KR20090101219A - 실리콘 웨이퍼들의 분리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 더미(10)의 가장 바깥쪽 실리콘 웨이퍼(12a)의 표면에 이동가능한 이송 장치(2)를 부착하는 단계와, 상기 더미(10)로부터 상기 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리할 때까지 상기 실리콘 웨이퍼(12a)의 표면에 평행하게(A) 상기 실리콘 웨이퍼(12a)를 수평 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 또한 상기 방법을 수행하는 장치를 포함한다.

Description

실리콘 웨이퍼들의 분리 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF SILICON WAFERS}
본 발명은 실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼들을 분리하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 명세서에서 "수평"은 웨이퍼들을 쌓는 방향이 수평한 더미, 다시 말해서 웨이퍼들의 표면이 실질적인 수직면에 위치하는 더미를 가리킨다.
태양 전지들에 사용되는 실리콘 웨이퍼들의 제조에 있어서, 실리콘 잉곳들이 얇은 웨이퍼들로 잘게 썰린다. 대체로 평행한 방식으로 및 액체 냉각 쏘잉 프로세스(liquid-cooled sawing process)에 의해서 상기 잉곳들이 웨이퍼들로 쏘잉되고, 그리고 이것과 후속 프로세스들의 결과 생산물이 습한 얇은 실리콘 웨이퍼들의 더미로 구성된다. 후속 프로세스에서 각 개개의 웨이퍼가 개별적으로 처리될 것이다.
각 개개의 웨이퍼를 더미로부터 분리하는 것은 현재로서는 수동 작업에 의해 행하고 있는데, 작업자는 가장 바깥쪽 웨이퍼들을 더미로부터 올리거나/당기고 그 것을 카세트에 두거나 차례로 다음 프로세스 단계에 이송하기 위한 조립체 라인에 둔다.
이 프로세스는 문제점들을 가진다. 웨이퍼들 사이 간 응집(cohesive), 점착(adhesive) 및 점성 특성들에 의해서 결정되는 힘과 웨이퍼들의 표면 거칠기에 의해서 웨이퍼들이 함께 유지된다. 또한 분리는 노동 집약적 작업이고, 동시에 수행될 수 있는 속도에 한계들이 있다. 수동 작업으로 인하여 작업 동안 웨이퍼들의 대부분이 손상되는 결과가 나타난다. 태양 전지 산업 분야에서 웨이퍼들의 두께를 lOOμm 내지 200 μm로 줄이는 요구가 존재하고 그 결과 극단적으로 주의깊게 핸들링하는 것이 훨씬 더 중요해졌다.
특허공보 WO 2004/051735에 수직 더미들로부터 실리콘 웨이퍼들을 분리하는 장치가 개시된다. 웨이퍼들은 수평면에 놓여지고, 이 평면에서 움직인다. 맨 위 실리콘 웨이퍼와 맨 위로부터 두번째의 실리콘 웨이퍼 사이에 유체가 뿜어져서 이들이 서로로부터 분리되는 것을 돕는 동안, 여기서 채용되는 이송 장치는 상기 더미로부터 멀리 수직 더미의 맨 위 실리콘 웨이퍼를 들어올린다. 이 기법의 단점은 실리콘 웨이퍼들의 분리 동안 손상 위험이 여전히 크다는 것이다. 상기 이송 장치는 상기 웨이퍼에 부착하는 수단을 포함하고 이것은 웨이퍼 상 하나의 점들에 압력이 가해짐을 의미한다. 측들(sides)로부터 뿜어진 유체와 함께, 이 압력은 웨이퍼들 사이의 모세관 힘들을 넘어서도록 의도된다. 따라서 이 압력은 웨이퍼의 변형을 초래할 수 있고 최악으로는 웨이퍼를 부러뜨릴 수 있다. 상기 특허공보는 또한 웨이퍼를 저지하고 그 접힘을 피하는 부분들을 포함하는 이송 장치에 의해서 어떻 게 이 문제를 해결하는지를 보인다.
DE 102005016518는 캐리어 시스템으로부터 웨이퍼들을 탈착하고 수평 더미를 단수화하는 장치를 개시한다. 여기서 기술된 바와 같이, 상기 캐리어 시스템은 (대개 유리의) 시트(sheet)로서 상기 시트는 쏘잉 프로세스 동안 (접착제로) 실리콘을 고정하는 것에 사용된다. 이 유리 시트와 접착제는 단수화를 행하기 위해 나중에 제거되어야 한다. 상기 특허공보가 개시하는 끌(chisel)은 가장 바깥쪽 웨이퍼 아래에서 유리 시트를 찔러서(strike into) 접착제 및 유리 부스러기들과 함께 상기 유리 시트를 떼어내는 데에 사용된다. 그러나 즉시 인접한 웨이퍼에 들러붙어서 단수화에 실패하는 것이 발생할 수 있다.
앞서의 특허공보들은 전자 산업에서 웨이퍼들의 핸들링에 관한 것이다. 이들 웨이퍼들은 나은 기계적 특징들을 가지고, 무엇보다도 상대적으로 두꺼워서(300 내지 400μm) 상대적으로 큰 기계적 부하를 견딜 수 있다. 이와 달리 태양 전지 웨이퍼들은 극단적으로 깨지지 쉽고 약하며 더 온화한 취급을 요한다. 본 발명은 무엇보다도 이런 웨이퍼들을 단수화할 수 있도록 하기 위한 것이다. 그러나 본 발명은 태양 전지 웨이퍼들과는 다른 두께를 가지는 웨이퍼들(예를 들어 200 내지 400 μm)의 단수화에도 또한 채용될 수 있다.
본 발명의 목적은 향상된 실리콘 웨이퍼들의 분리 방법 및 장치, 다시 말해서 실리콘 웨이퍼들의 분리가 더 효율적이면서도 손상되는 실리콘 웨이퍼들의 비율이 줄거나 없앨 수 있는 실리콘 웨이퍼들의 분리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 a) 더미의 가장 바깥쪽 실리콘 웨이퍼의 표면에 이동가능한 이송 장치를 부착하는 단계와, b) 상기 더미로부터 상기 실리콘 웨이퍼를 분리할 때까지 실질적인 수직면에서 상기 실리콘 웨이퍼를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치 및 방법에 의해서 분리되는 실리콘 웨이퍼들은, 예를 들어 태양 전지들 제조용의 웨이퍼들이다. 이러한 웨이퍼들은 얇고(100μm 내지 200μm), 그 핸들링이 특히 중요하다.
용어 "더미(stack)"는 쏘잉 및 접착층의 분해 후에 얻어지는 생산물 또는 다른 방식으로 점착층을 제거한 후의 생산물을 지칭한다. 더미 내에서 웨이퍼들을 함께 유지하는 힘들은 점착, 응집, 점성 및 기계적인 힘들(점착 및 응집 힘들은 소위 모세관 힘들을 구성한다)의 조합이다.
본 발명의 예시적인 실시예들에서 수직면에서 웨이퍼의 움직임은 실질적으로 윗쪽으로, 다시 말해서 중력에 반대되는 방향으로 발생할 것이고, 이로써 웨이퍼들의 제어된 움직임이 얻어진다.
본 발명의 몇몇 변형들을 정의하는 것을 가능하도록 하면서, 수직면에서 몇몇 방향들이 정의될 수 있는데, 예를 들어 웨이퍼가 수직면에서 수평, 수직 또는 곡선 경로로 이동한다.
표현 "실질적인 수직면에서(in a substantially vertical plane)"는 (여전히 일단이 잉곳에 부착된 웨이퍼가 그로부터 분리될 때 발생하는 것들과 같은) 기울어진 움직임들을 포함하지 않는 움직임을 지칭한다. 기울어진 움직임들은 웨이퍼들에 기계적인 내부 응력들을 일으킬 것이고 이것은 웨이퍼들의 손상을 야기할 수 있다. 본 발명은 더미로부터 웨이퍼가 분리될 때까지 다시 말해서 웨이퍼들의 표면들이 더 이상 서로 마주보게 위치되지 않을 때까지, 웨이퍼의 수직 움직임을 제공한다.
이에 본 발명에 따른 방법은 예를 들어 단계 b)의 일부로서 실질적으로 수직(이 실시예는 도면들에서 예시될 것이다) 수평, 기울어진 또는 곡선 경로를 따르는 윗쪽으로의 움직임을 포함할 수 있다. 마지막으로 언급한 실시예를 도면들에서 예시할 것이다. 본 발명의 변형에서 웨이퍼들이 부착되는 휠에 의해서 곡선 경로가 제공되는데, 그 결과 원형 경로의 곡선 부분을 따르는 움직임이 수행된다. 큰 휠들에 의해서 움직이는 경로가 수평에 접근할 것이다.
일 실시예에서 본 발명에 따른 방법은 액체로 채워진 용기(vessel)에 완전히 또는 부분적으로 잠겨서 행해진다.
일 실시예에서 본 방법은 실리콘 웨이퍼 상으로 액체 또는 유체를 뿌리는 것을 포함한다. 이 단계는 다른 기능들을 가지는 몇몇 변형들을 가진다. 일 변형에서 액체는 수직 하향 제트로 뿌려진다. 이것의 목적은 더미로부터 멀리 앞쪽의 웨이퍼를 이동시키는 동안, 앞쪽으로부터 두번째 웨이퍼를 보류시키는(hold back) 것이다. 다른 변형에서 액체 뿌림은 앞쪽의 웨이퍼들을 분리하는데 사용되어, 웨이퍼들이 200 내지 2000 마이크로미터들 사이의 간격을 가지고 안정적인 위치에서 유지되도록 할 수 있다. 마지막 변형은 분리를 웨이퍼의 두께 변동들에 덜 민감하게 하는데 도움이 된다. 더욱이 앞쪽의 웨이퍼들 사이의 간격 제공은 물이 전체 웨이퍼 표면 위로 흐르는 것을 허용하고, 웨이퍼들의 표면은 물 및/또는 이에 적합한 화학물질들에 의해서 세정된다. 액체 뿌림의 다른 기능은 웨이퍼에 있는 가스 거품들을 제거하여서, 웨이퍼들 사이의 모세관 힘들을 줄이는 것이다. 이 경우 웨이퍼들 사이의 간격이 매우 커서 점성 저항력들(viscous counterforces)은 무시될 수 있다.
다른 실시예에서 본 방법은 방해 장치에 의해서 상기 더미 내 남아있는 실리콘 웨이퍼 또는 웨이퍼들의 동시 움직임을 막는 것을 포함한다.
일 실시예에서 본 방법은 b) 단계 후에, c1) 상기 이송 장치로부터 상기 웨이퍼들을 제거하는 단계를 포함한다. 이것은, 웨이퍼의 (그리고 이송 장치의) 면에 수직한 방향을 따르는 웨이퍼의 또는 이송 장치의 움직임에 의해서, 예를 들어 이송 장치로부터 웨이퍼 상으로 뿜어지는 공기에 의해서, 또는 이송 장치로부터 웨이퍼로 전달되는 유체에 의해서, 수행될 수 있다. 또한 웨이퍼의 면을 따르는 이송 장치 및 웨이퍼 간의 상대적인 움직임에 의해서 또는 그 조합에 의해서 상기 제거가 행해질 수도 있다.
다른 실시예에서 본 방법은, b) 단계 후에, c2) 상기 실리콘 웨이퍼의 두께에 해당하는 거리만큼 상기 이송 장치를 향하여 상기 더미를 이동시키는 단계와 d) 상기 더미로부터 다음 실리콘 웨이퍼의 분리를 위해 상기 a) 및 b) 단계들을 반복하는 단계를 포함한다.
단계들 cl) 및 c2)는 동시에 행해질 수 있거나 또는 단계 cl)이나 단계 c2) 중 어느 하나로 시작될 수 있으면서 연속하여 행해질 수 있다.
상기 액체는 예를 들어 물일 수 있거나 탈이온화된 물일 수 있거나 또는 상기 더미로부터 상기 실리콘 웨이퍼를 분리하는 것을 용이하게 하기 위하여 점성 및/또는 표면장력들을 줄이는 첨가제들을 포함하는 물일 수 있다. 상기 액체는 가열될 수 있고, 다시 말해서 10 내지 70℃ 사이의, 바람직하게는 30 내지 60℃ 사이의 보다 바람직하게는 50℃의 온도를 가질 수 있다. 물의 점성 및 모세관 힘들을 줄이기 위한 매우 많은 물질들이 시장에 존재한다. 가열된 물은 표면 장력들 및 점성 양자를 줄인다.
본 발명은 또한 실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 장치를 포함한다. 상기 장치는, 더미의 가장 바깥쪽 실리콘 웨이퍼의 표면에 부착되도록 이동가능한 이송 장치를 포함하고, 상기 더미로부터 상기 실리콘 웨이퍼를 분리할 때까지 실질적인 수직면에서 상기 실리콘 웨이퍼를 이동시키도록, 상기 이동가능한 이송 장치가 배열되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서 상기 장치는, 상기 가장 바깥쪽 실리콘 웨이퍼를 실질적으로 수직, 수평, 기울어진 또는 곡선 경로를 따라서, 수직면에서 움직이는 장치를 포함한다. 마지막으로 언급된 대안의 일 예는 상기 가장 바깥쪽 실리콘 웨이퍼가 부착되는 휠을 포함한다.
다른 실시예에서 상기 장치는, 상기 더미가 완전히 또는 부분적으로 잠기는 액체로 채워진 용기(vessel)를 포함한다.
일 실시예에서 상기 장치는, 상기 이송 장치에 부착된 상기 실리콘 웨이퍼와 인접한 실리콘 웨이퍼 사이의 결합력들을 줄이기 위하여, 상기 실리콘 웨이퍼 상으로 액체 또는 유체를 뿌리는 하나 이상의 노즐들을 포함한다.
다른 실시예에서 상기 장치는, 상기 더미 내 아래에 놓인(underlying) 실리콘 웨이퍼 또는 웨이퍼들의 동시 움직임을 막는 방해 장치를 포함한다.
다른 실시예에서 상기 장치는, 상기 이송 장치로부터 상기 웨이퍼들을 제거하는 수단을 포함한다.
다른 실시예에서 상기 장치는, 상기 실리콘 웨이퍼의 두께에 해당하는 거리만큼 상기 이송 장치를 향하여 상기 더미를 이동시키는 수단을 포함하고, 이로써 상기 이송 장치에 의해서 상기 더미로부터 다음 실리콘 웨이퍼를 분리하는 것을 허용한다.
비록 본 발명의 개개의 특징들을 다른 실시예들 및 그 변형들과 연계하여 설명하였지만, 그 조합들이 또한 특허청구범위의 범주 내에 속한다는 사실이 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
이하 본 발명의 일 실시예를 개략적으로 예시하는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예를 정면에서 본 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에서 휠의 상세도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예를 위로부터 본 도면이다.
도 5는 제2 실시예의 일부를 아래로부터 본 도면이다.
도 1은 액체로 채워진 용기(vessel)(5) 내에 복수의 실리콘 웨이퍼들이 수직 위치로 배열된 수평 더미(10)(horizontal stack)로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 본 발명에 따른 장치(1)를 나타낸다. "수직 위치"는 실제 더미는 수평한데, 상기 더미에서 각 웨이퍼는 수직하게 놓여져 있음을 의미한다.
장치(1)는 가장 바깥쪽 실리콘 웨이퍼(12)의 표면에 부착될 수 있는 하나 이상의 흡입 장치들(110)(suction devices)을 본 발명의 이 실시예에서 구비하는 이송 장치(2)(transport device)와, 그리고 가장 바깥쪽 웨이퍼를 향하여 수평으로 및 수직으로 이송 장치(2)를 움직이고, 이어서 실질적인 수직면에서 및 수직 방향으로(화살표 A) 실리콘 웨이퍼(12)를 더미(10)로부터 컨베이어 벨트(14)로 미는 수단(미도시)을 포함하는데, 컨베이어 벨트(14)에 이후 실리콘 웨이퍼(12)가 흡입 장치들로부터 놓여지고 두어진다. 이송 장치(2)를 움직이는 상기 수단(미도시)은 수평 및 수직 서보-제어 픽-업 및 전달 유닛(servo-controlled pick-up and delivery unit)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서 이송 장치(2)는 웨이퍼의 모서리들 및 중앙에 위치된 다섯 개의 흡입 장치들(110)을 포함한다. 수평 이동은 가장 바깥쪽 웨이퍼(12)를 향하여 이동하는 것을 포함한다. 수직 이동은 웨이퍼의 맞은 편에 흡입 장치들(110)을 두고 이후 웨이퍼의 표면에 평행하게 움직이는 것을 포함한다. 대안적으로 더미는 단계적으로 수평하게 이동될 수 있고, 흡입 장치들은 정점(定點)까지 복귀될 수 있다.
웨이퍼 전체 표면 상에 미는 힘을 가하되 이 미는 힘이 웨이퍼의 모든 부분들 대하여 대략 균일하도록, 흡입 장치들(110)이 배열된다. 흡입 장치들의 정확한 수와 위치를 선택해서 이것을 제어할 수 있는데, 웨이퍼 표면 전체에 흡입 장치들을 위치시킬 수 있기에 용이하게 행할 수 있다. 이로써 흡입 장치들에 의한 전체 분리 작업 동안 웨이퍼의 위치가 제어 하에 놓인다. 더미가 물 속에 잠기는 본 발명의 실시예들에서, 수력(hydraulic)(물-계열) 흡입 장치가 채용된다. 이러한 경우들에서 모세관 힘들(capillary forces)이 거의 발생하지 않기에, 방해(blocking) 장치를 사용하지 않을 수 있다.
상기 장치(1)는 액체 또는 유체를 더미(10) 상으로 뿌리는 하나 이상의 노즐들(3)을 더 포함할 수 있다. 액체는 바람직하게는 물 또는 대안적으로 점성 및/또는 표면 장력들과 이로써 앞서 언급한 실리콘 웨이퍼들(12)을 함께 묶는 힘들을 감소시키기 위한 첨가물들을 포함하는 물이다. 물 노즐들(3)은 평평한 워터 제트(flat water jet)를 제공하도록 설계된다. 다른 실시예들에서 노즐들(3)은 방해 장치(4)에 일체화된다. 본 발명의 일 실시예에서 노즐들의 수는 두 개이고, 다른 실시예들에서 6개까지 가질 수 있다.
다른 실시예에서 상기 장치(1)가 포함하는 방해 장치(4)는 더미 내에서 인접한 실리콘 웨이퍼 또는 웨이퍼들이 동시에 움직이는 것을 막는다. 방해 장치(4)는 대개 2 내지 10mm 폭일 수 있는 평판(straight plate)이다.
노즐들(3)과 방해 장치(4) 양자는 더미(10)를 따라서 움직일 수 있다. 노즐(3)은 회전가능할 수 있어서, 분리 과정 동안 액체를 더미(10) 상으로 뿌리는 각을 바꿀 수 있다.
이하 상기 장치(1)의 기능을 보다 상세하게 설명한다. 도면 부호(12a)는 더미(10)의 일 단에 있는 가장 바깥쪽의 실리콘 웨이퍼를 가리킨다. 따라서 실리콘 웨이퍼(12a)는 더미(10)로부터 분리되어져야 하는 실리콘 웨이퍼이다.
더미(10)는 장치(1) 내에서 수평으로 놓인다. 더미(10)는 바람직하게는 물 속에 잠긴다. 웨이퍼(12a)의 앞쪽의 정확한 위치에 이송 장치(2)가 위치된 후에, 실리콘 웨이퍼(12a)의 표면에 흡입 장치들(110)가 부착된다.
실리콘 웨이퍼(12a)에 부착된 이송 장치(2)는, 본 발명에 따라서 더미(10)로부터 멀어지게 수직으로 이동되고 예를 들어 컨베이어 벨트(14)를 통해 다음 작업으로 이동된다.
예를 들어 흡입 장치에서 공압 또는 수압을 증가시켜서, 웨이퍼들을 컨베이어 벨트에 전달한다.
전술한 바와 같이, 수직 이동에 의해서 실리콘 웨이퍼(12a)을 매우 주의 깊고 제어되게 핸들링할 수 있다. 따라서 이러한 작업 동안 실리콘 웨이퍼(12a)의 손상 위험은 실질적으로 감소된다.
본 발명의 일 실시예에서(미도시) 노즐들(3)이 제거된다. 이 경우에서는 미는 움직임에 의해서 웨이퍼들의 분리가 본질적으로 성취된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 몇몇 실시예들에서 전술한 움직임 작업 동안 더미(10) 바로 가까이에 방해 장치(4)가 제공되어, 상기 방해 장치(4)가 더미 내에서 인접한 실리콘 웨이퍼 또는 웨이퍼들이 동시에 움직이는 것을 막고, 이로써 움직임 작업 동안 단지 실리콘 웨이퍼(12a)만이 이동되는 것을 보증한다.
더미(10)의 다음 실리콘 웨이퍼가 분리될 수 있도록, 전술한 이송 장치(2)에 의한 이송 장치(2), 노즐들(3) 및 방해 장치(4)를 향하는 더미(10)의 움직임 또는 대안적으로 다음 실리콘 웨이퍼를 향하는 이송 장치(2), 노즐들(3) 및 방해 장치(4)의 움직임 중 하나가 취해진다. 이에 이어서 전술한 분리 과정이 반복된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예의 정면도이다. 본 발명의 이 실시예에서 이송 장치는 곡선 경로로 더미(10)에서 앞쪽 웨이퍼(12a)를 움직이도록 배열된다. 상기 장치는 웨이퍼(12)가 일시 부착되는 영역들(22)을 구비하는, 예를 들어 알루미늄으로 이루어진 휠(20)을 포함한다. 휠(20)은 또한 봉들(51 및 52)(도 5 참조)를 수용하는 홈들(21)을 포함한다. 휠(20)은 액체로 채워진 용기(5) 내 물 속에 부분적으로 잠긴다.
도 3은 상기 봉들이 위치되는 홈들과 휠(20)에서의 부착 영역들(22)의 상세도이다. 이 영역들은 개구들(31)과 상기 개구들(31) 상에 흡입력을 분배하는 홈들(30)을 포함한다. 개구들(31)은 더미로부터 웨이퍼를 픽-업하는 동안 흡입력을 가하고, 휠로부터 웨이퍼를 제거하는 동안 미는 힘을 가한다. 본 발명의 이 실시예에서, 휠(20)의 표면은 실질적으로 평평하고 매끄러워서, 흡입력이 멎은 후에조차도 휠 상에 웨이퍼를 유지하기에 충분한 모세관 힘들이 결과된다.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예를 위로부터 본 도면이다. 이 실시예에서, 휠(20)이 실질적인 수직 위치를 가지는 것이 보여질 수 있다. 상기 장치가 포함하는 기구(40)는 휠(20)을 향하여 더미(10)를 움직여서, 앞쪽 웨이퍼(12a)와 휠(20) 사이의 최소 간격을 보증한다. 상기 기구는 더미(10)를 지지하는 두 봉들(51 및 52)(도 5에 도시)을 담는 컨테이너를 포함한다. 상기 봉들은, 상기 휠과 물리적으로 접촉하지 않으면서, 홈들 내에 삽입되도록 배열된다. 이로써 웨이퍼들이 휠(20)과 접촉에 이를 때조차도 웨이퍼들이 아래로부터 지지된다(hold in place).
상기 장치는 블로잉 기구(42)(blowing mechanism)와, 휠(20)의 후방에 근접하게 위치한 흡입 매니폴드를 구비하고 물 상태에서 대기압 이하 압력(negative pressure)을 생성하는 흡입 기구(41)를 더 포함한다. 본 발명의 이 실시예에서 흡입 및 블로잉 기구들(41 및 42 각각)은 고정된 위치를 가지고 상기 장치는 특정 위치들에서 상기 휠의 영역들(22)을 상기 흡입 및 블로잉 기구들에 연결하는 커플링 장치들을 포함한다. 이들 위치들은 흡입 기구에 대하여 더미의 앞 영역에 있고 블로잉 기구에 대하여 컨베이어 벨트(14)의 앞 영역에 있다.
사용 동안 휠(20)은 실질적인 수직면에서 회전할 것이다. 부착 영역(22)이 더미의 앞쪽 웨이퍼(12a)의 앞에 위치될 때, 상기 부착 영역은 흡입 기구(41)에 연결될 것이고 흡입력이 가해질 것이다. 본 방법의 이 부분은 본 발명의 이 실시예에서 수면하에서 발생한다. 그러므로 웨이퍼들 간의 모세관 힘들이 작고 난관은 전체 분리 과정 동안 웨이퍼 위치 제어를 유지하는 것이다. 봉들(51 및 52)를 담 는 컨테이너 내에 웨이퍼가 위치되고 미도시된 기구들에 의해서 전방으로 더미가 이동되며, 제2의 앞쪽의 웨이퍼가 방해 장치에 의해 구속되는데, 그것은 이 실시예에서 아래로 향하도록 지향된(수직 또는 비스듬한) 워터 제트를 가지는 노즐을 포함한다.
전술한 바와 같이, 웨이퍼들 간 간격 및 또한 상기 웨이퍼들의 수직 위치를 유지하기 위해 물로 앞쪽의 웨이퍼를 플러슁(flush)하는 것도 가능할 것이다.
이후 더미의 가장 바깥쪽 웨이퍼(12a)가 휠(20)을 향하여 당겨진다. 휠은 회전 움직임을 계속할 것이고, 이와 동시에 용기(vessel)로부터 위로 및 흡입 기구(41)로부터 멀리 이송되며, 부착 영역은 흡입력을 가하는 것을 멈출 것이다. 웨이퍼(12a)는 더 이상 흡입력에 의해서 휠(20)에 고정되지 아니하고, 모세관 힘들에 의해서 고정될 것이다. 접촉면의 크기 때문에 모세관 힘들은 이 작업에 대하여 충분히 강하다. 웨이퍼(12a)가 부착된 채로 부착 영역(22)이 벨트(14) 영역에 도달할 때, 블로잉 기구는 공기(또는 액체)가 개구들(31) 밖으로 뿜도록 하는데, 이로써 모세관 힘들의 균형을 잡고 휠(20)로부터 웨이퍼를 제거한다. 물, 공기 또는 그 조합에 의해서 뿜어짐을 행할 수 있다. 후속적으로(또는 동시에) 웨이퍼가 벨트(14) 상 수평 위치 안으로 틸트될 수 있거나 상기 목적에 적절한 픽-업 유닛에 의해 예를 들어 흡입 컵들에 의해 리프트-오프될 수 있고, 후속 처리를 위하여 벨트 상에 놓여질 수 있다.
이것은 하나 이상의 흡입 기구들에 의해서 웨이퍼의 수용(reception)(뿜는 힘들(blowing forces)이 모세관 힘들보다 다소 더 크고 웨이퍼는 저절로 떨어진 다(come off)) 시에(on) 또는 당김(pull-off)(모세관 힘들이 뿜는 힘들보다 다소 더 크다) 시에(on) 웨이퍼를 온화하게(gently) 다룰 수 있도록 한다. 블로우-오프 상태에서, 다음 웨이퍼의 새로운 당김(흡입)이 물 속에서 수행된다. (예를 들어 광전지에 의해 제어되는) 카운터가 더미를 자동적으로 앞으로 이동시키기 위한 타이밍 신호를 제공할 수 있다. 더미(10)는 웨이퍼 두께에 상응하는 길이만큼 앞으로 밀리거나 또는 대안적으로 마지막 당김(pull-off) 후 사이클들의 수만큼 앞으로 밀린다. 이 과정은 더미가 비워질 때까지 계속된다.
블로잉 매니폴드 앞 수용(reception)/당김 후에 이어서 웨이퍼는 후속 처리를 위해 컨베이어 트랙/벨트를 따라서 이송된다.
도면에서 비록 물 속에 반잠수된 휠(20)을 도시하고 있지만, 휠이 완전히 잠긴 채로 상기 과정을 수행하는 것 또한 가능하다. 이 경우에서 웨이퍼들이 휠로부터 떨어지도록 밀릴 때까지, 흡입에 의해 웨이퍼들이 휠에 대하여 지지되도록 상기 장치가 변형되어야 한다.
도 5는 제2 실시예의 일부를 아래로부터 본 도면이다. 도 5에는 휠(20), 흡입 기구(41) 및 블로잉 기구(42)가 도시되어 있다. 도 5에는 또한 아래로부터 더미(10)를 지지하는 봉들(51 및 52)를 도시한다. 봉들(51 및 52)은 휠(40)을 향하여 웨이퍼들을 이송하는 컨베이어 벨트(미도시)에 연결될 수 있다.
전술한 본 발명에 의하면 간단하고 빠르며 주의 깊은 웨이퍼들의 단수화가 가능해진다. 본 발명의 특징들을 개개의 실시예들과 관련하여 설명하였지만, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서, 달리 조합하는 것이 가능하다. 예를 들어 도 1 에 예시된 실시예에서 흡입 매니폴드들 및 블로잉 장치들을 채용하는 것이 가능하고, 도 2에 예시된 바와 같은 이송 장치에서 이송 장치가 물 속에 있지 않을 때, 흡입 컵들을 채용하는 것이 또한 가능하다.

Claims (18)

  1. a) 더미(10)의 가장 바깥쪽 실리콘 웨이퍼(12a)의 표면에 이동가능한 이송 장치(2)를 부착하는 단계와
    b) 상기 더미(10)로부터 상기 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리할 때까지 실질적인 수직면에서 상기 실리콘 웨이퍼(12a)를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    실질적인 수직 경로, 실질적인 수평 경로, 기울어진 경로 또는 곡선 경로를 따르는 윗쪽으로의 움직임을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 이송 장치에 부착된 상기 실리콘 웨이퍼(12a)와 인접한 실리콘 웨이퍼 사이의 결합력들을 줄여서 상기 실리콘 웨이퍼를 분리하기 위하여, 상기 실리콘 웨이퍼(12a) 상으로 액체 또는 유체를 뿌리는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    방해 장치(4)에 의해서 상기 더미 내 인접한 실리콘 웨이퍼 또는 웨이퍼들의 동시 움직임을 막는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 b) 단계 후에
    c1) 상기 이송 장치로부터 상기 웨이퍼들을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 b) 단계 후에
    c2) 상기 실리콘 웨이퍼(12a)의 두께에 해당하는 거리만큼 상기 이송 장치(2)를 향하여 상기 더미(10)를 이동시키는 단계와;
    d) 상기 더미로부터 다음 실리콘 웨이퍼의 분리를 위해 상기 a) 및 b) 단계들을 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 방법의 수행에 의해서,
    액체로 채워진 용기(5)(vessel)에 완전히 또는 부분적으로 잠기는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 액체는 물 또는 상기 더미로부터 상기 실리콘 웨이퍼를 분리하는 것을 용이하게 하기 위하여 점성 및/또는 표면장력들을 줄이는 첨가제들을 포함하는 물인 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 액체는 10 내지 70℃ 사이의, 바람직하게는 30 내지 60℃ 사이의 보다 바람직하게는 50℃의 온도를 가지는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들의 수평 더미로부터 실리콘 웨이퍼를 분리하는 방법.
  10. 더미(10)의 가장 바깥쪽 실리콘 웨이퍼(12a)의 표면에 부착되도록 이동가능한 이송 장치(2)를 포함하고,
    상기 더미(10)로부터 상기 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리할 때까지, 상기 이동가능한 이송 장치(2)가 실질적인 수직면에서 상기 실리콘 웨이퍼(12a)를 이동시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 장치(1).
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 가장 바깥쪽 실리콘 웨이퍼를 실질적으로 수직, 수평, 기울어진 또는 곡선 경로를 따라서, 수직면에서 움직이는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 장치(1).
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 이송 장치에 부착된 상기 실리콘 웨이퍼(12a)와 인접한 실리콘 웨이퍼 사이의 결합력들을 줄여서 상기 실리콘 웨이퍼를 분리하기 위하여, 상기 실리콘 웨이퍼(12a) 상으로 액체 또는 유체를 뿌리는 하나 이상의 노즐들(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 장치(1).
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 더미(10) 내에서 아래에 놓인(underlying) 실리콘 웨이퍼 또는 웨이퍼들의 동시 움직임을 막는 방해 장치(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 장치(1).
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 이송 장치로부터 상기 웨이퍼들을 제거하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 장치(1).
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 실리콘 웨이퍼(12a)의 두께에 해당하는 거리만큼 상기 이송 장치(2)를 향하여 상기 더미(10)를 이동시키는 수단을 포함하고,
    이로써 상기 이송 장치(2)에 의해서 상기 더미로부터 다음 실리콘 웨이퍼를 분리하는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 장치(1).
  16. 제10 항에 있어서,
    상기 장치가 상기 더미(10)가 완전히 또는 부분적으로 잠기는 액체로 채워진 용기(5)(vessel)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 장치(1).
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 액체는 물 또는 상기 더미로부터 상기 실리콘 웨이퍼를 분리하는 것을 용이하게 하기 위하여 점성 및/또는 표면장력들을 줄이는 첨가제들을 포함하는 물인 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 장치(1).
  18. 제16 항 또는 제17 항에 있어서,
    상기 액체는 10 내지 70℃ 사이의, 바람직하게는 30 내지 60℃ 사이의 보다 바람직하게는 50℃의 온도를 가지는 것을 특징으로 하는,
    실리콘 웨이퍼들(12)의 수평 더미(10)로부터 실리콘 웨이퍼(12a)를 분리하는 장치(1).
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