DE202012003912U1 - Device for conveying and separating substrates, in particular silicon wafers - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Befördern und Vereinzeln von Substraten von einem Stapel, insbesondere von Wafern, insbesondere Siliziumwafern, von einem Waferstapel, umfassend eine in eine Förderrichtung bewegbare Fördereinrichtung mit einer Förderoberfläche zum Befördern daraufliegender Substrate, eine in einem Abstand d1 (9) über der Fördereinrichtung angeordnete Rückhalteeinrichtung (1),
zwei in Förderrichtung links und rechts vor der Rückhalteeinrichtung (1) angeordnete Führungsplatten (2),
wobei wenigstens die einander zugewandten in einem Abstand d2 (10) beabstandeten Flächen (3) der Führungsplatten (2) als glatte Gleitflächen ausgeführt sind und in jeder Führungsplatte (2) eine Sprüheinrichtung mit wenigstens einer Sprühkammer (6) mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen (7) angeordnet ist, wobei sich die Austrittsöffnungen (7) in den einander zugewandten Flächen (3) der Führungsplatten (2) befinden.Device for conveying and separating substrates from a stack, in particular wafers, in particular silicon wafers, from a wafer stack, comprising a conveying device movable in a conveying direction with a conveying surface for conveying substrates thereon, a retaining means arranged at a distance d1 (9) above the conveying device (1),
two guide plates (2) arranged in the conveying direction to the left and to the right in front of the retaining device (1),
wherein at least the mutually facing at a distance d2 (10) spaced surfaces (3) of the guide plates (2) are designed as smooth sliding surfaces and in each guide plate (2) a spraying device with at least one spray chamber (6) with one or more outlet openings (7 ) is arranged, wherein the outlet openings (7) in the mutually facing surfaces (3) of the guide plates (2) are located.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befördern und Vereinzeln von Substraten von einem Stapel, insbesondere von Wafern, insbesondere Siliziumwafern, von einem Waferstapel.The present invention relates to a device for conveying and separating substrates from a stack, in particular from wafers, in particular silicon wafers, from a wafer stack.
Wafer sind äußerst dünne Platten, die als Träger für Funktionsschichten dienen. Derartige Funktionsschichten sind beispielsweise elektronische Schaltkreise wie Computerchips oder Photovoltaikschichten zur Erzeugung von elektrischem Strom. Üblicherweise werden derartige Wafer, insbesondere Wafer aus Silizium zur Herstellung von photovoltaischen Zellen oder Modulen aus größeren Blöcken, sogenannten Bricks durch Zersägen erhalten. Hierzu werden die Bricks mit einem meist glasförmigen Verschleißelement, einem sogenannten Beam, verklebt und nach dem Zersägen, beispielsweise mittels Drahtsägen, vom Beam abgelöst. Da derartige Sägeprozesse unter Verwendung eines Kühlfluids durchgeführt werden, kleben die Wafer nach dem Zersägen durch das pastöse Gemisch aus Kühlfluid und Sägekörnern aneinander und lassen sich zur weiteren Verarbeitung nur sehr schwer wieder voneinander trennen. In einer typischen handelsüblichen Vereinzelungsanlage werden nach der Vorreinigung und dem Entkitten die gesägten vom Beam abgelösten Wafer auf einer Oberfläche einer von Rollen gebildeten Transporteinrichtung, auch allgemein als Fördereinrichtung bezeichnet, befördert und stoßen dabei an eine als Vereinzelungs- oder Separiersystem wirkende Rückhalteeinrichtung, also eine Barriere bzw. Schranke, die meist als Platte bzw. Schwert bezeichnet wird.Wafers are extremely thin plates that serve as carriers for functional layers. Such functional layers are, for example, electronic circuits such as computer chips or photovoltaic layers for generating electrical current. Typically, such wafers, in particular silicon wafers for the production of photovoltaic cells or modules of larger blocks, so-called bricks obtained by sawing. For this purpose, the bricks with a mostly glass-shaped wear element, a so-called beam, glued and replaced after sawing, for example by means of wire saws, from the beam. Since such sawing processes are carried out using a cooling fluid, the wafers stick together after being sawed by the pasty mixture of cooling fluid and sawing grains and are very difficult to separate again for further processing. In a typical commercial separation plant, after the prepurification and removal, the sawn beam detached wafers are conveyed on a surface of a conveyor formed by rollers, also commonly referred to as a conveyor, and thereby encounter a restraining device acting as a separating or separating system, ie a barrier or barrier, which is usually referred to as a plate or sword.
Dabei weist ein derartiges Schwert eine den Aufprall von gestapelten Wafern dämpfende Kunststoffprallplatte auf, deren untere Kante, auch Lippe oder Separierlippe genannt, von der Förderoberfläche derart beabstandet ist, dass sie mit dieser einen Spalt bildet, durch den lediglich ein einzelner Wafer hindurch treten kann.In this case, such a sword has a plastic impact plate damping the impact of stacked wafers, whose lower edge, also called the lip or separating lip, is spaced from the conveying surface in such a way that it forms a gap through which only a single wafer can pass.
So werden nach der
Zur seitlichen Fixierung des feuchten Waferstapels werden nach
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Vereinzeln von Wafern aus Silizium oder ähnlichem Material mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a device for separating wafers made of silicon or similar material having the features of
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Befördern und Vereinzeln von Substraten von einem Stapel, insbesondere von Wafern, insbesondere Siliziumwafern, von einem Waferstapel, umfasst eine in eine Förderrichtung bewegbare Fördereinrichtung mit einer Förderoberfläche zum Befördern daraufliegender Substrate, insbesondere Wafer, insbesondere Siliziumwafer, eine in einem Abstand d1 über der Fördereinrichtung angeordnete Rückhalteeinrichtung, zwei in Förderrichtung links und rechts vor der Rückhalteeinrichtung angeordnete Führungsplatten, wobei wenigstens die einander zugewandten in einem Abstand d2 beabstandeten Flächen der Führungsplatten als glatte Gleitflächen ausgeführt sind und in jeder Führungsplatte eine Sprüheinrichtung mit wenigstens einer Sprühkammer mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen angeordnet ist, wobei sich die Austrittsöffnungen in den einander zugewandten Flächen der Führungsplatten befinden.The device according to the invention for conveying and separating substrates from a stack, in particular wafers, in particular silicon wafers, from a wafer stack comprises a conveying device which can be moved in a conveying direction and has a conveying surface for conveying substrates lying thereon, in particular wafers, in particular silicon wafers, one at a distance d1 arranged on the conveyor retainer, two in the conveying direction left and right of the retainer arranged guide plates, wherein at least the facing spaced at a distance d2 surfaces of the guide plates are designed as smooth sliding surfaces and in each guide plate a spraying device with at least one spray chamber with one or more Outlet openings is arranged, wherein the outlet openings are located in the mutually facing surfaces of the guide plates.
Damit ist auch der erfindungsgemäße Separierschacht auf seiner vierten Seite, der dem Bediener zugewandten, offen.Thus, the separating shaft according to the invention is also open on its fourth side facing the operator.
Der Abstand d1 beträgt etwas mehr als die einfache Dicke und weniger als die zweifache Dicke eines Substrats. Vorzugsweise beträgt der Abstand mindestens das 1,05fache bzw. das 1,1fache oder das 1,2fache der Substratdicke. Bevorzugte maximale Abstände betragen das 1,9fache bzw. 1,7fache der Substratdicke, wobei das 1,5fache besonders bevorzugt ist.The distance d1 is slightly more than the single thickness and less than twice the thickness of a substrate. The distance is preferably at least 1.05 times or 1.1 times or 1.2 times the substrate thickness. preferred maximum distances are 1.9 times or 1.7 times the substrate thickness, with 1.5 times being particularly preferred.
Der Abstand d2 ist größer als, aber nicht viel größer als die Breite des Substrates. Bevorzugt ist ein Abstand d2, der wenigstens 0,2 mm und höchstens 10 mm größer ist als die Substratbreite.The distance d2 is greater than but not much greater than the width of the substrate. A distance d2 which is at least 0.2 mm and at most 10 mm greater than the substrate width is preferred.
Um ihre Führungsfunktion ausüben zu können, orientiert sich die Länge der Führungsplatten, also ihre Ausdehnung in Förderrichtung, an der Seitenlänge der zu separierenden Substrate.In order to exercise their leadership function, the length of the guide plates, ie their extension in the conveying direction, oriented to the side length of the substrates to be separated.
Durch die mit einem Fluidversorgungssystem verbundene Sprüheinrichtung mit wenigstens einer Sprühkammer und wenigstens einer Austrittsöffnung kann aus den Führungsplatten auf den sich im Separierschacht befindenden Waferstapel ein Fluid, vorzugsweise Wasser, aufgesprüht werden. Als Fluide sind neben Wasser auch andere Flüssigkeiten, beispielsweise PEG (Polyethylenglykol), gut geeignet. Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen als Düsen ausgebildet. Eine der bevorzugten Düsenformen ist die zylinderförmige Düse.By means of the spraying device connected to a fluid supply system with at least one spray chamber and at least one outlet opening, a fluid, preferably water, can be sprayed from the guide plates onto the wafer stack located in the separating shaft. In addition to water, other liquids, for example PEG (polyethylene glycol), are also suitable as fluids. Preferably, the outlet openings are formed as nozzles. One of the preferred nozzle shapes is the cylindrical nozzle.
Vorzugsweise sind in einer Führungsplatte bis zu zehn übereinanderliegende Sprühkammern angeordnet. Bevorzugt sind drei bis sieben Sprühkammern pro Führungsplatte.Preferably, up to ten superimposed spray chambers are arranged in a guide plate. Preferred are three to seven spray chambers per guide plate.
Vorzugsweise sind die Sprühkammern als Düsenkammrohre ausgebildet.Preferably, the spray chambers are designed as nozzle comb tubes.
Vorzugsweise liegt das Verhältnis zwischen dem Querschnitt eines Düsenkammrohres und der Summe der Querschnitte der Düsen in dem Düsenkammrohr im Bereich von 2 bis 20. Bevorzugt ist ein Verhältnis im Bereich von 5 bis 10.Preferably, the ratio between the cross-section of a nozzle comb tube and the sum of the cross-sections of the nozzles in the nozzle comb tube is in the range of 2 to 20. Preferred is a ratio in the range of 5 to 10.
Vorzugsweise sind in einem Düsenkammrohr drei bis 50 Düsen vorhanden. Bevorzugt sind drei bis 40 Düsen pro Düsenkammrohr, besonders bevorzugt zehn bis 20 Düsen und ganz besonders bevorzugt zehn bis 15 Düsen pro Düsenkammrohr.Preferably, there are three to 50 nozzles in a nozzle comb tube. Preference is given to three to 40 nozzles per nozzle comb tube, particularly preferably ten to 20 nozzles and very particularly preferably ten to fifteen nozzles per nozzle comb tube.
All diese Maßnahmen verbessern und optimieren die gezielte und gleichmäßige Verteilung des Fluids.All these measures improve and optimize the targeted and even distribution of the fluid.
So strömt über die Düsen in den sich zwischen den glatten Gleitflächen der Führungsplatten und dem Waferstapel ausbildenden Gleitspalt, der eine Spaltbreite von (d2 abzüglich Waferbreite)/2 aufweist, das Fluid, vorzugsweise Wasser, in ausreichender Menge zu, um sowohl die glatten Gleitflächen als auch die Kanten der Wafer des Waferstapels mit einem Wasserfilm zu überziehen bzw. den Gleitspalt annähernd mit Wasser zu füllen.Thus, via the nozzles in the sliding gap forming between the smooth sliding surfaces of the guide plates and the wafer stack, which has a gap width of (d2 minus wafer width) / 2, the fluid, preferably water, flows in sufficient quantity to cover both the smooth sliding surfaces also to coat the edges of the wafer of the wafer stack with a water film or to fill the sliding gap approximately with water.
So gleitet mit jedem Separierschritt im erfindungsgemäßen Separierschacht der einzelne Wafer im Waferstapel entlang der glatten Gleitflächen mit dem über die Düsen
Es ist bevorzugt, dass die beiden gegenüberliegenden Führungsplatten mit ihren Sprüheinrichtungen, also ihren Sprühkammern, insbesondere Düsenkammrohren, mit Austrittsöffnungen, insbesondere Düsen, spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut sind. So werden eine zentriert geführte unbeschädigte Durchfuhr und Separierung der Wafer besonders gewährleistet.It is preferred that the two opposing guide plates are constructed with their spraying devices, ie their spray chambers, in particular nozzle comb tubes, with outlet openings, in particular nozzles, mirror-symmetrical to one another. This guarantees a centered undamaged transit and separation of the wafers.
Im erfindungsgemäßen Separierschacht sind die einander zugewandten Flächen der Führungsplatten als glatte Gleitflächen ausgeführt.In the separating shaft according to the invention, the mutually facing surfaces of the guide plates are designed as smooth sliding surfaces.
Bevorzugt wird die glatte Gleitfläche dadurch erhalten, dass wenigstens die Fläche aus Kunststoff besteht. Dies kann beispielsweise durch Aufbringen einer Beschichtung aus Kunststoff auf diese Fläche der Führungsplatte geschehen. Dabei braucht die Führungsplatte nicht aus Kunststoff zu bestehen, auch mit Kunststoff beschichtete Führungsplatten z. B. aus säurebeständigem Edelstahl sind sehr gut geeignet. Bevorzugt besteht die gesamte Führungsplatte aus Kunststoff.Preferably, the smooth sliding surface is obtained in that at least the surface consists of plastic. This can be done for example by applying a coating of plastic on this surface of the guide plate. The guide plate does not need to be made of plastic, even with plastic coated guide plates z. B. made of acid-resistant stainless steel are very suitable. Preferably, the entire guide plate made of plastic.
Der verwendete Kunststoff, sei es für die Beschichtung der Führungsplatte oder für die Führungsplatte im Ganzen, ist vorzugsweise ein fluoriertes und/oder chloriertes Kohlenwasserstoffpolymer, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE), und/oder Polyoxymethylen (POM) und/oder Polyetherketon (PEEK).The plastic used, whether for coating the guide plate or for the guide plate as a whole, is preferably a fluorinated and / or chlorinated hydrocarbon polymer, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE), and / or polyoxymethylene (POM) and / or polyether ketone (PEEK).
Bevorzugt wird die glatte Gleitfläche dadurch erhalten, dass sie poliert wurde. Dabei kann sie beispielsweise aus Metall, z. B. aus säurebeständigem Edelstahl, bestehen und poliert sein, oder sie kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen und ebenfalls poliert sein.Preferably, the smooth sliding surface is obtained by being polished. It can, for example, made of metal, for. B. acid-resistant stainless steel, be made and polished, or it may for example consist of plastic and also be polished.
Vorzugsweise weist die Rückhalteeinrichtung der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung ein Trägerelement, ein am Trägerelement lösbar befestigtes Separierelement mit einer unteren Separierlippe und ein am Trägerelement lösbar befestigtes Prallelement, das am Separierelement lösbar befestigt ist, auf. Als Befestigungsmittel dienen beispielsweise Schrauben. Das Trägerelement besteht üblicherweise aus Metall, beispielsweise aus säurebeständigem Edelstahl.The retaining device of the separating device according to the invention preferably has a carrier element, a separating element releasably secured to the carrier element with a lower separating lip and a baffle element releasably secured to the carrier element, which is releasably secured to the separating element. As fastening means are for example screws. The carrier element consists usually made of metal, for example of acid-resistant stainless steel.
Separierelement und Prallelement dienen als Verschleißteile. Vorzugsweise bestehen Separierelement und/oder das Prallelement aus Kunststoff. Vorzugsweise werden für das Separierelement und/oder das Prallelement dieselben Kunststoffe wie die für die Führungsplatte bevorzugt verwendeten Kunststoffe verwendet.Separating element and impact element serve as wearing parts. Separating element and / or the baffle element are preferably made of plastic. The same plastics as the plastics used for the guide plate are preferably used for the separating element and / or the impact element.
Die Erfindung soll an folgenden Figuren beispielhaft erläutert werden.The invention will be explained by way of example with reference to the following figures.
Es zeigenShow it
Dabei zeigt
Die Düsenkammrohre sind als Bestandteil der Sprüheinrichtung mit einem Versorgungssystem für Wasser verbunden, das nicht eingezeichnet ist.The nozzle comb tubes are connected as part of the spray with a supply system for water, which is not shown.
Der Waferstapel
So gleiten im Separierschacht die Wafer im Waferstapel
Durch diesen schonenden Vereinzelungsvorgang wird die Beschädigung der Waferkanten reduziert; bei den nachfolgenden Prozessen in der Feinreinigung entsteht weniger durch Kantenbeschädigungen verursachter Bruch, so dass die Ausbeute an Wafern bzw. sonstigen Substraten ansteigt.By this gentle separation process, the damage of the wafer edges is reduced; In the subsequent processes in the fine cleaning, less breakage caused by edge damage occurs, so that the yield of wafers or other substrates increases.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2006/125559 A1 [0004, 0005] WO 2006/125559 A1 [0004, 0005]
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DE201220003912 DE202012003912U1 (en) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | Device for conveying and separating substrates, in particular silicon wafers |
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DE201220003912 DE202012003912U1 (en) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | Device for conveying and separating substrates, in particular silicon wafers |
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ID=46547316
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DE (1) | DE202012003912U1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110371673A (en) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 天津鑫凯达精密机械有限公司 | A kind of separation is steady efficiently to remove trigger structure |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006125559A1 (en) | 2005-05-21 | 2006-11-30 | Aci-Ecotec Gmbh & Co. Kg | Device for the separation of substrates from a stack |
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2012
- 2012-04-19 DE DE201220003912 patent/DE202012003912U1/en not_active Expired - Lifetime
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WO2006125559A1 (en) | 2005-05-21 | 2006-11-30 | Aci-Ecotec Gmbh & Co. Kg | Device for the separation of substrates from a stack |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20120809 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHOTT SOLAR AG, 55122 MAINZ, DE Effective date: 20130605 |
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