WO2004102654A1 - ウェハ単離方法、ウェハ単離装置及びウェハ単離移載機 - Google Patents

ウェハ単離方法、ウェハ単離装置及びウェハ単離移載機 Download PDF

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WO2004102654A1
WO2004102654A1 PCT/JP2003/005947 JP0305947W WO2004102654A1 WO 2004102654 A1 WO2004102654 A1 WO 2004102654A1 JP 0305947 W JP0305947 W JP 0305947W WO 2004102654 A1 WO2004102654 A1 WO 2004102654A1
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uppermost
isolation
suction
support plate
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PCT/JP2003/005947
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Inventor
Masato Tsuchiya
Ikuo Mashimo
Koichi Saito
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Mimasu Semiconductor Industry Co.,Ltd.
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Definitions

  • Wafer isolation method, wafer isolation apparatus and wafer isolation transfer machine Wafer isolation method, wafer isolation apparatus and wafer isolation transfer machine
  • the present invention relates to a method for producing a plurality of wafers, for example, a semiconductor wafer such as a silicon wafer, and in particular, an uppermost wafer of a wafer stack in which semiconductor wafers for solar cells are stacked.
  • the present invention relates to a novel wafer isolation method, a wafer isolation device, and a wafer isolation transfer machine using the wafer isolation device that enable safe, simple and reliable separation from a wafer.
  • semiconductor wafers hereinafter simply referred to as wafers
  • wafers such as thin silicon wafers sliced and cut out from a silicon ingot or the like are thereafter subjected to various processes to be made into final products.
  • a large number or a plurality of wafers are stacked to form a wafer stack (commonly referred to as a coin stack), and the wafers are separated one by one from the wafer stack. It is usually processed for each wafer.
  • liquids such as oil adhere to the wafer surface after various treatments, for example, as if abrasive containing oil (slurry) remains on the surface of the wafer sliced from the ingot. Often do.
  • the wafers can be moved sideways by the surface tension of these liquids existing on the c surface, but they can be moved upward from the adjacent lower wafer. It is difficult to pull apart. Therefore, the present inventor has warped the peripheral portion of the uppermost wafer of the wafer laminated body in which a large number or a plurality of wafers are stacked upward, and the lower wafer adjacent to the lower surface of the uppermost wafer.
  • a fluid isolating apparatus was proposed in which a fluid was blown between the upper surface and the uppermost wafer was raised to isolate the wafer (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-64152).
  • the center part of the wafer W1 in the uppermost layer of the wafer laminated body WS in which a large number or a plurality of wafers are laminated is a wafer holding means.
  • the peripheral portion of the wafer W1 is vacuum-adsorbed by the suction means 22a and 22b to warp the peripheral portion of the wafer W1 upward, and the lower side adjacent to the lower surface of the uppermost wafer W1
  • the fluid F water and / or air
  • Wafer laminate "isolated from WS.”
  • the present inventor vacuum-adsorbs two or more pairs of suction positions (for example, four points) which are located at the peripheral portion of the upper surface and opposed to each other via the center of the wafer, thereby obtaining the peripheral portion of the wafer.
  • suction positions for example, four points
  • the equipment has already been proposed (International application number: P CTZJ P 0 2Z 1 2 75 3) Force S, still there is a possibility of wafer cracking accidents still occurring, and we have been conducting intensive studies to add further improvements The following findings were obtained.
  • the wafer is formed by forming a single crystal rod (ingot) of silicon or the like grown by CZ (Czochralski) method or FZ (Floating Zone) method into a cylindrical shape using a cylindrical grinding device, and then using a wire saw or the like. This is obtained by slicing thinly in a direction substantially perpendicular to the rod axis.
  • CZ Czochralski
  • FZ Floating Zone
  • the crystal face ⁇ 100 ⁇ L appears on the outer surface of ingot G. Since the intersection angle between the crystal planes ⁇ 100 ⁇ in the silicon single crystal is 90 °, a total of four habit lines L are added to the ingot G every 90 ° when viewed from the rod axis of the ingot G. It is formed as a raised ridge (linear protrusion) with a height of about several mm in the longitudinal direction of the outer surface.
  • a wafer cut from an ingot grown in such a crystal orientation in the ⁇ 100> direction has, for example, a habit line formed in a disk-shaped wafer Wa as shown in Fig. 12 (a).
  • the axis of the line segment indicated by A-A, and the axis of the line segment indicated by BB, are orthogonal at the center.
  • An OF (orientation flat) is provided on the outer periphery corresponding to the crystal habit line axis.
  • the wafer itself is processed into a substantially square shape, and the habit line axis (illustrated example)
  • the axis of the line segment denoted by A-A 'and the axis of the line segment denoted by B-B') are cut out so as to be on the diagonal of the wafer.
  • slurry remains on the surface, such as a wafer immediately after being cut out of an ingot, blow it between the lower surface of the uppermost wafer and the upper surface of the adjacent lower wafer.
  • water the surface tension of water acts during isolation, so that it is pulled in the direction opposite to the direction in which it is isolated, and simply attempts to isolate upward. In this case, the part where the bending stress is generated and the part where the surface tension of water works are brought into contact with each other.
  • a wafer isolation method provides a wafer isolation method for isolating an uppermost wafer from a wafer laminate in which a large number or a plurality of wafers are laminated.
  • a method comprising: pressing the uppermost wafer in an axial direction offset by an angle of 15 ° to 75 ° clockwise or counterclockwise from the habit line axis of the uppermost wafer; The bending stress is generated in the axial direction. Fluid is blown between the lower surface of the uppermost wafer and the upper surface of the adjacent lower wafer while the peripheral portion of the upper wafer is warped upward, and the wafer of the uppermost layer is raised, so that the wafer is simply It is characterized by being separated.
  • the angle in the axial direction shifted clockwise or counterclockwise from the crystal habit line axis is preferably 30 ° to 60 °, more preferably 40 ° to 50 °, and most ideally. Is 45 °.
  • the wafer is set with the axis shifted 45 ° clockwise or counterclockwise from the habit line axis as the support axis. Warping is most difficult to cleave.
  • the wafer isolation device of the present invention is a wafer isolation device for isolating the uppermost wafer from a wafer stack in which a large number or a plurality of wafers are stacked, and is provided to be vertically movable.
  • a support plate provided on the lower surface of the support plate, and at least one pair of suction positions opposed to each other on a peripheral portion of an upper surface of the uppermost wafer provided on a peripheral portion of the lower surface of the support plate.
  • a fluid ejecting means provided on the outside corresponding to the wafer suction means.
  • the wafer axis holding means rotates clockwise from the crystal habit line axis of the uppermost wafer.
  • the uppermost wafer is pressed in an axial direction shifted by an angle of 15 ° to 75 ° counterclockwise, and the bending force of the uppermost wafer is generated in the axial direction.
  • Adsorbs suction position of one or more pairs of opposing through a central portion of the wafer the top layer of ⁇ E Fluid is blown by the fluid ejecting means between the lower surface of the uppermost wafer and the upper surface of the adjacent lower wafer while warping the peripheral edge of the upper portion at one or more pairs of suction positions, and the uppermost layer is bent.
  • the wafer is raised and the wafer is isolated.
  • the angle of the axial direction shifted clockwise or counterclockwise from the crystal habit line axis is preferably 30 ° to 60 °, more preferably 40 ° to 50 °, and most preferably 4 ° to 50 °.
  • the angle of 5 ° is as described above.
  • the wafer shaft holding means is composed of a plurality of wafer holding members provided in one direction on the lower surface of the support plate, or is composed of a one-way long wafer holding member provided on the lower surface of the support plate. It is preferable that In other words, the wafer holding means in the conventional wafer isolation apparatus functions as a fulcrum when the wafer is warped, and serves as a fulcrum for supporting one point at the center of the wafer. Since it functions as a support shaft for warping the wafer and serves as a support shaft for supporting the predetermined axial direction of the wafer, it is necessary to support the wafer not in a point but in an axial direction. is there.
  • Two or more pairs of the wafer suction means are provided, and two or more pairs of suction positions at the peripheral portion of the upper surface of the uppermost wafer and opposed to each other through the center of the wafer are sucked, and the peripheral portion of the uppermost wafer is removed. It is preferable to bend upward at two or more pairs of adsorption positions.
  • the support plate is formed in a cross shape, an X shape, or a U shape, and the wafer suction means is provided around a lower surface of the support plate.
  • the support plate is provided so as to be inclined in the horizontal direction when moving upward.
  • the influence of the surface tension of water can be reduced by raising the uppermost wafer while tilting in the horizontal direction during isolation.
  • the support plate is provided so as to be inclined in the horizontal direction when it is moved upward, so that the suction means and the wafer shaft holding means provided on the support plate are also horizontal.
  • the uppermost wafer can be tilted in the horizontal direction when the uppermost wafer is sucked and lifted by the wafer suction means.
  • the fluid may be water and / or air, but preferably, the water and air are switched and blown at a predetermined time. First, water is blown in to wash off any remaining slurry on the wafer to make it easy to isolate, and then switch to air to blow water. An effect of reducing the function of tension can also be expected, which is a preferable embodiment.
  • the wafer suction means is a vacuum suction nozzle having a liquid jetting function, and that liquid is jetted from the vacuum suction nozzle to clean a suction position of a wafer at the uppermost layer of the wafer stack.
  • Liquids such as slurry at the time of slicing remain on thin-layer silicon wafers and the like that have been sliced and cut out from a silicon ingot or the like. Since it is in a dry state, it becomes extremely unstable due to failure of suction by the wafer suction means or incomplete suction. Therefore, as described above, if the suction position is washed by ejecting the liquid from the vacuum suction nozzle, problems such as suction failure and incomplete suction can be solved.
  • the wafer suction means is a vacuum suction nozzle having a liquid jetting function, wherein a liquid is jetted from the vacuum suction nozzle, and a pipe communicating with the vacuum suction nozzle is cleaned.
  • liquid such as slurry at the time of slicing remains attached to the nozzle, liquid such as slurry is also sucked into the pipe communicating with the vacuum suction nozzle when this is adsorbed. It may cause clogging and malfunction. Therefore, if the liquid is ejected from the vacuum suction nozzle to clean the pipe, such an operation failure can be prevented.
  • the wafer suction means is a vacuum suction nozzle having a liquid jetting function, wherein a liquid is jetted from the vacuum suction nozzle, and the wafer suction means is temporarily hovered on the wafer surface.
  • Semiconductor wafers such as silicon wafers are brittle materials, and can be easily damaged by impact or the like.
  • simply dropping the wafer suction means under its own weight will cause the wafer suction means to drop rapidly and collide with the surface of the wafer, causing damage to the wafer Will occur.
  • the wafer isolation transfer machine of the present invention comprises: a wafer stack holding means for holding a wafer stack in which a large number or a plurality of wafers are stacked; and the wafer isolator of the present invention.
  • a wafer stack holding means for holding a wafer stack in which a large number or a plurality of wafers are stacked; and the wafer isolator of the present invention.
  • a vertically movable wafer storage cassette mounting means is provided.
  • Two wafer isolation means are provided, and the wafer isolation means is provided with the wafer transfer means and the wafer storage cassette placement means corresponding to each of the wafer isolation means. While performing the isolation operation, it is preferable that the other wafer isolation means performs an operation of transferring the isolated wafer to the wafer transfer means. This eliminates idleness of each means and improves processing efficiency.
  • FIG. 1 is a plan view showing an adsorption position when a wafer is isolated by the wafer isolation method of the present invention, (a) is a disk-shaped wafer, and (b) is a plan view. This is a case of a substantially square wafer.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing the principle of operation of tilting a wafer in a horizontal direction during wafer isolation in the wafer isolation method of the present invention.
  • FIG. 2 (a) shows a state where a wafer is adsorbed and warped.
  • (B) shows a state where the wafer is inclined in the horizontal direction.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional side view illustrating a case where the support plate of the wafer isolation device of the present invention is at the lowered position.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing a case where the support plate of the wafer isolation device of the present invention is at the upper limit position.
  • FIG. 5 is a plan view of the wafer isolation device of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation flow of the wafer isolation device of the present invention.
  • FIG. 7 is a front view showing the wafer isolation / transfer machine of the present invention from the front side.
  • FIG. 8 is a rear view showing the wafer isolation / transfer machine of the present invention from the rear side.
  • FIG. 1 is an explanatory plan sectional view showing a wafer isolation transfer machine of the present invention by a section taken along a line XX ′.
  • FIG. 10 is an explanatory side sectional view showing a wafer isolation and transfer machine of the present invention by a section taken along a line YY ′.
  • FIG. 11 is a conceptual explanatory view showing the operation principle of a conventional wafer isolation device.
  • Fig. 12 is a plan view showing the crystal habit line axis of the crystal orientation ⁇ 100>
  • Fig. 13 is a schematic diagram showing the state of the crystal habit line formed on the outer surface of the ingot It is. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below, but it goes without saying that the following description is given by way of example and should not be construed as limiting. 1 to 10, the same or similar reference numerals may be used for the same or similar members as those in FIGS. 11 and 12.
  • FIG. 1 is a plan view showing an adsorption position when a wafer is isolated by the wafer isolation method of the present invention, wherein (a) is a disk-shaped wafer, and (b) is a substantially square wafer. Is the case.
  • reference symbol Wa denotes a disk-shaped wafer, which is a wafer with a crystal orientation of 100>.
  • the axis of the line segment indicated by the symbol A-A 'and the axis of the line segment indicated by the symbol BB, are the habit line axes, which are orthogonal to each other at the center of the wafer.
  • OF orientation flat
  • the axial direction (axial direction of the line segment indicated by the symbol L-L ') shifted by 45 ° from the crystal habit line axis is pressed by the holding members 20a and 20b as the wafer shaft pressing means 20.
  • the two pairs of suction positions which are opposed to each other through the center of the wafer at the peripheral portion of the upper surface of the wafer Wa are defined by a pair of the wafer suction means 22a and 22 and the wafer suction means 22c and 22d. Vacuum suction with the set of.
  • the wafer holding means 22 a, 22 b is set with the axis direction (the axis direction of the line segment indicated by the symbol L-L ') supported by the wafer holding members 20 a, 20 b as the support axis.
  • the pair of wafer suction means 2 2 c and 2 2 d the ⁇ -c Wa is bent, and it is difficult to cleave by 45 ° from the habit line axis (indicated by the symbol L-L '). Bending stress occurs only in the area along the I will.
  • the symbol Wb is a substantially square-shaped wafer for manufacturing solar cells.
  • the habit line axis (the axis of the line segment denoted by ⁇ _ ⁇ 'or the axis of the line segment denoted by ⁇ —B') is on the diagonal line of the wafer.
  • the axis direction shifted by 45 ° from the axis of the habit line (the axis direction of the line indicated by symbol L-L) is used as wafer axis holding means.
  • the wafer holding members 20a, 2Ob hold the wafer Wa and hold the two pairs of suction positions at the periphery of the wafer Wa opposed to each other via the center of the wafer. Vacuum suction is performed with the set of 2b and the set of suction means 22c and 22d.
  • FIGS. 2A and 2B are schematic side views illustrating the principle of operation of tilting a wafer in the horizontal direction during wafer isolation in the wafer isolation method of the present invention.
  • FIG. 2A shows a state in which a wafer is adsorbed and warped.
  • (B) shows the wafer tilted in the horizontal direction during isolation.
  • reference symbol WS denotes a wafer laminate in which a large number or a plurality of wafers are laminated.
  • Reference numeral 10 denotes a movable member that can move up and down above the wafer stack WS, for example, a cylinder rod of an air cylinder.
  • the movable member 10, that is, the cylinder rod is configured to drop by its own weight when the air of the air cylinder is turned off, and to rise when the air of the air cylinder is turned on.
  • a support base plate 13 is attached to the lower end of the movable member 10.
  • the support plate 12 is attached to the support base plate 13 with play by ports 15a and 15 so that the play width is different between the bolt 15a and the bolt 15b.
  • bolts 15a and 15b use bolts having different lengths, and are mounted such that the bolt 15a has a greater play width than the bolt 15b.
  • a wafer shaft pressing means 20 is provided on the lower surface of the support plate 12.
  • the wafer shaft pressing means 20 is composed of the wafer pressing members 20a and 20b (see FIG. 1), and presses the wafer W1 in a predetermined axial direction.
  • Wafer suction means 22 a, 22 b, 22 c, and 22 d are provided around the lower surface of the support plate, and fluid ejection means 24 a, 24 b, and 24 c are respectively provided outside the wafer suction means 22 a, 22 b, 22 c, and 22 c. , 24 d (see Fig. 5).
  • the wafer W 1 of the uppermost layer of the laminated body WS is axially shifted by 45 ° from the crystal habit line axis of the wafer W 1 by the wafer axis pressing means 20 (the line segment indicated by symbol L-L ′ in FIG. 1). In the axial direction).
  • the wafer shaft holding means 20 is used as a support shaft, and the wafer W1 is sucked by the set of the wafer sucking means 22a and 22b and the wafer W1 by the ffij of the wafer sucking means 22c and 22d.
  • the peripheral edge of W1 is warped upward, and the gap between the lower surface of the uppermost wafer Wl and the upper surface of the adjacent lower wafer W2 is formed by the fluid ejecting means 24a, 24b, 2c, 24d.
  • Inject fluid F water and / or air
  • the support plate 12 is moved horizontally to the bolt 15a with a large play width. Due to the inclination, the wafer W1 is also inclined in the horizontal direction [FIG. 2 (b)].
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional side view showing a case where the support plate of the wafer isolation device of the present invention is at the lowered position.
  • FIG. 4 is a view illustrating the support plate of the wafer isolation device of the present invention at the upper limit position.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional side view illustrating a certain case, and
  • FIG. 5 is a plan view of a wafer isolation device of the present invention.
  • reference numeral 2 denotes a wafer isolation device according to the present invention.
  • Reference numeral 4 denotes a wafer stack holding means for holding a wafer stack WS in which a large number or a plurality of semiconductor wafers, for example, silicon wafers or the like are stacked.
  • the wafer stack holding means 4 includes a plurality of holding rods 6 for positioning and holding the wafer stack WS.
  • Reference numeral 8 denotes a container having an open top, and the wafer stack holding means 4 is provided at the center. If the container 8 is appropriately opened at the front and sides as necessary, the wafer stack WS can be easily carried.
  • the movable member 10 is provided so as to be vertically movable above the wafer stacked body holding means 4 and serves as a cylinder rod of the air cylinder means 11.
  • the movable member 10 as a cylinder rod falls by its own weight when the air of the air cylinder means 11 is turned off, and rises when the air of the air cylinder means 11 is turned on.
  • a support base plate 13 is attached to the lower end of the movable member 10.
  • the support base plate 13 is hung by a plurality of hanging members having different play widths in the vertical direction so that the support plate 12 is inclined in the horizontal direction in a suspended state.
  • the suspension member for example, a bolt nut can be used.
  • Porto 15a and bolt 15b have different lengths so that the vertical play widths are different. Then, the bolt 15a side is attached so that the play width is larger than the bolt 15b side, so that it is inclined to the bolt 15a side when suspended from the support base plate 13. Support plate 12 as shown in FIG. Note that the vertical play width of the hanging member is It is needless to say that various configurations can be adopted for the different configurations, such as different play widths using springs having different elasticities.
  • the support plate 12 is not particularly limited as long as it is a member that is longer than the diameter of the wafer in at least one direction.
  • the shape may be a circle or a rectangle larger than the wafer, but it is preferable that the shape be a cross, an X-shape, or a cross-shape.
  • the illustrated example shows a case where the support plate 12 is formed in a cross shape (see FIG. 5).
  • Reference numeral 20 denotes a wafer shaft holding means vertically formed on the lower surface of the support plate 12 and made of an elastic material, for example, a rubber material. As described above, the wafer shaft holding means 20 is rotated clockwise or counterclockwise from the habit axis of the wafer.
  • the uppermost layer is pressed in an axial direction shifted by 0 °, most preferably 45 °, and serves as a support shaft when the peripheral portion of the wafer is sucked and warped upward by the wafer suction means 22 a to 22 d. Things.
  • the wafer is held in a predetermined axial direction by wafer holding members 20a and 20b arranged in a predetermined direction as wafer axis holding means 20 (see FIG. 5).
  • Wafer suction means 22 a, 22 b, 22 c that vacuum-adsorbs predetermined suction positions (four in the illustrated example) on the upper surface of the wafer around the lower surface of the support plate 12:
  • the base ends of the wafer suction means 22 a to 22 d are connected to a vacuum source (not shown) so as to be able to be turned on and off by piping 23, respectively.
  • the connection to the vacuum source is turned on to perform vacuum suction, and if not, the connection to the vacuum source is turned off.
  • a vacuum suction nozzle (not shown) for performing vacuum suction is provided at a vacuum suction portion at the tip of the wafer suction means 22a to 22d.
  • the vacuum suction nozzle can also have a liquid ejecting function for ejecting a liquid such as water.
  • a water supply source (not shown) is connected to the water supply source (not shown) by a pipe 23 so as to be able to be turned on / off and to be switchable to a vacuum source.
  • the wafer suction means 22a to 22d will also drop, but if this descent is abrupt, the vacuum suction nozzle may collide with the wafer and damage the wafer. A liquid is ejected from the nozzle to temporarily hover the vacuum suction nozzle on the surface of the wafer, thereby preventing damage to the wafer.
  • Numerals 24a, 24b, 24c and 24d denote fluid ejecting means, corresponding to the wafer sucking means 22a, 22b, 22c and 22d, respectively. It is provided on the peripheral end of the support plate 12 via a mounting bracket 28 so as to be located. Fluid ejection holes 26 are formed at the lower ends of the fluid ejection means 24a to 24d, respectively.
  • Each of the wafer suction means 24a to 24d communicates with a pipe 25 so that they can be turned on and off with a water supply source (not shown) and / or an air supply source (not shown), and supply water and air if necessary. It is switchably connected.
  • the fluid ejecting means 24a to 24d is formed by a gap D (see FIG.
  • the fluid to be injected may be water, air, or a mixture of water and air. However, it is preferable to first inject water for a predetermined time and then switch to air. Spraying water first has the effect of washing away any slurry attached to the wafer, making it easier to isolate than when air is sprayed from the beginning. Then, by switching to air and jetting, the water is blown off by the air jetting compared to the case where water is continuously jetted, so that the effect of the surface tension of water can be reduced.
  • Reference numeral 32 denotes a plate-like body having one end attached to the lower end of the air cylinder 11, and the other end of the plate-like body 32 is connected to the side substrate 3.
  • Reference numeral 36 denotes a through hole formed in a central portion of the plate-like body 32, and a guide rod 3 that is erected in the through hole 36 through the support base plate 13 via a connecting member 30. Through the guide rod 38, the support base plate 13 performs a steadying action through the guide rod 38. If it is not necessary to secure the support base plate 13, the connecting member 30, the through hole 36 and the guide rod 38 may be omitted.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation flow of the wafer isolation device of the present invention.
  • C the operation is started by turning on the starting means (not shown) of the wafer isolation device 2.
  • the support plate 12 When the air in the air cylinder 11 is turned off, the support plate 12 starts to descend by its own weight (step 101). At the same time, by jetting a liquid such as water from the nozzles of the suction means 22a to 22d, the pipe 23 communicating with the nozzle and the suction position of the uppermost wafer W1 are cleaned ( Step 102). 7 When the wafer shaft holding means 20 and the wafer suction means 22 provided on the lower surface of the support plate 12 and the wafer suction means 22 a to 22 d contact the uppermost wafer W1, the support plate 12 lowered by its own weight is automatically Stop descending (Step 103).
  • the wafer shaft pressing means 20 rotates the wafer clockwise or counterclockwise from the crystal habit line axis at an angle of 15 ° to 75 °, preferably 30 ° to 60 °, and more preferably 40 ° to
  • the uppermost wafer W1 is pressed in an axial direction shifted by 50 °, most preferably 45 °.
  • a sensor for detecting whether or not the support plate 12 is in contact with the upper surface of the uppermost wafer W1 is installed, and when the support plate 12 is detected to be in contact with the uppermost wafer W1, the sensor is detected. It is also possible to configure so that the lowering of the support plate 12 is terminated by a command from the controller.
  • the suction means 22a to 22d operate to suck the peripheral portion of the upper surface of the uppermost wafer W1 and to warp the peripheral portion of the uppermost wafer W1 upward (step 104).
  • Water is jetted from the fluid jetting means 24 into the gap D (see FIG. 2) formed between the peripheral edge of the uppermost wafer W1 and the peripheral edge of the adjacent lower wafer W2 (see FIG. 2). 1 0 5).
  • This water jet is for washing off slurry and the like adhering to the wafer to facilitate isolation.
  • the water jet may be performed at a flow rate of about 0.5 to 1 LZ for about 1 to 2 seconds.
  • Step 106 air is jetted from the fluid jetting means 24 to a gap D (see FIG. 2) formed between the peripheral edge of the uppermost wafer W1 and the peripheral edge of the adjacent lower wafer W2.
  • This air jet blows off the water generated by the water jet and suppresses the surface tension of the water at the time of isolation.
  • the flow rate is about 10 to 30 LZ and is about 2 to 3 seconds. Air injection may be performed.
  • the support plate 12 is raised while the uppermost wafer W1 is being sucked by the sucking means 22a to 22d (step 107). At this time, since the support plate 12 rises while being inclined in the horizontal direction, the influence of the surface tension of water is further reduced. The fluid ejection stops when the uppermost wafer W1 starts rising.
  • FIG. 7 is an explanatory front view showing the wafer isolation transfer machine of the present invention from the front side.
  • FIG. 8 is a rear explanatory view showing the wafer isolation transfer machine of the present invention from the rear side.
  • FIG. 9 is an explanatory plan sectional view showing a wafer isolation transfer machine of the present invention by a cross section taken along a line XX ′.
  • FIG. 1 is an explanatory side sectional view showing a wafer isolation and transfer machine according to the present invention by a cross-section taken along the line YY.
  • reference numeral 40 denotes a wafer isolation and transfer machine according to the present invention.
  • the wafer isolation / transfer machine 40 has a housing 41 and is provided with the equipment described below inside the housing 41.
  • the housing 41 includes an operation panel 46, support legs 110, and casters 111.
  • a support stand 45 is suspended from an inner ceiling portion of the housing 41, and a rail 44 is formed in the support stand 45 in a horizontal direction.
  • a base frame 42 is slidably mounted along the rail 44, and air cylinders 11 are suspended from lower end portions of both left and right ends of the base frame. (Cylinder rods)
  • wafer isolation means 2 and 2 comprising the wafer isolation device 2 of the present invention are attached, respectively.
  • a wafer stack holding means 64 for holding a wafer stack to be processed is provided at a central portion on the inner front side of the housing 41, and the wafer stack holding means 64 positions the wafer stack. It has a plurality of holding rods 6 for holding it.
  • the container 68 surrounding the wafer stacked body holding means 64 is open at the top, and the front side (front side) is an openable door 61 (see FIGS. 9 and 1). 0).
  • the door 61 has a handle 61a, and can be opened and closed via a hinge 61b. Further, the container 68 is provided with a drain hole 62 at the bottom so that the water that has washed away the wafer can be discharged.
  • the lower part of the wafer stack holding means 64 is connected to a movable rod 65 that can move up and down.
  • the movable rod 65 is connected to an engagement member 67 that engages with the screw shaft 64, and the screw shaft 64 can be driven to rotate by a motor 69 via a transmission belt and a pulley. I'm familiar. Accordingly, by moving the screw shaft 64 forward or backward, the movable rod 65 together with the engaging member 67 is raised or lowered. Thus, depending on the number of wafers placed on the laminated body holding means 64, the wafer laminated body holding means 64 4 is moved to a position where wafer isolation by the wafer isolating means 2A and 2B is easy. The upper and lower positions of can be adjusted.
  • Reference numerals 50a and 50b denote transfer means, and transfer means 50a and 5Ob each include a rectangular thin plate-shaped plate member 51 and a suction part 53 at its tip. .
  • the plate member 51 is rotatable by 180 ° in the longitudinal direction of the shaft.
  • the wafer transfer means 50a and 50Ob include a reciprocating mechanism 54 for reciprocating the plate member 51 in the horizontal direction to the front side (front side) or the rear side (back side).
  • the reciprocating mechanism 54 includes a rail 55 in a longitudinal direction thereof, and a slide member 52 is slidably mounted on the rail 55, and the slide member 52 and the plate member 51 are connected to each other. Are connected.
  • the wafer transfer means 50a and 50b are provided at their suction portions.
  • 53 At 3 the wafers from wafer isolation means 2 A and 2 B are received and sucked, and then turned 180 ° while being sucked, then moved to wafer storage cassette C to release the wafer suction By doing so, it is possible to transfer the wafers isolated by the wafer separating means 2A and 2B to the wafer storage cassette C.
  • a receiving container 56 is provided below the wafer transfer means 50.
  • the dropped wafer is used here. I can catch it.
  • a drain hole 58 is provided in the receiving container 56, from which excess water is discharged.
  • Reference numeral 70 denotes a wafer storage cassette mounting means, which is provided with side plates 72 on both side surfaces, and the cassette mounting plates 77 are respectively mounted on support arms 76 protruding outward from the side plates 72. I have.
  • the wafer storage cassettes C1, C2, C3, and C4 are mounted on the cassette mounting plates 77, respectively.
  • the wafer storage cassettes CI, C2, C3, and C4 have dozens of shelves for storing wafers one by one.
  • the wafer storage cassette placement means 70 is vertically movable by a vertical movement mechanism 90.
  • the vertical movement mechanism 90 is related to a screw shaft 94, a motor 92 for rotating the screw shaft 94, rails 95 provided on both sides along the screw shaft 94, and a screw shaft 94.
  • the wafer storage cassette mounting means 70 is connected to the engaging member 96 so as to fit together and slide on the rail 95. Therefore, when the engaging member 96 is raised or lowered by driving the screw shaft 94 forward or backward, the wafer storage cassette mounting means 70 is also raised or lowered. It is preferable that wheels 74 are attached to the lower end of the side plate 72 so that the inner surface of the immersion tank 80 can slide easily.
  • Soaking tank 80 is provided. If the immersion tank 80 is filled with pure water, a chemical solution, or the like, processing such as contamination prevention and cleaning of the wafer can be performed, which is highly convenient.
  • the pipe 82 is for injecting or draining pure water or a chemical solution into the immersion tank 80.
  • the wafer isolation transfer machine of the present invention having such a configuration will be described below.
  • the wafer storage cassette mounting means 70 is disposed at the uppermost position (a position not immersed in the immersion tank 80).
  • the wafer isolating means 2A adsorbs and isolates the uppermost layer (III-C) from the wafer stack held by the wafer stack holding means 64 (S101 force in FIG. 6). Up to S108).
  • the wafer isolation means (2A) temporarily waits while holding the wafer, and the base frame (42) slides along the rail (44) in the direction of the wafer transfer operation (50a).
  • the wafer sucked by the means 2A is moved to a position near the suction part 53 of the wafer transfer means 50a.
  • the isolation means 2B temporarily waits while the wafer is being sucked, and the base frame 42 slides along the rail 44 in the direction of the wafer transfer means 50b, and the wafer unit The wafer sucked by the separation means 2B is moved to a position near the suction part 53 of the wafer transfer means 50b.
  • the wafer suction means 2B releases the wafer suction (S109 in FIG. 6) and sucks the wafer at the suction section 53 of the wafer transfer means 50b.
  • the plate member 51 is turned upside down by 180 ° while the wafer is still suctioned by the suction section 53. That is, the suction unit 53 rotates from the state on the upper surface side to the state on the lower surface side.
  • the wafer transfer means 50a moves along the rail 55 while holding the wafer with the suction part 53 on the lower side, near the front of the storage cassette C1. And insert the leading end of the plate member 51 into a predetermined shelf of the wafer storage cassette C1, where the suction of the wafer by the suction section 53 is released, and the wafer is stored in the wafer storage cassette C1. Move to the designated shelf of 1.
  • the wafer isolation device 2A adsorbs and isolates the uppermost wafer from the wafer stack in the same manner as described in the above item (1).
  • the wafer isolation means 2A temporarily waits while holding the wafer, and the base frame 42 slides along the rail 44 in the direction of ⁇ ⁇ c transfer means 50a. Then, the wafer sucked by the wafer isolating means 2A is moved to a position above the suction part 53 of the wafer transfer means 50a.
  • the wafer transfer means 5 Ob moves along the rail 55 near the front of the wafer storage cassette C 2 while holding the wafer with the suction part 53 on the lower side. And insert the leading end of the plate member 51 into a predetermined shelf of the wafer storage cassette C2. Then, the wafer suction by the suction section 53 is released, and the wafer is stored in the wafer storage cassette C. Transfer to the specified shelf of 2.
  • the wafer isolation means 2B again performs The uppermost wafer is adsorbed and isolated from the wafer stack.
  • the wafer storage cassette mounting means 70 is moved downward so that the predetermined shelf on which the wafers of the wafer storage cassettes C 1 and C 2 are transferred is raised by one step.
  • wafers isolated from the wafer stack one after another can be transferred to the wafer storage cassettes C 1, C 2, C 3, and C 4.
  • two wafer isolation means 2A and 2B comprising the wafer isolation apparatus 2 of the present invention are provided, and the wafer transfer / transfer is correspondingly performed.
  • two means 50a, 50b, etc. are provided is shown as a preferable example in terms of processing capacity and simplicity of the apparatus, one apparatus may be used if it is desired to reduce the processing capacity more than processing capacity. Needless to say, if you want to increase your ability, you may have more than two.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, a wafer can be isolated more safely, easily and reliably, and the processing speed for isolating the wafer can be improved. There is a great effect that an isolation method, a wafer isolation device and a wafer isolation device using the wafer isolation device can be provided.

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Description

ウェハ単離方法、 ウェハ単離装置及びウェハ単離移载機
技術分野
明 本発明は、 多数枚又は複数枚のウェハ、 例えば、 シリ コンウェハ等の半 導体ウェハ、 特には太陽電池用の半導体書ウェハが積層されたウェハ積層体 の最上層のウェハを隣接する下側のウェハから安全で簡単かつ確実に引き 離すことを可能とした新規なウェハ単離方法、 ゥェハ単離装置及び該ゥェ ハ単離装置を用いたゥ ハ単離移载機に関する。 背景技術 従来、 シリコンインゴッ トなどからスライスされて切り出された薄層状 のシリコンウェハ等の半導体ウェハ （以下、 単にウェハという） は、 その 後各種の処理を受けて最終製品化される。 このウェハの各種の処理にあた つて、 多数枚又は複数枚のウェハを積層してウェハ積層体 （コインスタツ クと通称される） となし、 このウェハ積層体から 1枚ずつウェハを引き離 して各ウェハ毎に処理されるのが通常である。
しかしながら、 例えば、 インゴッ トからスライスされたウェハの表面に は油を含有した砥粒剤 （ス,ラリー） が残存付着しているように、 各種処理 後のウェハ表面には油等の液体が付着していることが多い。 多数枚又は複 数枚のウェハを積層した場合には、 ゥヱハ面に存在するこれらの液体の表 面張力によって、 ウェハを側方に移動することはできるにしても隣接する 下側のウェハから上方に引き離すことは困難である。 そこで、 本発明者は、 多数枚又は複数枚のウェハが積層されたウェハ積 層体の最上層のウェハの周縁部を上方に反らせ、 該最上層のウェハの下面 と隣接する下側のウェハの上面との間に流体を吹き込むとともに該最上層 のウェハを上昇せしめ、 ウェハを単離するようにしたゥヱハ単離装置を提 案した （特開平 9 - 64 1 5 2号公報参照） 。
上記従来のウェハ単離装置の動作原理を図 1 1に基づいて説明すると、 多数枚又は複数枚のウェハが積層されたウェハ積層体 W Sの最上層のゥェ ハ W1の中心部をウェハ押え手段 1 20によって押えると共に、 ゥヱハ吸 着手段 22 a， 22 bによってウェハ W1の周辺部を真空吸着してウェハ W 1の周縁部を上方に反らせ、 該最上層のウェハ W1の下面と隣接する下 側のゥェハ W 2の上面との間の間隙 Dに流体噴射手段 24 a , 24 bによ つて流体 F (水及び/又は空気） を吹き込むと共に該最上層のウェハ W1 を上昇せしめ、 ゥヱハ W 1をウェハ積層体 "WSから単離するというもので ある。
上記従来のウェハ単離装置によっても、 ウェハ積層体からウェハを 1枚 ずつ簡単かつ確実に引き離すことができたが、 図 1 1に符号 Sで示した部 分に曲げ応力が生じるため、 ウェハが割れるという事故が発生することが あった。
そこで、 本発明者は、 ゥ ハの上面周辺部であってウェハの中心部を介 して相対向する 2対以上の吸着位置 （例えば 4点） を真空吸着して、 ゥェ ハの周縁部を上方に反らせることにより、 ウェハに生じる曲げ応力が分散 し、 安全で簡単かつ確実にウェハを単離させることができ、 しかもウェハ の単離を行う処理速度の向上を図るようにしたウェハ単離装置を既に提案 した （国際出願番号： P CTZJ P 0 2Z1 2 75 3) 力 S、 未だ依然とし てウェハ割れの事故は発生する場合があり、 更なる改良を加えるべく鋭意 検討を重ねていた処、 以下のような知見を得た。 ウェハは、 C Z (Czochralski) 法や F Z (Floating Zone) 法等により 結晶成長されたシリ コン等の単結晶棒 （インゴッ ト） を円筒研削装置によ つて円柱状に成形した後、 ワイヤーソ一等によって棒軸に対して略直角方 向に薄くスライスすることによって得られるものである。
このシリ コン単結晶の結晶成長では、 例えば C Z法により、 結晶方位く 1 0 0 >方向に成長させた場合、 図 1 3に示す如く、 結晶面 { 1 0 0 } 同 士が作る晶癖線 Lがインゴット Gの外表面に現れる。 シリ コン単結晶にお ける結晶面 { 1 0 0 } 同士の交角は 9 0° であるため、 インゴッ ト Gの棒 軸からみて 9 0° 毎に合計 4本の晶癖線 Lがィンゴット Gの外表面の長手 方向に高さ数 mm程度の隆起した凸条 （線状凸起） として形成されること となる。
このよ うな結晶方位く 1 0 0 >方向に成長されたィンゴッ トから切り出 されたウェハは、 例えば、 図 1 2 (a ) に示すように、 円盤形状のウェハ Waでは、 晶癖線が形成された軸 （以下、 晶癖線軸という） 、 即ち図示例 では符号 A— A， で示した線分の軸と符号 B— B， で示した線分の軸とが 中心部分で直交しており、 晶癖線軸に対応して O F (オリエンテーショ ン フラッ ト） が外周に設けられる。 また、 図 1 2 (b) に示すように、 近年. 生産量が増大している太陽電池製造用のウェハ Wbの場合では、 ウェハ自 体が略四角形状に加工され、 晶癖線軸 （図示例では符号 A— A' で示した 線分の軸と符号 B— B ' で示した線分の軸） が夫々ウェハの対角線上に あるように切り出されている。
これらウェハは、 この晶癖線軸に沿って平行な方向に劈開し易いという 性質がある。 そのため、 ウェハ積層体からウェハを単離する際、 ウェハの 周縁部を上方に反らせた場合に、 曲げ応力が生じる部分と晶癖線軸とがー 致していると、 極めて容易に劈開するため、 例え、 前述した提案の如く、 ウェハに生じる曲げ応力を分散するように、 ウェハの上面周辺部であって ウェハの中心部を介して相対向する 2対以上の吸着位 ¾ (例えば 4点) を 吸着してウェハの周縁部を上方に反らせるようにしても、 ウェハ割れの事 故が生じてしまうのである。
また、 インゴッ トから切り出された直後のウェハのように、 その表面に スラリ一が残存付着している場合には、 最上層のウェハの下面と隣接する 下側のウェハの上面との間に吹き込む流体として水を用いることが好適で あるが、 単離する際に水の表面張力が働いて、 単離する方向とは逆方向に 引っ張られ、 しかも、 単純に上方に向かって単離しようとした場合、 上記 曲げ応力の生じる部分と水の表面張力が働く部分とがー致するため、 より ウェハ割れの事故が生じ易い状況となる。
ウェハ割れの事故が一端発生すると、 製品の歩留まり低下もさることな がら、 割れたウェハの破片がウェハ単離装置上に散乱するため、 操業を一 時停止する等して、 散乱している割れたウェハの破片を手作業で回収しな ければならなぐなり、 著しく生産性が低下する原因となる。
本発明は、 上記問題点に鑑みてなされたものであり、 より安全で簡単か つ確実にウェハを単離させることができ、 しかもウェハの単離を行う処理 速度の向上を図ることのできるウェハ単離方法、 ウェハ単離装置及ぴ該ゥ ェハ単離装置を用いたウェハ単離機を提供することを目的とする。 発明の開示 ， 上記課題を解決するために、 本発明のウェハ単離方法は、 多数枚又は複 数枚のウェハが積層されたウェハ積層体から最上層のウェハを単離するゥ ェハ単離方法であって、 該最上層のウェハの晶癖線軸から時計回り又は反 時計回りに角度 1 5 ° 〜 7 5 ° ずらした軸方向で該最上層のウェハを押え ると共に、 該最上層のウェハの曲げ応力が該軸方向に生じるように、 該最 上層のウェハの周縁部を上方に反らせつつ、 該最上層のウェハの下面と隣 接する下側のウェハの上面との間に流体を吹き込むと共に該最上層のゥェ ハを上昇せしめ、 ウェハを単離するようにしたことを特徴とする。
前記晶癖線軸から時計回り又は反時計回りにずらす軸方向の角度は、 3 0 ° 〜6 0 ° であることが好ましく、 更に好ましくは 4 0 ° 〜5 0 ° であ り、 最も理想的には 4 5 ° である。 結晶方位 < 1 0 0 >のゥヱハの場合、 晶癖線軸はウェハ中心部で直交しているため、 晶癖線軸から時計回り又は 反時計回りに 4 5 ° ずれた軸方向を支軸としてウェハを反らせることが最 も劈開し難いからである。
前記最上層のウェハを上昇せしめて単離する際、 該最上層のウェハを水 平方向で傾斜しつつ上昇せしめることが好ましい。 単離する際に最上層の ウェハを水平方向で傾斜しつつ上昇することで、 最上層のウェハの下面と 隣接する下側のウェハの上面との間において生じる水の表面張力の働く部 分が、 最上層のウェハの曲げ応力の生じている部分からずれるため、 水の 表面張力が原因でウェハ割れの事故が発生することがなくなる。
' また、 本発明のウェハ単離装置は、 多数枚又は複数枚のウェハが積層さ れたウェハ積層体から最上層のウェハを単離するウェハ単離装置であって、 上下動自在に設けられた支持板と、 該支持板の下面に設けられたウェハ軸 押え手段と、 該支持板の下面周辺部に設けられ、 該最上層のウェハの上面 周辺部の相対向する 1対以上の吸着位置を吸着するウェハ吸着手段と、 該 ウェハ吸着手段に対応してその外方に設けられた流体噴射手段とを有し、 該ウェハ軸押え手段によって、 該最上層のウェハの晶癖線軸から時計回り 又は反時計回りに角度 1 5 ° 〜 7 5 ° ずらした軸方向で該最上層のウェハ を押えると共に、 該最上層のウェハの曲げ応力が該軸方向に生じるように- 該ウェハ吸着手段により該最上層のウェハの上面周辺部であってゥヱハの 中心部を介して相対向する 1対以上の吸着位置を吸着し、 該最上層のゥェ ハの周縁部を 1対以上の吸着位置で上方に反らせつつ、 該最上層のウェハ の下面と隣接する下側のウェハの上面との間に該流体噴射手段によって流 体を吹き込むと共に該最上層のウェハを上昇せしめ、 ウェハを単離するよ うにしたことを特徴とする。
前記晶癖線軸から時計回り又は反時計回りにずらす軸方向の角度は、 3 0 ° 〜 6 0 ° であることが好ましく、 更に好ましくは 4 0 ° 〜 5 0 ° であ り、 最も好ましくは 4 5 ° であることは上述した通りである。
前記ウェハ軸押え手段は、 該支持板の下面に一方向に併設された複数の ウェハ押え部材からなること、 或いは、 該支持板の下面に設けられた一方 向に長尺のウェハ押え部材からなること、 が好ましい。 即ち、 従来のゥェ ハ単離装置におけるウェハ押え手段は、 ウェハを反らせる際の支点として 働き、 ウェハ中心部の 1点を支持する支点となるものであつたが、 本発明 におけるウェハ軸押え手段は、 ウェハを反らせる際の支軸として働き、 ゥ ェハの前記所定の軸方向を支持する支軸となるものであるため、 ウェハ上 を点ではなく、 軸方向で支持する必要があるからである。
前記ウェハ吸着手段を 2対以上設け、 最上層のウェハの上面周辺部であ つてウェハの中心部を介して相対向する 2対以上の吸着位置を吸着し、 該 最上層のウェハの周縁部を 2対以上の吸着位置で上方に反らせるようにす ることが好ましい。
前記支持板を十字形状、 X字形状或いはェ字形状に形成し、 該支持板の 下面周辺部に、 前記ウェハ吸着手段を設けることが好ましい。
前記支持板は、 上方移動時に水平方向で傾斜するように設けられている ことが好ましい。 前述した如く、 単離する際に最上層のウェハを水平方向 で傾斜しつつ上昇することで水の表面張力の影響を低減できる。 そのため には、 支持板を上方移動時に水平方向で傾斜するように設けておく ことで、 支持板に設けられているゥ ハ吸着手段やウェハ軸押え手段も同様に水平 方向で傾斜することとなり、 最上層のウェハがウェハ吸着手段により吸着 されて上昇する時に水平方向で傾斜させることができる。
前記流体は水及び/又は空気であることができるが、 好ましくは、 水及 び空気を所定時間で切り換えて吹き込むようにする。 最初に水を吹き込ん で、 ウェハに残留付着しているスラリー等を洗い流し、 単離し易い状態と した後、 空気に切り換えて吹き込むようにすれば、 空気により水が吹き飛 ばされて、 水の表面張力の働きを低減する効果も期待でき、 好ましい態様 となる。
前記ウェハ吸着手段が液体噴射機能を備える真空吸着ノズルであり、 該 真空吸着ノズルから液体を噴射し、 前記ウェハ積層体の最上層のウェハの 吸着位置を洗浄することが好ましい。 シリ コンインゴッ ト等からスライス されて切り出された薄層状のシリコンゥヱハ等は、 スライス時のスラ リー 等の液体が残存付着しており、 この残存したスラリ一等の液体は時間が経 つとウェハ表面で半乾状態となるため、 ウェハ吸着手段による吸着に失敗 したり、 不完全な吸着となったりして、 非常に不安定なものとなる。 そこ で、 上述したように、 真空吸着ノズルから液体を噴射して、 吸着位置を洗 浄するようにしておけば、 吸着の失敗や不完全な吸着等の不具合を解消で さる。
前記ウェハ吸着手段が液体噴射機能を備える真空吸着ノズルであり、 該 真空吸着ノズルから液体を噴射し、 該真空吸着ノズルに連通する配管の洗 浄を行うことが好ましい。 上述した如く、 ゥヱハにはスライス時のスラリ 一等の液体が残存付着しているため、 これを吸着する際に、 スラリー等の 液体も真空吸着ノズルに連通する配管に吸い込まれるため、 配管が汚れて 詰まったり して動作不良を起こしてしまう。 そこで、 真空吸着ノズルから 液体を嘖射して、 配管を洗浄するようにしておけば、 このような動作不良 の発生を防ぐことができる。 前記ウェハ吸着手段が液体噴射機能を備える真空吸着ノズルであり、 該 真空吸着ノズルから液体を噴射し、 前記ウェハ吸着手段がウェハ表面上で 一時的にホバリングするようにすることが好ましい。 シリコンウェハ等の 半導体ウェハは、 脆性材科であるため、 衝擊等により容易に破損が生じ得 る。 特に、 ウェハ吸着手段を降下せしめてウェハの表面に接触させ、 真空 吸着を行う場合、 単純にウェハ吸着手段を自重落下させると、 ウェハ吸着 手段が急降下してウェハの表面に衝突し、 ウェハの破損が生じてしまう。 そこで、 真空吸着ノズルから液体を嘖射しつつウェハ吸着手段を降下せし め、 ウェハ吸着手段がウェハ表面上で一時的にホバリングするようにして おけば、 このようなウェハの破損が生じるのを防ぐことができる。' 更に、 本発明のウェハ単離移载機は、 多数枚又は複数枚のウェハが積層 されたウェハ積層体を保持するウェハ積層体保持手段と、 上記本発明のゥ ヱハ単離装置からなる 1台以上のウェハ単離手段と、 該ウェハ単離手段に より単離されたウェハを受け取り、 該ウェハをウェハ収納カセッ トに移载 するゥヱハ移載手段と、 該ゥヱハ収納カセッ トが載置される上下動自在な ウェハ収納カセッ ト載置手段とを有することを特徴とする。
前記ウェハ単離手段を 2台備え、 該ウェハ単離手段の夫々に対応して、 前記ウェハ移載手段及び前記ウェハ収納カセッ ト载置手段を有し、 一方の 該ウェハ単離手段がウェハの単離動作を行う間に、 他方の該ウェハ単離手 段では該ウェハ移載手段に単離したウェハの受け渡し動作を行うことが好 ましい。 これにより、 各手段が遊んでしまうことが無くなり処理効率が向 上する。
前記ウェハ収納カセット載置手段が最下方に位置した場合に、 該ウェハ 収納カセッ トが液中に浸漬された状態となるように浸漬槽を備えることが 好ましい。 浸漬槽には純水や薬液を満たしておけば、 ウェハの汚染防止や 洗浄等を行うこともでき、 利便性の高い態様となる。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明のウェハ単離方法によって、 ウェハを単離する場合の吸 着位置を示す平面図であり、 （a ) は円盤形状のウェハの場合、 （b ) は 略四角形状のウェハの場合である。
図 2は、 本発明のウェハ単離方法において、 ウェハ単離時にウェハを水 平方向で傾斜せしめる動作原理を示す側面概念説明図であり、 （a ) はゥ ェハを吸着して反らした状態を示し、 （b ) はウェハを水平方向で傾斜せ しめた状態を示している。
図 3は、 本発明のウェハ単離装置の支持板が降下位置にある場合を示す 一部断面側面説明図である。
図 4は、 本発明のゥ ハ単離装置の支持板が上限位置にある場合を示す 一部断面側面説明図である。
図 5は、 本発明のウェハ単離装置の平面図である。
図 6は、 本発明のウェハ単離装置の動作フローを示すフローチヤ一トで ある。
図 7は、 本発明のウェハ単離移載機を正面側から示す正面説明図である c 図 8は、 本発明のウェハ単離移載機を背面側から示す背面説明図である c 図 9は、 本発明のウェハ単離移载機を符号 X— X ' の断面で示す平面断 面説明図である。
図 1 0は、 本発明のウェハ単離移载機を符号 Y— Y ' の断面で示す側面 断面説明図である。
図 1 1は、 従来のウェハ単離装置の動作原理を示す概念説明図である。 図 1 2は、 結晶方位く 1 0 0 >の.ウェハの晶癖線軸を示す平面図である c 図 1 3は、 インゴッ トの外表面に形成される晶癖線の様子を示す模式図 である。 発明を実施するための最良の形態 以下に本発明の実施の形態をあげるが、 以下の説明は例示的に示される もので限定的に解釈すべきものでないことはいうまでもない。 なお、 図 1 〜図 1 0において、 図 1 1及ぴ図 1 2と同一又は類似の部材については同 一又は類似の符号を用いることがある。
図 1は、 本発明のウェハ単離方法によって、 ウェハを単離する場合の吸 着位置を示す平面図であり、 （a ) は円盤形状のウェハの場合、 （b) は 略四角形状のウェハの場合である。
図 1 ( a ) において、 符号 W aは円盤形状のウェハであり、 結晶方位く 1 0 0〉のウェハである。 符号 A— A' で示した線分の軸と符号 B— B， で示した線分の軸が晶癖線軸であり、 ウェハの中心部分で直交している。 晶癖線軸に対応して OF (オリエンテーションフラッ ト） が外周に設けら れている。
そして、 晶癖線軸から 4 5° ずれた軸方向 （符号 L一 L ' で示した線分 の軸方向） をウェハ軸押え手段 2 0としてのゥヱハ押え部材 2 0 a , 2 0 bによって押さえると共に、 ウェハ W aの上面周辺部であって、 ウェハの 中心部を介して相対向する 2対の吸着位置をウェハ吸着手段 2 2 a , 2 2 の組とウェハ吸着手段 2 2 c , 2 2 dの組とで真空吸着する。
すると、 ウェハ押え部材 2 0 a , 2 0 bによって押さえられている軸方 向 （符号 L— L' で示した線分の軸方向） を支軸として、 ウェハ吸着手段 2 2 a , 2 2 bの組と、 ウェハ吸着手段 2 2 c， 2 2 dの組とによって、 ゥ-ハ W aが折り曲げられ、 晶癖線軸から 4 5° ずれた劈開し難い軸方向 (符号 L一 L' で示した線分の軸方向） に沿った部分にのみ曲げ応力が生 じる。 これにより、 劈開し易い晶癖線軸 （符号 A— A' で示した線分の軸 又は符号 B— B ' で示した線分の軸) には曲げ応力が生じることがないの で、 ウェハ割れの事故も減少し、 安全かつ確実にウェハを単離することが できる。
図 1 (b) において、 符号 Wbは略四角形状の太陽電池製造用のウェハ である。 ウェハ Wbの場合、 晶癖線軸 （符号 Α_Α' で示した線分の軸又 は符号 Β— B ' で示した線分の軸） はウェハの対角線上にある。
そして、 'ウェハ Wbの場合も、 図 1 ( a ) と同様、 晶癖線軸から 4 5° ずれた軸方向 （符号 L一 L' で示した線分の軸方向） をウェハ軸押え手段 としてのウェハ押え部材 2 0 a， 2 O bによって押さえると共に、 ウェハ W aの上面周辺部であって、 ウェハの中心部を介して相対向する 2対の吸 着位置をウェハ吸着手段 2 2 a， 2 2 bの組とゥヱハ吸着手段 2 2 c， 2 2 dの組とで真空吸着する。
これにより、 晶癖線軸から 4 5° ずれた劈開し難い軸方向 （符号 L一 L' で示した線分の軸方向） に沿った部分にのみ曲げ応力が生じ、 安全か つ確実なウェハの単離を行うことができる。
図 2は、 本発明のウェハ単離方法において、 ウェハ単離時にウェハを水 平方向で傾斜せしめる動作原理を示す側面概念説明図であり、 （a ) はゥ ェハを吸着して反らした様子を示し、 （b) は単離時にウェハを水平方向 で傾斜せしめた様子を示している。
図 2 ( a ) 及び （b) において、 符号 WSは多数枚又は複数枚のウェハ が積層されたウェハ積層体である。 符号 1 0はウェハ積層体 WSの上方で 上下動自在な可動部材であり、 例えば、 エアシリンダのシリンダロッドで ある。 該可動部材 1 0、 即ちシリンダロッドはエアシリンダのエアがオフ とされると自重で降下し、 エアシリンダのエアがオンとされると上昇する ように構成される。 可動部材 1 0の下端部には支持ベース板 1 3が取り付けられている。 支 持ベース板 1 3には、 支持板 1 2がポルト 1 5 a， 1 5 によって遊びが ある状態で取り付けられており、 ボルト 1 5 aとボルト 1 5 bでは遊び幅 が異なるようにする。 例えば、 図示した如く、 ボルト 1 5 aとボルト 1 5 bでは長さの異なるボルトを用い、 ボルト 1 5 aの方がボルト 1 5 bより も遊び幅が多いように取り付ける。
支持板 1 2の下面にはウェハ軸押え手段 20が設けられる。 前述したよ うに、 ウェハ軸押え手段 2 0はウェハ押え部材 2 0 a , 2 0 b (図 1参 照） からなり、 ウェハ W 1の所定の軸方向を押さえるものである。 支持板 の下面周辺部にはウェハ吸着手段 2 2 a , 2 2 b, 2 2 c , 22 dが設け られ、 これに対応して夫々その外方に流体噴射手段 24 a， 24 b , 24 c， 24 dが設けられている （図 5参照） 。
まず、 ゥヱハ積層体 WSの最上層のウェハ W 1をウェハ軸押え手段 20 によって、 ウェハ W 1の晶癖線軸から 4 5° ずれた軸方向 （図 1の符号 L - L ' で示した線分の軸方向） を押さえる。 次いで、 ウェハ軸押え手段 2 0を支軸として、 ウェハ吸着手段 22 a， 2 2 bの組と、 ウェハ吸着手段 2 2 c , 22 dの ffijこよってウェハ W 1の周辺部を吸着してウェハ W 1の 周縁部を上方に反らせ、 流体噴射手段 24 a , 24 b , 2 c , 24 dに よって、 該最上層のウェハ Wlの下面と隣接する下側のゥヱハ W2の上面 との間の間隙 Dに流体 F (水及び/又は空気） を吹き込む 〔図 2 (a) 〕 t そして、 可動部材 1 0を上昇すると、 支持板 1 2は遊び幅の多いボルト 1 5 aの側に水平方向で傾くため、 ウェハ W1も水平方向で傾斜した状態 になる 〔図 2 (b) 〕 。 従って、 最上層のウェハ W1が隣接する下側のゥ ェハ W2から単離される際の水の表面張力は、 曲げ応力が生じている部分 よりもポルト 1 5 aの側にずれた部分で働くこととなり、 水の表面張力の 働く部分と最上層のウェハの曲げ応力の生じている部分とがー致しないよ うになるため、 水の表面張力が原因でウェハ割れの事故が発生し難くなる。 次に、 図 3〜図 5に基づいて、 本発明のウェハ単離装置の構成について 説明する。 図 3は、 本発明のウェハ単離装置の支持板が降下位置にある場 合を示す一部断面側面説明図であり、 図 4は、 本発明のウェハ単離装置の 支持板が上限位置にある場合を示す一部断面側面説明図であり、 図 5は、 本発明のゥ ハ単離装置の平面図である。
図中、 符号 2は本発明に係るウェハ単離装置である。 符号 4は多数枚又 は複数枚の半導体ウェハ、 例えばシリコンゥヱハなどのウェハが積層され たウェハ積層体 W Sを保持するウェハ積層体保持手段である。 該ウェハ積 層体保持手段 4はウェハ積層体 W Sを位置決めして保持するための複数本 の保持棒 6を備える。 符号 8は上方を開放した容器であり、 該ウェハ積層 体保持手段 4が中央部に設置されている。 該容器 8は適宜必要に応じて前 方や側方も開放するようにしておけば、 ウェハ積層体 W Sを搬入し易い。 可動部材 1 0は、 ウェハ積層体保持手段 4の上方で上下動自在に設けら れ、 エアシリンダ手段 1 1 のシリンダロッドとなっている。 シリンダロッ ドとしての可動部材 1 0はエアシリンダ手段 1 1のエアがオフとされると 自重で降下し、 エアシリンダ手段 1 1のエアがオンとされると上昇する。 該可動部材 1 0の下端部には支持ベース板 1 3が取り付けられている。 支持ベース板 1 3には支持板 1 2が吊り下げた状態において水平方向で傾 斜するように、 鉛直方向の遊ぴ幅の異なる複数の吊着部材により、 吊設さ れている。 吊着部材としては、 例えば、 ボルトナッ トを用いることができ る。 この場合、 図示した如く、 ポルト 1 5 aとボルト 1 5 bでは鉛直方向 の遊び幅が異なるように長さの異なるポルトを用いる。 そして、 ボルト 1 5 aの側の方がボルト 1 5 bの側よりも遊び幅が多いように取り付けるこ とで、 支持ベース板 1 3から吊り下げた状態ではボルト 1 5 aの側に傾斜 するように支持板 1 2を吊設する。 なお、 吊着部材の鉛直方向の遊ぴ幅を 異ならせる構成は、 弾性の異なるスプリングを用いて遊び幅を異ならせる 等の種々の構成を取り得ることはいうまでもない。
支持板 1 2は、 少なく とも 1方向以上において、 ウェハの直径よりも-長 ぃ部材であればよく特に限定されない。 ウェハよりも大きな円形や四角形 とすることもできるが、 好ましくは、 十字形状、 X字形状或いはェ字形状 に形成すればよい。 図示例では、 支持板 1 2を十字形状に形成した場合を 示した （図 5参照） 。
符号 2 0は該支持板 1 2の下面に垂設された弾性を有する材料、 例えば ゴム材料で構成されたウェハ軸押え手段である。 前述したように、 ウェハ 軸押え手段 2 0は、 ウェハの晶癖線軸から時計回り又は反時計回りに角度
1 5° 〜 7 5° 、 好ましくは 3 0° 〜 6 0° 、 更に好ましくは 4 0° 〜 5
0° 、 最も好ましくは 4 5° ずらした軸方向で該最上層のゥヱハを押え、 ウェハ吸着手段 2 2 a〜 2 2 dによってウェハの周縁部を吸着して上方に 反らせる際の支軸となるものである。 図示例では、 ウェハ軸押え手段 2 0 としての所定方向に並んだウェハ押え部材 2 0 a， 2 O bによって、 ゥェ ハの所定の軸方向を押さえるようにしている （図 5参照） 。
支持板 1 2の下面周辺部に、 ウェハの上面周辺部の所定の吸着位置 （図 示例では 4箇所） を真空吸着するウェハ吸着手段 2 2 a， 2 2 b , 2 2 c :
2 2 dが設けられる （図 5参照） 。
該ウェハ吸着手段 2 2 a〜 2 2 dの基端部は夫々配管 2 3によって真空 源 （不図示） とオンオフ可能に接続されており、 先端の真空吸着部がゥェ ハを吸着する場合には真空源との接続がオンとなって真空吸着を行ない、 吸着しない場合には真空源との接続がオフとなるようになっている。
該ウェハ吸着手段 2 2 a ~ 2 2 dの先端の真空吸着部には真空吸着を行 なうための真空吸着ノズル （不図示） が設けられている。 該真空吸着ノズ ルは水等の液体を噴射する液体噴射機能を併せて具備することができ、 こ の場合は、 配管 2 3によって水供給源 (不図示) とオンオフ可能に且つ真 空源と切り換え可能に接続する。 真空吸着ノズルから液体を噴射する場合 には、 真空源から水供給源に切り換えて、 水供給源との接続をオンとして 液体を噴射し、 液体を噴射しない場合には水供給源との接続もオフとする c 該真空吸着ノズルの液体噴射機能は、 該真空吸着ノズルによって真空吸 着を行うウェハにはスラリ一等が残存しているために、 真空吸着を繰り返 して行っていると該真空吸着ノズルに連通する配管 2 3が汚れて動作不良 の原因となるため、 該真空吸着ノズルから水等の液体を噴射することによ つて該真空吸着ノズルに連通する配管 2 3の洗浄を行なうものであり、 ま た、 最上層のウェハがスラリー等で汚れていると、 真空吸着ノズルによる 真空吸着が不安定となることがあるので、 真空吸着を行う前に、 該真空吸 着ノズルから水等の液体を噴射して最上層のウェハの吸着位置の洗浄を行 なうものであり、 さらに、 前述したように、 可動部材 （シリンダロッド） 1 0は自重で降下し、 これと一緒に該真空吸着ノズルを備えるウェハ吸着 手段 2 2 a〜 2 2 dも降下することとなるが、 この降下が急降下となった 場合に該真空吸着ノズルとウェハとが衝突しウェハを破損する危険がある ため、 該真空吸着ノズルから液体を噴射し、 該真空吸着ノズルがウェハ表 面上で一時的にホバリングの状態となるようにして、 ウェハの破損を防止 するものである。
符号 2 4 a， 2 4 b , 2 4 c , 2 4 dは流体噴射手段で、 前記ウェハ吸 着手段 2 2 a , 2 2 b , 2 2 c , 2 2 dに対応してその外方に位置するよ うに該支持板 1 2の周端部に取付金具 2 8を介して設けられている。 該流 体噴射手段 2 4 a〜2 4 dの下端部には流体噴射孔 2 6が夫々形成されて いる。 該ウェハ吸着手段 2 4 a ~ 2 4 dは夫々に配管 2 5と連通しており 水供給源 (不図示) 及び/又は空気供給源 (不図示) とオンオフ可能且つ 必要ならば水と空気を切り換え可能に接続されている。 該流体噴射手段 2 4 a〜2 4 dは、 ゥヱハ積層体 W Sの最上層のウェハ W 1の下面と隣接する下側のウェハ W 2の上面との間に形成される間隙 D (図 2参照) に流体を噴射する。 噴射する流体としては、 水又は空気或い は水と空気の混合とすることもできるが、 好ましくは、 最初に所定時間の 間、 水を噴射した後、 空気に切り換えて噴射する。 最初に水を噴射するこ とで、 ウェハに付着しているスラリ一等を洗い流す効果があり、 最初から 空気を噴射する場合よりも単離し易くなる。 次いで、 空気に切り換えて噴 射することで、 水を噴射し続ける場合よりも、 空気の噴射により水が吹き 飛ばされるため、 水の表面張力の働きを低減できる効果がある。
符号 3 2は前記エアシリンダ 1 1の下端部にその一端部が取りつけられ た板状体で、 該板状体 3 2の他端部は側方基体 3に接続されている。 符号 3 6は該板状体 3 2の中央部分に穿設された貫通穴であり、 該貫通穴 3 6 に前記支持ベース板 1 3に連結部材 3 0を介して立設されたガイ ドロッド 3 8を揷通し、 該ガイ ドロッド 3 8を介して支持ベース板 1 3の振れ止め 作用を行なうものである。 なお、 支持ベース板 1 3の振れ止めを行う必要 がなければ、 連結部材 3 0、 貫通穴 3 6及びガイ ドロッド 3 8は無く とも よい。
次に、 上記の構成により、 その動作フローを図 6を用いて説明する。 図 6は、 本発明のウェハ単離装置の動作フローを示すフローチヤ一トである c まず、 該ウェハ単離装置 2を図示しない起動手段をオンとすることによつ て動作をスタートさせる。
前記支持板 1 2がエアシリンダ 1 1のエアがオフとされることによって 自重で下降を開始する （ステップ 1 0 1 ) 。 これと同時に吸着手段 2 2 a 〜 2 2 dのノズルから水等の液体噴射を行なうことによって、 ノズルに連 通する配管 2 3の洗浄及び最上層のウェハ W 1の吸着位置の洗浄を行なう (ステップ 1 0 2 ) 。 7 該支持板 1 2の下面に設けられたウェハ軸押え手段 20及ぴウェハ吸着 手段 2 2 a〜22 dが最上層ウェハ W1に接触すると、 自重によって降下 していた支持板 1 2は自動的に降下を停止する （ステップ 1 03) 。 この 時、 ウェハ軸押え手段 20によってウェハの晶癖線軸から時計回り又は反 時計回りに角度 1 5 ° 〜 7 5° 、 好ましくは 3 0° 〜 6 0° 、 更に好まし くは 4 0° 〜 50° 、 最も好ましくは 4 5° ずらした軸方向で該最上層の ウェハ W 1が押えられる。
なお、 該支持板 1 2が最上層ウェハ W1の上面に接触しているか否かを 検知するセンサーを設置しておき、 該支持板 1 2の最上層ウェハ W1への 接触を検知すると、 該センサーからの指令により該支持板 1 2の降下が終 了するように構成することもできる。
次いで、 吸着手段 2 2 a〜 22 dが作動して最上層ウェハ W 1の上面周 辺部を吸着し、 該最上層ウェハ W1の周縁部を上方に反らせる （ステップ 1 04) 。
該最上層ウェハ W1の周縁部と隣接する下側のウェハ W 2の周縁部との 間に形成された間隙 D (図 2参照） に対して流体噴射手段 24から水が噴 射される （ステップ 1 0 5) 。 この水噴射は、 ウェハに付着しているスラ リー等を洗い流し、 単離し易くするもので、 例えば、 流量 0. 5〜 1 LZ 分程度で、 1〜 2秒程度の水噴射を行えばよい。
次いで、 該最上層ウェハ W1の周縁部と隣接する下側のウェハ W 2の周 縁部との間に形成された間隙 D (図 2参照） に対して流体噴射手段 24か ら空気が噴射される （ステップ 1 0 6) 。 この空気噴射は、 上記水噴射に よる水を吹き飛ばし、 単離の際に水の表面張力が働くのを抑えるもので、 例えば、 流量 1 0〜 3 0 LZ分程度で、 2〜 3秒程度の空気噴射を行えば よい。
このようにして、 該最上層ウェハ W1 と隣接する下側ゥヱハ W 2の間の 8 表面張力は極めて低くなり、 容易に離間され得る状態となる。 そして、 支 持板 1 2を該吸着手段 2 2 a〜 2 2 dに最上層ウェハ W 1を吸着したまま 上昇せしめる （ステップ 1 0 7 ) 。 この時、 支持板 1 2は水平方向で傾斜 しつつ上昇するため、 水の表面張力の影響はさらに低減される。 この最上 層ウェハ W 1の上昇開始とともに上記流体噴射は停止する。
該支持板； L 2は上限まで移動する （ステップ 1 0 8 ) 。 そこで、 吸着手 段 2 2 a〜 2 2 dに吸着されていた最上層ウェハはその真空吸着が解除さ れ、 ロボットアーム等の適宜手段によって次工程に搬送される （ステップ 1 0 9 ) 。 ここまででウェハ単離装置 2の動作の 1サイクルは終了する。 次に、 図 7〜図 1 0に基づいて、 上記本発明のウェハ単離装置を用いた 本発明のウェハ単離移載機の構成について説明する。 図 7は、 本発明のゥ ェハ単離移載機を正面側から示す正面説明図である。 図 8は、 本発明のゥ ェハ単離移載機を背面側から示す背面説明図である。 図 9は、 本発明のゥ ェハ単離移載機を符号 X— X ' の断面で示す平面断面説明図である。 図 1 ひは、 本発明のウェハ単離移載機を符号 Y— Y， の断面で示す側面断面説 明図である。
図中、 符号 4 0は、 本発明に係るウェハ単離移载機である。 ウェハ単離 移載機 4 0は筐体 4 1を有し、 筐体 4 1の内部に以下に説明する機器を備 え付けてなるものである。 筐体 4 1は操作パネル 4 6、 支持脚 1 1 0及び キャスタ 1 1 1を備える。
筐体 4 1の内部天井部分から支持台 4 5が垂設されており、 該支持台 4 5には水平方向にレール 4 4が形成されている。 該レール 4 4に沿って摺 動自在にベース枠 4 2が設置されており、 該ベース枠 .4 2の左右両端の下 端部分からエアシリンダ 1 1， 1 1が垂設され、 その可動部材 （シリンダ ロッ ド） 1 0， 1 0の下端に、 前記本発明のウェハ単離装置 2からなるゥ ェハ単離手段 2 Α , 2 Βが夫々取り付けられている。 筐体 4 1の内部正面側中心部分には、 処理対象となるウェハ積層体を保 持するウェハ積層体保持手段 6 4が設置され、 該ウェハ積層体保持手段 6 4はウェハ積層体を位置決めして保持するための複数本の保持棒 6 6を備 える。 ウェハ積層体保持手段 6 4を囲繞している容器 6 8は、 上方が開放 されており、 また、 前方側 （正面側） は開閉自在な開閉扉 6 1 となってい る （図 9及び図 1 0参照） 。 扉 6 1は、 取っ手 6 1 aを備え、 蝶番 6 1 b を介して開閉自在とされる。 更に、 容器 6 8は底に排水孔 6 2を備え、 ゥ ェハを洗い流した水を排出できるようにされている。
ウェハ積層体保持手段 6 4は下部において、 昇降自在な可動棒 6 5と接 続されている。 可動棒 6 5はネジシャフ ト 6 4と係合する係合部材 6 7に 接続されており、 ネジシャフト 6 4はモータ 6 9により伝動ベルト及ぴプ ーリを介して、 回転駆動され得るようになつている。 従って、 ネジシャフ ト 6 4を正転駆動又は逆転駆動することにより係合部材 6 7と共に可動棒 6 5が上昇又は下降される。 これにより、 ゥヱハ積層体保持手段 6 4に載 置されているウェハの枚数の多寡によって、 ウェハ単離手段 2 A , 2 Bに よるウェハ単離が行い易い位置まで、 ウェハ積層体保持手段 6 4の上下位 置を調整することができる。
符号 5 0 a， 5 0 bはゥヱハ移载手段であり、 ゥヱハ移載手段 5 0 a， 5 O bは、 夫々、 矩形薄板状のプレート部材 5 1 とその先端部に吸着部 5 3を備える。 プレート部材 5 1は軸長手方向で 1 8 0 ° 回転可能とされて レヽる。 また、 ウェハ移載手段 5 0 a , 5 O bは、 プレート部材 5 1を前方 側 （正面側） 又は後方側 （背面側） に水平方向で往復動せしめる往復動機 構 5 4を備える。 往復動機構 5 4は、 その長手方向にレール 5 5を備え、 該レール 5 5を摺動自在にスライ ド部材 5 2が取り付けられており、 該ス ライ ド部材 5 2とプレート部材 5 1 とが連結されている。
このような構成により、 ウェハ移載手段 5 0 a， 5 0 bは、 その吸着部 5 3でウェハ単離手段 2 A， 2 Bからのウェハの受け取って吸着し、 ここ で吸着したまま 1 8 0 ° 反転し、 その後、 ウェハ収納カセッ ト Cまで移動 して、 ウェハの吸着を解除することで、 ウェハ収納カセッ ト Cにウェハ単 離手段 2 A， 2 Bにより単離されたウェハを移载することができるもので める。
なお、 ウェハ移載手段 5 0の下方には、 受け容器 5 6が備えられている。 例えば、 ウェハ単離手段 2 A , 2 Bで単離されたウェハをウェハ移載手段 5 0 a , 5 0 bで受け取る際にウェハが割れて落下した場合等に、 落下し たウェハをここで受け止めることができるようになつている。 また、 受け 容器 5 6にも排水孔 5 8が設けられ、 余分な水等はここから排出される。 符号 7 0はウェハ収納カセッ ト載置手段であり、 両側面に側板 7 2を備 え、 側板 7 2から外方に突出する支持アーム 7 6にカセッ ト載置板 7 7が 夫々取り付けられている。 そして、 このカセッ ト载置板 7 7の夫々にゥェ ハ収納カセッ ト C l， C 2 , C 3 , C 4が載置されている。 なお、 ウェハ 収納カセッ ト C I , C 2 , C 3 , C 4は、 ウェハを一枚毎に収納する棚部 を数十段備えるものである。
ウェハ収納カセッ ト载置手段 7 0は、 上下動機構 9 0により上下動自在 とされる。 該上下動機構 9 0はネジシャフ ト 9 4と、 ネジシャフ ト 9 4を 回転駆動せしめるモータ 9 2と、 ネジシャフト 9 4に沿って両側に設けら れたレール 9 5と、 ネジシャフ ト 9 4に係合し且つレール 9 5を摺動自在 な係合部材 9 6を有し、 ウェハ収納カセッ ト載置手段 7 0は該係合部材 9 6 と連結されている。 よって、 ネジシャフ ト 9 4を正転駆動又は逆転駆動 することにより係合部材 9 6が上昇又は下降すると、 ウェハ収納カセッ ト 载置手段 7 0も上昇又は下降することとなる。. なお、 側板 7 2の下端部に 浸漬槽 8 0の内側面を摺動し易いように車輪 7 4を取り付けておく ことが 好ましい。 2 また、 該ウェハ収納カセッ ト載置手段 7 0が最下方に位置した場合に、 全てのウェハ収納カセット C 1 , C 2 , C 3 ' C 4が液中に浸潰された状 態となるように浸漬槽 8 0が設けられている。 該浸漬槽 8 0には純水や薬 液等を満たしておけば、 ウェハの汚染防止や洗浄等の処理も行うことがで き利便性が高い。 配管 8 2は浸漬槽 8 0に純水や薬液等を注水或いは排水 するためのものである。
このような構成の本発明のウェハ単離移載機の動作を説明すると以下の 通りである。 なお、 初期状態では、 ウェハ収納カセッ ト载置手段 7 0は最 上方の位置 （浸漬槽 8 0に浸漬されない位置） に配置されている。
①まず、 ウェハ単離手段 2 Aにより、 ウェハ積層体保持手段 6 4に保持さ れているウェハ積層体から最上層のゥ-ハを吸着し単離する （図 6の S 1 0 1力 ら S 1 0 8まで） 。
②ウェハ単離手段 2 Aはウェハを吸着したままの状態で一時待機し、 ベー ス枠 4 2がレール 4 4に沿ってウェハ移载手 ¾ 5 0 a の方向にスライ ドし、 ゥヱハ単離手段 2 Aで吸着しているウェハをウェハ移载手段 5 0 aの吸着 部 5 3の上方近傍まで移動する。
③ウェハ単離手段 2 Aにおけるゥヱハの吸着を解除し （図 6の S 1 0 9 ) 、 ウェハ移載手段 5 0 aの吸着部 5 3で吸着する。 吸着部 5 3でウェハを吸 着したままの状態でプレート部材 5 1を 1 8 0 ° 反転する。 即ち、 吸着部 5 3が上面側にある状態から下面側にある状態に回転する。
④一方、 上記③の間に、 ウェハ単離手段 2 Bにより、 ウェハ積層体から最 上層のウェハを吸着し単離する （図 6の S 1 0 1から S 1 0 8まで） 。
⑤ゥ-ハ単離手段 2 Bはウェハを吸着したままの状態で一時待機し、 ベー ス枠 4 2がレール 4 4に沿ってウェハ移載手段 5 0 bの方向にスライ ドし、 ウェハ単離手段 2 Bで吸着しているウェハをゥヱハ移载手段 5 0 bの吸着 部 5 3の上方近傍まで移動する。 ⑥ウェハ単離手段 2 Bにおけるウェハの吸着を解除し (図 6の S 1 0 9 ) 、 ウェハ移載手段 5 0 bの吸着部 5 3で吸着する。 吸着部 5 3でウェハを吸 着したままの状態でプレート部材 5 1を 1 8 0 ° 反転する。 即ち、 吸着部 5 3が上面側にある状態から下面側にある状態に回転する。
⑦上記⑥の間に、 ウェハ移載手段 5 0 aは、 その吸着部 5 3が下面側にあ る状態でウェハを吸着したまま、 レール 5 5に沿ってゥヱハ収納カセッ ト C 1 の正面近傍までスライ ドし、 プレート部材 5 1 の先端部分をウェハ収 納カセッ ト C 1の所定の棚部に挿入し、 そこで吸着部 5 3によるウェハの 吸着を解除し、 該ウェハをウェハ収納カセッ ト C 1の所定の棚部に移载す る。 これと共に、 ウェハ単離装置 2 Aでは、 再ぴ前記①と同様にして、 ゥ ェハ積層体から最上層のウェハを吸着し単離する。
⑧前記②と同様に、 ウェハ単離手段 2 Aはウェハを吸着したままの状態で 一時待機し、 ベース枠 4 2がレール 4 4に沿ってゥヱハ移載手段 5 0 aの 方向にスライ ドし、 ウェハ単離手段 2 Aで吸着しているウェハをウェハ移 載手段 5 0 a の吸着部 5 3の上方近傍まで移動する。
⑨前記③と同様に、 ウェハ単離手段 2 Aにおけるウェハの吸着を解除し (図 6の S 1 0 9 ) 、 ウェハ移载手段 5 0 aの吸着部 5 3で吸着する。 吸 着部 5 3でウェハを吸着したままの状態でプレート部材 5 1を 1 8 0 ° 反 転する。 即ち、 吸着部 5 3が上面側にある状態から下面側にある状態に回 転する。
⑩上記⑨の間に、 ウェハ移載手段 5 O bは、 その吸着部 5 3が下面側にあ る状態でウェハを吸着したまま、 レール 5 5に沿ってウェハ収納カセッ ト C 2の正面近傍までスライ ドし、 プレート部材 5 1の先端部分をウェハ収 納カセッ ト C 2の所定の棚部に挿入し、 そこで吸着部 5 3によるウェハの 吸着を解除し、 該ウェハをウェハ収納カセッ ト C 2の所定の棚部に移載す る。 これと共に、 ウェハ単離手段 2 Bでは、 再び前記④と同様にして、 ゥ ェハ積層体から最上層のウェハを吸着し単離する。
⑪ウェハ収納カセッ ト C 1 , C 2のウェハが移載される所定の棚部が一段 上がるようにウェハ収納カセット載置手段 7 0を下方に移動する。
以降、 順次これを繰り返すことにより、 次々とウェハ積層体から単離し たウェハをウェハ収納カセッ ト C 1 , C 2 , C 3 , C 4に移載することが できる。
なお、 上記本発明のウェハ単離移載機の説明では、 本発明のウェハ単離 装置 2からなるウェハ単離手段 2 A , 2 Bを 2台備え、 これに対応してゥ ェハ移載手段 5 0 a , 5 0 b等も 2台備える場合を処理能力や装置の簡便 さの点から好ましい例として示したが、 処理能力よりも小型化を図りたい 場合は 1台でもよいし、 処理能力を上げたい場合は 3台以上備えるように してもよいことは言うまでもない。 産業上の利用可能性 以上述べた如く、 本発明によれば、 より安全で簡単かつ確実にウェハを 単離させることができ、 しかもウェハの単離を行う処理速度の向上を図る ことのできるウェハ単離方法、 ウェハ単離装置及び該ウェハ単離装置を用 いたウェハ単離機を提供することができるという大きな効果を奏する。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 多数枚又は複数枚のウェハが積層されたウェハ積層体から最上層のゥ ェハを単離するウェハ単離方法であって、 該最上層のウェハの晶癖線軸か ら時計回り又は反時計回りに角度 1 5 ° 〜 7 5 ° ずらした軸方向で該最上 層のウェハを押えると共に、 該最上層のウェハの曲げ応力が該軸方向に生 じるように、 該最上層のウェハの周縁部を上方に反らせつつ、 該最上層の ウェハの下面と隣接する下側のウェハの上面との間に流体を吹き込むと共 に該最上層のウェハを上昇せしめ、 ウェハを単離するようにしたことを特 徴とするゥ ハ単離方法。
2 . 前記晶癖線軸から時計回り又は反時計回りにずらす軸方向の角度は、
3 0 ° 〜6 0 ° であることを特徴とする請求項 1記載のウェハ単離方法。 3 . 前記最上層のウェハを上昇せしめて単離する際、 該最上層のウェハを 水平方向で傾斜しつつ上昇せしめることを特徴とする請求項 1又は 2記載 のゥ ハ単離方法。
4 . 多数枚又は複数枚のウェハが積層されたウェハ積層体から最上層のゥ ハを単離するウェハ単離装置であって、 上下動自在に設けられた支持板 と、 該支持板の下面に設けられたウェハ軸押え手段と、 該支持板の下面周 辺部に設けられ、 該最上層のウェハの上面周辺部の相対向する 1対以上の 吸着位置を吸着するウェハ吸着手段と、 該ウェハ吸着手段に対応してその 外方に設けられた流体噴射手段とを有し、 該ウェハ軸押え手段によって、 該最上層のウェハの晶癖線軸から時計回り又は反時計回りに角度 1 5 ° 〜 7 5 ° ずらした軸方向で該最上層のウェハを押えると共に、 該最上層のゥ ハの曲げ応力が該軸方向に生じるように、 該ウェハ吸着手段により該最 上層のウェハの上面周辺部であってウェハの中心部を介して相対向する 1 対以上の吸着位置を吸着し、 該最上層のウェハの周縁部を 1対以上の吸着 位置で上方に反らせつつ、 該最上層のウェハの下面と隣接する下側のゥェ ハの上面との間に該流体噴射手段によって流体を吹き込むと共に該最上層 のウェハを上昇せしめ、 ゥヱハを単離するようにしたことを特徴とするゥ ェハ単離装置。
5 . 前記晶癖線軸から時計回り又は反時計回りにずらす軸方向の角度は、 3 0 ° 〜6 0 ° であることを特徴とする請求項 4記載のウェハ単離装置。
6 . 前記ウェハ軸押え手段は、 該支持板の下面に一方向に併設された複数 のウェハ押え部材からなることを特徴とする請求項 4又は 5記載のウェハ
7 . 前記ウェハ軸押え手段は、 該支持板の下面に設けられた一方向に長尺 のウェハ押え部材からなることを特徴とする請求項 4又は 5記載のウェハ
8 . 前記ウェハ吸着手段を 2対以上設け、 最上層のウェハの上面周辺部で あってウェハの中心部を介して相対向する 2対以上の吸着位置を吸着し、 該最上層のウェハの周縁部を 2対以上の吸着位置で上方に反らせるように することを特徴とする請求項 4〜 7のいずれか 1項記載のウェハ単離装置 c
9 . 前記支持板を十字形状、 X字形状或いはェ字形状に形成し、 該支持板 の下面周辺部に、 前記ウェハ吸着手段を設けることを特徴とする請求項 4 〜 8のいずれか 1項記載のウェハ単離装置。
1 0 . 前記支持板は、 上方移動時に水平方向で傾斜するように設けられて いることを特徴とする請求項 4〜 9のいずれか 1項記載のウェハ単離装置 c
1 1 . 前記流体は水及びノ又は空気であることを特徴とする請求項 4〜 1 0のいずれか 1項記載のウェハ単離装置。
1 2 . 前記流体は水及び空気であり、 水及び空気を所定時間で切り換えて 吹き込むようにすることを特徴とする請求項 4〜 1 1のいずれか 1項記載 のウェハ単離装置。
1 3 . 前記ウェハ吸着手段が液体噴射機能を備える真空吸着ノズルであり、 該真空吸着ノズルから液体を噴射し、 前記ウェハ積層体の最上層のウェハ の吸着位置を洗浄することを特徴とする請求項 4〜 1 2のいずれか 1項記 載のウェハ単離装置。
1 4 . 前記ウェハ吸着手段が液体噴射機能を備える真空吸着ノズルであり、 該真空吸着ノズルから液体を噴射し、 該真空吸着ノズルに連通する配管の 洗浄を行うことを特徴とする請求項 4〜 1 3のいずれか 1項記載のウェハ 単離装置。
1 5 . 前記ウェハ吸着手段が液体噴射機能を備える真空吸着ノズルであり、 該真空吸着ノズルから液体を噴射し、 前記ウェハ吸着手段がウェハ表面上 で一時的にホバリングするようにすることを特徴とする請求項 4〜 1 4の いずれか 1項記載のウェハ単離装置。
1 6 . 請求項 4〜 1 4のいずれか 1項記載のウェハ単離装置からなる 1台 以上のウェハ単離手段と、 多数枚又は複数枚のウェハが積層されたウェハ 積層体を保持するゥ-ハ積層体保持手段と、 該ウェハ単離手段により単離 されたウェハを受け取り、 該ウェハをゥヱハ収納カセッ トに移载するゥ工 ハ移载手段と、 該ウェハ収納カセッ トが载置される上下動自在なウェハ収 納カセッ ト载置手段とを有することを特徴とするゥ ハ単離移載機。
1 7 . 前記ゥ ハ単離手段を 2台備え、 該ウェハ単離手段の夫々に対応し て、 前記ウェハ移載手段及ぴ前記ウェハ収納カセッ ト載置手段を有し、 一 方の該ウェハ単離手段がゥ ハの単離動作を行う間に、 他方の該ウェハ単 離手段では該ゥ ハ移載手段に単離したウェハの受け渡し動作を行うこと を特徴とする請求項 1 6記載のウェハ単離移載機。
1 8 . 前記ゥ-ハ収納カセット載置手段が最下方に位置した場合に、 該ゥ ェハ収納カセッ トが液中に浸漬された状態となるように浸漬槽を備えるこ とを特徴とする請求項 1 6又は 1 7記載のウェハ単離移载機。
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