antriebswelle 30 wird von dem Hebemechanismus angehoben, um es dadurch den aneinander durch die Kerben 62 mittels der Kerben-Detektorrollen 12 ausgerichteten, gekerbten Wafern zu erlauben von den Kerben-Detektorrollen 12 getrennt zu werden und dann die Kerben 62 der gekerbten Wafer 60 in eine vorbestimmte Position zu über führen, während sie gedreht werden, wie in Fig. 6 gezeigt.

Die obere Ausrichtrolle 30 befindet sich während einer Zeitspanne in einer unteren Position, während der die gekerbten Wafer 60 in der Kassette 70 der Kerbenaus richtung oder der unteren Kerbenausrichtung mittels der Kerben-Detektorrollen 12 und der Führungsrollen 26 ausgesetzt sind. Wenn die untere Kerbenausrichtung abgeschlossen ist, wird die obere Ausrichtrolle 30 nach oben bewegt, um die gekerbten Wafer 60 in der Kassette 70 in eine Position zu heben, die es zuläßt, den Wafer 60 von den Kerben-Detektorrollen 12 zu trennen, was zu einer Lücke zwi schen den Wafern 60 und den Kerben-Detektorrollen 12 führt. Anschließend überführt oder bewegt die obere Ausrichtrolle 30 die Kerben 62 der gekerbten Wafer 60 durch ihre Drehung nach oben. Die obere Ausrichtrolle 30 kann aus einem zylindrischen Teil bestehen, das an seiner äußeren Oberfläche mit Silikon gummi oder dgl. beschichtet oder überzogen ist und an einem Ende mit der zweiten Riemenscheibe 36 verbunden ist, welche durch einen zweiten Riemen 34 mit dem zweiten Antriebsmotor 32 verbunden ist, was dazu führt, daß die Antriebskraft des zweiten Motors 32 in Form einer drehenden Kraft auf die obere Ausrichtrolle 30 übertragen wird.

Die Aufwärtsbewegung der Kerben-Detektorrollen 12 von unterhalb der Kassette 70, in der sich die gekerbten Wafer 60 befinden, wird an einem oberen Ende ihres senkrechten Hubs gestoppt, nachdem sie die Wafer 60 in der Kassette 70 angeho ben hat. Die Drehantriebswelle 14 wird durch eine auf sie von dem Antriebsmotor 16 durch einen ersten Riemen 18 und eine erste Riemenscheibe 20 übertragene Antriebskraft gedreht. Dies führt dazu, daß die Kerben-Detektorrollen 12 einzeln aufgrund der Reibungskräfte zwischen der Drehantriebswelle 14 und den Kerben- Detektorrollen 12 synchron mit der Drehung der Drehantriebswelle 14 gedreht werden, während sie die gekerbten Wafer 60 tragen, weil die Kerben-Detektorrol len 12 auf der Drehantriebswelle 14 einzeln korrespondierend zu fünfundzwanzig bis sechsundzwanzig einzelnen gekerbten Wafern 60 in der Kassette 70 angeord net sind, ohne an der Drehantriebswelle 14 befestigt zu sein.

Auf diese Weise wird die Drehung der Kerben-Detektorrollen 12 von der Reibung zwischen den Kerben-Detektorrollen 12 und der Drehantriebswelle 14 hervorgeru fen. In diesem Fall, wenn die Materialien der Kerben-Detektorrollen 12 und der Drehantriebswelle 14 geeignet ausgewählt sind, um einen Gleitreibungskoeffizien ten von beispielsweise 0,3 dazwischen zu erhalten, berechnet sich die maximale Antriebskraft F₁ am äußeren Umfang jeder der Kerben-Detektorrollen 12 wegen der maximalen Haftreibung zwischen den Kerben-Detektorrollen 12 und der Dreh antriebswelle 14 zu 9,6 pond (1 pond = 9,81 Newton) gemäß der folgenden Gleichung (1):

F₁ = (d₁/D₁) × Wµ₁) (1),

wobei D₁ den äußeren Durchmesser der Kerben-Detektorrollen 12 bezeichnet, d₁ der äußere Durchmesser der Drehantriebswelle 14 ist, W eine Last oder ein Ge wicht der Wafer 60 ist und µ₁ ein Reibungskoeffizient ist. Ist D₁ = 15 mm, d₁ = 6 mm, W = 80 pond, µ₁ = 0,3; dann ist

F₁ = (6/15) × 80 × 0,3 = 9,6 (pond).

Während die Kerben-Detektorrollen 12 den unteren Abschnitt der äußeren Kanten der gekerbten Wafer 60 berühren, um die Wafer 60 zu drehen, werden die Füh rungsrollen 26 gleichfalls in Kontakt mit dem unteren Abschnitt der äußeren Kanten der Wafer 60 gehalten. Wenn die Führungsrolle 26 die Drehung der Wafer 60 führen, erzeugen die Führungsrollen 26 daher eine Widerstandskraft F₂, die sich mit Bezug auf den gekerbten Wafer 60 gemäß der folgenden Gleichung (2) berech net:

F₂ = W × (f/s) × (d₂/D₂) × µ₂ (2),

wobei W eine Last oder ein Gewicht des Wafers 60 ist, f ein Versatz der Kerben- Detektorrollen 12 gegenüber der vertikalen Mittellinie der Wafer 60 ist, s ein horizon taler Abstand zwischen den Kerben-Detektorrollen 12 und den Führungsrollen 26 ist, D₂ ein äußerer Durchmesser der Führungsrollen 26 ist, d₂ ein äußerer Durch messer der Lagerachse 28 ist und µ₂ ein Reibungskoeffizient zwischen den Füh rungsrollen 26 und der Lagerachse 28 ist, welcher mit 0,1 angenommen wird.

Ist f = 5 mm, s = 40 mm, D₂ = 16 mm, d₂ = 6 mm, W = 80 pond, p₂ = 0,1, dann ist

F₂ = 80 × (5/40) × (6/16) × 0,1 = 0,38 (pond).

Außerdem sind die gekerbten Wafer 60, während sie sich in der Kassette 70 befinden, gegen Unterteilungsrippen 72 der Kassette 70 gelehnt, was dazu führt, daß sie bezogen auf eine senkrechte Richtung entweder nach links oder nach rechts um einen Winkel θ geneigt sind, während die auf den entsprechenden senk rechten Mittellinien positionierten Seitenabschnitte 64 der Wafer 60 mit Abschnit ten der Unterteilungsrippen 72 in Kontakt stehen, wie in Fig. 3 und 4 abgebil det. Während der Drehung der Kerben-Detektorrollen 12, während die gekerbten Wafer 60 von den Kerben-Detektorrollen 12 getragen werden, sind die gekerbten Wafer 60 daher durch eine Reibungskraft am Berührungspunkt (64) zwischen der Kassette 70 und den Wafern 60 an die Unterteilungsrippen appliziert, wie in den Fig. 3 und 4 abgebildet. Die Reibungskraft F₃ berechnet sich gemäß der folgen den Gleichung (3):

F₃ = W · tan θ · µ₃ (3),

wobei W eine Last oder ein Gewicht der Wafer 60 ist, tan θ vom äußeren Durch messer D_W des Wafers 60 und einem Spiel C zwischen dem Wafer 60 und den beiden benachbarten Unterteilungsrippen 72 abhängt, welche gemeinsam den Wafer 60 halten, und µ₃ ein Reibungskoeffizient zwischen der Kassette 70 und den Wafern 60 ist, welcher zu 0,1 angenommen wird. Ist W = 80 pond, D_W = 200 mm, C = 3 mm, µ₃ = 0,1; dann ist

F₃ = 80 × 3/(200/2) × 0,1 = 0,24 (pond).

So werden die Widerstandskräfte F₂ und F₃ bezüglich der Drehung der gekerbten Wafer 60 ausgeübt. In diesem Fall ist F₁ größer als die Summe von F₂ und F₃ (F₁ < F₂ + F₃), so daß die einzelnen Kerben-Detektorrollen 12 synchron und ohne Schlupf auf der Drehantriebswelle 14 rotieren. Die Drehung der Kerben-Detektorrol len 12 läßt es zu, daß sich die Drehung der gekerbten Wafer 60 fortsetzt, so daß die Kerben 62 der Wafer 60 in eine Position bewegt werden, die den Kerben-Detek torrollen 12 benachbart ist. Dann, wenn die Kerbe 62 eines der Wafer 60 in Kontakt mit der entsprechenden Kerbendetektorrolle 12 gebracht ist, das heißt, die Kerbe 62 in eine Position bewegt ist, bei der die Kerbe 62 die entsprechende Kerbendetektorrolle 12 überspannt, ist die gemäß der folgenden Gleichung (4) zu berechnende Kraft erforderlich, damit die Kerben-Detektorrollen 12 den Wafer 60 weiter drehen, wie in Fig. 5 abgebildet:

P ≈ [(B/2)/(D₁/2)] × W (4),

wobei W eine Last oder ein Gewicht des Wafers 60 ist, B die Breite der Kerbe 62 ist und D₁ ein äußerer Durchmesser der Kerben-Detektorrollen 12 ist. Ist B = 2,8 mm, D₁ = 15 mm, W = 80 pond; dann ist

P ≈ (1,4/7,5) × 80 = 14, 9 (pond).

Wie sich aus den gemäß Gleichungen (1) und (4) berechneten numerischen Werten ergibt, ist P größer als F₁ (P < F₁), so daß jede Kerbendetektorrolle 12 auf der Drehantriebswelle 14 durchrutscht, das heißt, nur die Drehantriebswelle 14 dreht sich, während die Kerben-Detektorrollen 12 stillstehen, was dazu führt, daß alle Wafer 60 (25 bis 26 an der Zahl) ihre Drehung stoppen, wenn die Kerben 62 in eine Position auf den Kerben-Detektorrollen 12 bewegt werden. Dies erlaubt es die Wafer 60 akkurat zu orientieren oder aneinander in der selben Richtung auszurich ten.

Dann werden die gekerbten Wafer 60 mittels der oberen Ausrichtrolle 30 in eine vorherbestimmte Position bewegt, während die Kerben 62 derart orientiert oder ausgerichtet bleiben. Genauer gesagt, wenn die gekerbten Wafer 60 von den Kerben-Detektorrollen 12 gedreht werden, um dadurch das in eine Richtung anein ander Ausrichten der Kerben 62 der Wafer 60 zuzulassen, und dann die unter den Kerben-Detektorrollen 12 und den Führungsrollen 26 angeordnete obere Ausricht rolle 30 von dem zweiten Zylinder 38 angehoben wird, um dadurch den unteren Teil der äußeren Kanten der Wafer 60 zu berühren, ergibt sich, daß die Wafer 60, wie in Fig. 6 gezeigt, angehoben werden.

Dann wird die obere Ausrichtrolle 30 am oberen Ende ihres senkrechten Hubs gestoppt, nachdem sie aufwärts bewegt wurde, um die gekerbten Wafer 60 von den Kerben-Detektorrollen 12 zu trennen. Anschließend wird auf die obere Aus richtrolle 30 eine Antriebskraft von dem zweiten Antriebsmotor 32 über den zweiten Riemenantriebsmechanismus ausgeübt, der einen zweiten Riemen 34 und eine dadurch gedrehte zweite Riemenscheibe 36 aufweist, die zu einer Drehung der gekerbten Wafer 60 führen. Solch eine Drehung der gekerbten Wafer 60 in einem vorbestimmten Zeitabschnitt erlaubt es, alle Wafer 60 in jede gewünschte Position zu bewegen und dabei die Kerben 32 miteinander in derselben Richtung ausgerich tet zu erhalten.

Wie oben beschrieben, ist die dargestellte Ausführungsform so aufgebaut, daß die Kerben-Detektorrollen 12, die mindestens so viele sind wie die gekerbten Wafer 60, auf der Drehantriebswelle 14 nebeneinander angeordnet und lose an der Dreh antriebswelle 14 angebracht sind, so daß sie bezüglich der Welle 14 drehbar sind, mit dem Ergebnis, daß zwischen den Kerben-Detektorrollen 12 und der Drehan triebswelle 14 ein Reibungskoeffizient geeigneter Größe besteht. Solch eine Kon struktion stellt sicher, daß die Kraft F₁ in Richtung der Drehung der Wafer 60 eine Größe hat, die ausreicht, um jeden der Wafer 60 in dem Bereich zu drehen, in dem sich keine Kerbe 62 befindet, und auf einen kleineren Wert als die Kraft P abnimmt, die erforderlich ist, um die Kerben 62 jedes Wafers 60 weiter zu bewegen oder zu transferieren, wenn die Kerbe 62 in eine Position bewegt ist, wo die Kerbe 62 die Kerbendetektorrolle 12 überspannt, wie in Fig. 5 abgebildet.

Auch sind die Kerben-Detektorrollen 12 vorzugsweise in einer um einen kleinen Abstand gegenüber der Referenzlinie oder einer sich durch den Mittelpunkt eines Kreises des Wafers 60 erstreckenden senkrechten Linie versetzten oder verlagerten Position angeordnet, um die Drehung der Wafer 60 in eine vorherbestimmte Richtung zu erleichtern. Dies erlaubt es, die Kerben 62 einer Anzahl von Wafern 60, die sich in bezug aufeinander ungeordnet in einer Kassette 60 befinden, akkurat aneinander auf den Kerben-Detektorrollen 12 auszurichten. Weiterhin können die Führungsrollen 26 durch einen Aufbau zum Drücken jedes der Wafer 60 gegen ein Ende entsprechender Wafergruben in der Kassette 70 ersetzt werden. Alternativ kann jedes andere geeignete Führungsmittel die Führungsrollen 26 ersetzen, um die Drehung der gekerbten Wafer 60 einzeln zu führen und gleichzei tig eine Widerstandskraft bezüglich der Wafer 60 hervorzurufen, was das Einstellen der Drehkraft der Kerben-Detektorrollen 12 erleichtert.

Weiterhin ist die obere Ausrichtrolle 30, wie oben bemerkt, tätig, um die einmal ausgerichteten Kerben 62 der gekerbten Wafer 60 alle auf einmal in jede ge wünschte Position wie etwa eine obere Position zu bewegen oder zu überführen. Auf diese Weise können die gekerbten Wafer 60 ohne Schwierigkeiten an ver schiedene Spezifikationen angepaßt werden.

Im folgenden wird die Betriebsweise der so konstruierten Vorrichtung zum Aus richten gekerbter Wafer gemäß der dargestellten Ausführungsform beschrieben.

Zunächst werden die Kerben-Detektorrollen 12 und die Führungsrollen 26 in Rich tung einer Vielzahl gekerbter Wafer 60 in einer Kassette 70 auf einer Basis 10 durch eine Aufwärtsbewegung der Montagebasis 22 angehoben. Dies erlaubt es, den Kerben-Detektorrollen 12 und den Führungsrollen 26 in die Kassette 70 durch ein unteres offenes Ende (nicht gezeigt) der Kassette 70 eingeführt zu werden, um dadurch mit dem unteren Teil der äußeren Kanten der gekerbten Wafer 60 in der Kassette 70 in Kontakt gebracht zu werden. Dies führt dazu, daß die Kerben- Detektorrollen 12 die Wafer 60 hochschieben oder aufwärts zwingen und dann die Aufwärtsbewegung der Rollen 12 am oberen Ende ihres senkrechten Hubes ge stoppt wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Kerben-Detektorrollen 12 und die Füh rungsrollen 26 so plaziert, daß ein Mittelpunkt der Kerben-Detektorrollen 12 eine Position einnimmt, die gegenüber der senkrechten Mittellinie der gekerbten Wafer in der Kassette 70 etwas versetzt ist, und ein Mittelpunkt der Führungsrollen 26 sich jenseits vom Mittelpunkt der Kerben-Detektorrollen 12 befindet, wobei die senkrechte Mittellinie der Wafer 60 sich zwischen den Kerben-Detektorrollen 12 und den Führungsrollen 26 befindet.

Dann wird der erste Antriebsmotor 16 angetrieben, um die Drehantriebswelle 14 über den ersten Riemen 18 und die erste Riemenscheibe 20 anzutreiben, so daß die Kerben-Detektorrollen 12 aufgrund von Reibung zwischen den Kerben-Detektorrol len 12 und der Drehantriebswelle 14 einzeln synchron mit der Drehung der Dreh antriebswelle 14 gedreht werden, während die gekerbten Wafer 60 von ihnen getragen werden.

Die fortgesetzte Drehung der gekerbten Wafer 60 aufgrund der Drehung der Kerben-Detektorrollen 12 führt zu einer Bewegung der Kerben 62 der Wafer 60 zu einer Position, welche es den Kerben 62 erlaubt, mit den Kerben-Detektorrollen 12 in Kontakt zu kommen, während die Kerben 62 gedreht werden. Wenn die Kerben 62 jeweils in Kontakt mit den Kerben-Detektorrollen 12 gebracht wurden, um dadurch die Rollen 12 zu überspannen, nimmt ein Widerstand zwischen jedem Wafer 60 und der entsprechenden Rolle 12 auf ein Maß zu, das ausreicht, die zum Drehen der Wafer 60 erforderliche Kraft außerordentlich anzuheben, so daß die Drehung jeder der Kerben-Detektorrollen 12 aufgrund von Schlupf zwischen den Rollen 12 und der Drehantriebswelle 14 stoppt. Im Ergebnis sitzt nur die Dreh antriebswelle 14 ihre Drehung fort. Auf diese Weise werden alle gekerbten Wafer 60 am Weiterdrehen gehindert, wenn die Kerben 62 der Wafer 60 in eine Position auf den Kerben-Detektorrollen 12 bewegt werden, mit dem Ergebnis, daß sie aneinander akkurat in derselben Position und in derselben Richtung ausgerichtet sind.

Die obige Beschreibung wurde unter der Annahme abgefaßt, daß die Kerben-Detek torrollen 12 und die Führungsrollen 26 nicht durch die jeweils an sie angrenzen den Rollen beeinträchtigt werden. Tatsächlich ruhen die Wafer 60 jeweils auf den Kerben-Detektorrollen 12 und den Führungsrollen 26, während sie gegenüber den Rollen 12 und 26 um einen kleinen Winkel θ₁ geneigt sind, wie in Fig. 8A abgebil det. Solch eine geneigte Lage der Wafer 60 ruft eine Kraft Q in axialer Richtung (Fig. 8B) hervor, die auf die Kerben-Detektorrollen 12 und die Führungsrollen 26 einwirkt und dazu führt, daß die jeweils benachbarten Kerben-Detektorrollen 12 und die jeweils benachbarten Führungsrollen 26 während ihrer Drehung in axialer Richtung verrutschen und dadurch miteinander in Kontakt kommen, wie in Fig. 8B abgebildet, ungeachtet der Tatsache, daß die Kerben-Detektorrollen 12 und die Führungsrollen 26 auf der Drehantriebswelle 14 und der Lagerachse 28 lose so angebracht sind, daß sie jeweils voneinander in Intervallen g beabstandet sind, wie in Fig. 8A abgebildet.

Die oben beschriebene Rutschbewegung der Kerben-Detektorrollen 12 und der Führungsrollen 26 in axialer Richtung wird durch Vibration der Drehantriebswelle 14 hervorgerufen sowie durch Macken oder Spuren aufgrund des Betriebs oder der Herstellung des Drehantriebsschaftes 14 und/oder durch eine Komponente E der Kraft aufgrund der Neigung jeder der Wafer 60, wie in Fig. 8A bis 9C gezeigt. Insbesondere wird die Drehantriebswelle 14 im allgemeinen mittels einer Drehbank hergestellt, wodurch während des Herstellens feine spiralförmige Spuren gebildet werden und auf der äußeren Oberfläche der Welle 14 verbleiben, wodurch der größere Teil 12a der Kerben-Detektorrollen 12 in axialer Richtung befördert oder bewegt wird. Wenn ein Wafer 60 von einer entsprechenden Kerbendetektorrolle 12 in geneigter Lage getragen wird, ruft die oben beschriebene Neigung der gekerbten Wafer 60 um einen kleinen Winkel θ₁ eine Kraftkomponente E hervor. Die auf diese Weise hervorgerufene Kraftkomponente E ist zwar von sehr kleinem Betrag, jedoch nicht vernachlässigbar, wenn alle oder die meisten von den Detektorrollen 12 getragenen Wafer 60 in die gleiche Richtung geneigt sind. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß zwanzig solcher gekerbten Wafer 60 geneigt auf einem größeren Teil 12a der Kerben-Detektorrollen 12 getragen wird, vergrößert sich die Kraftkomponente E um dem Faktor zwanzig und veranlaßt dadurch den größeren Teil 12a der Kerben-Detektorrollen 12 in axialer Richtung zu verrutschen.

Solch ein Verrutschen des größeren Teils 12a der Kerben-Detektorrollen 12 in axialer Richtung bewirkt, daß eine Druckkraft, die auf einen kleineren Teil 12b der Kerben-Detektorrollen 12 ausgeübt wird, ansteigt, was zu einer Zunahme an Rei bungskraft zwischen den Kerben-Detektorrollen 12 führt, die den kleineren Teil 12b der Kerben-Detektorrollen 12 bilden, so daß die Druckkraft oder Reibungskraft fehlerhaft die Drehung des kleineren Teils 12b der Kerben-Detektorrollen 12 stoppt, bei denen die Kerben 62 noch nicht aneinander ausgerichtet sind, wie in Fig. 9C abgebildet. Außerdem wächst der Neigungswinkel θ₁ mit dem Verrutschen des größeren Teils 12a der Kerben-Detektorrollen 12 auf eine Größe θ₂, so daß die auf den kleineren Teil 12b der Kerben-Detektorrollen ausgeübte Druckkraft weiter ansteigt. Um dieses Problem auszumerzen, wurde erwogen, eine äußere Fläche jeder der Kerben-Detektorrollen 12 und der Führungsrollen 26 aus einem Material mit verringertem Reibungskoeffizient herzustellen. Die Auswahl eines solchen Materials ist aber grundsätzlich unmöglich. Selbst wenn es doch möglich ist, wird dies wahrscheinlich die Kosten erhöhen.

Nun zu Fig. 10A, die einen wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer darstellt. In der dargestellten Aus führungsform haben die Drehantriebswelle 14₁ und die Lagerachse 28₁, wie in Fig. 10A gezeigt, jeweils an ihrer Umfangsfläche eine Vielzahl von umlaufenden Vertiefungen 40 eingeformt, die voneinander in Intervallen beabstandet sind. Dann werden die Kerben-Detektorrollen 12 und die Führungsrollen 26 an der Drehan triebswelle 14₁ und der Lagerachse 28₁ angebracht und gleichzeitig Rückhalteringe 42 in jede der umlaufenden Vertiefungen 40 so eingesetzt, daß sie sich zwischen jeweils zwei benachbarten Rollen 12 bzw. 26 befinden. Solch eine Konstruktion verhindert effektiv, daß die Kerben-Detektorrollen 12 bzw. die Führungsrollen 26 miteinander in Kontakt geraten. Auch die oben beschriebenen Druck- und Rei bungskräfte werden nur auf die Rückhalteringe 42 ausgeübt, so daß die Kerben- Detektorrollen 12 bzw. die Führungsrollen 26 unabhängig voneinander arbeiten. Dies verhindert sicher, daß die Kerben 62 irgendeines Teils der Wafer 60 in Unord nung geraten, mit dem Ergebnis, daß die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer in der beschriebenen Ausführungsform eine stark verbesserte Zuverlässigkeit besitzt und gleichzeitig im Aufbau vereinfacht ist. Der übrige Teil dieser Ausfüh rungsform kann grundsätzlich in derselben Art konstruiert sein, wie die oben beschriebene erste Ausführungsform.

Mit Bezug auf Fig. 10B wird der wesentliche Teil einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der vorliegenden Erfin dung erläutert. In der dritten Ausführungsform der Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer sind die Kerben-Detektorrollen 12 und die Führungsrollen 26 durch entsprechende Buchsen 44 drehbar an der Drehantriebswelle 14₂ und der Lager achse 28₂ angebracht. Die Buchsen 44 bestehen aus rostfreiem Stahl, der einen verringerten Reibungskoeffizient für die Kerben-Detektorrollen 12 und die Führungs rollen 26 aufweist, sind jeweils an einem Ende mit einem Bund 46 ausgestattet und sind an der Drehantriebswelle 14₂ bzw. der Lagerachse 28₂ in einer Ordnung angebracht. Dann werden Rückhalteringe 42 und Druckringe 48 aus rostfreiem Stahl an der Drehantriebswelle 14₂ und der Lagerachse 28₂ angebracht, um dadurch die mit einem Bund versehenen Buchsen 44 auf der Drehantriebswelle 14₂ bzw. der Lagerachse 28₂ sicher zu befestigen. Der übrige Teil dieser Ausführungs form kann grundsätzlich auf die gleiche Weise konstruiert sein, wie die oben beschriebene zweite Ausführungsform.

Auf diese Weise sind die Buchsen 44 bei der Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der dargestellten Ausführungsform mit den Bunden 46, die sich zwischen zwei benachbarten Kerben-Detektorrollen 12 und zwischen jeweils zwei benachbarten Führungsrollen 26 befinden, so angeordnet, daß sie einen Kontakt zwischen den Kerben-Detektorrollen 12 bzw. den Führungsrollen 26 verhindern. Auch werden die oben beschriebenen Druck- und Reibungskräfte nur auf die mit einem Bund versehenen Buchsen 44 ausgeübt, wodurch sichergestellt wird, daß die Kerben-Detektorrollen 12 bzw. die Führungsrollen 26 voneinander unabhängig arbeiten ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Solch eine Konstruktion verhindert wirkungsvoll, daß die Kerben 42 eines Teils der Wafer 60 in Unordnung geraten oder fehlausgerichtet werden, während die Konstruktion gleichzeitig im Aufbau vereinfacht ist, so daß die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der dargestellten Ausführungsform eine stark verbesserte Zuverlässigkeit aufweist und gleichzeitig den Ertrag der Produkte vergrößert.

Mit Bezug auf Fig. 10C wird ein wesentlicher Teil einer vierten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der vorliegenden Erfin dung dargestellt. In einer Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der vierten Ausführungsform haben die Drehantriebswelle 14₃ und die Lagerachse 28₃ in ihrer äußeren Oberfläche eine Vielzahl eingelassener Vertiefungen 50 so einge formt, daß diese in Intervallen voneinander beabstandet sind. Auch hat eine Vielzahl von Kerben-Detektorrollen 12₁ und eine Vielzahl von Führungsrollen 26₁ jeweils an ihren inneren Außenflächen umlaufende Vorsprünge 52 angeformt. Die Vorsprünge 52 der Kerben-Detektorrollen 12₁ und diejenigen der Führungsrollen 26₁ sind in die Vertiefungen 50 der Drehantriebswelle 14₃ bzw. in diejenigen der Lagerachse 28₃ mittels einer Methode ähnlich dem Schrumpfpresspassen ange bracht. Dies führt dazu, daß die Kerben-Detektorrollen 12₁ oder die Führungsrollen 26₁ durch Lücken, die zwischen jeweils zwei benachbarten Rollen 12₁ bzw. 26₁ bestehen, unabhängig voneinander sind. Der übrige Teil der vierten Ausführungs form kann grundsätzlich auf dieselbe Art konstruiert sein, wie die oben beschrie bene dritte Ausführungsform. Auf diese Weise besitzt die vierte Ausführungsform grundsätzlich dieselbe Funktion und denselben Vorteil wie die oben beschriebene zweite oder dritte Ausführungsform.

Bei der auf diese Weise konstruierten vierten Ausführungsform sind in die Dreh antriebswelle 14₃ und die Lagerachse 28₃ Vertiefungen 50 eingeformt und an die Kerben-Detektorrollen 12₁ und die Führungsrollen 26₁ Vorsprünge 52 angeformt. Die vierte Ausführungsform ist aber nicht auf solch eine Konstruktion beschränkt. Sie kann so konstruiert sein, daß die Vorsprünge jeweils auf einer Drehantriebs welle und einer Lagerachse vorgesehen sind und eine eingelassene Vertiefung jeweils auf den Kerben-Detektorrollen und den Führungsrollen.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ermöglicht es die Vorrichtung zum Aus richten gekerbter Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Kerben-Detektorrollen zum Drehen einer Vielzahl von gekerbten Wafern mittels eines einzigen Antriebs drehend anzutreiben, und ermöglicht es, die gekerbten Wafer aneinander akkurat auszurichten, und hält gleichzeitig jede übermäßige Last von den Wafern ab. Außerdem sind die gekerbten Wafer jeweils lagernd auf den Kerben-Detektorrollen plaziert, so daß durch die Reibungskräften zwischen den Kerben-Detektorrollen und der Drehantriebswelle ein Schlupf zwischen den Rollen und der Drehantriebswelle auftritt, wenn die Kerben der gekerbten Wafer an die Kerben-Detektorrollen stoßen, mit dem Ergebnis, daß die Kerben aller Wafer in der Kassette akkurat aneinander ausgerichtet werden. Dies ermöglicht es, die gekerb ten Wafer mit verbesserter Effizienz in dieselbe Richtung zu orientieren.

Die Vorrichtung zum Ausrichten gekerbter Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt es auch, die ungeordnet in einer Kassette befindlichen gekerbten Wafer aneinander ohne weiteres in einer vorherbestimmten Lage auszurichten und erleich tert das Verschieben der gekerbten Wafer in jede gewünschte Position in der Kassette. Weiterhin stellt sie die Orientierung und die Ausrichtung der Wafer mit erhöhter Zuverlässigkeit sicher, und verhindert gleichzeitig eine Zunahme von Teilchen und statischer Elektrizität in der Kassette und minimiert das Hervorrufen jeglicher Lagefehler. Darüber hinaus minimiert sie die Einstellung beim Ausrichten der Wafer, um dadurch die Arbeitsfähigkeit zu verbessern, und ist gleichzeitig vom Aufbau her vereinfacht und billiger. Zusätzlich verhindert sie wirkungsvoll eine Fehlausrichtung der Kerben der gekerbten Wafer aufgrund des Verrutschens der Kerben-Detektorrollen in axialer Richtung, um dadurch die Zuverlässigkeit im Betrieb weiter zu steigern.

Während die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, sind offensichtliche Modifikationen und Abwandlungen im Lichte der oben beschriebenen Lehre möglich. Daher kann die Erfindung im Rahmen des Schutzumfangs der Patentansprüche auch anders ausgeübt werden, als ausdrücklich beschrieben.

Claims

1. Wafer-Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten einer Vielzahl von gekerbten Wafern (60), die nebeneinander in einer Kassette (70) angeordnet sind, mit:
mehreren Kerben-Detektorrollen (12; 12₁), die so angeordnet sind, daß sie drehend antreibbar sind und dabei jeweils die äußeren Kanten der gekerbten Wafer (60) berühren, um die Kerben (62) der Wafer (60) in dieselbe Richtung zu orien tieren;
wobei die Kerben-Detektorrollen (12; 12₁) drehbar an einer Drehantriebswelle (14, 14₁; 14₂; 14₃) nebeneinander angebracht sind und dabei korrespondierend zu den gekerbten Wafern (60) und in einer um einem vorbestimmten Abstand (f) gegenüber einer vertikalen Mittellinie der gekerbten Wafer (60) versetzten Position angeordnet sind;
wobei die Kerben-Detektorrollen (12; 12₁) einzeln von der Drehantriebswelle (14, 14₁; 14₂; 14₃) durch Reibungskräfte zwischen den Kerben-Detektorrollen (12; 12₁) und der Drehantriebswelle (14, 14₁; 14₂; 14₃) antreibbar sind, um die gekerbten Wafer (60) in der Kassette zu bewegen und dabei die gekerbten Wafer (60) in dieselbe Richtung zu orientieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Drehantriebswelle (14, 14₁; 14₂; 14₃) für die Kerben-Detektorrollen (12; 12₁) auf einer vertikal beweglichen Montagebasis (22) abgestützt ist;
auf der ein erster Antriebsmotor (16) angebracht ist, der mit der Drehantriebs welle (14, 14₁; 14₂; 14₃) in Wirkverbindung steht; und
die an einem ersten Hebelmechanismus (24) so angebracht ist, daß sie durch den ersten Hebelmechanismus (24) vertikal bewegbar ist, wodurch die Kerben- Detektorrollen (12; 12₁) mit den äußeren Kanten der gekerbten Wafer (60) in und außer Kontakt gebracht werden, während sie durch die Montagebasis (22) vertikal bewegt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der erste Hebelmechanismus einen ersten Zylinder (24) aufweist; und
bei der der erste Antriebsmotor (16) mit der Drehantriebswelle (14, 14₁; 14₂; 14₃) durch einen ersten Riemen-Antriebsmechanismus in Wirkverbindung steht, der eine an der Drehantriebswelle (14; 14₁; 14₂; 14₃) angebrachte Riemenscheibe (20) und einen zwischen dem ersten Antriebsmotor (16) und der ersten Riemenscheibe (20) wirkenden ersten Riemen (18) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der Führungsrollen (26; 26₁) in einer Position angebracht sind, die durch einen vorbestimmten Abstand (s) von den Kerben-Detektorrollen (12; 12₁) in Drehrichtung der von den Kerben- Detektorrollen (12; 12₁) angetriebenen gekerbten Wafer (60) beabstandet sind, um die Drehung der gekerbten Wafer (60) zu führen, während sie die entsprechenden äußeren Kanten der gekerbten Wafer (60) berühren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Führungsrollen (26; 26₁) auf einer festen Lagerachse (28; 28₁, 28₂; 28₃) so angebracht sind, daß sie einzeln der Drehung der drehenden Wafer (60) folgen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Lagerachse (28; 28₁, 28₂; 28₃) für die Führungsrollen (26; 26₁) auf der Montagebasis (22) so gelagert ist, daß die Führungsrollen (26; 26₁) in und außer Kontakt mit den äußeren Kanten der gekerb ten Wafer (60) gebracht werden, während sie durch die Montagebasis (22) vertikal bewegt werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine zusätzliche Aus richtrolle (30) vertikal beweglich angeordnet ist, um die gekerbten und durch die Kerben-Detektorrollen (12; 12₁) ausgerichteten Wafer (60) von den Kerben-Detek torrollen (12; 12₁) zu separieren und zu transferieren.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die zusätzliche Ausrichtrolle (30) von einem zweiten Antriebsmotor (32) durch einen zweiten Riemen-Antriebsmechanis mus drehend antreibbar ist, der eine zweite, an der zusätzlichen Ausrichtrolle (30) angebrachte Riemenscheibe und einen zwischen dem zweiten Antriebsmotor (32) und der zweiten Riemenscheibe (36) wirkenden zweiten Riemen (34) aufweist; und
bei der die zusätzliche Ausrichtrolle (30) durch einen zweiten Hebelmechanis mus vertikal bewegbar ist, der einen zweiten Zylinder (38) aufweist, wodurch die zusätzliche Antriebsrolle (30) anhebbar ist, um die gekerbten, von den Kerben- Detektorrollen (12, 12₁) ausgerichteten Wafer (60) von den Kerben-Detektorrollen (12; 12₁) zu separieren, und drehbar ist, um die gekerbten Wafer (60) in eine vorbestimmte Position zu überführen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Kerben-Detektorrol len (12) an der Drehantriebswelle (14₁) in Intervallen angebracht sind und ein erster Rückhaltering (42) zwischen jeweils zwei benachbarten Kerben-Detektorrol len (12) eingesetzt ist, der jeweils in umlaufende Vertiefungen (40) auf der Dreh antriebswelle (14₁) eingesetzt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Kerben-Detektorrol len (12) an der Drehantriebswelle (14₂) durch entsprechende erste einbündige Buchsen (44) angebracht sind, die fest an der Drehantriebswelle (14₂) angebracht sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Kerben-Detektorrol len (12) an ihrer inneren Umfangsfläche einen umlaufenden Vorsprung (52) ange formt haben;
bei der die Drehantriebswelle (14₃) umlaufende Vertiefungen (50) aufweist, in die jeweils der umlaufende Vorsprung (52) einer entsprechenden Kerben-Detektor rolle (12₁) eingreift; und
bei der die Kerben-Detektorrollen (12₁) so auf der Drehantriebswelle (14₃) angeordnet sind, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Kerben-Detektorrollen (12₁) eine Lücke ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei der die Führungsrollen (26) auf der Lagerachse (28₁) in Intervallen angebracht sind und ein zweiter Rückhaltering (42) zwischen jeweils zwei benachbarten Führungsrollen (28₁) eingesetzt ist, die in entsprechende umlaufende Vertiefungen (40) in der Lager achse (28₁) eingesetzt sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei der die Führungsrollen (26) an der Lagerachse (28₂) durch fest an der Lagerachse (28₂) angebrachte zweite einbündige Buchsen (44) angebracht sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei der die Führungsrollen (26₁) an ihrer inneren Umfangsfläche einen umlaufenden Vorsprung (52) angeformt haben;
bei der die Lagerachse (28₃) umlaufende Vertiefungen (50) aufweist, in die jeweils einer der umlaufenden Vorsprünge (52) einer entsprechenden Führungsrolle (26₁) eingreift; und
bei der die Führungsrollen (26₁) auf der Lagerachse (28₃) so angeordnet sind, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Führungsrollen (26₁) eine Lücke ist.