ウェハの分離方法及び分離装置
【課題】多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群からウェハを分離し、分離したウェハを一枚ずつ所定の箇所にい載する作業において、分離するウェハに対し摩擦や変形等によるストレスをできるだけ与えないようにして破損を防止することにより、ウェハの歩留まりをより向上させてウェハの安定供給ができる、ウェハの分離装置を提供する。
【解決手段】ウェハ分離装置は、水槽(2)と、水槽(2)の水面近傍となる位置に配されている噴出ノズル(3)と、積層ウェハ群(7)を保持し、水面側の噴出ノズル(3)による水の入水部へ積層ウェハ群(7)を移動させるウェハ供給機(4)と、積層ウェハ群(7)から分離したウェハを保持して所定の箇所に移載するウェハ移動機(5)とを備え、噴出ノズル(3)は、吐出された水が水面で空気を取り込んで、水中に水と多数の気泡を含む気液混合流が生じるよう配されている。
【解決手段】ウェハ分離装置は、水槽(2)と、水槽(2)の水面近傍となる位置に配されている噴出ノズル(3)と、積層ウェハ群(7)を保持し、水面側の噴出ノズル(3)による水の入水部へ積層ウェハ群(7)を移動させるウェハ供給機(4)と、積層ウェハ群(7)から分離したウェハを保持して所定の箇所に移載するウェハ移動機(5)とを備え、噴出ノズル(3)は、吐出された水が水面で空気を取り込んで、水中に水と多数の気泡を含む気液混合流が生じるよう配されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハの分離方法及び分離装置に関するものである。更に詳しくは、半導体素子の材料であり、多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群からウェハを分離し、分離したウェハを一枚ずつ所定の箇所に移動する、ウェハの分離方法及び分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の材料として用いられるウェハ(wafer：ウエハ、ウェーハまたはウエハーとも称される)の製造においては、シリコン等で形成されたインゴットを薄板状に切断することにより多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群を形成し、ウェハはこの積層ウェハ群から一枚ずつ剥がして分離される。
このウェハの分離作業は、周知のように非常に困難な作業であり、ウェハを分離し安定的に供給するための装置としては、例えば特許文献１に記載の「ウェハの分離搬送装置及び分離搬送方法」、あるいは特許文献２に記載の「ウェーハの枚葉装置および枚葉装置」、特許文献３の「ウェハ・スタックからウェハを分離する方法と装置」等がある。
【０００３】
特許文献１に記載の発明は、「支持部材と分離押出手段及び噴射ノズルを有し、液体内において多数枚のウェハを積層状態で支持部材により支持し、支持部材の上昇により多数のウェハを所定量ずつ上昇させて、最上部に位置する一枚のウェハを水面付近の位置に配置し、分離押出手段の接触子で最上部のウェハを機械的に回転させて始動力を付与し、さらに噴射ノズルにより水面位置のウェハの上面に対し、その中心から偏倚した位置に水を噴射して一方向に回転させ、他のウェハから分離させて、搬出方向に搬送する」というものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載の発明は、「第１吸着部材によって分離ウェーハを吸着保持するとともに、第２吸着部材によって第１吸着部材よりも上方位置で前記分離ウェーハを吸着保持し、第２吸着部材のフレキシブルパイプを収縮させて分離ウェーハを反らせながら吸着保持し、続いて、隣接ウェーハの外周面上部をストッパによって押さえて、分離ウェーハの移動に伴う隣接ウェーハの移動を禁止しながら、分離ウェーハを上方に移動させて積層ウェーハ群から分離することにより、厳しい隙間管理を要することなく、積層ウェーハ群からウェーハを確実に１枚ずつ枚葉できるようにする」というものである。
【０００５】
更に、特許文献３に記載の発明は、「垂直のウェハ・スタックからウェハを分離する方法で、ウェハは、上から作用する移動手段を介して上から個別に転送される。移動手段はウェハ(12)の最上部が接する吸引表面を持つ回転ベルトとして製造され、吸引表面へのウェハ(12)の接触は負圧の吸引で加速される。他のウェハの上に配置された複数のウェハを分離するため、移動手段は下記２つステップの少なくとも１つを受け、
ａ）水は最上部のウェハの先端に力が加わるように下斜めから噴射される。
ｂ）移動手段(23)は移動中ウェハの下方表面に下から接する剥離装置の上をウェハが超えるように案内し、双方がウェハを吸引表面に押しつけブレーキ作用する。
その後、ウェハは、転送パスへ移動し更なる処理へ転送される。」というものである。
なお、ａ）において噴射される水は、「空気あるいはガス泡を含むことにより水圧のみならず空気泡が個々のウェハの間を通過できて結果として付着作用をなくす」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１４８２７８
【０００７】
【特許文献２】特開２００２−７５９２２
【０００８】
【特許文献３】特表２０１１−５０７２４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、前記したように、「分離押出手段の接触子で最上部のウェハを機械的に回転させて始動力を付与し、さらに噴射ノズルにより水面位置のウェハの上面に対し、その中心から偏倚した位置に水を噴射して一方向に回転させる」ようになっている。このため、最上部のウェハと他のウェハとの接面部では移動摩擦抵抗が相当に大きくなり、特に分離押出手段による始動の際、両ウェハには大きなストレスがかかるため、実際上はウェハを円滑に分離させることは難しく、ウェハが破損するおそれがある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の発明は、前記したように、「第１吸着部材によって分離ウェーハを吸着保持するとともに、第２吸着部材によって第１吸着部材よりも上方位置で分離ウェーハを吸着保持し、第２吸着部材のフレキシブルパイプを収縮させて分離ウェーハを反らせながら吸着保持する」ようになっている。このため、分離ウェーハには変形による大きなストレスがかかり、破損するおそれがある。
【００１１】
特許文献３に記載の発明は、前記空気泡が個々のウェハの間を通過できて結果として付着作用をなくすことから、特許文献１及び２に記載の発明よりもウェハの分離が容易になることが期待できる。
しかし、空気あるいはガスを含んだ水噴射は、空気あるいはガスを水噴射あるいは水噴射させるためのノズルの中へ注入することによって生成されるために、コンプレッサや換気装置等の付帯設備が必要となる。その結果、付帯設備に伴う製造コストの上昇やメンテナンス等の運転コストが生じる課題がある。
【００１２】
本発明者らは、特別な付帯設備なしで水と空気の混合流を発生させることができないか研究を重ね、本発明を完成するに至った。
【００１３】
（本発明の目的）
そこで、本発明の目的は、多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群からウェハを分離し、分離したウェハを一枚ずつ所定の箇所に移動する作業において、分離するウェハに対し摩擦や変形等によるストレスをできるだけ与えないようにして破損を防止することにより、ウェハの歩留まりをより向上させてウェハの安定供給ができるようにした、ウェハの分離方法及び分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
【００１５】
（１）本発明は、
液体中にある積層ウェハ群の積層面に、液体と気泡とを含む気液混合流を当てることにより、多数枚のウェハが積層された状態の前記積層ウェハ群からウェハを分離する方法であって、
前記気液混合流は、液面に噴出された液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じた気泡を含む、
ウェハの分離方法である。
【００１６】
（２）本発明は、
気液混合流は、液面に噴出された液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じた気泡を含む噴流と、液体中に噴出された噴流とが、合流したものである、前記（１）に係るウェハの分離方法である。
【００１７】
（３）本発明は、
気液混合流は、液面に対して所要の下向きの傾斜角度の噴流となって液面側から液体中にある積層ウェハ群に当たる、前記（１）又は（２）に係るウェハの分離方法である。
【００１８】
（４）本発明は、
積層ウェハ群は、気液混合流が当たる側が高くなるように液面に対して傾いて設置されており、気液混合流の下向きの傾斜角度と前記積層ウェハ群の傾斜角度は、同じか又は略同じである、前記（３）に係るウェハの分離方法である。
【００１９】
（５）本発明は、
積層ウェハ群から分離したウェハのうち、最上部の位置にあるウェハを所定の箇所に移動する、前記（４）に係るウェハの分離方法である。
【００２０】
（６）本発明は、
ウェハの移動は、吸着手段により吸着されて行われる、前記（５）に係るウェハの分離方法である。
【００２１】
（７）本発明は、
液体中にある積層ウェハ群より分離したウェハは、設置した傾斜角度と同じ傾き方向で液体中を移動して液面に向かい、液体中から気体中に取り出される、前記（５）又は（６）に係るウェハの分離方法である。
【００２２】
（８）本発明は、
液体中にある積層ウェハ群の積層面に、液体と気泡とを含む気液混合流を当てることにより、多数枚のウェハが積層された状態の前記積層ウェハ群からウェハを分離する装置であって、
該装置は、液面に液体を噴出する気中噴出口から液面に噴出した液体が液面と衝突して気液界面で気体を取り込んで噴出液体中に気泡を含む噴出手段を有している、
ウェハ分離装置である。
【００２３】
（９）本発明は、
噴出手段は、気中噴出口の他に液体中に液体を噴出する液中噴出口を備え、前記気中噴出口から液面に噴出した噴流と前記液中噴出口から噴出した噴流が合流して気液混合流を構成する、前記（８）に係るウェハ分離装置である。
【００２４】
（１０）本発明は、
噴出手段が噴出ノズルであり、気中噴出口と液中噴出口は、同一の噴出ノズルに備わるか、又はそれぞれ別個の噴出ノズルに備わる、前記（９）に係るウェハ分離装置である。
【００２５】
（１１）本発明は、
噴出ノズルは、気液混合流が液面に対して所要の下向きの傾斜角度で噴流となって液体中にある積層ウェハ群に当たる噴出口を有する、前記（１０）に係るウェハ分離装置である。
【００２６】
（１２）本発明は、
噴出ノズルは、気液混合流を生じさせる第１の噴出ノズルと、液体中で液体を噴出する第２の噴出ノズル及び第４の噴出ノズルと、気体中で液体を噴出する第３の噴出ノズルを備え、
第１の噴出ノズル、第２の噴出ノズル及び第３の噴出ノズルは、積層ウェハ群から分離されたウェハの搬送方向側であって搬送路線を挟んで積層ウェハ群の両側に配置され、
第４の噴出ノズルは、前記ウェハの搬送方向とは反対側であって前記搬送路線の逆延長線を挟んで積層ウェハ群の両側に配置される、 前記（１０）又は（１１）に係るウェハ分離装置である。
【００２７】
（１３）本発明は、
積層ウェハ群は、気液混合流が当たる側が高くなるように液面に対して傾いて設置されており、気液混合流の下向きの傾斜角度と前記積層ウェハ群の傾斜角度は、同じか又は略同じである、前記（１１）又は（１２）に係るウェハ分離装置である。
【００２８】
（１４）本発明は、
液体中にある積層ウェハ群より分離した最上部の位置にあるウェハを、前記積層ウェハ群が設置した傾斜角度と同じ傾き方向で液体中を移動して液面に向かわせて、液体中から気体中に取り出す手段を備えた、前記（１３）に係るウェハ分離装置である。
【００２９】
（１５）本発明は、
積層ウェハ群から分離したウェハが、取り出し位置からずれるのを防止するストッパーを備え、該ストッパーは進退手段によって前記積層ウェハ群に対して進退する、前記（１４）に係るウェハ分離装置である。
【００３０】
（１６）本発明は、
積層ウェハ群を保持し、気液混合流が積層面に当たる位置に前記積層ウェハ群を移動させるウェハ供給手段を備えている、前記（１４）又は（１５）に係るウェハ分離装置である。
【００３１】
本明細書及び特許請求の範囲にいう「積層面」の用語は、積層ウェハ群の側面、すなわち多数枚積層されている各ウェハの厚みが表れている面の意味で使用している。
また、「気中噴出口」は気体中（具体的には空気中）にある噴出口を、「液中噴出口」は液体中（具体的には水中）にある噴出口を指称する意味で使用している。
【００３２】
（作用）
本発明に係るウェハ分離装置の作用を説明する。
【００３３】
まず、噴出手段（噴出ノズル等）によって液面に噴出された液体が液面と衝突することにより、気液界面で取り込まれた気体によって生じた多数の気泡を含む気液混合流を液体中に生じさせる。なお、噴出のタイミングは積層ウェハ群を所要の位置に移動させた後でもよい。
次に、ウェハ供給手段（ウェハ供給機等）によって積層ウェハ群を保持し、前記気液混合流が積層面に当たる位置に積層ウェハ群を移動させる。
【００３４】
これによって、積層ウェハ群を構成するウェハの間に液体と気泡が入り込み、例えば積層ウェハ群の液面側に近い複数枚のウェハが徐々に分離し、各ウェハ間に隙間が空くことによって液体と気泡がさらに入り込み、分離するウェハに摩擦や変形等による大きなストレスをかけることなく、無理なく分離させることができる。
【００３５】
また、各ウェハ間に多数の気泡が入り、これら気泡がいわばクッション（緩衝材）の機能を果たすことにより、各々が分離し水中で浮遊している状態の各ウェハ同士が接触又は衝突しにくく、これによりウェハが損傷することを防止できる。さらには、多数の気泡によって分離するウェハに大きな浮力が付与され、これによりウェハがより短い時間で分離される。
【００３６】
そして、分離している各ウェハのうち、最上部に位置するウェハをウェハ移動手段（ウェハ移動機等）で保持し、所定の箇所に移動する。その後、この移動箇所からウェハを取り出す等して後工程へ送る。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群からウェハを分離し、分離したウェハを一枚ずつ所定の箇所に移動する作業において、多数の気泡を含む水流である気液混合流を積層ウェハ群の積層面に当ててウェハを分離させることにより、分離するウェハに対し摩擦や変形等による大きなストレスを与えないようにして破損を防止することができる。
これにより、ウェハの歩留まりをより向上させてウェハを安定的に供給することができる。
【００３８】
また、気液混合流に含まれる気泡は、液面に噴出される液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じたものであるために、コンプレッサや換気装置等の付帯設備は不必要であり、付帯設備に伴う製造コストの上昇やメンテナンス等の運転コストが生じない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るウェハ分離装置の第１の実施の形態を示しており、前方側から視た斜視説明図。
【図２】図１に示すウェハ分離装置を後方側から視た斜視説明図。
【図３】ウェハ分離装置の構造を示す正面視説明図。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ矢視断面説明図。
【図５】図３におけるＹ−Ｙ矢視断面説明図。
【図６】ウェハ分離装置によるウェハの分離までの工程を示す説明図。
【図７】ウェハ分離装置によるウェハの分離後の移動までの工程を示す説明図。
【図８】リフトベースの初期状態を示し、（ａ）は左側面視説明図、（ｂ）は上面視説明図。
【図９】図８に示すリフトベースに積層ウェハ群を載置した状態を示しており、（ａ）は左側面視説明図、（ｂ）は上面視説明図。
【図１０】リフトベースで積層ウェハ群を分離作業位置まで上昇させた状態を示し、（ａ）は左側面視説明図、（ｂ）は上面視説明図。
【図１１】積層ウェハ群に気液混合流を当てて複数のウェハを分離している状態を示し、（ａ）は左側面視説明図、（ｂ）は上面視説明図。
【図１２】本発明に係るウェハ分離装置の第２の実施の形態の要部を示しており、図１３のＡ矢視説明図。
【図１３】図１２のＸ−Ｘ線矢視説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。なお、以下の説明においては、例として、気体が空気の場合、液体が水の場合を説明しているが、空気や水に限定する意図はない。水に界面活性剤を添加した液体や、本発明を実施できる他の気体や液体を使用してもよい。
（第１の実施の形態）
図１乃至図５及び図８乃至図１１を参照する。
なお、図１乃至図５においては、説明の便宜上、多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群７及び積層ウェハ群７から分離した単独のウェハ７０も表している。
【００４１】
ウェハ分離装置Ａは、積層ウェハ群７からウェハ７０を分離して所定の箇所（本実施の形態では、後述する移動受機６）に移動するものである。
ウェハ分離装置Ａは、角パイプで組まれたフレーム１を有している。フレーム１には、水槽２、水槽２の水面位置（水面下及び水面上の両方に亘る。）に配されている噴出ノズル３、３ａ、積層ウェハ群７を保持し、噴出ノズル３、３ａにより生じた気液混合流がウェハの間に入る位置へ積層ウェハ群７を移動させるウェハ供給機４、積層ウェハ群７から分離したウェハ７０を保持して移動するウェハ移動機５及びウェハ移動機５からウェハ７０を受け取る移動受機６が組み込まれている。
【００４２】
水槽２は、フレーム１の下部に固定されている。水槽２には、清浄な水が所定量入れられ、水面の高さは一定に維持されるようになっている。水槽２内には、二箇所に噴出ノズル３、３ａが配されている。噴出ノズル３、３ａには清浄な水が供給されるようになっている。噴出ノズル３、３ａは、先端の噴出口３０の中心が水面の高さの位置となるように、先側が所要角度（例えば、水面に対しては１５〜４０°の下向きの傾斜角度―本実施の形態では２５°）で水槽２に固定されている。
【００４３】
また、噴出ノズル３、３ａは、本実施の形態では、後記するように積層ウェハ群７が水面近傍まで上昇した時に、その両側（図３で左右側）から積層ウェハ群７の左右両角部へ向けて気液混合流が流れ、積層面の両側面と前面に気液混合流が効果的に当たるように配されている（図１１（ｂ）参照）。
なお、噴出ノズル３、３ａの位置（高さ）及び傾斜角度は前記に限定されないが、少なくとも噴出ノズル３、３ａから噴出された水が水面に衝突し、気液界面で空気を取り込んで、水中において水と多数の気泡を含む気液混合流が生じる位置及び傾斜角度に設定される。
【００４４】
図４に示すように、ウェハ供給機４は、例えば水槽２の底部に固定されている基枠４６を有している。基枠４６の中央には四角形の支持板４０が固定されている。支持板４０は、前側（図４で右側）が高くなるように、水槽２の底面（又は水面）と１５〜４０°（本実施の形態では２５°）の角度で傾斜させてある。本実施の形態では、支持板４０の角度が、前記噴出ノズル３、３ａから水が水面に対し噴出される角度と同じに設定されているが、限定はされない。支持板４０の前部側の一辺を除く三辺側の上面には、支持板４０と直角方向に各辺あたり所要間隔で二本ずつ、ガイドピン４１が固定されている（図８（ａ）、（ｂ）参照）。
【００４５】
各ガイドピン４１は、角柱形状の積層ウェハ群７の三方側部の積層面が若干の隙間をもって内側に収まる位置に設定されており、ガイドピン４１が設けられていない一辺側（ウェハの搬送又は取り出し側）から積層ウェハ群７を入れて収めることができる。なお、本実施の形態の支持板４０及びガイドピン４１は、四角形のウェハに対応しているが、円形のウェハに対応できるように、例えば支持板４０の前記と同じ三辺にそれぞれガイドピンを一本ずつ設けた構造としてもよい。
【００４６】
各ガイドピン４１のうち、支持板４０の相対向する二辺（図３で左右側）の各ガイドピン４１の上部には、それぞれ板状のストッパー４２が互いに同じ高さになるように平行に固定されている。各ストッパー４２は、ウェハ７０を積層ウェハ群７から分離する際、分離したウェハ７０をウェハ移動機５で吸着する位置から外れないように止めるもので、支持板４０と平行に固定されている。
【００４７】
また、ウェハ供給機４は、積層ウェハ群７を載置するリフトベース４３を有している。リフトベース４３は、支持板４０の上面側に位置し、フレーム１の一方側（図３で右側）に固定された駆動装置４４のリフト体４５の下側先端に片持ち構造で固定されている。リフトベース４３の載置部は支持板４０と平行であり、リフトベース４３はボールスクリュー式の駆動装置４４によって前記ガイドピン４１と平行方向に昇降するようになっている。
【００４８】
図５に示すように、ウェハ移動機５は、フレーム１の他方側（図３で左側）に固定された所要長さのガイド体５０を有している。ガイド体５０は、前側が高くなるように水槽２の底面と１５〜４０°の角度で傾斜させてある。本実施の形態では、支持板４０の角度と同じに設定されているが、限定はされない。ガイド体５０には、移行体５１がボールスクリュー式の駆動装置５２によってガイド体５０に沿って移行できるように取り付けられている。
【００４９】
移行体５１は、アクチュエータ５２と、アクチュエータ５２により昇降する昇降アーム５３を有している。昇降アーム５３の下側先端には、真空吸着部５４が片持ち構造で設けられている。移行体５１は、真空吸着部５４をリフトベース４３に載置された積層ウェハ群７のガイドピン４１の高さ方向上方に位置させることができ、真空吸着部５４は分離したウェハ７０を吸着することができる。昇降アーム５３の昇降する方向は、ガイド体５０の方向に対して上下に直角方向である。
なお、本実施の形態では、ウェハ移動機５は一台であるが、移動効率を高めるために複数台としてもよい。
【００５０】
図１，２に示すように、移動受機６は、フレーム１前側の一方側（図３で右側）に固定され、その取り付け高さは、後述する受台板６２の上昇停止位置が水槽２の上部縁部の高さ近傍となるよう設定されている。
移動受機６は、アクチュエータ６０と、アクチュエータ６０により昇降する昇降体６１を有しており、昇降体６１の下側先端には受台板６２が片持ち構造で設けられている。受台板６２は前記支持板４０と平行、すなわち真空吸着部５４で吸着されて送られてくるウェハ７０と平行になるように傾斜している。
【００５１】
受台板６２の上面には、移動されたウェハ７０が落下しないように嵌め入れる載置凹部６３が設けられている。載置凹部６３は、後側に段部があり、前側に段部がないように形成されており（図５参照）、移動されたウェハ７０は斜め上方向（前方向）にスライドさせて取り出すことができる。
【００５２】
なお、受台板６２は、アクチュエータ６０により受台板６２の表面方向と直角方向に昇降するようになっている。受台板６２の上昇停止位置は、前記ウェハ移動機５の昇降アーム５３が下降したときに、真空吸着部５４で吸着されているウェハ７０が載置凹部６３に入る高さに設定されている。
また、本実施の形態では移動受機６を設けているが、これを設けずに、例えば公知構造の搬送機、例えばベルトコンベア等、分離したウェハ７０を後工程へ送るための装置にウェハ移動機５からウェハ７０を直接移動する構造とすることもできる。
【００５３】
また、水槽内の水の汚れ（濁り）を常時監視し、汚れが一定のレベルになったら警告するか、又は水を入れ替えるような装置を付帯することも推奨される。このような装置には、例えば水の汚れを光で検知するセンサー、電気の伝わり具合の変化を測定する電導度センサー等の公知のセンサーを用いることができる。
【００５４】
（作用）
図１乃至図１１を参照して、ウェハ分離装置Ａの作用及びウェハ分離装置Ａにより、多数枚のウェハが積層された積層ウェハ群からウェハを分離し、分離したウェハを一枚ずつ所定の箇所に移動する工程を説明する。
【００５５】
（１）図６（ａ）及び図８（ａ）、（ｂ）に示す状態は初期状態であり、ウェハ供給機４のリフトベース４３は最下部まで下降しており、ウェハ移動機５の昇降アーム５３を有する移行体５１は前位置にあり、昇降アーム５３及び真空吸着部５４は上位置にある。
（２）ウェハ供給機４のリフトベース４３の上に積層ウェハ群７を載置し、各ガイドピン４１の内側に収容する（図６（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）参照）。
【００５６】
（３）駆動装置４４が作動しリフトベース４３と共に積層ウェハ群７が上昇する（図１０（ａ）、（ｂ）参照）。そして、噴出ノズル３、３ａより水面及び水中へ水を所要の圧力で噴出する。水面に噴出された水は水面から水中に入水する際に空気を取り込み、水中に噴出された水と合流して多数の気泡Ｂを含む気液混合流が生じる（図６（ｃ）、図１１（ａ）参照）。
【００５７】
（４）リフトベース４３が、積層ウェハ群７の上部の積層面に前記気液混合流が当たる位置である分離作業位置に停止し、積層ウェハ群７の左右両側から積層ウェハ群７の左右両角部へ向けて気液混合流が流れ、積層面の両側面と前面に気液混合流が当たる。なお、気液混合流は、ウェハ７０の分離に支障がなければ、積層面の他の位置に当てることもできる。
【００５８】
これにより、複数のウェハ７０が気液混合流によって各ガイドピン４１の内側で積層ウェハ群７から浮き上がるように分離し、最上部に位置するウェハ７０がストッパー４２の下側で止められる（図１１（ａ）参照）。そして、ウェハ移動機５の移行体５１が後方のウェハ吸着位置へ移動する（図６（ｄ）参照）。
【００５９】
なお、ウェハ７０が分離する際には、各ウェハ７０の間に水と気泡Ｂが入り込み、分離するウェハ７０に摩擦や変形等による大きなストレスをかけることなく、無理なく分離させることができる。また、各ウェハ７０間に入った気泡Ｂがいわばクッションの機能を果たすことにより、各々が分離し水中で浮遊している状態の各ウェハ７０同士が接触又は衝突しにくく、これによりウェハが損傷することを防止できる。さらには、多数の気泡Ｂによって、分離する各ウェハ７０に大きな浮力が付与され、これによりウェハ７０がより短い時間で分離される。
【００６０】
（５）ウェハ移動機５の昇降アーム５３が下降し、積層ウェハ群７から分離してストッパー４２の下方に位置している最上部に位置するウェハ７０を真空吸着部５４によって吸着する（図７（ｅ）参照）。最上部のウェハ７０が吸着される位置は、ストッパー４２の下面よりやや下側の水中（図１１（ａ）では、ウェハ７０の前側の一部が水面から出ているが、全体が水中にあってもよい）であり、移動受機６へ向けて移動する際にストッパー４２に接触しないようにして損傷を防止している。
【００６１】
（６）昇降アーム５３の真空吸着部５４で最上部のウェハ７０を吸着した状態で駆動装置５２が作動し、移行体５１が前進して所定の位置に停止する（図７（ｆ）参照）。
積層ウェハ群７は前記のように水面に対して１５〜４０°（本実施の形態では２５°）の下向きの傾斜角度を有して設置される。したがって、積層ウェハ群７より分離したウェハ７０は、ウェハ移動機５によって水面に対して前記角度の上向きの角度となり、その角度を保持し、ウェハの端面を先端にしながら水中を移動して水面に向かい、水面下（水中）から水面上に取り出される。したがってウェハ７０に受ける水の抵抗を避けながら水面下から水面上に取り出すことができるので、ウェハにストレスがかからず、ウェハの破損が防止できる。
【００６２】
なお、前記気液混合流は継続して積層ウェハ群７及び分離している各ウェハ７０に当たっており、最上部に位置するウェハ７０が移動した後、その次のウェハ７０がストッパー４２の下側で止められる。また、積層ウェハ群７は、積層ウェハ群７全体がウェハ７０に分離するようにリフトベース４３によって徐々に上昇するようになっている。
【００６３】
（７）移動受機６のアクチュエータ６０（図１、図２参照）が作動し、受台板６２が上昇し所定位置に停止する。真空吸着部５４によるウェハ７０の吸着状態を解除し、ウェハ７０を受台板６２の載置凹部６３に移動する（図７（ｇ）、図４、図５参照）。
（８）受台板６２が下降し、元の位置に戻る。また、昇降アーム５３が上昇する（図７（ｈ）参照）。
【００６４】
これにより前記（３）終了の状態へ戻り、積層ウェハ群７を構成するウェハ７０がなくなるまで、（４）〜（８）の工程を繰り返し、ウェハ７０の分離作業を行う。なお、移動受機６へ移動したウェハは、順次後工程へ送られる。
【００６５】
なお、本実施の形態のウェハ分離装置Ａの有効性及び優位性を確認するために、(1)水中にて水と空気の気液混合流を噴出した場合（本実施の形態）、(2)水中にて水のみを噴出した場合、(3)水中にて空気のみを噴出した場合の各ケースで比較検証した（表１参照）。
具体的には、水槽内の水中にある積層ウェハ群の積層面へ向けて各流体を噴出し、最上部に位置するウェハを分離させる際の分離時間を測定し、最上部に位置するウェハが分離した後に昇降アームにてウェハを移動するまでのＮＧ確率（不良率）を検証した。
【００６６】
【表１】
【００６７】
（考察）
まず、ウェハ分離時間に関しては、噴出方法を水のみとした(2)の場合よりも、本実施の形態の水と空気の気液混合流を噴出した(1)の場合の方が、より短時間でウェハを分離させることができた。これは、積層されたウェハ間に水と共に多数の気泡が入り込み、最上部に位置するウェハに大きな浮力を付与することによりウェハの分離を促進しているためと考えられる。
【００６８】
また、ウェハ移動時のＮＧ確率に関しては、噴出方法を水のみとした(2)の場合には、ウェハ分離状態が不安定なことに伴うウェハの割れ、吸着不良によるウェハ移動ミス及びウェハの２枚取りが発生しＮＧ確率が１４％であったのに対し、本実施の形態の水と空気（気泡）の気液混合流を噴出した(1)の場合はＮＧが発生せず、明確な優位性が認められた。
【００６９】
なお、空気のみを噴出した場合(3)に関しては、水中の空気（気泡）の流れが安定せず、ウェハの破損が発生した。また、ウェハが破損しない程度に空気流量を少なくした場合、ウェハを分離するには流量が足りず、結果的に検証が困難であった。
このように、前記３つのケースでは、(1)の水と空気（気泡）の気液混合流を噴出する方法でウェハの分離を行うのが最も有効であることが分かった。
【００７０】
（第２の実施の形態）
図１２及び図１３を参照する。第２の実施の形態では、主として噴出ノズルの数と配置、ウェハ供給機のガイドピンの取り付け構造、及び積層ウェハ群から分離したウェハの浮き上がりを防止するストッパーに係る構成等が第１の実施の形態と異なり、その他は第１の実施の形態と大体において同じである。なお、第１の実施の形態と同一又は同等箇所には同一符号を付して示している。
【００７１】
（噴出ノズル関連）
噴出ノズルは、積層ウェハ群７から分離されたウェハ７０の搬送路線Ｌを挟んで積層ウェハ群７の略四隅又は四方に配置される。
噴出ノズルは、第１の実施の形態で説明した噴出ノズルに相当する第１の噴出ノズル３，３ａの他に、第１の噴出ノズル３，３ａと同じ側に、第２の噴出ノズル３ｂ，３ｃ及び第３の噴出ノズル３ｄ，３ｅが配置されている。また、ウェハの搬送方向とは反対側には第４の噴出ノズル３ｆ，３ｇが配置されている。
【００７２】
第１の噴出ノズル３，３ａは、全体形状が大体において縦長直方体形状であり、縦長のスリット状の噴出口３０、３０ａを有する。噴出口３０、３０ａは水面下から水面上（水中から空気中）に亘って設けられており、水面上と水面下に位置している。これによって、水中と水面の双方に水を噴出する。水の噴出方向は、ウェハの表面と平行であるが、ウエハが剥離できれば多少の交差角を設けても良い。
【００７３】
噴出口３０、３０ａから水面に噴出された水の衝撃により水面近傍の空気が水中に取り込まれた噴流と、水面下に噴出された水の噴流とが合流して多数の気泡を含む水と気泡の気液混合流が生じる。この気液混合流を積層ウェハ群７の積層面に当てることにより積層ウェハ群７からウェハ７０を分離させる。
【００７４】
第２の噴出ノズル３ｂ，３ｃは、第１の噴出ノズルと同じ側にあり、全体形状が大体において縦長直方体形状であり、縦長のスリット状の噴出口３０ｂ、３０ｃを有する。噴出口３０ｂ、３０ｃの全部が水面下に位置し、水の噴出方向はウエハ表面と平行である。第２の噴出ノズルは、積層ウェハ群７からウェハ７０が分離するのを補助又は支援し、向上させる。
【００７５】
第３の噴出ノズル３ｄ，３ｅは、第１の噴出ノズルと同じ側にあり、水流が扇形状に噴出される噴出口３０ｄ、３０ｅ有している。扇形に噴出された水は、ウエハ積層面に対してやや交差する角度で当たる。噴出口３０ｄ、３０ｅの全部が水面の上に位置しており、液体中にある積層ウェハ群に水面上より噴流を当てる。その際に気泡を生じる。第３のノズルは、扇形状の水流で積層ウエハ群７のウェハの間の隙間を、より確実に開けて、積層ウェハ群７からウェハ７０が分離するのを補助又は支援し、向上させる。
【００７６】
第４の噴出ノズル３ｆ，３ｇは、第１乃至第３の噴出ノズルとは反対側にあり、全体形状が大体において縦長直方体形状であり、縦長のスリット状の噴出口３０ｆ、３０ｇを有する。噴出口３０ｆ、３０ｇの全部が水中にある。水の噴出方向は、ウエハ表面と平行である。第４の噴出ノズルは、ウェハ７０が分離するのを補助又は支援し、向上させると共に、浮き上がったウエハ７０をウェハ移動機５の真空吸着部５４と平行にしてウェハ吸着の安定性を図るものである。
【００７７】
第１乃至第３の噴出ノズルはウエハの搬送路Ｌを挟んで積層ウェハ群７の両側に配置して、分離したウエハの搬送に邪魔にならないようにしている。また、第１乃至第４の噴出ノズルを積層ウエハ群７の中心に向けることにより、噴流を効率的に積層ウェハ群７に当ててウエハを分離するようにしている。
【００７８】
（ウェハ供給機とストッパー関連）
ウェハ供給機４ａは、積層ウェハ群７を載せ置き、最上部のウェハ７０の分離に伴って積層ウェハ群７を上昇させるリフトベース４３を有する。リフトベース４３は本実施の形態では、略四角形状をしている。リフトベース４３のうち、ウェハ７０の搬送又は取り出し側の辺を除く残りの三辺の端縁からやや内方には、所要間隔をおいて各辺に二本ずつガイドピン４１が立設されている。
【００７９】
また、積層ウェハ群７から分離したウェハ７０が取り出し位置からずれるのを防止する一対のストッパー機構Ｓを備える。ストッパー機構Ｓはウェハ７０の搬送路Ｌに対して直交する両側に配置されている。
各ストッパー機構Ｓは、ウェハ７０を積層ウェハ群７から分離する際、分離したウェハ７０をウェハ移動機５で吸着する位置から外れないように止めるストッパー４２０、ストッパー４２０を進退するエアーシリンダー４２２、一方側がエアーシリンダー４２２のロッドの先端に取り付けられ、他方側には前記ストッパー４２０が取り付けられているブラケット４２１で構成される、
【００８０】
ストッパー４２０の先端縁であるガイドピン４１側には、ガイドピン４１を導入するべく、切欠された導入部４２０ａを有する。導入部４２０ａは、ウェハ７０の搬送又は取り出し方向と平行な４本のガイドピン４１の位置に対応しており、ストッパー４２０をガイドピン４１に向けて進めたときに、ストッパー４２０の先端縁がガイドピン４１を越えてウェハの上部に被るようにしている。
なお、ストッパ機構Ｓは、対向する一方は固定、他方は可動となる構成を採用してもよい。
【００８１】
（作用）
前記構成のストッパー機構Ｓの作用を説明する。
積層ウェハ群７をリフトベース４３に載せ置くときには、エアーシリンダー４２２を作動させてストッパー４２０をリフトベース４３から離れる方向に移動させ、ウェハ供給機４のリフトベース４３の上に積層ウェハ群７を載置し、各ガイドピン４１の内側に収容する。
【００８２】
次いで、エアーシリンダー４２２を作動させて、ストッパー４２０をリフトベース４３に載せ置かれた積層ウェハ群７に対して進め、各導入部４２０ａを各ガイドピン４１に臨ませて各ストッパー４２の先端縁を積層ウェハ群の上に被さるようにする。これによってウェハ７０を積層ウェハ群７から分離する際、分離したウェハ７０をウェハ移動機５で吸着する位置から外れないように止めることができる。
第２の実施の形態に係るその他の作用については、第１の実施の形態の作用と略同じであり、第１の実施の形態の作用を援用し、説明は省略する。
【００８３】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
また、第１、第２などの言葉は、等級や重要度を意味するものではなく、一つの要素を他の要素から区別するために使用したものである。
【符号の説明】
【００８４】
Ａ ウェハ分離装置
１ フレーム
２ 水槽
３、３ａ 噴出ノズル（第１の噴出ノズル）
３ｂ、３ｃ 第２の噴出ノズル
３ｄ、３ｅ 第３の噴出ノズル
３ｆ、３ｇ 第４の噴出ノズル
３０ 噴出口
４ ウェハ供給機
４０ 支持板
４１ ガイドピン
４２ ストッパー
４３ リフトベース
４４ 駆動装置
４５ リフト体
４６ 基枠
５ ウェハ移動機
５０ ガイド体
５１ 移行体
５２ アクチュエータ
５２ 駆動装置
５３ 昇降アーム
５４ 真空吸着部
６ 移動受機
６０ アクチュエータ
６１ 昇降体
６２ 受台板
６３ 載置凹部
７ 積層ウェハ群
７０ ウェハ
Ｂ 気泡
Ｓ ストッパー機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハの分離方法及び分離装置に関するものである。更に詳しくは、半導体素子の材料であり、多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群からウェハを分離し、分離したウェハを一枚ずつ所定の箇所に移動する、ウェハの分離方法及び分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の材料として用いられるウェハ(wafer：ウエハ、ウェーハまたはウエハーとも称される)の製造においては、シリコン等で形成されたインゴットを薄板状に切断することにより多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群を形成し、ウェハはこの積層ウェハ群から一枚ずつ剥がして分離される。
このウェハの分離作業は、周知のように非常に困難な作業であり、ウェハを分離し安定的に供給するための装置としては、例えば特許文献１に記載の「ウェハの分離搬送装置及び分離搬送方法」、あるいは特許文献２に記載の「ウェーハの枚葉装置および枚葉装置」、特許文献３の「ウェハ・スタックからウェハを分離する方法と装置」等がある。
【０００３】
特許文献１に記載の発明は、「支持部材と分離押出手段及び噴射ノズルを有し、液体内において多数枚のウェハを積層状態で支持部材により支持し、支持部材の上昇により多数のウェハを所定量ずつ上昇させて、最上部に位置する一枚のウェハを水面付近の位置に配置し、分離押出手段の接触子で最上部のウェハを機械的に回転させて始動力を付与し、さらに噴射ノズルにより水面位置のウェハの上面に対し、その中心から偏倚した位置に水を噴射して一方向に回転させ、他のウェハから分離させて、搬出方向に搬送する」というものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載の発明は、「第１吸着部材によって分離ウェーハを吸着保持するとともに、第２吸着部材によって第１吸着部材よりも上方位置で前記分離ウェーハを吸着保持し、第２吸着部材のフレキシブルパイプを収縮させて分離ウェーハを反らせながら吸着保持し、続いて、隣接ウェーハの外周面上部をストッパによって押さえて、分離ウェーハの移動に伴う隣接ウェーハの移動を禁止しながら、分離ウェーハを上方に移動させて積層ウェーハ群から分離することにより、厳しい隙間管理を要することなく、積層ウェーハ群からウェーハを確実に１枚ずつ枚葉できるようにする」というものである。
【０００５】
更に、特許文献３に記載の発明は、「垂直のウェハ・スタックからウェハを分離する方法で、ウェハは、上から作用する移動手段を介して上から個別に転送される。移動手段はウェハ(12)の最上部が接する吸引表面を持つ回転ベルトとして製造され、吸引表面へのウェハ(12)の接触は負圧の吸引で加速される。他のウェハの上に配置された複数のウェハを分離するため、移動手段は下記２つステップの少なくとも１つを受け、
ａ）水は最上部のウェハの先端に力が加わるように下斜めから噴射される。
ｂ）移動手段(23)は移動中ウェハの下方表面に下から接する剥離装置の上をウェハが超えるように案内し、双方がウェハを吸引表面に押しつけブレーキ作用する。
その後、ウェハは、転送パスへ移動し更なる処理へ転送される。」というものである。
なお、ａ）において噴射される水は、「空気あるいはガス泡を含むことにより水圧のみならず空気泡が個々のウェハの間を通過できて結果として付着作用をなくす」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１４８２７８
【０００７】
【特許文献２】特開２００２−７５９２２
【０００８】
【特許文献３】特表２０１１−５０７２４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、前記したように、「分離押出手段の接触子で最上部のウェハを機械的に回転させて始動力を付与し、さらに噴射ノズルにより水面位置のウェハの上面に対し、その中心から偏倚した位置に水を噴射して一方向に回転させる」ようになっている。このため、最上部のウェハと他のウェハとの接面部では移動摩擦抵抗が相当に大きくなり、特に分離押出手段による始動の際、両ウェハには大きなストレスがかかるため、実際上はウェハを円滑に分離させることは難しく、ウェハが破損するおそれがある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の発明は、前記したように、「第１吸着部材によって分離ウェーハを吸着保持するとともに、第２吸着部材によって第１吸着部材よりも上方位置で分離ウェーハを吸着保持し、第２吸着部材のフレキシブルパイプを収縮させて分離ウェーハを反らせながら吸着保持する」ようになっている。このため、分離ウェーハには変形による大きなストレスがかかり、破損するおそれがある。
【００１１】
特許文献３に記載の発明は、前記空気泡が個々のウェハの間を通過できて結果として付着作用をなくすことから、特許文献１及び２に記載の発明よりもウェハの分離が容易になることが期待できる。
しかし、空気あるいはガスを含んだ水噴射は、空気あるいはガスを水噴射あるいは水噴射させるためのノズルの中へ注入することによって生成されるために、コンプレッサや換気装置等の付帯設備が必要となる。その結果、付帯設備に伴う製造コストの上昇やメンテナンス等の運転コストが生じる課題がある。
【００１２】
本発明者らは、特別な付帯設備なしで水と空気の混合流を発生させることができないか研究を重ね、本発明を完成するに至った。
【００１３】
（本発明の目的）
そこで、本発明の目的は、多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群からウェハを分離し、分離したウェハを一枚ずつ所定の箇所に移動する作業において、分離するウェハに対し摩擦や変形等によるストレスをできるだけ与えないようにして破損を防止することにより、ウェハの歩留まりをより向上させてウェハの安定供給ができるようにした、ウェハの分離方法及び分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
【００１５】
（１）本発明は、
液体中にある積層ウェハ群の積層面に、液体と気泡とを含む気液混合流を当てることにより、多数枚のウェハが積層された状態の前記積層ウェハ群からウェハを分離する方法であって、
前記気液混合流は、液面に噴出された液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じた気泡を含む、
ウェハの分離方法である。
【００１６】
（２）本発明は、
気液混合流は、液面に噴出された液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じた気泡を含む噴流と、液体中に噴出された噴流とが、合流したものである、前記（１）に係るウェハの分離方法である。
【００１７】
（３）本発明は、
気液混合流は、液面に対して所要の下向きの傾斜角度の噴流となって液面側から液体中にある積層ウェハ群に当たる、前記（１）又は（２）に係るウェハの分離方法である。
【００１８】
（４）本発明は、
積層ウェハ群は、気液混合流が当たる側が高くなるように液面に対して傾いて設置されており、気液混合流の下向きの傾斜角度と前記積層ウェハ群の傾斜角度は、同じか又は略同じである、前記（３）に係るウェハの分離方法である。
【００１９】
（５）本発明は、
積層ウェハ群から分離したウェハのうち、最上部の位置にあるウェハを所定の箇所に移動する、前記（４）に係るウェハの分離方法である。
【００２０】
（６）本発明は、
ウェハの移動は、吸着手段により吸着されて行われる、前記（５）に係るウェハの分離方法である。
【００２１】
（７）本発明は、
液体中にある積層ウェハ群より分離したウェハは、設置した傾斜角度と同じ傾き方向で液体中を移動して液面に向かい、液体中から気体中に取り出される、前記（５）又は（６）に係るウェハの分離方法である。
【００２２】
（８）本発明は、
液体中にある積層ウェハ群の積層面に、液体と気泡とを含む気液混合流を当てることにより、多数枚のウェハが積層された状態の前記積層ウェハ群からウェハを分離する装置であって、
該装置は、液面に液体を噴出する気中噴出口から液面に噴出した液体が液面と衝突して気液界面で気体を取り込んで噴出液体中に気泡を含む噴出手段を有している、
ウェハ分離装置である。
【００２３】
（９）本発明は、
噴出手段は、気中噴出口の他に液体中に液体を噴出する液中噴出口を備え、前記気中噴出口から液面に噴出した噴流と前記液中噴出口から噴出した噴流が合流して気液混合流を構成する、前記（８）に係るウェハ分離装置である。
【００２４】
（１０）本発明は、
噴出手段が噴出ノズルであり、気中噴出口と液中噴出口は、同一の噴出ノズルに備わるか、又はそれぞれ別個の噴出ノズルに備わる、前記（９）に係るウェハ分離装置である。
【００２５】
（１１）本発明は、
噴出ノズルは、気液混合流が液面に対して所要の下向きの傾斜角度で噴流となって液体中にある積層ウェハ群に当たる噴出口を有する、前記（１０）に係るウェハ分離装置である。
【００２６】
（１２）本発明は、
噴出ノズルは、気液混合流を生じさせる第１の噴出ノズルと、液体中で液体を噴出する第２の噴出ノズル及び第４の噴出ノズルと、気体中で液体を噴出する第３の噴出ノズルを備え、
第１の噴出ノズル、第２の噴出ノズル及び第３の噴出ノズルは、積層ウェハ群から分離されたウェハの搬送方向側であって搬送路線を挟んで積層ウェハ群の両側に配置され、
第４の噴出ノズルは、前記ウェハの搬送方向とは反対側であって前記搬送路線の逆延長線を挟んで積層ウェハ群の両側に配置される、 前記（１０）又は（１１）に係るウェハ分離装置である。
【００２７】
（１３）本発明は、
積層ウェハ群は、気液混合流が当たる側が高くなるように液面に対して傾いて設置されており、気液混合流の下向きの傾斜角度と前記積層ウェハ群の傾斜角度は、同じか又は略同じである、前記（１１）又は（１２）に係るウェハ分離装置である。
【００２８】
（１４）本発明は、
液体中にある積層ウェハ群より分離した最上部の位置にあるウェハを、前記積層ウェハ群が設置した傾斜角度と同じ傾き方向で液体中を移動して液面に向かわせて、液体中から気体中に取り出す手段を備えた、前記（１３）に係るウェハ分離装置である。
【００２９】
（１５）本発明は、
積層ウェハ群から分離したウェハが、取り出し位置からずれるのを防止するストッパーを備え、該ストッパーは進退手段によって前記積層ウェハ群に対して進退する、前記（１４）に係るウェハ分離装置である。
【００３０】
（１６）本発明は、
積層ウェハ群を保持し、気液混合流が積層面に当たる位置に前記積層ウェハ群を移動させるウェハ供給手段を備えている、前記（１４）又は（１５）に係るウェハ分離装置である。
【００３１】
本明細書及び特許請求の範囲にいう「積層面」の用語は、積層ウェハ群の側面、すなわち多数枚積層されている各ウェハの厚みが表れている面の意味で使用している。
また、「気中噴出口」は気体中（具体的には空気中）にある噴出口を、「液中噴出口」は液体中（具体的には水中）にある噴出口を指称する意味で使用している。
【００３２】
（作用）
本発明に係るウェハ分離装置の作用を説明する。
【００３３】
まず、噴出手段（噴出ノズル等）によって液面に噴出された液体が液面と衝突することにより、気液界面で取り込まれた気体によって生じた多数の気泡を含む気液混合流を液体中に生じさせる。なお、噴出のタイミングは積層ウェハ群を所要の位置に移動させた後でもよい。
次に、ウェハ供給手段（ウェハ供給機等）によって積層ウェハ群を保持し、前記気液混合流が積層面に当たる位置に積層ウェハ群を移動させる。
【００３４】
これによって、積層ウェハ群を構成するウェハの間に液体と気泡が入り込み、例えば積層ウェハ群の液面側に近い複数枚のウェハが徐々に分離し、各ウェハ間に隙間が空くことによって液体と気泡がさらに入り込み、分離するウェハに摩擦や変形等による大きなストレスをかけることなく、無理なく分離させることができる。
【００３５】
また、各ウェハ間に多数の気泡が入り、これら気泡がいわばクッション（緩衝材）の機能を果たすことにより、各々が分離し水中で浮遊している状態の各ウェハ同士が接触又は衝突しにくく、これによりウェハが損傷することを防止できる。さらには、多数の気泡によって分離するウェハに大きな浮力が付与され、これによりウェハがより短い時間で分離される。
【００３６】
そして、分離している各ウェハのうち、最上部に位置するウェハをウェハ移動手段（ウェハ移動機等）で保持し、所定の箇所に移動する。その後、この移動箇所からウェハを取り出す等して後工程へ送る。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群からウェハを分離し、分離したウェハを一枚ずつ所定の箇所に移動する作業において、多数の気泡を含む水流である気液混合流を積層ウェハ群の積層面に当ててウェハを分離させることにより、分離するウェハに対し摩擦や変形等による大きなストレスを与えないようにして破損を防止することができる。
これにより、ウェハの歩留まりをより向上させてウェハを安定的に供給することができる。
【００３８】
また、気液混合流に含まれる気泡は、液面に噴出される液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じたものであるために、コンプレッサや換気装置等の付帯設備は不必要であり、付帯設備に伴う製造コストの上昇やメンテナンス等の運転コストが生じない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るウェハ分離装置の第１の実施の形態を示しており、前方側から視た斜視説明図。
【図２】図１に示すウェハ分離装置を後方側から視た斜視説明図。
【図３】ウェハ分離装置の構造を示す正面視説明図。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ矢視断面説明図。
【図５】図３におけるＹ−Ｙ矢視断面説明図。
【図６】ウェハ分離装置によるウェハの分離までの工程を示す説明図。
【図７】ウェハ分離装置によるウェハの分離後の移動までの工程を示す説明図。
【図８】リフトベースの初期状態を示し、（ａ）は左側面視説明図、（ｂ）は上面視説明図。
【図９】図８に示すリフトベースに積層ウェハ群を載置した状態を示しており、（ａ）は左側面視説明図、（ｂ）は上面視説明図。
【図１０】リフトベースで積層ウェハ群を分離作業位置まで上昇させた状態を示し、（ａ）は左側面視説明図、（ｂ）は上面視説明図。
【図１１】積層ウェハ群に気液混合流を当てて複数のウェハを分離している状態を示し、（ａ）は左側面視説明図、（ｂ）は上面視説明図。
【図１２】本発明に係るウェハ分離装置の第２の実施の形態の要部を示しており、図１３のＡ矢視説明図。
【図１３】図１２のＸ−Ｘ線矢視説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。なお、以下の説明においては、例として、気体が空気の場合、液体が水の場合を説明しているが、空気や水に限定する意図はない。水に界面活性剤を添加した液体や、本発明を実施できる他の気体や液体を使用してもよい。
（第１の実施の形態）
図１乃至図５及び図８乃至図１１を参照する。
なお、図１乃至図５においては、説明の便宜上、多数枚のウェハが積層された状態の積層ウェハ群７及び積層ウェハ群７から分離した単独のウェハ７０も表している。
【００４１】
ウェハ分離装置Ａは、積層ウェハ群７からウェハ７０を分離して所定の箇所（本実施の形態では、後述する移動受機６）に移動するものである。
ウェハ分離装置Ａは、角パイプで組まれたフレーム１を有している。フレーム１には、水槽２、水槽２の水面位置（水面下及び水面上の両方に亘る。）に配されている噴出ノズル３、３ａ、積層ウェハ群７を保持し、噴出ノズル３、３ａにより生じた気液混合流がウェハの間に入る位置へ積層ウェハ群７を移動させるウェハ供給機４、積層ウェハ群７から分離したウェハ７０を保持して移動するウェハ移動機５及びウェハ移動機５からウェハ７０を受け取る移動受機６が組み込まれている。
【００４２】
水槽２は、フレーム１の下部に固定されている。水槽２には、清浄な水が所定量入れられ、水面の高さは一定に維持されるようになっている。水槽２内には、二箇所に噴出ノズル３、３ａが配されている。噴出ノズル３、３ａには清浄な水が供給されるようになっている。噴出ノズル３、３ａは、先端の噴出口３０の中心が水面の高さの位置となるように、先側が所要角度（例えば、水面に対しては１５〜４０°の下向きの傾斜角度―本実施の形態では２５°）で水槽２に固定されている。
【００４３】
また、噴出ノズル３、３ａは、本実施の形態では、後記するように積層ウェハ群７が水面近傍まで上昇した時に、その両側（図３で左右側）から積層ウェハ群７の左右両角部へ向けて気液混合流が流れ、積層面の両側面と前面に気液混合流が効果的に当たるように配されている（図１１（ｂ）参照）。
なお、噴出ノズル３、３ａの位置（高さ）及び傾斜角度は前記に限定されないが、少なくとも噴出ノズル３、３ａから噴出された水が水面に衝突し、気液界面で空気を取り込んで、水中において水と多数の気泡を含む気液混合流が生じる位置及び傾斜角度に設定される。
【００４４】
図４に示すように、ウェハ供給機４は、例えば水槽２の底部に固定されている基枠４６を有している。基枠４６の中央には四角形の支持板４０が固定されている。支持板４０は、前側（図４で右側）が高くなるように、水槽２の底面（又は水面）と１５〜４０°（本実施の形態では２５°）の角度で傾斜させてある。本実施の形態では、支持板４０の角度が、前記噴出ノズル３、３ａから水が水面に対し噴出される角度と同じに設定されているが、限定はされない。支持板４０の前部側の一辺を除く三辺側の上面には、支持板４０と直角方向に各辺あたり所要間隔で二本ずつ、ガイドピン４１が固定されている（図８（ａ）、（ｂ）参照）。
【００４５】
各ガイドピン４１は、角柱形状の積層ウェハ群７の三方側部の積層面が若干の隙間をもって内側に収まる位置に設定されており、ガイドピン４１が設けられていない一辺側（ウェハの搬送又は取り出し側）から積層ウェハ群７を入れて収めることができる。なお、本実施の形態の支持板４０及びガイドピン４１は、四角形のウェハに対応しているが、円形のウェハに対応できるように、例えば支持板４０の前記と同じ三辺にそれぞれガイドピンを一本ずつ設けた構造としてもよい。
【００４６】
各ガイドピン４１のうち、支持板４０の相対向する二辺（図３で左右側）の各ガイドピン４１の上部には、それぞれ板状のストッパー４２が互いに同じ高さになるように平行に固定されている。各ストッパー４２は、ウェハ７０を積層ウェハ群７から分離する際、分離したウェハ７０をウェハ移動機５で吸着する位置から外れないように止めるもので、支持板４０と平行に固定されている。
【００４７】
また、ウェハ供給機４は、積層ウェハ群７を載置するリフトベース４３を有している。リフトベース４３は、支持板４０の上面側に位置し、フレーム１の一方側（図３で右側）に固定された駆動装置４４のリフト体４５の下側先端に片持ち構造で固定されている。リフトベース４３の載置部は支持板４０と平行であり、リフトベース４３はボールスクリュー式の駆動装置４４によって前記ガイドピン４１と平行方向に昇降するようになっている。
【００４８】
図５に示すように、ウェハ移動機５は、フレーム１の他方側（図３で左側）に固定された所要長さのガイド体５０を有している。ガイド体５０は、前側が高くなるように水槽２の底面と１５〜４０°の角度で傾斜させてある。本実施の形態では、支持板４０の角度と同じに設定されているが、限定はされない。ガイド体５０には、移行体５１がボールスクリュー式の駆動装置５２によってガイド体５０に沿って移行できるように取り付けられている。
【００４９】
移行体５１は、アクチュエータ５２と、アクチュエータ５２により昇降する昇降アーム５３を有している。昇降アーム５３の下側先端には、真空吸着部５４が片持ち構造で設けられている。移行体５１は、真空吸着部５４をリフトベース４３に載置された積層ウェハ群７のガイドピン４１の高さ方向上方に位置させることができ、真空吸着部５４は分離したウェハ７０を吸着することができる。昇降アーム５３の昇降する方向は、ガイド体５０の方向に対して上下に直角方向である。
なお、本実施の形態では、ウェハ移動機５は一台であるが、移動効率を高めるために複数台としてもよい。
【００５０】
図１，２に示すように、移動受機６は、フレーム１前側の一方側（図３で右側）に固定され、その取り付け高さは、後述する受台板６２の上昇停止位置が水槽２の上部縁部の高さ近傍となるよう設定されている。
移動受機６は、アクチュエータ６０と、アクチュエータ６０により昇降する昇降体６１を有しており、昇降体６１の下側先端には受台板６２が片持ち構造で設けられている。受台板６２は前記支持板４０と平行、すなわち真空吸着部５４で吸着されて送られてくるウェハ７０と平行になるように傾斜している。
【００５１】
受台板６２の上面には、移動されたウェハ７０が落下しないように嵌め入れる載置凹部６３が設けられている。載置凹部６３は、後側に段部があり、前側に段部がないように形成されており（図５参照）、移動されたウェハ７０は斜め上方向（前方向）にスライドさせて取り出すことができる。
【００５２】
なお、受台板６２は、アクチュエータ６０により受台板６２の表面方向と直角方向に昇降するようになっている。受台板６２の上昇停止位置は、前記ウェハ移動機５の昇降アーム５３が下降したときに、真空吸着部５４で吸着されているウェハ７０が載置凹部６３に入る高さに設定されている。
また、本実施の形態では移動受機６を設けているが、これを設けずに、例えば公知構造の搬送機、例えばベルトコンベア等、分離したウェハ７０を後工程へ送るための装置にウェハ移動機５からウェハ７０を直接移動する構造とすることもできる。
【００５３】
また、水槽内の水の汚れ（濁り）を常時監視し、汚れが一定のレベルになったら警告するか、又は水を入れ替えるような装置を付帯することも推奨される。このような装置には、例えば水の汚れを光で検知するセンサー、電気の伝わり具合の変化を測定する電導度センサー等の公知のセンサーを用いることができる。
【００５４】
（作用）
図１乃至図１１を参照して、ウェハ分離装置Ａの作用及びウェハ分離装置Ａにより、多数枚のウェハが積層された積層ウェハ群からウェハを分離し、分離したウェハを一枚ずつ所定の箇所に移動する工程を説明する。
【００５５】
（１）図６（ａ）及び図８（ａ）、（ｂ）に示す状態は初期状態であり、ウェハ供給機４のリフトベース４３は最下部まで下降しており、ウェハ移動機５の昇降アーム５３を有する移行体５１は前位置にあり、昇降アーム５３及び真空吸着部５４は上位置にある。
（２）ウェハ供給機４のリフトベース４３の上に積層ウェハ群７を載置し、各ガイドピン４１の内側に収容する（図６（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）参照）。
【００５６】
（３）駆動装置４４が作動しリフトベース４３と共に積層ウェハ群７が上昇する（図１０（ａ）、（ｂ）参照）。そして、噴出ノズル３、３ａより水面及び水中へ水を所要の圧力で噴出する。水面に噴出された水は水面から水中に入水する際に空気を取り込み、水中に噴出された水と合流して多数の気泡Ｂを含む気液混合流が生じる（図６（ｃ）、図１１（ａ）参照）。
【００５７】
（４）リフトベース４３が、積層ウェハ群７の上部の積層面に前記気液混合流が当たる位置である分離作業位置に停止し、積層ウェハ群７の左右両側から積層ウェハ群７の左右両角部へ向けて気液混合流が流れ、積層面の両側面と前面に気液混合流が当たる。なお、気液混合流は、ウェハ７０の分離に支障がなければ、積層面の他の位置に当てることもできる。
【００５８】
これにより、複数のウェハ７０が気液混合流によって各ガイドピン４１の内側で積層ウェハ群７から浮き上がるように分離し、最上部に位置するウェハ７０がストッパー４２の下側で止められる（図１１（ａ）参照）。そして、ウェハ移動機５の移行体５１が後方のウェハ吸着位置へ移動する（図６（ｄ）参照）。
【００５９】
なお、ウェハ７０が分離する際には、各ウェハ７０の間に水と気泡Ｂが入り込み、分離するウェハ７０に摩擦や変形等による大きなストレスをかけることなく、無理なく分離させることができる。また、各ウェハ７０間に入った気泡Ｂがいわばクッションの機能を果たすことにより、各々が分離し水中で浮遊している状態の各ウェハ７０同士が接触又は衝突しにくく、これによりウェハが損傷することを防止できる。さらには、多数の気泡Ｂによって、分離する各ウェハ７０に大きな浮力が付与され、これによりウェハ７０がより短い時間で分離される。
【００６０】
（５）ウェハ移動機５の昇降アーム５３が下降し、積層ウェハ群７から分離してストッパー４２の下方に位置している最上部に位置するウェハ７０を真空吸着部５４によって吸着する（図７（ｅ）参照）。最上部のウェハ７０が吸着される位置は、ストッパー４２の下面よりやや下側の水中（図１１（ａ）では、ウェハ７０の前側の一部が水面から出ているが、全体が水中にあってもよい）であり、移動受機６へ向けて移動する際にストッパー４２に接触しないようにして損傷を防止している。
【００６１】
（６）昇降アーム５３の真空吸着部５４で最上部のウェハ７０を吸着した状態で駆動装置５２が作動し、移行体５１が前進して所定の位置に停止する（図７（ｆ）参照）。
積層ウェハ群７は前記のように水面に対して１５〜４０°（本実施の形態では２５°）の下向きの傾斜角度を有して設置される。したがって、積層ウェハ群７より分離したウェハ７０は、ウェハ移動機５によって水面に対して前記角度の上向きの角度となり、その角度を保持し、ウェハの端面を先端にしながら水中を移動して水面に向かい、水面下（水中）から水面上に取り出される。したがってウェハ７０に受ける水の抵抗を避けながら水面下から水面上に取り出すことができるので、ウェハにストレスがかからず、ウェハの破損が防止できる。
【００６２】
なお、前記気液混合流は継続して積層ウェハ群７及び分離している各ウェハ７０に当たっており、最上部に位置するウェハ７０が移動した後、その次のウェハ７０がストッパー４２の下側で止められる。また、積層ウェハ群７は、積層ウェハ群７全体がウェハ７０に分離するようにリフトベース４３によって徐々に上昇するようになっている。
【００６３】
（７）移動受機６のアクチュエータ６０（図１、図２参照）が作動し、受台板６２が上昇し所定位置に停止する。真空吸着部５４によるウェハ７０の吸着状態を解除し、ウェハ７０を受台板６２の載置凹部６３に移動する（図７（ｇ）、図４、図５参照）。
（８）受台板６２が下降し、元の位置に戻る。また、昇降アーム５３が上昇する（図７（ｈ）参照）。
【００６４】
これにより前記（３）終了の状態へ戻り、積層ウェハ群７を構成するウェハ７０がなくなるまで、（４）〜（８）の工程を繰り返し、ウェハ７０の分離作業を行う。なお、移動受機６へ移動したウェハは、順次後工程へ送られる。
【００６５】
なお、本実施の形態のウェハ分離装置Ａの有効性及び優位性を確認するために、(1)水中にて水と空気の気液混合流を噴出した場合（本実施の形態）、(2)水中にて水のみを噴出した場合、(3)水中にて空気のみを噴出した場合の各ケースで比較検証した（表１参照）。
具体的には、水槽内の水中にある積層ウェハ群の積層面へ向けて各流体を噴出し、最上部に位置するウェハを分離させる際の分離時間を測定し、最上部に位置するウェハが分離した後に昇降アームにてウェハを移動するまでのＮＧ確率（不良率）を検証した。
【００６６】
【表１】
【００６７】
（考察）
まず、ウェハ分離時間に関しては、噴出方法を水のみとした(2)の場合よりも、本実施の形態の水と空気の気液混合流を噴出した(1)の場合の方が、より短時間でウェハを分離させることができた。これは、積層されたウェハ間に水と共に多数の気泡が入り込み、最上部に位置するウェハに大きな浮力を付与することによりウェハの分離を促進しているためと考えられる。
【００６８】
また、ウェハ移動時のＮＧ確率に関しては、噴出方法を水のみとした(2)の場合には、ウェハ分離状態が不安定なことに伴うウェハの割れ、吸着不良によるウェハ移動ミス及びウェハの２枚取りが発生しＮＧ確率が１４％であったのに対し、本実施の形態の水と空気（気泡）の気液混合流を噴出した(1)の場合はＮＧが発生せず、明確な優位性が認められた。
【００６９】
なお、空気のみを噴出した場合(3)に関しては、水中の空気（気泡）の流れが安定せず、ウェハの破損が発生した。また、ウェハが破損しない程度に空気流量を少なくした場合、ウェハを分離するには流量が足りず、結果的に検証が困難であった。
このように、前記３つのケースでは、(1)の水と空気（気泡）の気液混合流を噴出する方法でウェハの分離を行うのが最も有効であることが分かった。
【００７０】
（第２の実施の形態）
図１２及び図１３を参照する。第２の実施の形態では、主として噴出ノズルの数と配置、ウェハ供給機のガイドピンの取り付け構造、及び積層ウェハ群から分離したウェハの浮き上がりを防止するストッパーに係る構成等が第１の実施の形態と異なり、その他は第１の実施の形態と大体において同じである。なお、第１の実施の形態と同一又は同等箇所には同一符号を付して示している。
【００７１】
（噴出ノズル関連）
噴出ノズルは、積層ウェハ群７から分離されたウェハ７０の搬送路線Ｌを挟んで積層ウェハ群７の略四隅又は四方に配置される。
噴出ノズルは、第１の実施の形態で説明した噴出ノズルに相当する第１の噴出ノズル３，３ａの他に、第１の噴出ノズル３，３ａと同じ側に、第２の噴出ノズル３ｂ，３ｃ及び第３の噴出ノズル３ｄ，３ｅが配置されている。また、ウェハの搬送方向とは反対側には第４の噴出ノズル３ｆ，３ｇが配置されている。
【００７２】
第１の噴出ノズル３，３ａは、全体形状が大体において縦長直方体形状であり、縦長のスリット状の噴出口３０、３０ａを有する。噴出口３０、３０ａは水面下から水面上（水中から空気中）に亘って設けられており、水面上と水面下に位置している。これによって、水中と水面の双方に水を噴出する。水の噴出方向は、ウェハの表面と平行であるが、ウエハが剥離できれば多少の交差角を設けても良い。
【００７３】
噴出口３０、３０ａから水面に噴出された水の衝撃により水面近傍の空気が水中に取り込まれた噴流と、水面下に噴出された水の噴流とが合流して多数の気泡を含む水と気泡の気液混合流が生じる。この気液混合流を積層ウェハ群７の積層面に当てることにより積層ウェハ群７からウェハ７０を分離させる。
【００７４】
第２の噴出ノズル３ｂ，３ｃは、第１の噴出ノズルと同じ側にあり、全体形状が大体において縦長直方体形状であり、縦長のスリット状の噴出口３０ｂ、３０ｃを有する。噴出口３０ｂ、３０ｃの全部が水面下に位置し、水の噴出方向はウエハ表面と平行である。第２の噴出ノズルは、積層ウェハ群７からウェハ７０が分離するのを補助又は支援し、向上させる。
【００７５】
第３の噴出ノズル３ｄ，３ｅは、第１の噴出ノズルと同じ側にあり、水流が扇形状に噴出される噴出口３０ｄ、３０ｅ有している。扇形に噴出された水は、ウエハ積層面に対してやや交差する角度で当たる。噴出口３０ｄ、３０ｅの全部が水面の上に位置しており、液体中にある積層ウェハ群に水面上より噴流を当てる。その際に気泡を生じる。第３のノズルは、扇形状の水流で積層ウエハ群７のウェハの間の隙間を、より確実に開けて、積層ウェハ群７からウェハ７０が分離するのを補助又は支援し、向上させる。
【００７６】
第４の噴出ノズル３ｆ，３ｇは、第１乃至第３の噴出ノズルとは反対側にあり、全体形状が大体において縦長直方体形状であり、縦長のスリット状の噴出口３０ｆ、３０ｇを有する。噴出口３０ｆ、３０ｇの全部が水中にある。水の噴出方向は、ウエハ表面と平行である。第４の噴出ノズルは、ウェハ７０が分離するのを補助又は支援し、向上させると共に、浮き上がったウエハ７０をウェハ移動機５の真空吸着部５４と平行にしてウェハ吸着の安定性を図るものである。
【００７７】
第１乃至第３の噴出ノズルはウエハの搬送路Ｌを挟んで積層ウェハ群７の両側に配置して、分離したウエハの搬送に邪魔にならないようにしている。また、第１乃至第４の噴出ノズルを積層ウエハ群７の中心に向けることにより、噴流を効率的に積層ウェハ群７に当ててウエハを分離するようにしている。
【００７８】
（ウェハ供給機とストッパー関連）
ウェハ供給機４ａは、積層ウェハ群７を載せ置き、最上部のウェハ７０の分離に伴って積層ウェハ群７を上昇させるリフトベース４３を有する。リフトベース４３は本実施の形態では、略四角形状をしている。リフトベース４３のうち、ウェハ７０の搬送又は取り出し側の辺を除く残りの三辺の端縁からやや内方には、所要間隔をおいて各辺に二本ずつガイドピン４１が立設されている。
【００７９】
また、積層ウェハ群７から分離したウェハ７０が取り出し位置からずれるのを防止する一対のストッパー機構Ｓを備える。ストッパー機構Ｓはウェハ７０の搬送路Ｌに対して直交する両側に配置されている。
各ストッパー機構Ｓは、ウェハ７０を積層ウェハ群７から分離する際、分離したウェハ７０をウェハ移動機５で吸着する位置から外れないように止めるストッパー４２０、ストッパー４２０を進退するエアーシリンダー４２２、一方側がエアーシリンダー４２２のロッドの先端に取り付けられ、他方側には前記ストッパー４２０が取り付けられているブラケット４２１で構成される、
【００８０】
ストッパー４２０の先端縁であるガイドピン４１側には、ガイドピン４１を導入するべく、切欠された導入部４２０ａを有する。導入部４２０ａは、ウェハ７０の搬送又は取り出し方向と平行な４本のガイドピン４１の位置に対応しており、ストッパー４２０をガイドピン４１に向けて進めたときに、ストッパー４２０の先端縁がガイドピン４１を越えてウェハの上部に被るようにしている。
なお、ストッパ機構Ｓは、対向する一方は固定、他方は可動となる構成を採用してもよい。
【００８１】
（作用）
前記構成のストッパー機構Ｓの作用を説明する。
積層ウェハ群７をリフトベース４３に載せ置くときには、エアーシリンダー４２２を作動させてストッパー４２０をリフトベース４３から離れる方向に移動させ、ウェハ供給機４のリフトベース４３の上に積層ウェハ群７を載置し、各ガイドピン４１の内側に収容する。
【００８２】
次いで、エアーシリンダー４２２を作動させて、ストッパー４２０をリフトベース４３に載せ置かれた積層ウェハ群７に対して進め、各導入部４２０ａを各ガイドピン４１に臨ませて各ストッパー４２の先端縁を積層ウェハ群の上に被さるようにする。これによってウェハ７０を積層ウェハ群７から分離する際、分離したウェハ７０をウェハ移動機５で吸着する位置から外れないように止めることができる。
第２の実施の形態に係るその他の作用については、第１の実施の形態の作用と略同じであり、第１の実施の形態の作用を援用し、説明は省略する。
【００８３】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
また、第１、第２などの言葉は、等級や重要度を意味するものではなく、一つの要素を他の要素から区別するために使用したものである。
【符号の説明】
【００８４】
Ａ ウェハ分離装置
１ フレーム
２ 水槽
３、３ａ 噴出ノズル（第１の噴出ノズル）
３ｂ、３ｃ 第２の噴出ノズル
３ｄ、３ｅ 第３の噴出ノズル
３ｆ、３ｇ 第４の噴出ノズル
３０ 噴出口
４ ウェハ供給機
４０ 支持板
４１ ガイドピン
４２ ストッパー
４３ リフトベース
４４ 駆動装置
４５ リフト体
４６ 基枠
５ ウェハ移動機
５０ ガイド体
５１ 移行体
５２ アクチュエータ
５２ 駆動装置
５３ 昇降アーム
５４ 真空吸着部
６ 移動受機
６０ アクチュエータ
６１ 昇降体
６２ 受台板
６３ 載置凹部
７ 積層ウェハ群
７０ ウェハ
Ｂ 気泡
Ｓ ストッパー機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中にある積層ウェハ群の積層面に、液体と気泡とを含む気液混合流を当てることにより、多数枚のウェハが積層された状態の前記積層ウェハ群からウェハを分離する方法であって、
前記気液混合流は、液面に噴出された液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じた気泡を含む、
ウェハの分離方法。
【請求項２】
気液混合流は、液面に噴出された液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じた気泡を含む噴流と、液体中に噴出された噴流とが、合流したものである、請求項１記載のウェハの分離方法。
【請求項３】
気液混合流は、液面に対して所要の下向きの傾斜角度の噴流となって液面側から液体中にある積層ウェハ群に当たる、請求項１又は２に記載のウェハの分離方法。
【請求項４】
積層ウェハ群は、気液混合流が当たる側が高くなるように液面に対して傾いて設置されており、気液混合流の下向きの傾斜角度と前記積層ウェハ群の傾斜角度は、同じか又は略同じである、請求項３に記載のウェハの分離方法。
【請求項５】
積層ウェハ群から分離したウェハのうち、最上部の位置にあるウェハを所定の箇所に移動する、請求項４に記載のウェハの分離方法。
【請求項６】
ウェハの移動は、吸着手段により吸着されて行われる、請求項５記載のウェハの分離方法。
【請求項７】
液体中にある積層ウェハ群より分離したウェハは、設置した傾斜角度と同じ傾き方向で液体中を移動して液面に向かい、液体中から気体中に取り出される、請求項５又は６に記載のウェハの分離方法。
【請求項８】
液体中にある積層ウェハ群の積層面に、液体と気泡とを含む気液混合流を当てることにより、多数枚のウェハが積層された状態の前記積層ウェハ群からウェハを分離する装置であって、
該装置は、液面に液体を噴出する気中噴出口から液面に噴出した液体が液面と衝突して気液界面で気体を取り込んで噴出液体中に気泡を含む噴出手段を有している、
ウェハ分離装置。
【請求項９】
噴出手段は、気中噴出口の他に液体中に液体を噴出する液中噴出口を備え、前記気中噴出口から液面に噴出した噴流と前記液中噴出口から噴出した噴流が合流して気液混合流を構成する、請求項８記載のウェハ分離装置。
【請求項１０】
噴出手段が噴出ノズルであり、気中噴出口と液中噴出口は、同一の噴出ノズルに備わるか、又はそれぞれ別個の噴出ノズルに備わる、請求項９記載のウェハ分離装置。
【請求項１１】
噴出ノズルは、気液混合流が液面に対して所要の下向きの傾斜角度で噴流となって液体中にある積層ウェハ群に当たる噴出口を有する、請求項１０に記載のウェハ分離装置。
【請求項１２】
噴出ノズルは、気液混合流を生じさせる第１の噴出ノズルと、液体中で液体を噴出する第２の噴出ノズル及び第４の噴出ノズルと、気体中で液体を噴出する第３の噴出ノズルを備え、
第１の噴出ノズル、第２の噴出ノズル及び第３の噴出ノズルは、積層ウェハ群から分離されたウェハの搬送方向側であって搬送路線を挟んで積層ウェハ群の両側に配置され、
第４の噴出ノズルは、前記ウェハの搬送方向とは反対側であって前記搬送路線の逆延長線を挟んで積層ウェハ群の両側に配置される、請求項１０又は１１に記載のウェハ分離装置。
【請求項１３】
積層ウェハ群は、気液混合流が当たる側が高くなるように液面に対して傾いて設置されており、気液混合流の下向きの傾斜角度と前記積層ウェハ群の傾斜角度は、同じか又は略同じである、請求項１１又は１２に記載のウェハ分離装置。
【請求項１４】
液体中にある積層ウェハ群より分離した最上部の位置にあるウェハを、前記積層ウェハ群が設置した傾斜角度と同じ傾き方向で液体中を移動して液面に向かわせて、液体中から気体中に取り出す手段を備えた、請求項１３に記載のウェハ分離装置。
【請求項１５】
積層ウェハ群から分離したウェハが、取り出し位置からずれるのを防止するストッパーを備え、該ストッパーは進退手段によって前記積層ウェハ群に対して進退する、請求項１４に記載のウェハ分離装置。
【請求項１６】
積層ウェハ群を保持し、気液混合流が積層面に当たる位置に前記積層ウェハ群を移動させるウェハ供給手段を備えている、
請求項１４又は１５に記載のウェハ分離装置。
【請求項１】
液体中にある積層ウェハ群の積層面に、液体と気泡とを含む気液混合流を当てることにより、多数枚のウェハが積層された状態の前記積層ウェハ群からウェハを分離する方法であって、
前記気液混合流は、液面に噴出された液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じた気泡を含む、
ウェハの分離方法。
【請求項２】
気液混合流は、液面に噴出された液体が液面と衝突することにより気液界面で取り込まれた気体によって生じた気泡を含む噴流と、液体中に噴出された噴流とが、合流したものである、請求項１記載のウェハの分離方法。
【請求項３】
気液混合流は、液面に対して所要の下向きの傾斜角度の噴流となって液面側から液体中にある積層ウェハ群に当たる、請求項１又は２に記載のウェハの分離方法。
【請求項４】
積層ウェハ群は、気液混合流が当たる側が高くなるように液面に対して傾いて設置されており、気液混合流の下向きの傾斜角度と前記積層ウェハ群の傾斜角度は、同じか又は略同じである、請求項３に記載のウェハの分離方法。
【請求項５】
積層ウェハ群から分離したウェハのうち、最上部の位置にあるウェハを所定の箇所に移動する、請求項４に記載のウェハの分離方法。
【請求項６】
ウェハの移動は、吸着手段により吸着されて行われる、請求項５記載のウェハの分離方法。
【請求項７】
液体中にある積層ウェハ群より分離したウェハは、設置した傾斜角度と同じ傾き方向で液体中を移動して液面に向かい、液体中から気体中に取り出される、請求項５又は６に記載のウェハの分離方法。
【請求項８】
液体中にある積層ウェハ群の積層面に、液体と気泡とを含む気液混合流を当てることにより、多数枚のウェハが積層された状態の前記積層ウェハ群からウェハを分離する装置であって、
該装置は、液面に液体を噴出する気中噴出口から液面に噴出した液体が液面と衝突して気液界面で気体を取り込んで噴出液体中に気泡を含む噴出手段を有している、
ウェハ分離装置。
【請求項９】
噴出手段は、気中噴出口の他に液体中に液体を噴出する液中噴出口を備え、前記気中噴出口から液面に噴出した噴流と前記液中噴出口から噴出した噴流が合流して気液混合流を構成する、請求項８記載のウェハ分離装置。
【請求項１０】
噴出手段が噴出ノズルであり、気中噴出口と液中噴出口は、同一の噴出ノズルに備わるか、又はそれぞれ別個の噴出ノズルに備わる、請求項９記載のウェハ分離装置。
【請求項１１】
噴出ノズルは、気液混合流が液面に対して所要の下向きの傾斜角度で噴流となって液体中にある積層ウェハ群に当たる噴出口を有する、請求項１０に記載のウェハ分離装置。
【請求項１２】
噴出ノズルは、気液混合流を生じさせる第１の噴出ノズルと、液体中で液体を噴出する第２の噴出ノズル及び第４の噴出ノズルと、気体中で液体を噴出する第３の噴出ノズルを備え、
第１の噴出ノズル、第２の噴出ノズル及び第３の噴出ノズルは、積層ウェハ群から分離されたウェハの搬送方向側であって搬送路線を挟んで積層ウェハ群の両側に配置され、
第４の噴出ノズルは、前記ウェハの搬送方向とは反対側であって前記搬送路線の逆延長線を挟んで積層ウェハ群の両側に配置される、請求項１０又は１１に記載のウェハ分離装置。
【請求項１３】
積層ウェハ群は、気液混合流が当たる側が高くなるように液面に対して傾いて設置されており、気液混合流の下向きの傾斜角度と前記積層ウェハ群の傾斜角度は、同じか又は略同じである、請求項１１又は１２に記載のウェハ分離装置。
【請求項１４】
液体中にある積層ウェハ群より分離した最上部の位置にあるウェハを、前記積層ウェハ群が設置した傾斜角度と同じ傾き方向で液体中を移動して液面に向かわせて、液体中から気体中に取り出す手段を備えた、請求項１３に記載のウェハ分離装置。
【請求項１５】
積層ウェハ群から分離したウェハが、取り出し位置からずれるのを防止するストッパーを備え、該ストッパーは進退手段によって前記積層ウェハ群に対して進退する、請求項１４に記載のウェハ分離装置。
【請求項１６】
積層ウェハ群を保持し、気液混合流が積層面に当たる位置に前記積層ウェハ群を移動させるウェハ供給手段を備えている、
請求項１４又は１５に記載のウェハ分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２８４５５（Ｐ２０１３−２８４５５Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７１６９（Ｐ２０１１−１６７１６９）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（５９３０３２９１６）武井電機工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（５９３０３２９１６）武井電機工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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