半導体ウエハ搬送装置
【課題】たとえばワイヤソーによる切断の後に、人手を介することなく半導体ウエハを１枚ずつ分離回収することが可能な半導体ウエハ搬送装置を提供すること。
【解決手段】本発明の半導体ウエハ搬送装置は、ウエハ槽１と、ウエハ排出手段２とを備えている。ウエハ槽１は、液体１１を収容しており、鉛直方向上方に開口しているとともに、鉛直方向と交差する方向において互いに対向するように列をなした状態で、その少なくとも一部ずつが液体１１に浸された複数のウエハｗを収容する。ウエハ排出手段２は、複数のウエハｗのうち上記列の先頭に位置するものを吸着する吸着部２１２を有しかつ当該ウエハｗを開口１ａからウエハ槽１上方に移送可能な吸着スライダ２１を備えている。
【解決手段】本発明の半導体ウエハ搬送装置は、ウエハ槽１と、ウエハ排出手段２とを備えている。ウエハ槽１は、液体１１を収容しており、鉛直方向上方に開口しているとともに、鉛直方向と交差する方向において互いに対向するように列をなした状態で、その少なくとも一部ずつが液体１１に浸された複数のウエハｗを収容する。ウエハ排出手段２は、複数のウエハｗのうち上記列の先頭に位置するものを吸着する吸着部２１２を有しかつ当該ウエハｗを開口１ａからウエハ槽１上方に移送可能な吸着スライダ２１を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば太陽電池の材料に用いられる半導体ウエハの製造において使用される搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、半導体ウエハの製造におけるワイヤソー装置を用いた切断工程を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたワイヤソー装置Ｘは、４つのガイドローラ９３およびワイヤ９４を備えており、半導体材料９２をウエハ状に切断する装置である。ワイヤ９４は、たとえばメッキが施されたピアノ線であり、４つのガイドローラ９３に掛け回されており、図示された矢印の方向に送られる。半導体材料９２は、たとえばガラスからなる保持部材９１に接着剤によって接合された状態で、ワイヤ９４に押し付けられる。ワイヤ９４が半導体材料９２を超えて保持部材９１に到達すると、半導体材料９２の切断が完了する。この切断により、保持部材９１に各々の端縁が接合された状態で、複数のウエハが得られる。
【０００３】
しかしながら、切断を終えた後には、最終的に上記ウエハを１枚ずつ分離した状態にする必要がある。この分離作業に先立って、切断粉の洗浄や、保持部材９１からの剥離を目的として、上記ウエハは、洗浄液や接着剤を溶解する溶液に漬けられる。これらの液体によって上記ウエハがウエットの状態になると、となり合う上記ウエハどうしが張り付いてしまいやすい。このようなことでは、上記ウエハを１枚ずつ分離した状態とすることは容易ではなく、たとえば作業者が手作業によって上記半導体ウエハを１枚ずつ取り上げるといった作業が強いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６０４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、たとえばワイヤソーによる切断の後に、人手を介することなく半導体ウエハを１枚ずつ分離回収することが可能な半導体ウエハ搬送装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される半導体ウエハ搬送装置は、液体を収容しており、鉛直方向上方に開口しているとともに、鉛直方向と交差する方向において互いに対向するように列をなした状態で、その少なくとも一部ずつが上記液体に浸された複数のウエハを収容するウエハ槽と、上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものを吸着する吸着部を有しかつ当該ウエハを上記開口から上記ウエハ槽上方に移送可能な吸着スライダ、を備える排出手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、ウエハ槽内において列をなす複数のウエハについて、列の先頭に位置するものを、順次、排出手段によって上方に移送して分離することができる。したがって、かかる構成によれば、ウエハ槽内に浸された複数のウエハを、人手を介することなく自動的に分離回収することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のウエハを各別に収納可能なウエハ収納手段と、上記吸着スライダから上記ウエハを受け取り、このウエハを上記ウエハ収納手段に挿入する中継手段と、をさらに有する。このような構成によれば、ウエハを１枚ずつ分離した状態でウエハ収納手段に収納することができるので、分離回収後のウエハの取り扱いの面において便利である。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中継手段は、回動および伸縮可能なアームと、上記アームの回動先端寄りに取り付けられた中継吸着部とを有しており、上記アームは、上記排出手段の上記吸着スライダに対して上記中継吸着部を正対させることにより上記ウエハの受け取りを可能とする中継角度と、上記ウエハ収納手段に上記ウエハを挿入する挿入角度とをとる。このような構成によれば、排出手段と中継手段との間のウエハの受け渡しを適切に行うことができる。また、中継手段のアームを適宜回動ないし伸縮させることにより、排出手段から受け取ったウエハを、ウエハ収納手段に挿入可能な所定の姿勢に変更したうえで、ウエハ収納手段に収納することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものの角度を検出する角度検出手段をさらに備えており、上記排出手段は、上記吸着部を上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものに正対するように上記吸着スライダの角度を調整する角度調整手段を有している。このような構成によれば、ウエハ槽内における列の先頭に位置するウエハの角度に多少のばらつきがある場合でも、排出手段の吸着部を吸着すべきウエハに正対させることができる。しがたって、吸着スライダによるウエハの吸着を適正に行うことができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、移送中の上記吸着スライダが吸着した上記ウエハに対して、上記ウエハの面内方向に抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段をさらに備える。このような構成によれば、吸着すべきウエハに対してこれに隣り合うウエハが密着したまま不当に持ち上げられた場合でも、その不当に持ち上げられたウエハを分離してウエハ槽に戻すことができる。したがって、ウエハ槽内の複数のウエハを１枚ずつ確実に分離回収することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記抵抗力付与手段は、弾性部材からなるローラを含む。このような構成によれば、ウエハの破損を防止しつつ１枚ずつ確実に分離回収することができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、移送中の上記吸着スライダが吸着した上記ウエハの端面に対して液体を噴射する液体噴射手段をさらに備える。このような構成によれば、ウエハを１枚ずつより確実に分離することができる。
【００１４】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る半導体ウエハ搬送装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１に示す半導体ウエハ搬送装置の要部右側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】ウエハをウエハ収納手段に挿入する状態を表す、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図である。
【図５】抵抗力付与手段の動作を示す要部断面図である。
【図６】中継手段によるウエハの受け取り動作を示す要部正面図である。
【図７】従来の半導体ウエハ製造における一工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。なお、説明の便宜上、図１を基準として上下の方向を特定することにする。
【００１７】
図１〜図６は本発明に係る半導体ウエハ搬送装置の一例を示している。本実施形態の半導体ウエハ搬送装置Ａは、ウエハ槽１と、ウエハ排出手段２と、中継手段３と、角度検出手段４と、カセット５と、抵抗力付与手段６と、これら各部の動作を制御する制御手段（図示せず）とを備えている。
【００１８】
ウエハ槽１は、鉛直方向上方が開口する容器状とされており、複数のウエハｗを、所定の液体１１に浸した状態で収容するためのものである。ウエハ槽１は、後述する角度検出手段４の光学式センサ４１からの光を透過可能な材料によって構成されており、たとえばアクリル製である。複数のウエハｗは、鉛直方向と交差する方向において互いに対向するように列をなした状態で液体１１に浸されている。これらウエハｗの枚数は、たとえば１０００枚程度である。ウエハｗの寸法の一例を挙げると、外形が１５６ｍｍ角であって、厚さが０．１４〜０．１８ｍｍである。
【００１９】
図１および図３に表れているように、ウエハ槽１は、スライド駆動機構１２によって水平横方向（複数のウエハｗが並ぶ方向）にスライド移動可能とされている。スライド駆動機構１２は、たとえばウエハ槽１を載置固定する水平スライダ１２１と、この水平スライダ１２１を水平移動可能に支持するガイド台１２２と、サーボモータ１２３とを備えており、サーボモータ１２３と水平スライダ１２１との間にはネジ送り機構１２４が介在されている。かかる構成により、サーボモータ１２３を駆動すると、ウエハ槽１は、ガイド台１２２に対して水平方向に移動させられる。
【００２０】
本実施形態では、ウエハ槽１内には、傾斜面１３ａを有する角度調整台１３が配置されている。また、ウエハ槽１の底面内側部分はスリップ防止の処理が施されており、上記複数のウエハｗは、角度調整台１３にもたれるように傾斜姿勢を維持した状態で並んでいる。複数のウエハｗは、ウエハ槽１内において、それぞれ、その上方寄りの一部を除いて液体１１に浸かっている。ウエハ槽１内に収容される液体１１としては、たとえば水が挙げられる。
【００２１】
複数のウエハｗは、前工程において柱状の半導体材料の切断等を行うことにより得ることができる。これらウエハｗの作製は、たとえば以下の手順によって行う。まず、図７に示すようなワイヤソー装置Ｘを用い、保持部材９１にその一側面が接着剤を介して接合された半導体材料９２の下端をワイヤ９４に押し当て、半導体材料９２を切断する。半導体材料９２を下方に押し下げると、ワイヤ９４は、半導体材料９２に対して相対的に上方に移動することとなる。ワイヤ９４が保持部材９１に到達すると、半導体材料９２の切断が完了する。このとき、各ウエハは、それぞれの端縁が接着剤を介して保持部材９１に保持された格好となっている。次に、保持部材９１およびこれに保持されたウエハを接着剤の溶解液に浸し、各ウエハを保持部材９１から剥離させる。次いで、分離された複数のウエハを洗浄液に浸して洗浄する。このようにして、複数のウエハｗが得られる。なお、ウエハないし保持部材９１を溶解液や洗浄液に浸す工程は、たとえば図示しない液浴槽を用いて行う。
【００２２】
ウエハ排出手段２は、ウエハ槽１内の複数のウエハｗを１枚ずつ分離してウエハ槽１の上方に移送するためのものであり、図１〜図３に表れているように、吸着スライダ２１、および角度調整機構２２を備えて構成されている。
【００２３】
吸着スライダ２１は、複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するものを、ウエハ槽１の開口１ａを通じて上方に移送するためのものであり、図２によく表れているように、たとえばウエハ槽１の幅方向（図中の方向ｙ１，ｙ２）の外側に配置された長矩形枠状のガイド部材２３に支持されている。吸着スライダ２１は、ガイド部材２３に対して、方向ｙ１，ｙ２方向において橋渡し状に配置されており、中央寄りにおいて垂下する支持プレート２１１と、支持プレート２１１に設けられた複数の吸着部２１２とを備えている。支持プレート２１１は、ガイド部材２３が延びる方向に沿う姿勢で設けられており、本実施形態では、たとえば４つの吸着部２１２が、支持プレート２１１上において正方形のほぼ４隅に対応する位置に設けられている。
【００２４】
吸着部２１２は、ウエハ槽１内の複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するものを吸着保持するためのものであり、たとえばカップ状の吸盤とされている。詳細な図示説明は省略するが、吸着部２１２の内側中央部は、たとえばフレキシブルチューブを介して吸引ポンプに連通しており、当該吸引ポンプの駆動により、吸着部２１２に正対するウエハｗを吸着することができるようになっている。
【００２５】
図２によく表れているように、ガイド部材２３には、その長手方向に直線状に延びる一対のガイドレール２３１が設けられている。吸着スライダ２１の方向ｙ１、ｙ２における両端部は、ガイドレール２３１に対してその長手方向にスライド移動可能に支持されている。また、ガイド部材２３には、たとえばシリンダ２３２が設けられており、このシリンダ２３２は、ガイドレール２３１の長手方向に沿って進退移動するピストンロッド２３３を備えている。ピストンロッド２３３の先端部は、吸着スライダ２１に連結されている。吸着スライダ２１は、シリンダ２３２の駆動により、ピストンロッド２３３が進出させられた上動位置（図３において実線で表す）とピストンロッド２３３が後退させられた下動位置（図３において仮想線で表す）との間において、ガイド部材２３に沿ってスライド移動させられる。
【００２６】
本実施形態では、図３に表れているように、吸着スライダ２１が下動位置にあるときには、複数の吸着部２１２は開口１ａを通じてウエハ槽１内に進入してウエハｗに対向する位置にあり、吸着スライダ２１が上動位置にあるときには、複数の吸着部２１２はウエハ槽１に対して上方に離間した位置にある。かかる構成により、吸着スライダ２１は、ウエハ槽１内のウエハｗを、開口１ａを通じてウエハ槽１の上方に移送可能となっている。
【００２７】
図１、図２、および図５に表れているように、ガイド部材２３にはまた、抵抗力付与手段６が設けられている。抵抗力付与手段６は、吸着スライダ２１によって上方に移送中のウエハｗに対して抵抗力を付与するためのものであり、ウエハ槽１の開口１ａの上方近傍に配置されている。抵抗力付与手段６は、スポンジゴムなどの弾性部材からなるローラ６１と、このローラ６１を回転駆動させるモータ６２とを備え、たとえばローラ６１とモータ６２の出力軸との間にベルト６３が掛け回されている。ローラ６１は、上方に移送中のウエハｗに対して適度な接触抵抗を付与することができるように、その取付位置が調整されている。また、ローラ６１は、モータ６２の駆動により、図１および図５における時計回りに回転する。
【００２８】
吸着スライダ２１の中央上部には、噴射ノズル２４が設けられている。噴射ノズル２４は、吸着スライダ２１によって移送中のウエハｗに液体を噴射するためのものであり、噴射ノズル２４の先端部２４ａは、吸着保持されたウエハｗの上端面に向けられている。この噴射ノズル２４は、本発明でいう液体噴射手段に相当するものである。噴射ノズル２４には、たとえば図示しないフレキシブルチューブが接続されており、このフレキシブルチューブを介して噴射すべき液体が供給される。噴射ノズル２４から噴射される液体としては、たとえば水が挙げられる。なお、噴射ノズル（液体噴射手段）としては、移送中のウエハｗに液体を噴射させることができるものであればよく、たとえば吸着スライダ２１以外の場所に固定的に設けてもよい。
【００２９】
角度調整機構２２は、吸着スライダ２１の角度を調整するためのものであり、図１〜図３に表れているように、たとえばガイド部材２３の基端部に設けられたウォームギア２２１と、駆動源としてのサーボモータ２２２とを備えて構成されている。ここで、「吸着スライダ２１の角度」とは、水平方向に対して、ガイド部材２３が延びる方向（換言すると吸着スライダ２１のスライド移動方向）がなす角度θを意味する。ウォームギア２２１は、サーボモータ２２２の出力軸に固定されたウォーム２２１ａと、ガイド部材２３の基端部に固定されたウォームホイル２２１ｂとを有している。これにより、サーボモータ２２２が駆動されると、ガイド部材２３は、ウォームホイル２２１ｂの軸心Ｏ１周りに回動させられる。かかる構成により、吸着スライダ２１の角度θを調整することが可能となっている。
【００３０】
中継手段３は、吸着スライダ２１からウエハｗを受け取り、この受け取ったウエハｗを、カセット５に挿入するためのものであり、図１に表れているように、アーム３１と、複数の中継吸着部３２とを備えている。
【００３１】
アーム３１は、たとえば長手方向に伸縮可能な伸縮ロッドを含む構成とされている。アーム３１の基端寄りには、たとえばシリンダ３３が設けられており、このシリンダ３３は、アーム３１の長手方向に沿って進退移動するピストンロッド３４を備えている。ピストンロッド３４の先端部は、アーム３１の先端寄りの部分に連結されている。アーム３１は、シリンダ３３の駆動により、長手方向に伸縮させられる。
【００３２】
アーム３１はまた、所定の軸心周りに回動可能とされている。具体的には、アーム３１の基端部は、たとえばロータリーアクチュエータ３５の回動軸３５１に連結されている。アーム３１は、ロータリーアクチュエータ３５の駆動により、回動軸３５１の軸心Ｏ２周りに回動させられる。これにより、アーム３１は、軸心Ｏ２周りに回動可能であり、かつ長手方向において伸縮可能となっている。
【００３３】
中継吸着部３２は、吸着スライダ２１によって持ち上げられたウエハｗを、当該ウエハｗに対して吸着スライダ２１とは反対側から吸着保持するためのものであり、たとえばカップ状の吸盤とされている。詳細な図示説明は省略するが、中継吸着部３２の内側中央部は、たとえばフレキシブルチューブを介して吸引ポンプに連通しており、当該吸引ポンプの駆動により、中継吸着部３２に正対するウエハｗを吸着することができるようになっている。中継吸着部３２は、アーム３１の先端寄りに設けられたブラケット３６に支持されている。本実施形態では、たとえば２つの中継吸着部３２が、アーム３１の長手方向において離間する位置に設けられている。図６を参照すると理解できるように、ブラケット３６は、アーム３１に対し、アーム３１の長手方向に対して直角である方向にスライド移動可能に支持されており、アーム３１の先端寄りに取り付けられたシリンダ３７の駆動により、進退移動させられる。
【００３４】
本実施形態では、水平方向に対してアーム３１の長手方向がなす角度について、吸着スライダ２１に対して中継吸着部３２を正対させてウエハｗの受け取りを可能とする中継角度αと、ウエハｗをカセット５に挿入可能な挿入角度（本実施形態では０°）とをとるように、アーム３１が回動させられる。
【００３５】
角度検出手段４は、ウエハ槽１内にある複数のウエハｗのうち、列の先頭に位置するものの角度を検出するためのものである。ここで、「ウエハｗの角度」とは、水平方向とウエハｗが延びる方向とがなす角度を意味する。本実施形態では、図３に表れているように、角度検出手段４は、たとえば、鉛直方向に離間して配置された２つの光学式センサ４１を備えて構成されている。光学式センサ４１は、たとえばレーザ光の出射部および受光部を有しており、出射部からウエハｗに向けて水平方向に出射されたレーザ光がウエハｗ表面で反射され、当該反射光を受光することにより、光学式センサ４１からウエハｗまでの距離を測定することが可能となっている。たとえば、２つの光学式センサ４１においてそれぞれ検出した測定距離情報と、２つの光学式センサ４１が離間する、既知の距離との関係から、制御手段において演算処理を実行することにより、ウエハｗの角度が算出される。なお、光学式センサ４１の設置数は、２つに限定されず、３つ以上設けてもよい。
【００３６】
カセット５は、中継手段３のアーム３１によって移送されたウエハｗを収納するためのものである。図１に表れているように、カセット５は、互いに積層配置された複数のポケット５ａを有しており、各ポケット５ａに１枚のウエハｗを収納可能とされている。ポケット５ａは、たとえばカセット５の奥壁５ｂから手前側に延びる仕切板５ｃによって仕切られている。仕切板５ｃは、鉛直方向に一定ピッチで設けられている。その一方、図４に表れているように、幅方向（同図における方向ｙ１，ｙ２）の中央部は仕切られておらず、鉛直方向において連通している。これにより、アーム３１に支持されたウエハｗを、中継吸着部３２やブラケット３６等とともにカセット５内に挿入することが可能となっている。
【００３７】
上記構成のカセット５は、リフタ５１によって鉛直方向に沿って移動可能とされている。詳細な図示説明は省略するが、リフタ５１は、たとえばネジ送り機構およびサーボモータを備えて構成されており、一定ピッチずつ上昇させることができるように構成されている。
【００３８】
次に、上記構成の半導体ウエハ搬送装置Ａの動作について説明する。
【００３９】
上記構成の半導体ウエハ搬送装置Ａは、たとえば太陽電池の材料に用いられる半導体ウエハの製造において、上述の前工程（半導体材料の切断工程、および洗浄工程等）を経て、ウエハ槽１内において液体１１に浸かった状態の複数のウエハｗを、１枚ずつ分離回収するために用いられる。
【００４０】
まず、複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するもの（図１および図３において列をなすウエハｗの右端）の角度を、角度検出手段４によって検出する。ここで、２つの光学式センサ４１においてそれぞれ検出した測定距離情報を利用して、列の先頭に位置するウエハｗの角度が算出される。そして、角度調整機構２２によって、吸着スライダ２１の角度θを上記ウエハｗの角度と一致するように調整する。
【００４１】
次いで、ガイド部材２３に設けられたシリンダ２３２（図２参照）の駆動により、上動位置にある吸着スライダ２１を下動位置までスライド移動させる。ここで、吸着スライダ２１の角度θが上記ウエハｗの角度に一致させられているので、吸着部２１２は、列の先頭に位置するウエハｗに正対している（図３の仮想線を参照）。次いで、光学式センサ４１において検出した上記測定距離情報を利用して、スライド駆動機構１２によって、ウエハ槽１の水平横方向の位置を調整する。このとき、たとえば、吸着部２１２の先端と列の先頭のウエハｗとの間に僅かな隙間が生じるように、ウエハ槽１の位置合わせを行う。そして、吸着部２１２に接続された吸引ポンプを駆動させることにより、列の先頭のウエハｗが吸着部２１２に吸着保持される。
【００４２】
次いで、シリンダ２３２の駆動により、吸着スライダ２１が上動位置までスライド移動する。これにともない、吸着部２１２に吸着保持されたウエハｗは、ウエハ槽１の開口１ａを通じて上方に移送される。ここで、吸着部２１２に吸着保持されたウエハｗに対し、これに隣り合うウエハｗが密着したまま持ち上げられる場合がある。この場合、図５に表れているように、不当に持ち上げられたウエハｗには、ローラ６１が回転しながら接触することにより、面内方向に下向きの抵抗力が与えられる。また、噴射ノズル２４からウエハｗの上端面に向けて水が噴射される。これにより、不当に持ち上げられたウエハｗは、吸着部２１２に吸着保持されたウエハｗからスムーズに分離し、ウエハ槽１内に戻る。
【００４３】
次いで、吸着スライダ２１が上動位置に到達すると、角度調整機構２２によって、吸着スライダ２１の角度θが所定の角度αとなるように調整される。ここで、図１に表れているように、中継手段３のアーム３１は伸長した状態にあり、中継吸着部３２は、吸着スライダ２１が吸着したウエハｗに対向する位置にある。また、このとき、アーム３１は、あらかじめウエハｗの受け取りが可能な中継角度αをとっており、中継吸着部３２が吸着スライダ２１に対して正対する姿勢となっている。
【００４４】
次いで、中継吸着部３２は、図６において仮想線で表すように、シリンダ３７の駆動によって吸着スライダ２１側に進出移動させられ、ウエハｗに当接する。この状態において、中継吸着部３２に接続された吸引ポンプを駆動させることにより、ウエハｗが中継吸着部３２に吸着保持される。引き続き、吸着部２１２に接続された吸引ポンプを停止し、吸着部２１２内側を大気圧状態に開放する。これにより、吸着部２１２がウエハｗから離れ、中継吸着部３２によるウエハｗの受け取りが完了する。この後、中継吸着部３２は、シリンダ３７の駆動によって、アーム３１側に後退移動する。
【００４５】
次いで、図１において仮想線で表すように、シリンダ３３の駆動により、アーム３１が収縮させられる。そして、ロータリーアクチュエータ３５の駆動により、アーム３１は、軸心Ｏ２周りに回動させられ、カセット５にウエハｗを挿入可能な挿入角度（０°）をとる。
【００４６】
引き続き、シリンダ３３の駆動によってアーム３１が伸長させられ、中継吸着部３２に吸着保持されたウエハｗがカセット５のポケット５ａに挿入される。次いで、カセット５は、リフタ５１の駆動によって、ポケット５ａの１ピッチ分だけ上昇移動する。これと同時に、中継吸着部３２に接続された吸引ポンプを停止し、中継吸着部３２内側を大気圧状態に開放する。これにより、中継吸着部３２がウエハｗから離れ、ウエハｗは仕切板５ｃに支持された状態でポケット５ａに収納される。
【００４７】
次いで、シリンダ３３の駆動により、アーム３１が収縮させられる。そして、ロータリーアクチュエータ３５の駆動により、アーム３１は、軸心Ｏ２周りに回動させられ、ウエハｗの受け取りが可能な中継角度αに戻る。ここで、アーム３１が中継角度に戻るまでの間に、ウエハ槽１内の列の先頭のウエハｗ（先に搬送されたウエハｗに隣り合うウエハｗ）の角度を、角度検出手段４によって検出する。
【００４８】
そして、角度検出手段４、ウエハ排出手段２、中継手段３、リフタ５１等の各部の一連の動作を繰り返すことにより、カセット５に複数のウエハｗが１枚ずつ分離した状態で収納される。
【００４９】
次に、半導体ウエハ搬送装置Ａの作用について説明する。
【００５０】
本実施形態の半導体ウエハ搬送装置Ａを用いれば、ウエハ槽１内において列をなす複数のウエハｗについて、列の先頭に位置するものを、順次、ウエハ排出手段２によって上方に移送して分離することができる。したがって、かかる構成によれば、ウエハ槽１内に浸された複数のウエハｗを、人手を介することなく自動的に分離回収することができる。
【００５１】
本実施形態の半導体ウエハ搬送装置Ａは、複数のウエハｗを各別に収納可能なカセット５と、吸着スライダ２１からウエハｗを受け取り、このウエハｗをカセット５に挿入する中継手段３と、を有している。これにより、ウエハｗを１枚ずつ分離した状態でカセット５に収納することができる。このことは、分離回収後のウエハｗの取り扱いの面において便利である。
【００５２】
中継手段３は、回動および伸縮可能なアーム３１と、アーム３１の回動先端寄りにブラケット３６を介して取り付けられた中継吸着部３２とを有している。アーム３１は、ウエハ排出手段２の吸着スライダ２１に対して、中継吸着部３２を正対させることによりウエハｗの受け取りを可能とする中継角度αと、カセット５にウエハｗを挿入する挿入角度（０°）とをとる。これにより、ウエハ排出手段２と中継手段３との間のウエハｗの受け渡しを適切に行うことができる。また、中継手段３のアーム３１を適宜回動ないし伸縮させることにより、ウエハ排出手段２から受け取ったウエハｗを、カセット５に挿入可能な所定の姿勢に変更したうえで、カセット５に収納することができる。
【００５３】
本実施形態においては、半導体ウエハ搬送装置Ａは、ウエハ槽１内の複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するものの角度を検出する角度検出手段４を備えている。また、ウエハ排出手段２は、吸着部２１２を複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するものに正対するように吸着スライダ２１の角度を調整する角度調整機構２２を有している。これにより、ウエハ槽１内における列の先頭に位置するウエハｗの角度に多少のばらつきがある場合でも、角度検出手段４および角度調整機構２２が協働することによって、吸着部２１２を吸着すべきウエハｗに正対させることができる。特に、吸着すべきウエハｗに密着して不当に持ち上げられたウエハｗがその後ウエハ槽１内に戻ると、ウエハｗの角度が変化する場合があるが、このような場合においても、吸着部２１２を次に吸着すべきウエハｗに正対させることができる。しがたって、吸着スライダ２１によるウエハｗの吸着を適正に行うことができる。
【００５４】
本実施形態では、移送中の吸着スライダ２１が吸着したウエハｗに対して、ウエハｗの面内方向に抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段６が設けられている。これにより、吸着すべきウエハｗに対してこれに隣り合うウエハｗが密着したまま不当に持ち上げられた場合でも、その不当に持ち上げられたウエハｗを分離してウエハ槽１に戻すことができる。したがって、ウエハ槽１内の複数のウエハｗを１枚ずつ確実に分離回収することができる。また、不当に持ち上げられたウエハｗに対する抵抗力の付与は、弾性部材からなるローラ６１が当該ウエハｗに接触することによって行われる。かかる構成によれば、ウエハｗの破損を防止しつつ１枚ずつ確実に分離回収することができる。
【００５５】
本発明に係る半導体ウエハ搬送装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体ウエハ搬送装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ 半導体ウエハ搬送装置
ｗ ウエハ
１ ウエハ槽
２ ウエハ排出手段
３ 中継手段
４ 角度検出手段
５ カセット（ウエハ収納手段）
６ 抵抗力付与手段
１ａ 開口
２１ 吸着スライダ
２１２ 吸着部
２２ 角度調整機構（角度調整手段）
２４ 噴射ノズル（液体噴射手段）
３１ アーム
３２ 中継吸着部
６１ ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば太陽電池の材料に用いられる半導体ウエハの製造において使用される搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、半導体ウエハの製造におけるワイヤソー装置を用いた切断工程を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたワイヤソー装置Ｘは、４つのガイドローラ９３およびワイヤ９４を備えており、半導体材料９２をウエハ状に切断する装置である。ワイヤ９４は、たとえばメッキが施されたピアノ線であり、４つのガイドローラ９３に掛け回されており、図示された矢印の方向に送られる。半導体材料９２は、たとえばガラスからなる保持部材９１に接着剤によって接合された状態で、ワイヤ９４に押し付けられる。ワイヤ９４が半導体材料９２を超えて保持部材９１に到達すると、半導体材料９２の切断が完了する。この切断により、保持部材９１に各々の端縁が接合された状態で、複数のウエハが得られる。
【０００３】
しかしながら、切断を終えた後には、最終的に上記ウエハを１枚ずつ分離した状態にする必要がある。この分離作業に先立って、切断粉の洗浄や、保持部材９１からの剥離を目的として、上記ウエハは、洗浄液や接着剤を溶解する溶液に漬けられる。これらの液体によって上記ウエハがウエットの状態になると、となり合う上記ウエハどうしが張り付いてしまいやすい。このようなことでは、上記ウエハを１枚ずつ分離した状態とすることは容易ではなく、たとえば作業者が手作業によって上記半導体ウエハを１枚ずつ取り上げるといった作業が強いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６０４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、たとえばワイヤソーによる切断の後に、人手を介することなく半導体ウエハを１枚ずつ分離回収することが可能な半導体ウエハ搬送装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される半導体ウエハ搬送装置は、液体を収容しており、鉛直方向上方に開口しているとともに、鉛直方向と交差する方向において互いに対向するように列をなした状態で、その少なくとも一部ずつが上記液体に浸された複数のウエハを収容するウエハ槽と、上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものを吸着する吸着部を有しかつ当該ウエハを上記開口から上記ウエハ槽上方に移送可能な吸着スライダ、を備える排出手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、ウエハ槽内において列をなす複数のウエハについて、列の先頭に位置するものを、順次、排出手段によって上方に移送して分離することができる。したがって、かかる構成によれば、ウエハ槽内に浸された複数のウエハを、人手を介することなく自動的に分離回収することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のウエハを各別に収納可能なウエハ収納手段と、上記吸着スライダから上記ウエハを受け取り、このウエハを上記ウエハ収納手段に挿入する中継手段と、をさらに有する。このような構成によれば、ウエハを１枚ずつ分離した状態でウエハ収納手段に収納することができるので、分離回収後のウエハの取り扱いの面において便利である。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中継手段は、回動および伸縮可能なアームと、上記アームの回動先端寄りに取り付けられた中継吸着部とを有しており、上記アームは、上記排出手段の上記吸着スライダに対して上記中継吸着部を正対させることにより上記ウエハの受け取りを可能とする中継角度と、上記ウエハ収納手段に上記ウエハを挿入する挿入角度とをとる。このような構成によれば、排出手段と中継手段との間のウエハの受け渡しを適切に行うことができる。また、中継手段のアームを適宜回動ないし伸縮させることにより、排出手段から受け取ったウエハを、ウエハ収納手段に挿入可能な所定の姿勢に変更したうえで、ウエハ収納手段に収納することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものの角度を検出する角度検出手段をさらに備えており、上記排出手段は、上記吸着部を上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものに正対するように上記吸着スライダの角度を調整する角度調整手段を有している。このような構成によれば、ウエハ槽内における列の先頭に位置するウエハの角度に多少のばらつきがある場合でも、排出手段の吸着部を吸着すべきウエハに正対させることができる。しがたって、吸着スライダによるウエハの吸着を適正に行うことができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、移送中の上記吸着スライダが吸着した上記ウエハに対して、上記ウエハの面内方向に抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段をさらに備える。このような構成によれば、吸着すべきウエハに対してこれに隣り合うウエハが密着したまま不当に持ち上げられた場合でも、その不当に持ち上げられたウエハを分離してウエハ槽に戻すことができる。したがって、ウエハ槽内の複数のウエハを１枚ずつ確実に分離回収することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記抵抗力付与手段は、弾性部材からなるローラを含む。このような構成によれば、ウエハの破損を防止しつつ１枚ずつ確実に分離回収することができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、移送中の上記吸着スライダが吸着した上記ウエハの端面に対して液体を噴射する液体噴射手段をさらに備える。このような構成によれば、ウエハを１枚ずつより確実に分離することができる。
【００１４】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る半導体ウエハ搬送装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１に示す半導体ウエハ搬送装置の要部右側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】ウエハをウエハ収納手段に挿入する状態を表す、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図である。
【図５】抵抗力付与手段の動作を示す要部断面図である。
【図６】中継手段によるウエハの受け取り動作を示す要部正面図である。
【図７】従来の半導体ウエハ製造における一工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。なお、説明の便宜上、図１を基準として上下の方向を特定することにする。
【００１７】
図１〜図６は本発明に係る半導体ウエハ搬送装置の一例を示している。本実施形態の半導体ウエハ搬送装置Ａは、ウエハ槽１と、ウエハ排出手段２と、中継手段３と、角度検出手段４と、カセット５と、抵抗力付与手段６と、これら各部の動作を制御する制御手段（図示せず）とを備えている。
【００１８】
ウエハ槽１は、鉛直方向上方が開口する容器状とされており、複数のウエハｗを、所定の液体１１に浸した状態で収容するためのものである。ウエハ槽１は、後述する角度検出手段４の光学式センサ４１からの光を透過可能な材料によって構成されており、たとえばアクリル製である。複数のウエハｗは、鉛直方向と交差する方向において互いに対向するように列をなした状態で液体１１に浸されている。これらウエハｗの枚数は、たとえば１０００枚程度である。ウエハｗの寸法の一例を挙げると、外形が１５６ｍｍ角であって、厚さが０．１４〜０．１８ｍｍである。
【００１９】
図１および図３に表れているように、ウエハ槽１は、スライド駆動機構１２によって水平横方向（複数のウエハｗが並ぶ方向）にスライド移動可能とされている。スライド駆動機構１２は、たとえばウエハ槽１を載置固定する水平スライダ１２１と、この水平スライダ１２１を水平移動可能に支持するガイド台１２２と、サーボモータ１２３とを備えており、サーボモータ１２３と水平スライダ１２１との間にはネジ送り機構１２４が介在されている。かかる構成により、サーボモータ１２３を駆動すると、ウエハ槽１は、ガイド台１２２に対して水平方向に移動させられる。
【００２０】
本実施形態では、ウエハ槽１内には、傾斜面１３ａを有する角度調整台１３が配置されている。また、ウエハ槽１の底面内側部分はスリップ防止の処理が施されており、上記複数のウエハｗは、角度調整台１３にもたれるように傾斜姿勢を維持した状態で並んでいる。複数のウエハｗは、ウエハ槽１内において、それぞれ、その上方寄りの一部を除いて液体１１に浸かっている。ウエハ槽１内に収容される液体１１としては、たとえば水が挙げられる。
【００２１】
複数のウエハｗは、前工程において柱状の半導体材料の切断等を行うことにより得ることができる。これらウエハｗの作製は、たとえば以下の手順によって行う。まず、図７に示すようなワイヤソー装置Ｘを用い、保持部材９１にその一側面が接着剤を介して接合された半導体材料９２の下端をワイヤ９４に押し当て、半導体材料９２を切断する。半導体材料９２を下方に押し下げると、ワイヤ９４は、半導体材料９２に対して相対的に上方に移動することとなる。ワイヤ９４が保持部材９１に到達すると、半導体材料９２の切断が完了する。このとき、各ウエハは、それぞれの端縁が接着剤を介して保持部材９１に保持された格好となっている。次に、保持部材９１およびこれに保持されたウエハを接着剤の溶解液に浸し、各ウエハを保持部材９１から剥離させる。次いで、分離された複数のウエハを洗浄液に浸して洗浄する。このようにして、複数のウエハｗが得られる。なお、ウエハないし保持部材９１を溶解液や洗浄液に浸す工程は、たとえば図示しない液浴槽を用いて行う。
【００２２】
ウエハ排出手段２は、ウエハ槽１内の複数のウエハｗを１枚ずつ分離してウエハ槽１の上方に移送するためのものであり、図１〜図３に表れているように、吸着スライダ２１、および角度調整機構２２を備えて構成されている。
【００２３】
吸着スライダ２１は、複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するものを、ウエハ槽１の開口１ａを通じて上方に移送するためのものであり、図２によく表れているように、たとえばウエハ槽１の幅方向（図中の方向ｙ１，ｙ２）の外側に配置された長矩形枠状のガイド部材２３に支持されている。吸着スライダ２１は、ガイド部材２３に対して、方向ｙ１，ｙ２方向において橋渡し状に配置されており、中央寄りにおいて垂下する支持プレート２１１と、支持プレート２１１に設けられた複数の吸着部２１２とを備えている。支持プレート２１１は、ガイド部材２３が延びる方向に沿う姿勢で設けられており、本実施形態では、たとえば４つの吸着部２１２が、支持プレート２１１上において正方形のほぼ４隅に対応する位置に設けられている。
【００２４】
吸着部２１２は、ウエハ槽１内の複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するものを吸着保持するためのものであり、たとえばカップ状の吸盤とされている。詳細な図示説明は省略するが、吸着部２１２の内側中央部は、たとえばフレキシブルチューブを介して吸引ポンプに連通しており、当該吸引ポンプの駆動により、吸着部２１２に正対するウエハｗを吸着することができるようになっている。
【００２５】
図２によく表れているように、ガイド部材２３には、その長手方向に直線状に延びる一対のガイドレール２３１が設けられている。吸着スライダ２１の方向ｙ１、ｙ２における両端部は、ガイドレール２３１に対してその長手方向にスライド移動可能に支持されている。また、ガイド部材２３には、たとえばシリンダ２３２が設けられており、このシリンダ２３２は、ガイドレール２３１の長手方向に沿って進退移動するピストンロッド２３３を備えている。ピストンロッド２３３の先端部は、吸着スライダ２１に連結されている。吸着スライダ２１は、シリンダ２３２の駆動により、ピストンロッド２３３が進出させられた上動位置（図３において実線で表す）とピストンロッド２３３が後退させられた下動位置（図３において仮想線で表す）との間において、ガイド部材２３に沿ってスライド移動させられる。
【００２６】
本実施形態では、図３に表れているように、吸着スライダ２１が下動位置にあるときには、複数の吸着部２１２は開口１ａを通じてウエハ槽１内に進入してウエハｗに対向する位置にあり、吸着スライダ２１が上動位置にあるときには、複数の吸着部２１２はウエハ槽１に対して上方に離間した位置にある。かかる構成により、吸着スライダ２１は、ウエハ槽１内のウエハｗを、開口１ａを通じてウエハ槽１の上方に移送可能となっている。
【００２７】
図１、図２、および図５に表れているように、ガイド部材２３にはまた、抵抗力付与手段６が設けられている。抵抗力付与手段６は、吸着スライダ２１によって上方に移送中のウエハｗに対して抵抗力を付与するためのものであり、ウエハ槽１の開口１ａの上方近傍に配置されている。抵抗力付与手段６は、スポンジゴムなどの弾性部材からなるローラ６１と、このローラ６１を回転駆動させるモータ６２とを備え、たとえばローラ６１とモータ６２の出力軸との間にベルト６３が掛け回されている。ローラ６１は、上方に移送中のウエハｗに対して適度な接触抵抗を付与することができるように、その取付位置が調整されている。また、ローラ６１は、モータ６２の駆動により、図１および図５における時計回りに回転する。
【００２８】
吸着スライダ２１の中央上部には、噴射ノズル２４が設けられている。噴射ノズル２４は、吸着スライダ２１によって移送中のウエハｗに液体を噴射するためのものであり、噴射ノズル２４の先端部２４ａは、吸着保持されたウエハｗの上端面に向けられている。この噴射ノズル２４は、本発明でいう液体噴射手段に相当するものである。噴射ノズル２４には、たとえば図示しないフレキシブルチューブが接続されており、このフレキシブルチューブを介して噴射すべき液体が供給される。噴射ノズル２４から噴射される液体としては、たとえば水が挙げられる。なお、噴射ノズル（液体噴射手段）としては、移送中のウエハｗに液体を噴射させることができるものであればよく、たとえば吸着スライダ２１以外の場所に固定的に設けてもよい。
【００２９】
角度調整機構２２は、吸着スライダ２１の角度を調整するためのものであり、図１〜図３に表れているように、たとえばガイド部材２３の基端部に設けられたウォームギア２２１と、駆動源としてのサーボモータ２２２とを備えて構成されている。ここで、「吸着スライダ２１の角度」とは、水平方向に対して、ガイド部材２３が延びる方向（換言すると吸着スライダ２１のスライド移動方向）がなす角度θを意味する。ウォームギア２２１は、サーボモータ２２２の出力軸に固定されたウォーム２２１ａと、ガイド部材２３の基端部に固定されたウォームホイル２２１ｂとを有している。これにより、サーボモータ２２２が駆動されると、ガイド部材２３は、ウォームホイル２２１ｂの軸心Ｏ１周りに回動させられる。かかる構成により、吸着スライダ２１の角度θを調整することが可能となっている。
【００３０】
中継手段３は、吸着スライダ２１からウエハｗを受け取り、この受け取ったウエハｗを、カセット５に挿入するためのものであり、図１に表れているように、アーム３１と、複数の中継吸着部３２とを備えている。
【００３１】
アーム３１は、たとえば長手方向に伸縮可能な伸縮ロッドを含む構成とされている。アーム３１の基端寄りには、たとえばシリンダ３３が設けられており、このシリンダ３３は、アーム３１の長手方向に沿って進退移動するピストンロッド３４を備えている。ピストンロッド３４の先端部は、アーム３１の先端寄りの部分に連結されている。アーム３１は、シリンダ３３の駆動により、長手方向に伸縮させられる。
【００３２】
アーム３１はまた、所定の軸心周りに回動可能とされている。具体的には、アーム３１の基端部は、たとえばロータリーアクチュエータ３５の回動軸３５１に連結されている。アーム３１は、ロータリーアクチュエータ３５の駆動により、回動軸３５１の軸心Ｏ２周りに回動させられる。これにより、アーム３１は、軸心Ｏ２周りに回動可能であり、かつ長手方向において伸縮可能となっている。
【００３３】
中継吸着部３２は、吸着スライダ２１によって持ち上げられたウエハｗを、当該ウエハｗに対して吸着スライダ２１とは反対側から吸着保持するためのものであり、たとえばカップ状の吸盤とされている。詳細な図示説明は省略するが、中継吸着部３２の内側中央部は、たとえばフレキシブルチューブを介して吸引ポンプに連通しており、当該吸引ポンプの駆動により、中継吸着部３２に正対するウエハｗを吸着することができるようになっている。中継吸着部３２は、アーム３１の先端寄りに設けられたブラケット３６に支持されている。本実施形態では、たとえば２つの中継吸着部３２が、アーム３１の長手方向において離間する位置に設けられている。図６を参照すると理解できるように、ブラケット３６は、アーム３１に対し、アーム３１の長手方向に対して直角である方向にスライド移動可能に支持されており、アーム３１の先端寄りに取り付けられたシリンダ３７の駆動により、進退移動させられる。
【００３４】
本実施形態では、水平方向に対してアーム３１の長手方向がなす角度について、吸着スライダ２１に対して中継吸着部３２を正対させてウエハｗの受け取りを可能とする中継角度αと、ウエハｗをカセット５に挿入可能な挿入角度（本実施形態では０°）とをとるように、アーム３１が回動させられる。
【００３５】
角度検出手段４は、ウエハ槽１内にある複数のウエハｗのうち、列の先頭に位置するものの角度を検出するためのものである。ここで、「ウエハｗの角度」とは、水平方向とウエハｗが延びる方向とがなす角度を意味する。本実施形態では、図３に表れているように、角度検出手段４は、たとえば、鉛直方向に離間して配置された２つの光学式センサ４１を備えて構成されている。光学式センサ４１は、たとえばレーザ光の出射部および受光部を有しており、出射部からウエハｗに向けて水平方向に出射されたレーザ光がウエハｗ表面で反射され、当該反射光を受光することにより、光学式センサ４１からウエハｗまでの距離を測定することが可能となっている。たとえば、２つの光学式センサ４１においてそれぞれ検出した測定距離情報と、２つの光学式センサ４１が離間する、既知の距離との関係から、制御手段において演算処理を実行することにより、ウエハｗの角度が算出される。なお、光学式センサ４１の設置数は、２つに限定されず、３つ以上設けてもよい。
【００３６】
カセット５は、中継手段３のアーム３１によって移送されたウエハｗを収納するためのものである。図１に表れているように、カセット５は、互いに積層配置された複数のポケット５ａを有しており、各ポケット５ａに１枚のウエハｗを収納可能とされている。ポケット５ａは、たとえばカセット５の奥壁５ｂから手前側に延びる仕切板５ｃによって仕切られている。仕切板５ｃは、鉛直方向に一定ピッチで設けられている。その一方、図４に表れているように、幅方向（同図における方向ｙ１，ｙ２）の中央部は仕切られておらず、鉛直方向において連通している。これにより、アーム３１に支持されたウエハｗを、中継吸着部３２やブラケット３６等とともにカセット５内に挿入することが可能となっている。
【００３７】
上記構成のカセット５は、リフタ５１によって鉛直方向に沿って移動可能とされている。詳細な図示説明は省略するが、リフタ５１は、たとえばネジ送り機構およびサーボモータを備えて構成されており、一定ピッチずつ上昇させることができるように構成されている。
【００３８】
次に、上記構成の半導体ウエハ搬送装置Ａの動作について説明する。
【００３９】
上記構成の半導体ウエハ搬送装置Ａは、たとえば太陽電池の材料に用いられる半導体ウエハの製造において、上述の前工程（半導体材料の切断工程、および洗浄工程等）を経て、ウエハ槽１内において液体１１に浸かった状態の複数のウエハｗを、１枚ずつ分離回収するために用いられる。
【００４０】
まず、複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するもの（図１および図３において列をなすウエハｗの右端）の角度を、角度検出手段４によって検出する。ここで、２つの光学式センサ４１においてそれぞれ検出した測定距離情報を利用して、列の先頭に位置するウエハｗの角度が算出される。そして、角度調整機構２２によって、吸着スライダ２１の角度θを上記ウエハｗの角度と一致するように調整する。
【００４１】
次いで、ガイド部材２３に設けられたシリンダ２３２（図２参照）の駆動により、上動位置にある吸着スライダ２１を下動位置までスライド移動させる。ここで、吸着スライダ２１の角度θが上記ウエハｗの角度に一致させられているので、吸着部２１２は、列の先頭に位置するウエハｗに正対している（図３の仮想線を参照）。次いで、光学式センサ４１において検出した上記測定距離情報を利用して、スライド駆動機構１２によって、ウエハ槽１の水平横方向の位置を調整する。このとき、たとえば、吸着部２１２の先端と列の先頭のウエハｗとの間に僅かな隙間が生じるように、ウエハ槽１の位置合わせを行う。そして、吸着部２１２に接続された吸引ポンプを駆動させることにより、列の先頭のウエハｗが吸着部２１２に吸着保持される。
【００４２】
次いで、シリンダ２３２の駆動により、吸着スライダ２１が上動位置までスライド移動する。これにともない、吸着部２１２に吸着保持されたウエハｗは、ウエハ槽１の開口１ａを通じて上方に移送される。ここで、吸着部２１２に吸着保持されたウエハｗに対し、これに隣り合うウエハｗが密着したまま持ち上げられる場合がある。この場合、図５に表れているように、不当に持ち上げられたウエハｗには、ローラ６１が回転しながら接触することにより、面内方向に下向きの抵抗力が与えられる。また、噴射ノズル２４からウエハｗの上端面に向けて水が噴射される。これにより、不当に持ち上げられたウエハｗは、吸着部２１２に吸着保持されたウエハｗからスムーズに分離し、ウエハ槽１内に戻る。
【００４３】
次いで、吸着スライダ２１が上動位置に到達すると、角度調整機構２２によって、吸着スライダ２１の角度θが所定の角度αとなるように調整される。ここで、図１に表れているように、中継手段３のアーム３１は伸長した状態にあり、中継吸着部３２は、吸着スライダ２１が吸着したウエハｗに対向する位置にある。また、このとき、アーム３１は、あらかじめウエハｗの受け取りが可能な中継角度αをとっており、中継吸着部３２が吸着スライダ２１に対して正対する姿勢となっている。
【００４４】
次いで、中継吸着部３２は、図６において仮想線で表すように、シリンダ３７の駆動によって吸着スライダ２１側に進出移動させられ、ウエハｗに当接する。この状態において、中継吸着部３２に接続された吸引ポンプを駆動させることにより、ウエハｗが中継吸着部３２に吸着保持される。引き続き、吸着部２１２に接続された吸引ポンプを停止し、吸着部２１２内側を大気圧状態に開放する。これにより、吸着部２１２がウエハｗから離れ、中継吸着部３２によるウエハｗの受け取りが完了する。この後、中継吸着部３２は、シリンダ３７の駆動によって、アーム３１側に後退移動する。
【００４５】
次いで、図１において仮想線で表すように、シリンダ３３の駆動により、アーム３１が収縮させられる。そして、ロータリーアクチュエータ３５の駆動により、アーム３１は、軸心Ｏ２周りに回動させられ、カセット５にウエハｗを挿入可能な挿入角度（０°）をとる。
【００４６】
引き続き、シリンダ３３の駆動によってアーム３１が伸長させられ、中継吸着部３２に吸着保持されたウエハｗがカセット５のポケット５ａに挿入される。次いで、カセット５は、リフタ５１の駆動によって、ポケット５ａの１ピッチ分だけ上昇移動する。これと同時に、中継吸着部３２に接続された吸引ポンプを停止し、中継吸着部３２内側を大気圧状態に開放する。これにより、中継吸着部３２がウエハｗから離れ、ウエハｗは仕切板５ｃに支持された状態でポケット５ａに収納される。
【００４７】
次いで、シリンダ３３の駆動により、アーム３１が収縮させられる。そして、ロータリーアクチュエータ３５の駆動により、アーム３１は、軸心Ｏ２周りに回動させられ、ウエハｗの受け取りが可能な中継角度αに戻る。ここで、アーム３１が中継角度に戻るまでの間に、ウエハ槽１内の列の先頭のウエハｗ（先に搬送されたウエハｗに隣り合うウエハｗ）の角度を、角度検出手段４によって検出する。
【００４８】
そして、角度検出手段４、ウエハ排出手段２、中継手段３、リフタ５１等の各部の一連の動作を繰り返すことにより、カセット５に複数のウエハｗが１枚ずつ分離した状態で収納される。
【００４９】
次に、半導体ウエハ搬送装置Ａの作用について説明する。
【００５０】
本実施形態の半導体ウエハ搬送装置Ａを用いれば、ウエハ槽１内において列をなす複数のウエハｗについて、列の先頭に位置するものを、順次、ウエハ排出手段２によって上方に移送して分離することができる。したがって、かかる構成によれば、ウエハ槽１内に浸された複数のウエハｗを、人手を介することなく自動的に分離回収することができる。
【００５１】
本実施形態の半導体ウエハ搬送装置Ａは、複数のウエハｗを各別に収納可能なカセット５と、吸着スライダ２１からウエハｗを受け取り、このウエハｗをカセット５に挿入する中継手段３と、を有している。これにより、ウエハｗを１枚ずつ分離した状態でカセット５に収納することができる。このことは、分離回収後のウエハｗの取り扱いの面において便利である。
【００５２】
中継手段３は、回動および伸縮可能なアーム３１と、アーム３１の回動先端寄りにブラケット３６を介して取り付けられた中継吸着部３２とを有している。アーム３１は、ウエハ排出手段２の吸着スライダ２１に対して、中継吸着部３２を正対させることによりウエハｗの受け取りを可能とする中継角度αと、カセット５にウエハｗを挿入する挿入角度（０°）とをとる。これにより、ウエハ排出手段２と中継手段３との間のウエハｗの受け渡しを適切に行うことができる。また、中継手段３のアーム３１を適宜回動ないし伸縮させることにより、ウエハ排出手段２から受け取ったウエハｗを、カセット５に挿入可能な所定の姿勢に変更したうえで、カセット５に収納することができる。
【００５３】
本実施形態においては、半導体ウエハ搬送装置Ａは、ウエハ槽１内の複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するものの角度を検出する角度検出手段４を備えている。また、ウエハ排出手段２は、吸着部２１２を複数のウエハｗのうち列の先頭に位置するものに正対するように吸着スライダ２１の角度を調整する角度調整機構２２を有している。これにより、ウエハ槽１内における列の先頭に位置するウエハｗの角度に多少のばらつきがある場合でも、角度検出手段４および角度調整機構２２が協働することによって、吸着部２１２を吸着すべきウエハｗに正対させることができる。特に、吸着すべきウエハｗに密着して不当に持ち上げられたウエハｗがその後ウエハ槽１内に戻ると、ウエハｗの角度が変化する場合があるが、このような場合においても、吸着部２１２を次に吸着すべきウエハｗに正対させることができる。しがたって、吸着スライダ２１によるウエハｗの吸着を適正に行うことができる。
【００５４】
本実施形態では、移送中の吸着スライダ２１が吸着したウエハｗに対して、ウエハｗの面内方向に抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段６が設けられている。これにより、吸着すべきウエハｗに対してこれに隣り合うウエハｗが密着したまま不当に持ち上げられた場合でも、その不当に持ち上げられたウエハｗを分離してウエハ槽１に戻すことができる。したがって、ウエハ槽１内の複数のウエハｗを１枚ずつ確実に分離回収することができる。また、不当に持ち上げられたウエハｗに対する抵抗力の付与は、弾性部材からなるローラ６１が当該ウエハｗに接触することによって行われる。かかる構成によれば、ウエハｗの破損を防止しつつ１枚ずつ確実に分離回収することができる。
【００５５】
本発明に係る半導体ウエハ搬送装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体ウエハ搬送装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ 半導体ウエハ搬送装置
ｗ ウエハ
１ ウエハ槽
２ ウエハ排出手段
３ 中継手段
４ 角度検出手段
５ カセット（ウエハ収納手段）
６ 抵抗力付与手段
１ａ 開口
２１ 吸着スライダ
２１２ 吸着部
２２ 角度調整機構（角度調整手段）
２４ 噴射ノズル（液体噴射手段）
３１ アーム
３２ 中継吸着部
６１ ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容しており、鉛直方向上方に開口しているとともに、鉛直方向と交差する方向において互いに対向するように列をなした状態で、その少なくとも一部ずつが上記液体に浸された複数のウエハを収容するウエハ槽と、
上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものを吸着する吸着部を有しかつ当該ウエハを上記開口から上記ウエハ槽上方に移送可能な吸着スライダ、を備える排出手段と、
を備えていることを特徴とする、半導体ウエハ搬送装置。
【請求項２】
上記複数のウエハを各別に収納可能なウエハ収納手段と、
上記吸着スライダから上記ウエハを受け取り、このウエハを上記ウエハ収納手段に挿入する中継手段と、をさらに有する、請求項１に記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項３】
上記中継手段は、回動および伸縮可能なアームと、上記アームの回動先端寄りに取り付けられた中継吸着部とを有しており、
上記アームは、上記排出手段の上記吸着スライダに対して上記中継吸着部を正対させることにより上記ウエハの受け取りを可能とする中継角度と、上記ウエハ収納手段に上記ウエハを挿入する挿入角度とをとる、請求項２に記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項４】
上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものの角度を検出する角度検出手段をさらに備えており、
上記排出手段は、上記吸着部を上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものに正対するように上記吸着スライダの角度を調整する角度調整手段を有している、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項５】
移送中の上記吸着スライダが吸着した上記ウエハに対して、上記ウエハの面内方向に抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段をさらに備える、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項６】
上記抵抗力付与手段は、弾性部材からなるローラを含む、請求項５に記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項７】
移送中の上記吸着スライダが吸着した上記ウエハの端面に対して液体を噴射する液体噴射手段をさらに備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項１】
液体を収容しており、鉛直方向上方に開口しているとともに、鉛直方向と交差する方向において互いに対向するように列をなした状態で、その少なくとも一部ずつが上記液体に浸された複数のウエハを収容するウエハ槽と、
上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものを吸着する吸着部を有しかつ当該ウエハを上記開口から上記ウエハ槽上方に移送可能な吸着スライダ、を備える排出手段と、
を備えていることを特徴とする、半導体ウエハ搬送装置。
【請求項２】
上記複数のウエハを各別に収納可能なウエハ収納手段と、
上記吸着スライダから上記ウエハを受け取り、このウエハを上記ウエハ収納手段に挿入する中継手段と、をさらに有する、請求項１に記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項３】
上記中継手段は、回動および伸縮可能なアームと、上記アームの回動先端寄りに取り付けられた中継吸着部とを有しており、
上記アームは、上記排出手段の上記吸着スライダに対して上記中継吸着部を正対させることにより上記ウエハの受け取りを可能とする中継角度と、上記ウエハ収納手段に上記ウエハを挿入する挿入角度とをとる、請求項２に記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項４】
上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものの角度を検出する角度検出手段をさらに備えており、
上記排出手段は、上記吸着部を上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものに正対するように上記吸着スライダの角度を調整する角度調整手段を有している、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項５】
移送中の上記吸着スライダが吸着した上記ウエハに対して、上記ウエハの面内方向に抵抗力を付与しうる抵抗力付与手段をさらに備える、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項６】
上記抵抗力付与手段は、弾性部材からなるローラを含む、請求項５に記載の半導体ウエハ搬送装置。
【請求項７】
移送中の上記吸着スライダが吸着した上記ウエハの端面に対して液体を噴射する液体噴射手段をさらに備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体ウエハ搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１６５８９１（Ｐ２０１０−１６５８９１Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７３１７（Ｐ２００９−７３１７）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００１５３６７２）株式会社住友金属ファインテック (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００１５３６７２）株式会社住友金属ファインテック (35)
【Ｆターム（参考）】
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