基板の搬送装置及び搬送方法
【課題】基板表面が乾燥しないように水中で基板の表面に非接触で基板を保持し、効率良く搬送する。
【解決手段】液中に水平に浸漬された基板の上方に設けられた噴射ノズルで前記基板の上方から前方に向けて液体を噴射して基板を前方に送り出す基板の搬送装置において、基板４の搬送方向に沿って往復動可能に搬送ユニット３０を設け、前記搬送ユニット３０は、上下に揺動可能に設けられ基板４を静止させるストッパ３４と、前記ストッパ３４の後方に設けられ、前記基板４の後端よりもやや後方から液体４５を前方に向けて噴射する噴射ノズル３５とを一体に備え、 前記噴射ノズル３５からの液体４５の噴射により、基板４を浮上させると共に前記ストッパ３４に基板４を当接させて静止させた状態で搬送ユニット３０を移動させて基板４を搬送するようにする。
【解決手段】液中に水平に浸漬された基板の上方に設けられた噴射ノズルで前記基板の上方から前方に向けて液体を噴射して基板を前方に送り出す基板の搬送装置において、基板４の搬送方向に沿って往復動可能に搬送ユニット３０を設け、前記搬送ユニット３０は、上下に揺動可能に設けられ基板４を静止させるストッパ３４と、前記ストッパ３４の後方に設けられ、前記基板４の後端よりもやや後方から液体４５を前方に向けて噴射する噴射ノズル３５とを一体に備え、 前記噴射ノズル３５からの液体４５の噴射により、基板４を浮上させると共に前記ストッパ３４に基板４を当接させて静止させた状態で搬送ユニット３０を移動させて基板４を搬送するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ等の基板を搬送する基板の搬送装置及び搬送方法に関する。さらに詳しくは、基板を水等の液中に浸漬した状態で搬送する基板の搬送装置及び搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池や半導体チップ等の製造にあたり、シリコン等のインゴットがワイヤソー等の切断装置で枚葉状に切断され、多数のウエハが形成されている。
【０００３】
例えばワイヤソーで切断されて形成されたウエハは、切断屑や切断時に使用されるスラリ等で汚染されているため、各種の洗浄液で洗浄され、その後、切断時に固定されていたカーボンやセラミック等のダミー部材が剥離されることで、多数枚の積層されたウエハが得られる。
【０００４】
そして、上記の積層されたウエハは、上記の洗浄工程において、汚れの乾燥による固着やウォータースポットによるシミの残りを防止するために水中で１枚ずつ分離され、カセットに収納された後、乾燥工程等の次工程に搬送される（例えば特許文献１）。
【０００５】
また、上記特許文献１のようなウエハの処理システムは、大掛かりでコストも高く付くものとなるため、特に太陽電池の製造においては、一連の工程において未だ手作業で行われている現状がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２３７７７０号公報、図３、図１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１においては、積層されたウエハを一枚ずつ分離するにあたり、水中に積層されたウエハに搬送方向と反対側の斜め上方から第１噴射ノズルで水を噴射し、最上部のウエハの浮き上がりを防止しながら、この状態で第２の噴射ノズルで積層されたウエハの最上部の上面に対して搬送方向の斜め上方から水を噴射して、積層されたウエハを最上部から１枚ずつ分離するようになっている。
【０００８】
しかしながら、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルの噴射方向が互いに打ち消し合うように作用するため、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルの噴射する水圧や噴射方向の調整が微妙であり、調整に時間を要する問題があった。
【０００９】
また、ウエハの端部を下方向から受けるシュータ（ガイドレールに相当）に乗って水流で搬送されるようになっているが、水の抵抗によりウエハの先端が上下方向にばたついて円滑に移動しない問題があった。
【００１０】
また、ウエハの自重と上方からの水圧により、ウエハがシュータに押し付けられ、さらに第１噴射ノズルの水流でウエハを上方から押え付けるので、搬送距離が長くなるとシュータにウエハが貼り付いてウエハが停止し、ウエハを搬送できなくなる問題があった。
【００１１】
また、水流のみにより、ウエハを移動させるため、水流の乱れによりウエハを正確に搬送することが困難な問題や水流速度を一定以上高めることが困難であり、水流速度を保つことも困難であることから、搬送速度にばらつきが生じ、高速化することが困難であった。
【００１２】
また、吸着パッドで吸着して搬送する場合は、ウエハに吸着痕が残ったり、また、水中から取り出した場合は、ウエハの表面が乾燥して汚れが固着したり、ウォータースポットが生じたりして、その後の工程で取り除くことが非常に困難になる問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の課題は、液中でウエハ等の基板面に非接触で搬送でき、さらに液中でウエハを安定で高速に搬送できる基板の搬送装置及び搬送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そこで請求項１の発明は、液中に水平に浸漬された基板の上方に設けられた噴射ノズルで前記基板の上方から前方に向けて液体を噴射して基板を前方に送り出す基板の搬送装置において、前記基板の搬送方向に沿って往復動可能に搬送ユニットを設け、前記搬送ユニットは、上下に揺動可能に設けられ前記基板を静止させるストッパと、前記ストッパの後方に設けられ、前記基板の後端よりもやや後方から液体を前方に向けて噴射する噴射ノズルとを一体に備え、前記噴射ノズルからの液体の噴射により、基板を浮上させると共に前記ストッパに基板を当接させて静止させた状態で搬送ユニットを移動させて基板を搬送するようにした構成を採用した基板の搬送装置である。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記噴射ノズルからの液体の噴射が、前記基板の後端よりも前方から液体を前方に向けて噴射するようにした構成を採用した基板の搬送装置である。
【００１６】
また、請求項３の発明は、液中に水平に浸漬された基板の上方から前方に向けて噴射ノズルから液体を噴射して前記基板を前方に送り出す基板の搬送方法において、搬送ユニットの後方に設けられた噴射ノズルにより、液体を前記基板の後端部付近から前方に向けて噴射し、基板を浮上させると共に前記液体の噴射により搬送ユニットの前端部に設けられたストッパに前記基板を当接させて静止させた状態で前記搬送ユニットを移動させて基板を搬送するようにした構成を採用した基板の搬送方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板面とは非接触に、しかも、基板を乾燥させること無く搬送できるので、基板面にウォータースポット等のシミの残存を防止できる。
【００１８】
本発明によれば、基板を液中で安定に保持できるので、液流だけで搬送する場合のように液流の乱れによる基板のばたつきを防止でき、しかも、基板を液中で基板面と非接触に保持しながら、基板を搬送ユニットで直接移動させるので液流の方向や速度に依存せず安定で高速な搬送が行える。
【００１９】
さらに本発明によれば、基板を搬送ユニットから容易に非接触で離脱できるので、基板を傷付けることなく、その後のカセット等への収納が容易に行なえ、また、基板の割れや欠けによる不良品を容易に離脱させて排除することができる。
【００２０】
また、本発明によれば、噴射ノズルで基板への浮力とストッパ方向への推進力を与えるだけで、基板を搬送ユニットに保持できるので、複数の噴射ノズルの方向調整や複数の噴射ノズルの噴射力の微妙な調整が必要なく、設置を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の基板搬送装置を組込んだウエハ分離収納装置の一実施形態を表す平面図である。
【図２】は、図１のＡ−Ａ方向矢視断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の基板搬送動作を表す説明図である。
【図４】（ｃ）及び（ｄ）は、本発明の基板搬送動作を表す説明図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の基板搬送装置の一実施形態を表す説明図である。
【図６】は、基板の浮上状態を説明する説明図である。
【図７】は、図３（ｂ）のバッファ部を搬送方向前方から見た基板受渡し動作を表す説明図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の基板搬送装置の別の実施形態を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の基板搬送装置の一実施形態について図１乃至図８に基づいて以下に説明する。なお、理解が容易なようにウエハの厚みについてはやや誇張して描いてある。また、噴射ノズル等の固定部材についても一部省略して描いてある。
【００２３】
図１は、本発明の基板搬送装置を組込んだウエハ分離収納装置の全体を表す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ方向から見た矢視断面図である。
【００２４】
図１及び図２のようにウエハ分離収納装置１は、全体が側壁２で構成される貯水槽３内に形成され、ウエハ４の一連の分離収納工程は、ウエハ４を貯水槽３に張られた水中に浸漬した状態で行うようになっている。
【００２５】
前記ウエハ分離収納装置１は、左側から順に、積層したウエハ４を載置するウエハ載置部５と、前記ウエハ載置部５の搬送方向側方（図１及び図２の図示右方向）に沿ってウエハ４の幅方向両端部を夫々支持するように設けられたガイドレール６、６と、前記ガイドレール６の前端部に設けられ、ウエハ載置部５から取り出されたウエハ４を一時的に待機させるバッファ部７と、前記バッファ部７の搬送方向側方に設けられ割れや欠けのある異常なウエハ４を排出するウエハ排出部８と、バッファ部７から搬送されるウエハ４の幅方向両端部を夫々支持するように設けられたガイドレール９、９と、ガイドレール９上に搬送されたウエハ４を収納するウエハ収納部１０とが横方向に沿って一列に設けられている。また、前記バッファ部７とウエハ収納部１０間の上方には、ウエハ４を搬送する搬送ユニット３０が設けられている。
【００２６】
次にウエハ分離収納装置１の詳細について図１及び図２に基づいて以下に説明する。
【００２７】
前記ウエハ載置部５は、ウエハ分離収納装置１の左側側壁２の下方に垂直に設けられた支持板１１上に形成され、支持板１１の幅方向両側部には、ウエハ４の横方向への動きを規制するガイド板１６が立設されている。
【００２８】
また、この支持板１１の後端上には側壁２に沿ってレール１３が立設されており、同じくこの支持板１１上には支持板１１と分離してＬ字形状の昇降枠１２が設けられ、この昇降枠１２の後方に設けられたスライダ１４が前記レール１３と摺動可能に嵌合することで昇降枠１２は、図示しない適宜の駆動源で昇降可能になっている。
【００２９】
また、前記昇降枠１２は、ウエハ４を積層する積層面がコの字状に形成され、ウエハ４との接触が最低限となるようになっており、その上面の後方にはウエハ４の後端をガイドする２本の支柱１５が立設されている。なお、この支柱１５のウエハ４との接触部は適宜なシリコーンゴム等の柔軟な部材が設けられ、ウエハ４が支柱１５と接触しても破損しないようになっている。
【００３０】
また、このウエハ載置部５の水面４６の上方には、水４５を噴射する噴射ノズル１７が搬送方向に対して前下がり傾斜状態で図示しない支持枠に固定して設けられており、この噴射ノズル１７には、水４５を供給する図示しない適宜な供給源が設けられている。なお、上記は適宜、気泡を含有する水を噴射する噴射ノズルを使用しても良い。
【００３１】
また、前記噴射ノズル１７から噴射する水４５は、ノズル先端から放射状に広がり、噴射した水面に放射円が生じるものを好ましく使用できるが、これに限定されず、横方向に扇状に広がるようなものであっても良い。
【００３２】
前記ウエハ載置部５の搬送方向側方（図１及び図２の図示右側）には、ウエハ載置部５に積層されたウエハ４の前方側面に向けて気泡を含んだ水４５を噴射する噴射ノズル１８が設けられ図示しない適宜な支持枠に固定されている。
【００３３】
前記噴射ノズル１８は、円筒状に形成され、そのノズルの途中に上下方向に貫通した穴２０が設けられ、前記噴射ノズル１８の下方には前記穴２０の下方にパイプの開口端が位置するようにエアパイプ２１が設けられている。なお、前記噴射ノズル１８の先端部はパイプ状のものが使用され、水４５等の液体を噴射できれば形状は限定されない。
【００３４】
また、前記噴射ノズル１８は適時バルブを切り替えて水を供給できるように図示しない水供給ホースが接続され、エアパイプ２１には、エア供給源がエアホースによって接続されている。
【００３５】
従って、噴射ノズル１８に水を供給するとともにエアパイプ２２に空気を導入することでエアパイプ２２から気泡が発生され、気泡が水中を上昇して穴２０の内部に進入するようになっている。この時、噴射ノズル１８の上側の穴２０からは、噴射ノズル１８を通る水流の勢いによって周囲の水４５が引き込まれ、噴射ノズル１８の下側の穴２０からは気泡が吸い込まれて、噴射ノズル１８の先端から気泡を含んだ水４５が噴射されるようになっている。
【００３６】
前記ガイドレール６は、断面がＬ字形状に形成され（図７参照）、ウエハ載置部５とバッファ部７との間にウエハ４の幅方向の両端部が端部から５ｍｍ程度重なるように搬送方向に沿って設けられ、図示しない適宜の支持枠に固定されている。なお、このガイドレール６は、水面４６から５ｍｍ程度下方に位置するように設けられている。また、ウエハ載置部５とバッファ部７との間には、図示しない適宜の光学センサが設けられ、ウエハ４に光を照射して割れや欠けを検出するようになっている。
【００３７】
また、前記ガイドレール６、６間の後端部（ウエハ載置部５側の端部）下方には、搬送方向と垂直に積層ウエハ４の最上段のみ通過できる高さのストッパ壁５１が立設されており、ウエハ４の複数枚の飛び出しを防止している。なお、このストッパ壁５１のウエハ４と接触する可能性のある部分にゴム等の柔軟な部材を設けておくことで、ウエハ４のストッパ壁５１への接触による破損を防止できる。
【００３８】
前記バッファ部７について図１及び図２並びに図７に基づいて説明する。前記バッファ部７は、ガイドレール６の前端部に形成され、ガイドレール６の前方には、水面から僅かに突出するようにストッパ２２が設けられ、ガイドレール６上を水流によって搬送されてきたウエハ４の前端部と当接してウエハ４を静止させるようになっている。
【００３９】
前記ストッパ２２は、搬送されるウエハ４の幅方向に間隔を開けて２本立設され、ストッパ２２の下端は、逆Ｌ字形状の固定ブロック２３に固定されており、この固定ブロック２３の他端は、搬送方向に垂直に設けられた軸２４に軸止されている。
【００４０】
図７のように前記軸２４の一端には従動プーリ２５が軸止されており、この従動プーリ２５の上方には固定枠２８が水面上に設けられている。また、この固定枠２８の立設部に設けられたモータ２９の軸に駆動プーリ２７が軸止され、この駆動プーリ２７と前記従動プーリ２５との間にベルト２６が張設されている。従って、前記モータ２８を駆動させて軸２４を搬送方向に回転させることで、前記ストッパ２２が搬送経路上のウエハ保持位置から退避位置へと揺動するようになっている。
【００４１】
図１及び図２のように前記搬送ユニット３０は、貯水槽３の側壁２間に搬送方向に沿って懸架された支持枠３１上にバッファ部７とウエハ収納部１０との間に渡って敷設されたレール３２上を往復動可能に設けられている。前記搬送ユニットは、前記レール３２に沿ってレール３２の手前側に立設されたベース板３３と、このベース板３３の前端部に設けられたストッパ３４と、前記ストッパ３４の後方で前記ベース板３３の後端部付近に設けられた噴射ノズル３５とで構成されている。
【００４２】
また、前記ベース板３３上には、搬送方向と垂直に奥側に向けて支持板３６が延設され、この支持板３６のベース板３３と他端側にはスライダ３７が前記レール３２と摺動可能に嵌合されており、図示しない適宜の駆動源により、搬送ユニット３０は、レール３２に沿ってバッファ部７とウエハ収納部１０との間を往復動可能になっている。
【００４３】
また、前記ベース板３３の前端部には、搬送方向と垂直に固定枠３８が図示手前側に向けて懸架され、前記固定枠３８に沿って設けられた軸３９がこの固定枠３８の一端に軸支されており、この軸３９に間隔を開けて２個の固定ブロック４０、４０が軸止されている。前記両固定ブロック４０、４０の夫々の下端にはストッパ３４が下方に向けて立設されている。
【００４４】
また、前記固定枠３８の後端部には、図示しない適宜の光学センサが設けられ、後述するウエハ４を静止状態で保持した際にウエハ４の有無を検出するようになっている。
【００４５】
また、前記軸３９は、ベース板３３を介してモータ４１に接続されており、このモータ４１を駆動させることで、前記ストッパ３４は、ウエハ４と当接してウエハ４を静止させるウエハ保持位置とウエハ４との当接を解除してウエハ４を開放する退避位置との間を揺動可能になっている。
【００４６】
また、前記ストッパ３４はウエハ保持位置に位置する際、その先端部が水中で前記ガイドレール６上に位置するウエハ４の前端面と当接する程度の長さに形成されており、このストッパ３４の先端部には後述するウエハ４を静止させて保持する際にウエハ４の前端部がストッパ３４から滑って外れないようにその外周に滑り止め４２が設けられている。なお、ストッパ３４には、ウエハ４との当接位置にウエハがストッパ３４からずれないように溝を形成しても良い。
【００４７】
前記ベース板３３の後端部付近には、後下がり傾斜状態で支持アーム４３が設けられており（図２及び図５（ａ）参照）、この支持アーム４３の傾斜下端には図示手前方向に向けてノズル固定板４４が延設され、このノズル固定板４４には、保持するウエハ４の幅方向中央の後端部付近に向けて前下がり傾斜状態で噴射ノズル３５が設けられている。また、前記噴射ノズル３５は、図示しない適宜のバルブと水を供給する適宜のポンプが接続され、ノズル先端から水４５を放射状に噴射するようになっている。
【００４８】
上記噴射ノズル３５からウエハ４に向けて水４５を噴射することで、詳細は後述するが、ウエハ４が水中で浮上させられてストッパ３４に当接し、ウエハ４が、搬送ユニット３０に静止状態で保持されるようになっている。また、前記のようにウエハ４を保持した状態で搬送ユニット３０がバッファ部７とウエハ収納部１０との間を往復動してウエハ４を搬送するようになっている。
【００４９】
次にウエハ排出部８について説明すると、ウエハ排出部８では、ウエハ載置部５からバッファ部７に至るまでの間に設けられた図示しない適宜の光学センサでウエハ４の割れや欠け等が検査されるようになっており、ウエハ排出部８には、この検査で異常が認められたウエハ４を収納する収納ボックス５０が図示しない適宜な支持枠に取出し可能に固定されている。
【００５０】
上記の検査で異常が認められなかったウエハ４は、搬送ユニット３０によって上記のウエハ排出部８をそのまま通過し、ガイドレール９上を経由してウエハ収納部１０に向けて搬送される。なお、検査を必要としない場合は、このウエハ排出部８を省略した構成とすれば、さらに高速にウエハ４の収納が行える。
【００５１】
前記ウエハ排出部８とウエハ収納部１０との間には、前記ガイドレール６と同様にガイドレール９が設けられ、搬送ユニット３０が保持したウエハ４をウエハ収納部１０に収納する際にガイドするようになっている。
【００５２】
次にウエハ収納部１０について図２に基づいて説明すると、ウエハ収納部１０には、収納カセット５５を載置固定する逆Ｌ字形状の載置台５６が設けられており、この載置台５６はその背面にスライダ５７が設けられ、このスライダ５７が貯水槽３の側壁２に立設されたレール５８と摺動可能に嵌合することにより載置台５６は図示しない適宜な駆動源により昇降可能になっている。
【００５３】
前記載置台５６には、スリット状に溝が形成された複数の支柱５９が立設されることにより形成された収納カセット５５が固定され、この収納カセット５５の支柱５９に形成された溝部の下段からウエハ４が順次上段に向けて収納されていくようになっている。従って、収納されたウエハ４は順次収納カセット５５と共に水中方向に下降して行くことになり、空気中に晒されることが無い。なお、この収納カセット５５の収納ピッチはウエハ４の厚み、その後の工程に応じて適宜選択できる。また、収納カセット５５の形状もウエハ４の形状に合わせ適宜のものが使用できる。
【００５４】
このウエハ収納部１０の搬送方向手前（図２の左方向）には水４５を噴射する噴射ノズル４８が収納カセット５５の斜め下方に前上がり傾斜状態で設けられ、ガイドレール９の前端部を通過したウエハ４に水流を与えて収納カセット５５内に送り出すようになっている。なお、ガイドレール９の前端部上には適宜ガイドローラを設けて、上方向のウエハ４の移動を規制するようにしても良い。
【００５５】
以上が本発明の基板の搬送装置である搬送ユニット３０を適用したウエハ分離収納装置１の構成であり、次に上記ウエハ分離収納装置１の動作及び本発明の基板の搬送装置の動作について図３乃至図７に基づいて以下に説明する。
【００５６】
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の基板の搬送装置を適用したウエハ分離収納装置１の動作説明図である。
【００５７】
まず、図３（ａ）のようにウエハ載置部５に設けられた昇降枠１２上にワイヤソー等で切断され、粗洗浄が終了したウエハ４を積層状態で載置する。前記ウエハ４の載置は、前工程から自動的にラインで送られてくるようにしても良い。なお、ウエハ４の最上段は、水面４６から３〜５ｍｍ程度の位置に位置させる（ウエハ４の厚みや大きさに応じて、この値は適宜変更すれば良い）。
【００５８】
また、ウエハ４が載置された後、ウエハ載置部５の水中前方に設けられた噴射ノズル１８に水４５を供給すると共に穴２０にエアパイプ２１から空気を導入することで噴射ノズル１８から気泡を含んだ水４５が積層ウエハ４の前端側側面の上段付近に向けて噴射される。
【００５９】
なお、ここで噴射する水４５に含有させる気泡の大きさは、使用するウエハ４の材質や厚みで適正な大きさが決まるため特に限定はしないが、好ましくは、１０μｍ以上３ｍｍ以下のものが利用できる。また、例えば１５０〜３００μｍ厚みのシリコンウエハであれば、ウエハ４の間の隙間を的確な間隔に維持するとともに円滑に抵抗無くウエハ４を１枚ずつ分離させる面から０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の気泡径のものが好ましく利用できる。なお、あまり、気泡径が大きいとウエハ４が暴れたり、ウエハ４の隙間内に気泡５６を維持できなくなる問題があり、逆に気泡径が小さすぎると、ウエハ４に達するまでに気泡５６が消失したり、ウエハ４の隙間を維持できなくなる問題があるが、気泡径はウエハ４の材質や厚みに応じて適宜選択すれば良い。
【００６０】
このように気泡を含んだ水４５が積層されたウエハ４の前端側面に噴射されることで、水流の勢いによってウエハ４間に隙間が生じ、さらにその隙間に気泡が導入される。なお、この時、水流のみでは、一度開いたウエハ４間の隙間が閉じ易いため、気泡を含んだ水を噴射することが好ましく、この介在した気泡が潤滑作用によりウエハ４のその後の分離を容易にする。なお、適宜、水温を高めるヒータ等を設ければ、水４５の分子運動を活性化でき、ウエハ４の分離が円滑に行える。
【００６１】
この気泡を含んだ水４５を積層されたウエハ４の前端側面に噴射した状態で、ウエハ載置部５上に設けられた噴射ノズル１７及びウエハ載置部５の前方に設けられた噴射ノズル１９から水４５を噴射させる。この時、噴射する水４５は放射状に拡散するものを好ましく用いることができるが、これに限定されず、各種の噴射形状のノズルを用いることができる。すなわち、搬送方向へのウエハ４への推進力を付与すると共にウエハ４の上面にウエハ下面よりも速い水流を形成できるものが好ましく使用でき、このことにより、ベルヌーイ効果により、ウエハ４の上面に負圧が作用してウエハ４が浮上する。また、同時にウエハ４の上面の水４５が噴射ノズル１７の噴射により押しのけられることでウエハ４に浮力が発生し、ウエハ４が浮上することになる。
【００６２】
また、噴射ノズル１９からの水４５の噴射により、ウエハ載置部５の最上段のウエハ４はガイドレール６に沿って搬送される。この時、ウエハ載置部５の前方には最上段のウエハ４のみが通過できるように、ストッパ壁５１が設けられているので、ウエハ４の複数枚取りが防止される。
【００６３】
この後、前記ウエハ４は、水流によってガイドレール６の前端部のバッファ部７まで搬送され、前記バッファ部７に搬送されたウエハ４は、バッファ部７の前端に設けられたストッパ２２と当接して静止する。
【００６４】
次に図３（ｂ）のように搬送ユニット３０がレール３２に沿ってバッファ部７まで移動しながら、ストッパ３４がバッファ部７上のウエハ４に当接したことを図示しない適宜の光学センサで検出することで搬送ユニット３０は停止する。この時、図７のようにバッファ部７のストッパ２２と搬送ユニット３０のストッパ３４は、干渉しないように設けられているので、ウエハ４は、両ストッパ２２、３４に当接して静止している。
【００６５】
上記の状態で、図３（ｂ）のように搬送ユニット３０に設けられた噴射ノズル３５から水４５をウエハ４の幅方向中央後端部付近に向けて噴射する。
【００６６】
上記の水４５の噴射により、ウエハ４の上面にはウエハ４の前端部に向けてウエハ４の下面よりも速い水流が発生し、ベルヌーイ効果により、ウエハ４の上面側が負圧な状態となって、ウエハ４はガイドレール６から水面付近に浮上する。
【００６７】
さらに、図６のように、ウエハ４上面側の水４５が押しのけられることにより、ウエハ４に浮力が発生し、ウエハ４は水面付近に浮上する。また、図５（ａ）及び（ｂ）のように噴射ノズル３５から噴射され、ウエハ４の後端から後方にはみ出した水４５は、ウエハ４の後端下面から前方に向けて気泡を含有した巻上げ流を発生し、噴射による上からの押圧力を緩和させてウエハ４を水面付近で水平に保つ作用をもたらす。この時、上記気泡が、ウエハ４の下面に回り込んでさらに浮力を付与し、ウエハ４の姿勢を水平に保つことになる。そして、ウエハ４は、浮上状態で搬送方向への水流により、ストッパ３４に当接して静止状態で搬送ユニット３０に保持される。
【００６８】
次に図４（ｃ）のように、割れや欠け等の無い正常なウエハ４は、搬送ユニット３０に静止状態で保持されたまま、搬送ユニット３０のレール３２に沿った移動により、ウエハ排出部８上をそのまま通過してガイドレール９上に搬送される。
【００６９】
次にガイドレール９の前端部下方に設けられた噴射ノズル６０から搬送方向斜め上方に向けて水４５を噴射すると共に図４（ｄ）のごとく搬送ユニット３０の軸３９をモータ４１の駆動で反時計方向に回転させることでストッパ３４を上方に回転させて退避位置に位置させる。
【００７０】
上記のストッパ３４の退避により、搬送ユニット３０に静止状態で保持されていたウエハ４が開放され、噴射ノズル３５及び噴射ノズル６０からの水４５の噴射による水流により、ウエハ４は支柱５９の溝に案内されながら収納カセット５５内に収納される。
【００７１】
上記と同時にバッファ部７のモータ２９を反時計回りに駆動して固定ブロック２３を回転させてストッパ２２を初期状態のウエハ保持位置に位置させる。
【００７２】
上記の動作を繰り返しながら、順次ウエハ載置部５の昇降枠１２を上昇させて１枚ずつウエハ４を分離搬送すると共にウエハ収納部１０の載置台５６を下降させて、ウエハ４を収納カセット５５に１枚ずつ収納していく。なお、搬送ユニット３０がバッファ部７でウエハ４を受け取った後、搬送ユニット３０でウエハ４を搬送している時に、ウエハ載置部５から、図３（ａ）のように次のウエハ４を分離してバッファ部７に送り出すようにすれば、ウエハ４の分離収納動作が並列的に行え、作業の効率化が行える。
【００７３】
また、上記の工程においてウエハ４に割れや欠け、複数枚取りが認められた場合は、図４（ｃ）において搬送ユニット３０をウエハ排出部８上で停止させて、搬送ユニット３０のストッパ３４を退避位置に退避することでウエハ４を開放し、ウエハ排出部８に設けられた収納ボックス５０内にウエハ４を排出する。なお、ウエハ４の割れや欠けを検出した場合とウエハ４が複数枚重なっていた場合とで別の収納ボックスを用意するようにし、自動的に入れ替えるようにしておけば、複数枚取りの場合に再度、ウエハ４を利用に供するようにすることができる。
【００７４】
以上が本発明のウエハ分離装置１の動作であるが、次に前記搬送ユニット３０の第２の実施形態について図８（ａ）及び（ｂ）に基づいて以下に説明する。なお、基本的な構成は同じであるので第１の実施形態と同じ部材には同じ符号を付してある。
【００７５】
本実施形態では、第１の実施形態に対し、噴射ノズル３５を前方にスライドさせ、噴射ノズル３５から噴射される水４５がウエハ上面内に収まるようになっている（ウエハ４の後端部から水４５がはみ出さないように噴射される）。
【００７６】
このようにすることで、ウエハ４の後端部に作用する浮力よりも噴射ノズル３５からの噴射の勢いが強くなり、ウエハ４の前端部が前上がり状態でストッパ３４に当接してウエハ４が静止状態で搬送ユニット３０に保持される。上記の実施形態は、搬送する基板の形状等に応じて適宜使い分けすることができる。
【００７７】
以上が本発明の実施形態であるが、本発明は上記に限定されず、発明の範囲内で適宜に変更できる。
【００７８】
例えば、ストッパ３４は軸３９の回転により保持位置と退避位置間を揺動可能に構成したが、上下に突没可能に設けたり、幅方向に開閉可能にしたりする等、基板の形状に応じて数量や位置等、適宜変更できる。
【００７９】
また、噴射ノズル３５から噴射する水も放射状だけではなく、直線状や、シャワー状、扇状等各種のものが使用でき、基板面上に搬送方向の推進力と浮力を働かせることが可能なノズルを各種使用できる。
【００８０】
また、噴射ノズル３５の位置や数量も本実施形態に限定されず、基板面上に搬送方向の推進力と浮力を働かせることが可能であれば良い。また、搬送する基板もウエハに限定されず、板状のものであればガラス基板等、各種のものに適用できる。また、基板の形状も矩形状、円形等各種のものに適用できる。また、噴射する液体も水だけではなく、その基板の搬送工程に適した洗浄液等各種のものが各種適用できる。
【００８１】
また、搬送方向も直線状だけでなく、搬送ユニット３０を回転可能に設け、搬送方向も自在に回転可能に設ければ、各方向に移動自在にすることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１ ウエハ分離収納装置
２ 側壁
３ 貯水槽
４ ウエハ（基板）
５ ウエハ載置部
６ ガイドレール
７ バッファ部
８ ウエハ排出部
９ ガイドレール
１０ ウエハ収納部
１１ 支持板
１２ 昇降枠
１３ レール
１４ スライダ
１５ 支柱
１６ ガイド板
１７ 噴射ノズル
１８ 噴射ノズル
１９ 噴射ノズル
２０ 穴
２１ エアパイプ
２２ ストッパ
２３ 固定ブロック
２４ 軸
２５ 従動プーリ
２６ ベルト
２７ 駆動プーリ
２８ 固定枠
２９ モータ
３０ 搬送ユニット
３１ 支持枠
３２ レール
３３ ベース板
３４ ストッパ
３５ 噴射ノズル
３６ 支持板
３７ スライダ
３８ 固定枠
３９ 軸
４０ 固定ブロック
４１ モータ
４２ 滑り止め
４３ 支持アーム
４４ ノズル固定板
４５ 水（液体）
４６ 水面
５０ 収納ボックス
５１ ストッパ壁
５５ 収納カセット
５６ 載置台
５７ スライダ
５８ レール
５９ 支柱
６０ 噴射ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ等の基板を搬送する基板の搬送装置及び搬送方法に関する。さらに詳しくは、基板を水等の液中に浸漬した状態で搬送する基板の搬送装置及び搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池や半導体チップ等の製造にあたり、シリコン等のインゴットがワイヤソー等の切断装置で枚葉状に切断され、多数のウエハが形成されている。
【０００３】
例えばワイヤソーで切断されて形成されたウエハは、切断屑や切断時に使用されるスラリ等で汚染されているため、各種の洗浄液で洗浄され、その後、切断時に固定されていたカーボンやセラミック等のダミー部材が剥離されることで、多数枚の積層されたウエハが得られる。
【０００４】
そして、上記の積層されたウエハは、上記の洗浄工程において、汚れの乾燥による固着やウォータースポットによるシミの残りを防止するために水中で１枚ずつ分離され、カセットに収納された後、乾燥工程等の次工程に搬送される（例えば特許文献１）。
【０００５】
また、上記特許文献１のようなウエハの処理システムは、大掛かりでコストも高く付くものとなるため、特に太陽電池の製造においては、一連の工程において未だ手作業で行われている現状がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２３７７７０号公報、図３、図１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１においては、積層されたウエハを一枚ずつ分離するにあたり、水中に積層されたウエハに搬送方向と反対側の斜め上方から第１噴射ノズルで水を噴射し、最上部のウエハの浮き上がりを防止しながら、この状態で第２の噴射ノズルで積層されたウエハの最上部の上面に対して搬送方向の斜め上方から水を噴射して、積層されたウエハを最上部から１枚ずつ分離するようになっている。
【０００８】
しかしながら、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルの噴射方向が互いに打ち消し合うように作用するため、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルの噴射する水圧や噴射方向の調整が微妙であり、調整に時間を要する問題があった。
【０００９】
また、ウエハの端部を下方向から受けるシュータ（ガイドレールに相当）に乗って水流で搬送されるようになっているが、水の抵抗によりウエハの先端が上下方向にばたついて円滑に移動しない問題があった。
【００１０】
また、ウエハの自重と上方からの水圧により、ウエハがシュータに押し付けられ、さらに第１噴射ノズルの水流でウエハを上方から押え付けるので、搬送距離が長くなるとシュータにウエハが貼り付いてウエハが停止し、ウエハを搬送できなくなる問題があった。
【００１１】
また、水流のみにより、ウエハを移動させるため、水流の乱れによりウエハを正確に搬送することが困難な問題や水流速度を一定以上高めることが困難であり、水流速度を保つことも困難であることから、搬送速度にばらつきが生じ、高速化することが困難であった。
【００１２】
また、吸着パッドで吸着して搬送する場合は、ウエハに吸着痕が残ったり、また、水中から取り出した場合は、ウエハの表面が乾燥して汚れが固着したり、ウォータースポットが生じたりして、その後の工程で取り除くことが非常に困難になる問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の課題は、液中でウエハ等の基板面に非接触で搬送でき、さらに液中でウエハを安定で高速に搬送できる基板の搬送装置及び搬送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そこで請求項１の発明は、液中に水平に浸漬された基板の上方に設けられた噴射ノズルで前記基板の上方から前方に向けて液体を噴射して基板を前方に送り出す基板の搬送装置において、前記基板の搬送方向に沿って往復動可能に搬送ユニットを設け、前記搬送ユニットは、上下に揺動可能に設けられ前記基板を静止させるストッパと、前記ストッパの後方に設けられ、前記基板の後端よりもやや後方から液体を前方に向けて噴射する噴射ノズルとを一体に備え、前記噴射ノズルからの液体の噴射により、基板を浮上させると共に前記ストッパに基板を当接させて静止させた状態で搬送ユニットを移動させて基板を搬送するようにした構成を採用した基板の搬送装置である。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記噴射ノズルからの液体の噴射が、前記基板の後端よりも前方から液体を前方に向けて噴射するようにした構成を採用した基板の搬送装置である。
【００１６】
また、請求項３の発明は、液中に水平に浸漬された基板の上方から前方に向けて噴射ノズルから液体を噴射して前記基板を前方に送り出す基板の搬送方法において、搬送ユニットの後方に設けられた噴射ノズルにより、液体を前記基板の後端部付近から前方に向けて噴射し、基板を浮上させると共に前記液体の噴射により搬送ユニットの前端部に設けられたストッパに前記基板を当接させて静止させた状態で前記搬送ユニットを移動させて基板を搬送するようにした構成を採用した基板の搬送方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板面とは非接触に、しかも、基板を乾燥させること無く搬送できるので、基板面にウォータースポット等のシミの残存を防止できる。
【００１８】
本発明によれば、基板を液中で安定に保持できるので、液流だけで搬送する場合のように液流の乱れによる基板のばたつきを防止でき、しかも、基板を液中で基板面と非接触に保持しながら、基板を搬送ユニットで直接移動させるので液流の方向や速度に依存せず安定で高速な搬送が行える。
【００１９】
さらに本発明によれば、基板を搬送ユニットから容易に非接触で離脱できるので、基板を傷付けることなく、その後のカセット等への収納が容易に行なえ、また、基板の割れや欠けによる不良品を容易に離脱させて排除することができる。
【００２０】
また、本発明によれば、噴射ノズルで基板への浮力とストッパ方向への推進力を与えるだけで、基板を搬送ユニットに保持できるので、複数の噴射ノズルの方向調整や複数の噴射ノズルの噴射力の微妙な調整が必要なく、設置を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の基板搬送装置を組込んだウエハ分離収納装置の一実施形態を表す平面図である。
【図２】は、図１のＡ−Ａ方向矢視断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の基板搬送動作を表す説明図である。
【図４】（ｃ）及び（ｄ）は、本発明の基板搬送動作を表す説明図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の基板搬送装置の一実施形態を表す説明図である。
【図６】は、基板の浮上状態を説明する説明図である。
【図７】は、図３（ｂ）のバッファ部を搬送方向前方から見た基板受渡し動作を表す説明図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の基板搬送装置の別の実施形態を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の基板搬送装置の一実施形態について図１乃至図８に基づいて以下に説明する。なお、理解が容易なようにウエハの厚みについてはやや誇張して描いてある。また、噴射ノズル等の固定部材についても一部省略して描いてある。
【００２３】
図１は、本発明の基板搬送装置を組込んだウエハ分離収納装置の全体を表す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ方向から見た矢視断面図である。
【００２４】
図１及び図２のようにウエハ分離収納装置１は、全体が側壁２で構成される貯水槽３内に形成され、ウエハ４の一連の分離収納工程は、ウエハ４を貯水槽３に張られた水中に浸漬した状態で行うようになっている。
【００２５】
前記ウエハ分離収納装置１は、左側から順に、積層したウエハ４を載置するウエハ載置部５と、前記ウエハ載置部５の搬送方向側方（図１及び図２の図示右方向）に沿ってウエハ４の幅方向両端部を夫々支持するように設けられたガイドレール６、６と、前記ガイドレール６の前端部に設けられ、ウエハ載置部５から取り出されたウエハ４を一時的に待機させるバッファ部７と、前記バッファ部７の搬送方向側方に設けられ割れや欠けのある異常なウエハ４を排出するウエハ排出部８と、バッファ部７から搬送されるウエハ４の幅方向両端部を夫々支持するように設けられたガイドレール９、９と、ガイドレール９上に搬送されたウエハ４を収納するウエハ収納部１０とが横方向に沿って一列に設けられている。また、前記バッファ部７とウエハ収納部１０間の上方には、ウエハ４を搬送する搬送ユニット３０が設けられている。
【００２６】
次にウエハ分離収納装置１の詳細について図１及び図２に基づいて以下に説明する。
【００２７】
前記ウエハ載置部５は、ウエハ分離収納装置１の左側側壁２の下方に垂直に設けられた支持板１１上に形成され、支持板１１の幅方向両側部には、ウエハ４の横方向への動きを規制するガイド板１６が立設されている。
【００２８】
また、この支持板１１の後端上には側壁２に沿ってレール１３が立設されており、同じくこの支持板１１上には支持板１１と分離してＬ字形状の昇降枠１２が設けられ、この昇降枠１２の後方に設けられたスライダ１４が前記レール１３と摺動可能に嵌合することで昇降枠１２は、図示しない適宜の駆動源で昇降可能になっている。
【００２９】
また、前記昇降枠１２は、ウエハ４を積層する積層面がコの字状に形成され、ウエハ４との接触が最低限となるようになっており、その上面の後方にはウエハ４の後端をガイドする２本の支柱１５が立設されている。なお、この支柱１５のウエハ４との接触部は適宜なシリコーンゴム等の柔軟な部材が設けられ、ウエハ４が支柱１５と接触しても破損しないようになっている。
【００３０】
また、このウエハ載置部５の水面４６の上方には、水４５を噴射する噴射ノズル１７が搬送方向に対して前下がり傾斜状態で図示しない支持枠に固定して設けられており、この噴射ノズル１７には、水４５を供給する図示しない適宜な供給源が設けられている。なお、上記は適宜、気泡を含有する水を噴射する噴射ノズルを使用しても良い。
【００３１】
また、前記噴射ノズル１７から噴射する水４５は、ノズル先端から放射状に広がり、噴射した水面に放射円が生じるものを好ましく使用できるが、これに限定されず、横方向に扇状に広がるようなものであっても良い。
【００３２】
前記ウエハ載置部５の搬送方向側方（図１及び図２の図示右側）には、ウエハ載置部５に積層されたウエハ４の前方側面に向けて気泡を含んだ水４５を噴射する噴射ノズル１８が設けられ図示しない適宜な支持枠に固定されている。
【００３３】
前記噴射ノズル１８は、円筒状に形成され、そのノズルの途中に上下方向に貫通した穴２０が設けられ、前記噴射ノズル１８の下方には前記穴２０の下方にパイプの開口端が位置するようにエアパイプ２１が設けられている。なお、前記噴射ノズル１８の先端部はパイプ状のものが使用され、水４５等の液体を噴射できれば形状は限定されない。
【００３４】
また、前記噴射ノズル１８は適時バルブを切り替えて水を供給できるように図示しない水供給ホースが接続され、エアパイプ２１には、エア供給源がエアホースによって接続されている。
【００３５】
従って、噴射ノズル１８に水を供給するとともにエアパイプ２２に空気を導入することでエアパイプ２２から気泡が発生され、気泡が水中を上昇して穴２０の内部に進入するようになっている。この時、噴射ノズル１８の上側の穴２０からは、噴射ノズル１８を通る水流の勢いによって周囲の水４５が引き込まれ、噴射ノズル１８の下側の穴２０からは気泡が吸い込まれて、噴射ノズル１８の先端から気泡を含んだ水４５が噴射されるようになっている。
【００３６】
前記ガイドレール６は、断面がＬ字形状に形成され（図７参照）、ウエハ載置部５とバッファ部７との間にウエハ４の幅方向の両端部が端部から５ｍｍ程度重なるように搬送方向に沿って設けられ、図示しない適宜の支持枠に固定されている。なお、このガイドレール６は、水面４６から５ｍｍ程度下方に位置するように設けられている。また、ウエハ載置部５とバッファ部７との間には、図示しない適宜の光学センサが設けられ、ウエハ４に光を照射して割れや欠けを検出するようになっている。
【００３７】
また、前記ガイドレール６、６間の後端部（ウエハ載置部５側の端部）下方には、搬送方向と垂直に積層ウエハ４の最上段のみ通過できる高さのストッパ壁５１が立設されており、ウエハ４の複数枚の飛び出しを防止している。なお、このストッパ壁５１のウエハ４と接触する可能性のある部分にゴム等の柔軟な部材を設けておくことで、ウエハ４のストッパ壁５１への接触による破損を防止できる。
【００３８】
前記バッファ部７について図１及び図２並びに図７に基づいて説明する。前記バッファ部７は、ガイドレール６の前端部に形成され、ガイドレール６の前方には、水面から僅かに突出するようにストッパ２２が設けられ、ガイドレール６上を水流によって搬送されてきたウエハ４の前端部と当接してウエハ４を静止させるようになっている。
【００３９】
前記ストッパ２２は、搬送されるウエハ４の幅方向に間隔を開けて２本立設され、ストッパ２２の下端は、逆Ｌ字形状の固定ブロック２３に固定されており、この固定ブロック２３の他端は、搬送方向に垂直に設けられた軸２４に軸止されている。
【００４０】
図７のように前記軸２４の一端には従動プーリ２５が軸止されており、この従動プーリ２５の上方には固定枠２８が水面上に設けられている。また、この固定枠２８の立設部に設けられたモータ２９の軸に駆動プーリ２７が軸止され、この駆動プーリ２７と前記従動プーリ２５との間にベルト２６が張設されている。従って、前記モータ２８を駆動させて軸２４を搬送方向に回転させることで、前記ストッパ２２が搬送経路上のウエハ保持位置から退避位置へと揺動するようになっている。
【００４１】
図１及び図２のように前記搬送ユニット３０は、貯水槽３の側壁２間に搬送方向に沿って懸架された支持枠３１上にバッファ部７とウエハ収納部１０との間に渡って敷設されたレール３２上を往復動可能に設けられている。前記搬送ユニットは、前記レール３２に沿ってレール３２の手前側に立設されたベース板３３と、このベース板３３の前端部に設けられたストッパ３４と、前記ストッパ３４の後方で前記ベース板３３の後端部付近に設けられた噴射ノズル３５とで構成されている。
【００４２】
また、前記ベース板３３上には、搬送方向と垂直に奥側に向けて支持板３６が延設され、この支持板３６のベース板３３と他端側にはスライダ３７が前記レール３２と摺動可能に嵌合されており、図示しない適宜の駆動源により、搬送ユニット３０は、レール３２に沿ってバッファ部７とウエハ収納部１０との間を往復動可能になっている。
【００４３】
また、前記ベース板３３の前端部には、搬送方向と垂直に固定枠３８が図示手前側に向けて懸架され、前記固定枠３８に沿って設けられた軸３９がこの固定枠３８の一端に軸支されており、この軸３９に間隔を開けて２個の固定ブロック４０、４０が軸止されている。前記両固定ブロック４０、４０の夫々の下端にはストッパ３４が下方に向けて立設されている。
【００４４】
また、前記固定枠３８の後端部には、図示しない適宜の光学センサが設けられ、後述するウエハ４を静止状態で保持した際にウエハ４の有無を検出するようになっている。
【００４５】
また、前記軸３９は、ベース板３３を介してモータ４１に接続されており、このモータ４１を駆動させることで、前記ストッパ３４は、ウエハ４と当接してウエハ４を静止させるウエハ保持位置とウエハ４との当接を解除してウエハ４を開放する退避位置との間を揺動可能になっている。
【００４６】
また、前記ストッパ３４はウエハ保持位置に位置する際、その先端部が水中で前記ガイドレール６上に位置するウエハ４の前端面と当接する程度の長さに形成されており、このストッパ３４の先端部には後述するウエハ４を静止させて保持する際にウエハ４の前端部がストッパ３４から滑って外れないようにその外周に滑り止め４２が設けられている。なお、ストッパ３４には、ウエハ４との当接位置にウエハがストッパ３４からずれないように溝を形成しても良い。
【００４７】
前記ベース板３３の後端部付近には、後下がり傾斜状態で支持アーム４３が設けられており（図２及び図５（ａ）参照）、この支持アーム４３の傾斜下端には図示手前方向に向けてノズル固定板４４が延設され、このノズル固定板４４には、保持するウエハ４の幅方向中央の後端部付近に向けて前下がり傾斜状態で噴射ノズル３５が設けられている。また、前記噴射ノズル３５は、図示しない適宜のバルブと水を供給する適宜のポンプが接続され、ノズル先端から水４５を放射状に噴射するようになっている。
【００４８】
上記噴射ノズル３５からウエハ４に向けて水４５を噴射することで、詳細は後述するが、ウエハ４が水中で浮上させられてストッパ３４に当接し、ウエハ４が、搬送ユニット３０に静止状態で保持されるようになっている。また、前記のようにウエハ４を保持した状態で搬送ユニット３０がバッファ部７とウエハ収納部１０との間を往復動してウエハ４を搬送するようになっている。
【００４９】
次にウエハ排出部８について説明すると、ウエハ排出部８では、ウエハ載置部５からバッファ部７に至るまでの間に設けられた図示しない適宜の光学センサでウエハ４の割れや欠け等が検査されるようになっており、ウエハ排出部８には、この検査で異常が認められたウエハ４を収納する収納ボックス５０が図示しない適宜な支持枠に取出し可能に固定されている。
【００５０】
上記の検査で異常が認められなかったウエハ４は、搬送ユニット３０によって上記のウエハ排出部８をそのまま通過し、ガイドレール９上を経由してウエハ収納部１０に向けて搬送される。なお、検査を必要としない場合は、このウエハ排出部８を省略した構成とすれば、さらに高速にウエハ４の収納が行える。
【００５１】
前記ウエハ排出部８とウエハ収納部１０との間には、前記ガイドレール６と同様にガイドレール９が設けられ、搬送ユニット３０が保持したウエハ４をウエハ収納部１０に収納する際にガイドするようになっている。
【００５２】
次にウエハ収納部１０について図２に基づいて説明すると、ウエハ収納部１０には、収納カセット５５を載置固定する逆Ｌ字形状の載置台５６が設けられており、この載置台５６はその背面にスライダ５７が設けられ、このスライダ５７が貯水槽３の側壁２に立設されたレール５８と摺動可能に嵌合することにより載置台５６は図示しない適宜な駆動源により昇降可能になっている。
【００５３】
前記載置台５６には、スリット状に溝が形成された複数の支柱５９が立設されることにより形成された収納カセット５５が固定され、この収納カセット５５の支柱５９に形成された溝部の下段からウエハ４が順次上段に向けて収納されていくようになっている。従って、収納されたウエハ４は順次収納カセット５５と共に水中方向に下降して行くことになり、空気中に晒されることが無い。なお、この収納カセット５５の収納ピッチはウエハ４の厚み、その後の工程に応じて適宜選択できる。また、収納カセット５５の形状もウエハ４の形状に合わせ適宜のものが使用できる。
【００５４】
このウエハ収納部１０の搬送方向手前（図２の左方向）には水４５を噴射する噴射ノズル４８が収納カセット５５の斜め下方に前上がり傾斜状態で設けられ、ガイドレール９の前端部を通過したウエハ４に水流を与えて収納カセット５５内に送り出すようになっている。なお、ガイドレール９の前端部上には適宜ガイドローラを設けて、上方向のウエハ４の移動を規制するようにしても良い。
【００５５】
以上が本発明の基板の搬送装置である搬送ユニット３０を適用したウエハ分離収納装置１の構成であり、次に上記ウエハ分離収納装置１の動作及び本発明の基板の搬送装置の動作について図３乃至図７に基づいて以下に説明する。
【００５６】
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の基板の搬送装置を適用したウエハ分離収納装置１の動作説明図である。
【００５７】
まず、図３（ａ）のようにウエハ載置部５に設けられた昇降枠１２上にワイヤソー等で切断され、粗洗浄が終了したウエハ４を積層状態で載置する。前記ウエハ４の載置は、前工程から自動的にラインで送られてくるようにしても良い。なお、ウエハ４の最上段は、水面４６から３〜５ｍｍ程度の位置に位置させる（ウエハ４の厚みや大きさに応じて、この値は適宜変更すれば良い）。
【００５８】
また、ウエハ４が載置された後、ウエハ載置部５の水中前方に設けられた噴射ノズル１８に水４５を供給すると共に穴２０にエアパイプ２１から空気を導入することで噴射ノズル１８から気泡を含んだ水４５が積層ウエハ４の前端側側面の上段付近に向けて噴射される。
【００５９】
なお、ここで噴射する水４５に含有させる気泡の大きさは、使用するウエハ４の材質や厚みで適正な大きさが決まるため特に限定はしないが、好ましくは、１０μｍ以上３ｍｍ以下のものが利用できる。また、例えば１５０〜３００μｍ厚みのシリコンウエハであれば、ウエハ４の間の隙間を的確な間隔に維持するとともに円滑に抵抗無くウエハ４を１枚ずつ分離させる面から０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の気泡径のものが好ましく利用できる。なお、あまり、気泡径が大きいとウエハ４が暴れたり、ウエハ４の隙間内に気泡５６を維持できなくなる問題があり、逆に気泡径が小さすぎると、ウエハ４に達するまでに気泡５６が消失したり、ウエハ４の隙間を維持できなくなる問題があるが、気泡径はウエハ４の材質や厚みに応じて適宜選択すれば良い。
【００６０】
このように気泡を含んだ水４５が積層されたウエハ４の前端側面に噴射されることで、水流の勢いによってウエハ４間に隙間が生じ、さらにその隙間に気泡が導入される。なお、この時、水流のみでは、一度開いたウエハ４間の隙間が閉じ易いため、気泡を含んだ水を噴射することが好ましく、この介在した気泡が潤滑作用によりウエハ４のその後の分離を容易にする。なお、適宜、水温を高めるヒータ等を設ければ、水４５の分子運動を活性化でき、ウエハ４の分離が円滑に行える。
【００６１】
この気泡を含んだ水４５を積層されたウエハ４の前端側面に噴射した状態で、ウエハ載置部５上に設けられた噴射ノズル１７及びウエハ載置部５の前方に設けられた噴射ノズル１９から水４５を噴射させる。この時、噴射する水４５は放射状に拡散するものを好ましく用いることができるが、これに限定されず、各種の噴射形状のノズルを用いることができる。すなわち、搬送方向へのウエハ４への推進力を付与すると共にウエハ４の上面にウエハ下面よりも速い水流を形成できるものが好ましく使用でき、このことにより、ベルヌーイ効果により、ウエハ４の上面に負圧が作用してウエハ４が浮上する。また、同時にウエハ４の上面の水４５が噴射ノズル１７の噴射により押しのけられることでウエハ４に浮力が発生し、ウエハ４が浮上することになる。
【００６２】
また、噴射ノズル１９からの水４５の噴射により、ウエハ載置部５の最上段のウエハ４はガイドレール６に沿って搬送される。この時、ウエハ載置部５の前方には最上段のウエハ４のみが通過できるように、ストッパ壁５１が設けられているので、ウエハ４の複数枚取りが防止される。
【００６３】
この後、前記ウエハ４は、水流によってガイドレール６の前端部のバッファ部７まで搬送され、前記バッファ部７に搬送されたウエハ４は、バッファ部７の前端に設けられたストッパ２２と当接して静止する。
【００６４】
次に図３（ｂ）のように搬送ユニット３０がレール３２に沿ってバッファ部７まで移動しながら、ストッパ３４がバッファ部７上のウエハ４に当接したことを図示しない適宜の光学センサで検出することで搬送ユニット３０は停止する。この時、図７のようにバッファ部７のストッパ２２と搬送ユニット３０のストッパ３４は、干渉しないように設けられているので、ウエハ４は、両ストッパ２２、３４に当接して静止している。
【００６５】
上記の状態で、図３（ｂ）のように搬送ユニット３０に設けられた噴射ノズル３５から水４５をウエハ４の幅方向中央後端部付近に向けて噴射する。
【００６６】
上記の水４５の噴射により、ウエハ４の上面にはウエハ４の前端部に向けてウエハ４の下面よりも速い水流が発生し、ベルヌーイ効果により、ウエハ４の上面側が負圧な状態となって、ウエハ４はガイドレール６から水面付近に浮上する。
【００６７】
さらに、図６のように、ウエハ４上面側の水４５が押しのけられることにより、ウエハ４に浮力が発生し、ウエハ４は水面付近に浮上する。また、図５（ａ）及び（ｂ）のように噴射ノズル３５から噴射され、ウエハ４の後端から後方にはみ出した水４５は、ウエハ４の後端下面から前方に向けて気泡を含有した巻上げ流を発生し、噴射による上からの押圧力を緩和させてウエハ４を水面付近で水平に保つ作用をもたらす。この時、上記気泡が、ウエハ４の下面に回り込んでさらに浮力を付与し、ウエハ４の姿勢を水平に保つことになる。そして、ウエハ４は、浮上状態で搬送方向への水流により、ストッパ３４に当接して静止状態で搬送ユニット３０に保持される。
【００６８】
次に図４（ｃ）のように、割れや欠け等の無い正常なウエハ４は、搬送ユニット３０に静止状態で保持されたまま、搬送ユニット３０のレール３２に沿った移動により、ウエハ排出部８上をそのまま通過してガイドレール９上に搬送される。
【００６９】
次にガイドレール９の前端部下方に設けられた噴射ノズル６０から搬送方向斜め上方に向けて水４５を噴射すると共に図４（ｄ）のごとく搬送ユニット３０の軸３９をモータ４１の駆動で反時計方向に回転させることでストッパ３４を上方に回転させて退避位置に位置させる。
【００７０】
上記のストッパ３４の退避により、搬送ユニット３０に静止状態で保持されていたウエハ４が開放され、噴射ノズル３５及び噴射ノズル６０からの水４５の噴射による水流により、ウエハ４は支柱５９の溝に案内されながら収納カセット５５内に収納される。
【００７１】
上記と同時にバッファ部７のモータ２９を反時計回りに駆動して固定ブロック２３を回転させてストッパ２２を初期状態のウエハ保持位置に位置させる。
【００７２】
上記の動作を繰り返しながら、順次ウエハ載置部５の昇降枠１２を上昇させて１枚ずつウエハ４を分離搬送すると共にウエハ収納部１０の載置台５６を下降させて、ウエハ４を収納カセット５５に１枚ずつ収納していく。なお、搬送ユニット３０がバッファ部７でウエハ４を受け取った後、搬送ユニット３０でウエハ４を搬送している時に、ウエハ載置部５から、図３（ａ）のように次のウエハ４を分離してバッファ部７に送り出すようにすれば、ウエハ４の分離収納動作が並列的に行え、作業の効率化が行える。
【００７３】
また、上記の工程においてウエハ４に割れや欠け、複数枚取りが認められた場合は、図４（ｃ）において搬送ユニット３０をウエハ排出部８上で停止させて、搬送ユニット３０のストッパ３４を退避位置に退避することでウエハ４を開放し、ウエハ排出部８に設けられた収納ボックス５０内にウエハ４を排出する。なお、ウエハ４の割れや欠けを検出した場合とウエハ４が複数枚重なっていた場合とで別の収納ボックスを用意するようにし、自動的に入れ替えるようにしておけば、複数枚取りの場合に再度、ウエハ４を利用に供するようにすることができる。
【００７４】
以上が本発明のウエハ分離装置１の動作であるが、次に前記搬送ユニット３０の第２の実施形態について図８（ａ）及び（ｂ）に基づいて以下に説明する。なお、基本的な構成は同じであるので第１の実施形態と同じ部材には同じ符号を付してある。
【００７５】
本実施形態では、第１の実施形態に対し、噴射ノズル３５を前方にスライドさせ、噴射ノズル３５から噴射される水４５がウエハ上面内に収まるようになっている（ウエハ４の後端部から水４５がはみ出さないように噴射される）。
【００７６】
このようにすることで、ウエハ４の後端部に作用する浮力よりも噴射ノズル３５からの噴射の勢いが強くなり、ウエハ４の前端部が前上がり状態でストッパ３４に当接してウエハ４が静止状態で搬送ユニット３０に保持される。上記の実施形態は、搬送する基板の形状等に応じて適宜使い分けすることができる。
【００７７】
以上が本発明の実施形態であるが、本発明は上記に限定されず、発明の範囲内で適宜に変更できる。
【００７８】
例えば、ストッパ３４は軸３９の回転により保持位置と退避位置間を揺動可能に構成したが、上下に突没可能に設けたり、幅方向に開閉可能にしたりする等、基板の形状に応じて数量や位置等、適宜変更できる。
【００７９】
また、噴射ノズル３５から噴射する水も放射状だけではなく、直線状や、シャワー状、扇状等各種のものが使用でき、基板面上に搬送方向の推進力と浮力を働かせることが可能なノズルを各種使用できる。
【００８０】
また、噴射ノズル３５の位置や数量も本実施形態に限定されず、基板面上に搬送方向の推進力と浮力を働かせることが可能であれば良い。また、搬送する基板もウエハに限定されず、板状のものであればガラス基板等、各種のものに適用できる。また、基板の形状も矩形状、円形等各種のものに適用できる。また、噴射する液体も水だけではなく、その基板の搬送工程に適した洗浄液等各種のものが各種適用できる。
【００８１】
また、搬送方向も直線状だけでなく、搬送ユニット３０を回転可能に設け、搬送方向も自在に回転可能に設ければ、各方向に移動自在にすることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１ ウエハ分離収納装置
２ 側壁
３ 貯水槽
４ ウエハ（基板）
５ ウエハ載置部
６ ガイドレール
７ バッファ部
８ ウエハ排出部
９ ガイドレール
１０ ウエハ収納部
１１ 支持板
１２ 昇降枠
１３ レール
１４ スライダ
１５ 支柱
１６ ガイド板
１７ 噴射ノズル
１８ 噴射ノズル
１９ 噴射ノズル
２０ 穴
２１ エアパイプ
２２ ストッパ
２３ 固定ブロック
２４ 軸
２５ 従動プーリ
２６ ベルト
２７ 駆動プーリ
２８ 固定枠
２９ モータ
３０ 搬送ユニット
３１ 支持枠
３２ レール
３３ ベース板
３４ ストッパ
３５ 噴射ノズル
３６ 支持板
３７ スライダ
３８ 固定枠
３９ 軸
４０ 固定ブロック
４１ モータ
４２ 滑り止め
４３ 支持アーム
４４ ノズル固定板
４５ 水（液体）
４６ 水面
５０ 収納ボックス
５１ ストッパ壁
５５ 収納カセット
５６ 載置台
５７ スライダ
５８ レール
５９ 支柱
６０ 噴射ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液中に水平に浸漬された基板の上方に設けられた噴射ノズルで前記基板の上方から前方に向けて液体を噴射して基板を前方に送り出す基板の搬送装置において、
前記基板の搬送方向に沿って往復動可能に搬送ユニットを設け、
前記搬送ユニットは、上下に揺動可能に設けられ前記基板を静止させるストッパと、
前記ストッパの後方に設けられ、前記基板の後端よりもやや後方から液体を前方に向けて噴射する噴射ノズルとを一体に備え、
前記噴射ノズルからの液体の噴射により、基板を浮上させると共に前記ストッパに基板を当接させて静止させた状態で搬送ユニットを移動させて基板を搬送するようにしたことを特徴とする基板の搬送装置。
【請求項２】
前記噴射ノズルからの液体の噴射が、前記基板の後端よりも前方から液体を前方に向けて噴射するようにしたことを特徴とする請求項１記載の基板の搬送装置。
【請求項３】
液中に水平に浸漬された基板の上方から前方に向けて噴射ノズルから液体を噴射して前記基板を前方に送り出す基板の搬送方法において、
搬送ユニットの後方に設けられた噴射ノズルにより、液体を前記基板の後端部付近から前方に向けて噴射し、基板を浮上させると共に前記液体の噴射により搬送ユニットの前端部に設けられたストッパに前記基板を当接させて静止させた状態で前記搬送ユニットを移動させて基板を搬送するようにしたことを特徴とする基板の搬送方法。
【請求項１】
液中に水平に浸漬された基板の上方に設けられた噴射ノズルで前記基板の上方から前方に向けて液体を噴射して基板を前方に送り出す基板の搬送装置において、
前記基板の搬送方向に沿って往復動可能に搬送ユニットを設け、
前記搬送ユニットは、上下に揺動可能に設けられ前記基板を静止させるストッパと、
前記ストッパの後方に設けられ、前記基板の後端よりもやや後方から液体を前方に向けて噴射する噴射ノズルとを一体に備え、
前記噴射ノズルからの液体の噴射により、基板を浮上させると共に前記ストッパに基板を当接させて静止させた状態で搬送ユニットを移動させて基板を搬送するようにしたことを特徴とする基板の搬送装置。
【請求項２】
前記噴射ノズルからの液体の噴射が、前記基板の後端よりも前方から液体を前方に向けて噴射するようにしたことを特徴とする請求項１記載の基板の搬送装置。
【請求項３】
液中に水平に浸漬された基板の上方から前方に向けて噴射ノズルから液体を噴射して前記基板を前方に送り出す基板の搬送方法において、
搬送ユニットの後方に設けられた噴射ノズルにより、液体を前記基板の後端部付近から前方に向けて噴射し、基板を浮上させると共に前記液体の噴射により搬送ユニットの前端部に設けられたストッパに前記基板を当接させて静止させた状態で前記搬送ユニットを移動させて基板を搬送するようにしたことを特徴とする基板の搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２０５０４１（Ｐ２０１１−２０５０４１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３４８３（Ｐ２０１０−７３４８３）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００１３２９５４）株式会社タカトリ (65)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００１３２９５４）株式会社タカトリ (65)
【Ｆターム（参考）】
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