(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハ割れやクラックが発生したり、歩留まりが悪くなるようなことがなく、半導体ウエハを１枚ずつ分離することが出来る、半導体ウエハのセパレーター機構を提供する。【解決手段】半導体ウエハを分離するウエハ分離促進槽と半導体ウエハの位置決めをするストッパー５を３ヶ所に設けられたプレートからなるウエハ設置ベース３と、前記ウエハ設置ベース３が取り付けられたストッパー５と、前記ストッパー５はストッパー高さ調節をするストッパー高さ調整機構に取り付けられて前記ストッパー５のウエハ設置ベース３側の上部に設置したウエハ送りローラー４と前記ウエハ送りローラー４と前記ストッパー５の間に設置した補助ローラーからなる半導体ウエハのセパレーター機構。【選択図】図６
2011044691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを分離するウエハ分離促進槽と半導体ウエハの位置決めをするストッパーを３ヶ所に設けられたプレートからなるウエハ設置ベースと、前記ウエハ設置ベースが取り付けられたストッパーと、前記ストッパーはストッパー高さ調節をするストッパー高さ調整機構に取り付けられて前記ストッパーのウエハ設置ベース側の上部に設置した送りローラーと前記送りローラーと前記ストッパーの間に設置した浮上り防止補助ローラーからなる半導体ウエハのセパレーター機構。
【請求項２】
ストッパー上面よりウエハの１枚分より高く配置した接触面を有する送りローラーと、前記送りローラーの接触面より高く配置した補助ローラーからなる請求項１記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【請求項３】
送りローラーと補助ローラーはウレタン樹脂からなる請求項１又は２のいずれかに記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【請求項４】
ストッパーの上面と搬送ローラーの上部とが、同一面に配置した搬送ローラーからなる請求項１又は２のいずれかに記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【請求項５】
搬送ローラーと払い出し促進ローラーはウレタン樹脂からなる請求項１又は２いずれかに記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【請求項６】
ウエハ設置昇降ユニットを昇降制御するウエハ設置ベース昇降シリンダの押圧制御する電空レギュレーターを設けた請求項１記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【請求項７】
ウエハ設置昇降ユニットを昇降制御するウエハ設置ベース昇降サーボ機構の押圧制御をクローズドループ制御するロードセルを設けた請求項１記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【請求項８】
水流又はマイクロフォームによりウエハ間に入り込んだ水膜を平均化しウエハの平行維持の為、シリコンウエハを押し当てるウエハ設置ベースと絞り冶具からなる請求項１記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は粗洗浄後の半導体ウエハを１枚ずつ分離（セパレート）する為にウェット状態で取り出す事を目的とする。
【背景技術】
【０００２】現在はウェット状態あるいは水中で半導体ウエハを１枚ずつ手で分離し、カセットに入れている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】人手で半導体ウエハを分離作業するとウエハ割れやクラックが発生し、歩留まりが悪くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】本発明はこのような従来の問題を解決しようとするもので、半導体ウエハを１枚ずつ分離することが出来る半導体ウエハのセパレーター機構を提供することを目的とするものである。
【０００５】半導体ウエハを分離するウエハ分離促進槽と半導体ウエハの位置決めをするストッパーを３ヶ所に設けられたプレートからなるウエハ設置ベースと、前記ウエハ設置ベースが取り付けられたストッパーと、前記ストッパーはストッパー高さ調節をするストッパー高さ調整機構に取り付けられて前記ストッパーのウエハ設置ベース側の上部に設置した送りローラーと前記送りローラーと前記ストッパーの間に設置した浮上り防止補助ローラーからなる請求項１に記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【０００６】ストッパー上面よりウエハの１枚分より高く配置した接触面を有する送りローラーと、前記送りローラーの接触面より高く配置した補助ローラーからなる請求項２に記載のウエハのセパレーター機構。
【０００７】送りローラーと補助ローラーはウレタン樹脂からなる請求項３に記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【０００８】ストッパーの上面と搬送ローラーの上部とが、同一面に配置した搬送ローラーからなる請求項４に記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【０００９】搬送ローラーと払い出し促進ローラーはウレタン樹脂からなる請求項５に記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【００１０】ウエハ設置昇降ユニットを昇降制御するウエハ設置ベース昇降シリンダーの押圧制御する電空レギュレーターを設けた請求項６に記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【００１１】ウエハ設置昇降ユニットを昇降制御するウエハ設置ベース昇降サーボ機構の押圧制御をクローズドループ制御するロードセルを設けた請求項７に記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【００１２】水流又はマイクロフォームによりウエハ間に入り込んだ水膜を平均化しウエハの平行維持の為、シリコンウエハを押し当てるウエハ設置ベースと絞り冶具からなる請求項８に記載の半導体ウエハのセパレーター機構。
【発明の効果】
【００１３】人手で半導体ウエハを分離する作業に比べて、本発明によって  半導体ウエハのクラック、割れが少なくなり歩留まりが良くなった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ウエハセパレーターの全体を示す外観図である。
【図２】ウエハ分離促進槽２とウエハ設置ベース昇降ユニット７の断面図である。
【図３】ウエハ設置ベースとウエハの設置位置を示す平面図である。
【図４】ウエハ設置ベースとウエハストッパー機構の外観図である。
【図５】ウエハを払い出す機構の外観図である。
【図６】各部位の位置関係を説明する概略図である。
【図７】昇降シリンダーの配管図である。
【図８】昇降ユニットサーボ機構利用の構成を説明する概略図である。
【図９】ウエハ押付け力の説明図である。
【図１０】絞り機構を説明する概略図である。
【図１１】分離促進槽を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】本発明のウエハセパレーターは最大１０００枚の束になったシリコンウエハを、１枚づつ分離するためのセパレーター装置である。
【００１６】  ウエハセパレーターの全体を示す外観図である図１でウエハ分離促進槽２とウエハ設置ベース昇降ユニット７の断面図を示したのが図２である。図２に示すように、上部が開口している箱型のウエハ分離促進槽２に水道水２３を溜めて置き、その水道水２３の中に、ウエハ設置ベース昇降ユニット７のウエハ設置ベース３を配置して置く。図２では図面を分かりやすく見るためにウエハ設置ベース昇降ユニット７と水道水２３が重なっている部分の水道水２３を示す斜線は消してある。ウエハ設置ベース３をシリコンウエハの束１を設置した際に、常にウェット状態にしておく事で、すべりを良い状態にしてウエハのダメージを抑える役割がある。分離促進槽を説明する概略図である図１１に示す通り、水中環境３８の中でシリコンウエハの束１を水中に保持し、側面方向から水流ノズル又はマイクロフォームノズル３７により水流を当てる事で、分離促進をより進行させる方法を取る事も出来る。水流だけでなくマイクロフォームの数〜数十ミクロンの気泡を作り水流と共にウエハに当てる事も出来る。
【００１７】  ウエハ設置ベースとウエハの設置位置を示す平面図である図３に示すように、ウエハ設置ベース３にシリコンウエハの束１を配置する。ウエハ設置ベースとウエハストッパー機構の外観図である図４に示すようにストッパー高さ調整機構２４内のシリコンウエハの束１の設置位置を決める為のＬ型の形状をしたブロックであるストッパー５と、ウエハ設置ベース３の上に取り付けられているシリコンウエハの束１の位置を決める事を目的とした位置決めストッパー８・９・１０の内側の４点で決まる。ウエハ設置ベース３及び位置決めストッパー８・９・１０は樹脂製（ここで言う樹脂とはジュラコン・テフロン等を指す。）でシリコンウエハの束１へのダメージ（ここで言うダメージとは、衝撃による割れや欠け及びウエハ送りローラー４に接した際に発生するローラーの跡を指す。）を抑える。
【００１８】  ウエハ分離促進槽２とウエハ設置ベース昇降ユニット７の断面図である図２に示すように、ウエハ設置ベース昇降ユニット７でウエハ分離促進槽２内に設置されている水中のウエハ設置ベース３とシリコンウエハの束１を上昇させる。ウエハ設置ベース昇降ユニット７は上部に取り付けられたウエハ設置ベース昇降シリンダー６でウエハ設置ベース３を引き上げる構造である。ウエハ設置ベース昇降シリンダー６は昇降アーム２９と連結しており、昇降アーム２９にウエハ設置ベース３が取り付けてある。ウエハ設置ベース昇降シリンダー６が昇降アーム２９を上に引き上げると、ウエハ設置ベース３とその上に設置してあるシリコンウエハの束１を上に引き上げる。
【００１９】  昇降シリンダーの配管図である図７に示すように、ウエハ設置ベース昇降シリンダー６はエア源の先に取り付けられた電空レギュレーター２７によりウエハ設置ベース昇降シリンダー６への供給圧力の制御を行う。ウエハ設置ベース昇降シリンダー６による押付け力は、ウエハ押付け力の説明図である図９に示すタイミングで制御し行う。瞬間的に待機圧力４０から切出し圧力４１に切り替える事で、ストッパーにシリコンウエハが引っ掛かる位置４２からストッパーをシリコンウエハが乗り越える位置４３まで移動し、一枚づつ確実にシリコンウエハを送り出す。シリコンウエハの束１のウエハの枚数が変動しても各部位の位置関係を説明する概略図である図６に示すように、ウエハ設置ベース３に設置しているシリコンウエハの束１はウエハ送りローラー４の下面が常に定められた力でシリコンウエハの束１の上面を押し付けられ、しかもシリコンウエハの束１にダメージ与えない最適の力でウエハ設置ベース３を引き上げる構造である。
【００２０】  ウエハセパレーターの全体を示す外観図である図１に示すように、ウエハ設置ベース昇降ユニット７はシリンダーを利用したエア駆動の昇降機で説明しているが、昇降ユニットサーボ機構利用の構成を説明する概略図である図８に示すように、トルク制御をしたＡＣサーボモーター３２を使用した回転運動を、カップリング３３・ネジ軸３４・ネジナット３５・ガイド３６を使用した直線運動に変換する構造の電動昇降機で、ロードセル３９を使用したシリコンウエハの束１の重量計測を行う事で、シリコンウエハの束１の枚数が変動しても常に最適の力でウエハ設置ベース３を引き上げる事が可能である。
【００２１】  ウエハ設置ベースとウエハストッパー機構の外観図である図４に示すように、シリコンウエハの束１はウエハ送りローラー４にシリコンウエハにダメージを与えない最適の力で押し付けられ、送りローラー用駆動モーター１１が駆動し、ウエハ送りローラー４が回転する事で、ウエハ設置ベース３の上に配置されているシリコンウエハの束１の一番上にあるシリコンウエハが１枚づつ出口２８に送りだされる。ウエハ送りローラー４の材質をウレタン製にしてスリップさせないでシリコンウエハの束１の１番上にあるシリコンウエハを搬送し、ウエハ送りローラー４からシリコンウエハのダメージを抑える事ができる。
【００２２】  各部位の位置関係を説明する概略図である図６に示すように、ウエハ送りローラー４で送りだされたシリコンウエハは、ウエハ送りローラー４とストッパー５の間の位置で配置された浮上り防止補助ローラー１２の下面がシリコンウエハの束１の上面を押えてウエハの浮き上がりを防止する事で、シリコンウエハの束１の上から二枚目以降のシリコンウエハをストッパー５に確実に引っ掛けるようにする。ストッパー５は常にシリコンウエハの束１の一番上にあるシリコンウエハ１枚分だけを搬送する高さの位置に配置する。一番上にあるシリコンウエハ１枚がウエハ送りローラー４から外れた直後に、シリコンウエハの束１は方向を示す矢印２２の方向に上昇し、ウエハ送りローラー４に押し付けられ、同じ作業を繰り返す。浮上り防止補助ローラー１２はウレタン製のフリーローラーでシリコンウエハへのダメージを最小にして、浮上りを抑えることで、シリコンウエハの二枚同時送りの防止になる。ストッパー５は樹脂製で、シリコンウエハの通過時に破損を与えるようなダメージを軽減する。
【００２３】  ウエハ設置ベースとウエハストッパー機構の外観図である図４に示すように、ストッパー高さ調整機構２４内のストッパー５の高さ位置はデジタルインジケーター１３の表示を確認しながら、ストッパー高さ調整用ハンドル１４を回転することで調整できる。シリコンウエハの厚みによってストッパーの高さを微調整する。
【００２４】  ウエハを払い出す機構の外観図である図５に示すように、ストッパー５を通過してきたシリコンウエハは払い出し搬送ローラーユニット１５で出口２８に払い出される。払い出し搬送ローラーユニット１５は下部の搬送ローラー２５と払い出し促進ローラー１７で構成され、払い出し搬送ローラー用駆動モーター１６が駆動する事で、搬送ローラー２５は回転する。搬送ローラー２５はウレタン製のローラーで、払い出し促進ローラー１７はウレタン製のフリーローラーである。払い出し促進ローラー１７はストッパー昇降ベース２６から吊り下げており、シリコンウエハにダメージを与えない重量の払い出し促進ローラー１７をシリコンウエハに荷重をかけて下部の搬送ローラー２５に載せる事で、搬送ローラー２５に連動して回転する。搬送ローラー２５と払い出し促進ローラー１７のグリップ力で、下流へシリコンウエハを引き出して、シリコンウエハをまっすぐに搬送する。
【００２５】  次に動作について説明する。各部位の位置関係を説明する概略図である図６に示されるように、ウエハの搬送方向を示す矢印２１の方向にシリコンウエハは搬送される。ウエハ設置ベース３にシリコンウエハの束１をセットする。ウエハ設置ベース３とウエハ設置ベース３の上にあるシリコンウエハの束１は方向を示す矢印２２の方向に上昇し、常に一定の力でウエハ送りローラー４に押し付けられ、ウエハ送りローラー４が回転方向を示す矢印２０の方向に回転する事でシリコンウエハが出口２８に搬送される。ストッパー５にシリコンウエハの束が引っ掛かり、一番上にあるシリコンウエハだけがストッパー５の上部から外れる事で搬送される。ストッパー５の上面を通過したシリコンウエハの束１の上面１枚のシリコンウエハの下面は搬送ローラー２５の上面に乗せられて送られる。
【００２６】  払い出し搬送ローラーユニット１５の搬送ローラー２５は、ウエハ送りローラー４より早い搬送速度で、回転方向を示す矢印１９の方向に回転し、払い出し促進ローラー１７と搬送ローラー２５で上下から挟み込んでグリップをもたせて引き抜くように確実に下流に搬送する。払い出し促進ローラー１７は回転方向を示す矢印１８の方向に回転する。繰り返しシリコンウエハは搬送され、ウエハ設置ベース３にシリコンウエハの束１がなくなったら作業工程は完了する。
【００２７】  絞り機構を説明する概略図である図１０に示すように、水流やマイクロフォームで分離促進されたシリコンウエハの束１はウエハ設置ベース３にセットされ、絞りシリンダー３１により、絞り治具３０とウエハ設置ベース３でシリコンウエハの束１を挟み込む事で、ウエハ同士の間に入っている不要な水膜を除去しウエハ同士の平行が維持された後、切出し作業が進められる。
【符号の説明】
【００２８】１・・・シリコンウエハの束。（１２５〜１５６角、厚み１７０〜２００μｍ。最大１，０００枚をウエット状態で重ねたもの。）
２・・・ウエハ分離促進槽
３・・・ウエハ設置ベース
４・・・ウエハ送りローラー
５・・・ストッパー
６・・・ウエハ設置ベース昇降シリンダー
７・・・ウエハ設置ベース昇降ユニット
８・・・位置決めストッパー
９・・・位置決めストッパー
１０・・・位置決めストッパー
１１・・・送りローラー用駆動モーター
１２・・・浮上り防止補助ローラー
１３・・・デジタルインジケーター
１４・・・ストッパー高さ調整用ハンドル
１５・・・払い出し搬送ローラーユニット
１６・・・払い出し搬送ローラー用駆動モーター
１７・・・払い出し促進ローラー
１８・・・回転方向を示す矢印
１９・・・回転方向を示す矢印
２０・・・回転方向を示す矢印
２１・・・ウエハの搬送方向を示す矢印
２２・・・方向を示す矢印。
２３・・・水道水
２４・・・ストッパー高さ調整機構
２５・・・搬送ローラー
２６・・・ストッパー昇降ベース
２７・・・電空レギュレーター
２８・・・出口
２９・・・昇降アーム
３０・・・絞り冶具
３１・・・絞りシリンダー
３２・・・サーボモーター
３３・・・カップリング
３４・・・ネジ軸（例えば、ボールネジ軸）
３５・・・ネジナット
３６・・・ガイド
３７・・・水流ノズル又はマイクロフォームノズル
３８・・・水中環境
３９・・・ロードセル
４０・・・待機圧力
４１・・・切出し圧力
４２・・・ストッパーにシリコンウエハが引っ掛かる位置
４３・・・ストッパーをシリコンウエハが乗り越える位置
【図１】
2011044691.tif 000003
【図２】
2011044691.tif 000004
【図３】
2011044691.tif 000005
【図４】
2011044691.tif 000006
【図５】
2011044691.tif 000007
【図６】
2011044691.tif 000008
【図７】
2011044691.tif 000009
【図８】
2011044691.tif 000010
【図９】
2011044691.tif 000011
【図１０】
2011044691.tif 000012
【図１１】
2011044691.tif 000013