NO20093232A1

NO20093232A1 - Wafer Handling Device

Info

Publication number: NO20093232A1
Application number: NO20093232A
Authority: NO
Inventors: Josef Filtvedt
Original assignee: Dynatec Engineering As
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-04-29
Also published as: WO2011053153A1

Abstract

Innretning for å adskille den ytre skive av silisium eller annet materiale fra en sammenstilling av en eller flere ytterligere skiver, idet et væskesjikt foreligger mellom den ytre skive og de en eller flere ytterligere skiver. Innretningen særpreges ved at den omfatter en varmeinnretning som er plassert og dimensjonert slik at den ved operasjon medfører oppvarming til fordampning av minst en del av nevnte væskesjikt. Således elimineres adhesjonskreftene bevirket av væskesjiktet, slik at den ytre skive, og påfølgende ytre skiver, lettere kan adskilles og transporteres til neste trinn i fremstillingen av et ferdig produkt. Anlegg med og fremgangsmåte med bruk av en slik innretning.Device for separating the outer disc of silicon or other material from an assembly of one or more additional discs, a liquid layer being present between the outer disc and the one or more additional discs. The device is characterized in that it comprises a heating device which is positioned and dimensioned so that, during operation, it causes heating to evaporate at least part of said liquid layer. Thus, the adhesive forces caused by the liquid layer are eliminated so that the outer disc, and subsequent outer discs, can be more easily separated and transported to the next stage in the preparation of a finished product. Plant and method using such a device.

Description

O ppfinnelsens område The field of the invention

Den foreliggende oppfinnelse vedrører håndtering av objekter, særlig lagdelte objekter som er stablet sammen med et tynt væskelag mellom lagene. Oppfinnelsen vedrører særlig en innretning for å adskille den ytre skive av silisium eller annet materiale fra en sammenstilling eller stabel av en eller flere ytterligere skiver, idet et væskelag er anordnet mellom den ytre skive og de en eller flere ytterligere skiver, et anlegg med en slik innretning og en fremgangsmåte for slik adskillelse. The present invention relates to the handling of objects, particularly layered objects that are stacked together with a thin layer of liquid between the layers. The invention particularly relates to a device for separating the outer disc of silicon or other material from an assembly or stack of one or more further discs, a liquid layer being arranged between the outer disc and the one or more further discs, a facility with such device and a method for such separation.

O ppfinnelsens bakgrunn og kjent teknikk Background and prior art of the invention

Noen materialer i industrielle prosesser, slik som silisium og til dels andre halvledermaterialer til bruk i solceller, sensorer og elektronikk, blir støpt ut i ingoter eller blokker som deles til enheter med riktige dimensjoner i forhold til det ferdige produktet. Særlig for solcelleanvendelser, men også en del andre anvendelser, blir blokkene saget opp i tynne skiver (wafere) i en væskekjølt skjæreprosess. Wafere kommer ut av skjæreprosessen som blokker av parallelle wafere heftet sammen via kjølemediet fra den forutgående skjæreprosessen. I etterbehandlingen som følger skal hver enkelt wafer behandles individuelt som separate enheter, hvilket imidlertid er vanskelig på grunn av sterke krefter som holder waferne sammen. Det tynne væskelaget mellom waferne er det vesentlige opphav til kreftene som holder waferne sammen, og kreftene antas å være en kombinasjon av kohesive, adhesive, viskøse og mekaniske krefter (adhesive og kohesive krefter utgjør såkalte kappilar krefter). Some materials in industrial processes, such as silicon and partly other semiconductor materials for use in solar cells, sensors and electronics, are cast into ingots or blocks which are divided into units with the correct dimensions in relation to the finished product. Particularly for solar cell applications, but also for a number of other applications, the blocks are sawn into thin slices (wafers) in a liquid-cooled cutting process. Wafers emerge from the cutting process as blocks of parallel wafers bonded together via the coolant from the previous cutting process. In the post-processing that follows, each individual wafer must be treated individually as separate units, which is however difficult due to strong forces holding the wafers together. The thin liquid layer between the wafers is the main source of the forces that hold the wafers together, and the forces are believed to be a combination of cohesive, adhesive, viscous and mechanical forces (adhesive and cohesive forces make up so-called capillary forces).

Separasjon av wafere fra stabelen eller sammenstillingen har til nå foregått manuelt hvorved en operatør separerer den 1. waferen fra stablene for hånd, og bringer den manuelt videre til neste trinn i prosessen. Prosessen er tidkrevende og innbærer store problemer for operatøren. Waferne i stabler etter skjæring holdes sammen av flere krefter knyttet til de viskøse egenskapene i gjenværende kjølemediet som finnes mellom waferne etter skjæreprosessen. Ru overflate på waferne og partikler mellom overflatene på waferne etter skjæreprosessen kompliserer prosessen ytterligere. Manuell håndtering gir stort svinn idet et stort antall wafere blir skadet i separeringsprosessen. I solcelleindustrien er det behov for tynnere wafere på 50 - 200 my som krever enda mer skånsom behandling enn det som er tilgjengelig i dag. Separation of wafers from the stack or assembly has until now taken place manually, whereby an operator separates the 1st wafer from the stacks by hand, and manually brings it on to the next step in the process. The process is time-consuming and entails major problems for the operator. The wafers in stacks after cutting are held together by several forces linked to the viscous properties of the residual coolant that exists between the wafers after the cutting process. Rough surfaces on the wafers and particles between the surfaces of the wafers after the cutting process further complicate the process. Manual handling results in large wastage as a large number of wafers are damaged in the separation process. In the solar cell industry, there is a need for thinner wafers of 50 - 200 my which require even more gentle treatment than what is available today.

I US-patentsøknad no. 2008/0146003 Al, beskrives en metode der wafere anordnes i en vertikal stabel senket ned i et kar med vann. Stabelen med wafere senkes i vann for å redusere viskøse krefter mellom waferne, og vann brukes for å skille wafere før separering av wafer nr. 1 fra stabelen. En transportinnretning med vakuumenheter suger på side 1 av wafer nr. 1, dvs. den ytre siden som er tilgjengelig og peker ut fra stabelen, og separer ved å suge seg fast på den ene siden av waferen, og trekke den vertikalt opp fra stabelen. Wafer nr. 2, 3 osv. i stabelen holdes på plass av en mekanisk blokkeringsenhet som skal hindre flere wafere og følge med når wafer nr. 1 løftes opp fra stabelen. Metoden har flere ulemper som kan gi brekkasje og redusert kapasitet under drift. Flere sugeenheter er vanskelig å justere perfekt, og uønskede krefter kan oppstå i waferen når vakuumet settes på. Nedsenking i vann reduserer vedhenget mellom waferne og øker risikoen for at flere enn l-en wafer følger med ved separasjon. Kapasiteten er begrenset slik oppfinnelse er beskrevet i publikasjonen nevnt ovenfor. In US patent application no. 2008/0146003 Al, a method is described in which wafers are arranged in a vertical stack submerged in a vessel of water. The stack of wafers is immersed in water to reduce viscous forces between the wafers, and water is used to separate the wafers before separating wafer #1 from the stack. A transport device with vacuum units sucks on side 1 of wafer #1, i.e. the outer side accessible and pointing out from the stack, and separates by sucking on one side of the wafer, pulling it vertically up from the stack. Wafers No. 2, 3, etc. in the stack are held in place by a mechanical blocking unit which is to prevent more wafers and follow when wafer No. 1 is lifted from the stack. The method has several disadvantages which can cause breakage and reduced capacity during operation. Multiple suction units are difficult to align perfectly, and unwanted forces can occur in the wafer when the vacuum is applied. Immersion in water reduces adhesion between the wafers and increases the risk of more than one wafer following separation. The capacity is limited as the invention is described in the publication mentioned above.

Publikasjon WO 2004/051735 beskriver en anordning for separering av horisontale wafere anordnet i en vertikal stabel. Waferne ligger på et horisontalt plan og beveges i samme plan. En transportinnretning løfter den øverste waferen opp fra stabelen samtidig som et fluid pumpes inn mellom wafer 1 og wafer 2 i stabelen for å separere wafer nr. 1 fra wafer nr. 2. Ulempene med metoden er flere. En horisontal anordning av waferne øker risikoen for at flere wafere følger med under separering. Separering ved påføring av et fluid mellom wafer 1 og wafer 2 er vanskelig å kontrollere slik at trykket på waferflaten blir helt jevnt. Ujevnt trykk over flaten utsetter waferen for krefter som kan skade den og gi øket svinn ved separasjon. Publication WO 2004/051735 describes a device for separating horizontal wafers arranged in a vertical stack. The wafers lie on a horizontal plane and are moved in the same plane. A transport device lifts the uppermost wafer up from the stack at the same time as a fluid is pumped in between wafer 1 and wafer 2 in the stack to separate wafer no. 1 from wafer no. 2. The disadvantages of the method are several. A horizontal arrangement of the wafers increases the risk that more wafers follow during separation. Separation when a fluid is applied between wafer 1 and wafer 2 is difficult to control so that the pressure on the wafer surface is completely uniform. Uneven pressure over the surface exposes the wafer to forces that can damage it and cause increased wastage during separation.

Publikasjon DE 102005016518 beskriver en anordning for separering av wafere fra en bæreinnretning, og individuell utmating fra en horisontal stabel. Metoden er i hovedsak utviklet for tykkere wafere (300 - 400 my) som brukes i elektronikkindustrien, og er lite relevant for tynne wafere til solceller. Publication DE 102005016518 describes a device for separating wafers from a carrier, and individual output from a horizontal stack. The method has mainly been developed for thicker wafers (300 - 400 my) used in the electronics industry, and is not relevant for thin wafers for solar cells.

Metoden hittil har i hovedsak vært basert på å øke tykkelsen av væskesjiktet mellom skivene eller waferne, eller manuelt arbeid. Det er behov for innretninger, anlegg og fremgangsmåter med fordelaktige virkninger i forhold til kjent teknikk, og formålet med den foreliggende oppfinnelse er å imøtekomme nevnte behov. The method until now has mainly been based on increasing the thickness of the liquid layer between the discs or wafers, or manual work. There is a need for devices, facilities and methods with beneficial effects compared to known technology, and the purpose of the present invention is to meet said needs.

O ppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en innretning for å adskille den ytre skive av silisium eller annet materiale fra en sammenstilling av en eller flere ytterligere skiver, idet et væskesjikt foreligger mellom den ytre skive og de en eller flere ytterligere skiver. Innretningen særpreges ved at den omfatter en varmeinnretning som er plassert og dimensjonert slik at den ved operasjon medfører oppvarming til fordampning av minst en del av nevnte væskesjikt. Således elimineres adhesjonskreftene bevirket av væskesjiktet, slik at den ytre skive, og påfølgende ytre skiver, lettere kan adskilles og transporteres til neste trinn i fremstillingen av et ferdig produkt. Det er generelt tilstrekkelig å fordampe kun en del av væskesjiktet, fordi dampen eller gassen utvides kraftig i forhold til væsken og eventuell resterende væske fortrenges derved fra sjiktet, hvilket bidrar til separasjon av den ytre skive fra de øvrige skiver i stabelen eller sammenstillingen av skiver. Mest fordelaktig er innretningen plassert og dimensjonert slik at den varmer hele skivens areal eller et antall punkter fordelt utover skivens areal, fordi dette medfører økt separasjonstakt og mulighet for mer skånsom behandling av skiver eller wafere. With the present invention, a device is provided for separating the outer disk of silicon or other material from an assembly of one or more further disks, a liquid layer being present between the outer disk and the one or more further disks. The device is characterized by the fact that it comprises a heating device which is positioned and dimensioned so that during operation it results in heating to vaporization of at least part of said liquid layer. Thus, the adhesion forces caused by the liquid layer are eliminated, so that the outer disc, and subsequent outer discs, can be more easily separated and transported to the next step in the production of a finished product. It is generally sufficient to vaporize only part of the liquid layer, because the steam or gas expands strongly in relation to the liquid and any remaining liquid is thereby displaced from the layer, which contributes to the separation of the outer disc from the other discs in the stack or assembly of discs. Most advantageously, the device is positioned and dimensioned so that it heats the entire area of the wafer or a number of points distributed over the area of the wafer, because this results in an increased separation rate and the possibility of more gentle processing of wafers or wafers.

Enhver funksjonelt egnet varmeinnretning kan være anvendbar, eksempelvis valgt blant varmelyskilder rettet mot skivens overflate, laserkilder rettet mot skivens overflate, flateformede motstandsvarmere med anleggsflate tilpasset skivens areal, varmekamre som omslutter sammenstillingen av skiver, strålevarmere, induksjonsvarmere, motstandsvarmere, beredere som varmer væske som tilføres mellom skivene til en temperatur nær kokepunktet, og andre varmeinnretninger. Innretningen er med fordel dimensjonert og anordnet slik at oppvarming til tilstrekkelig fordampning av væskesjiktet mellom den ytre skive og sammenstillingen av skiver utføres raskt nok til at væskesjiktet mellom den nest ytterste og den tredje ytterste skive ikke fordamper, hvorved økt separasjonshastighet uten vedheng av den nest ytterste eller andre skiver oppnås. Any functionally suitable heating device can be used, for example selected from heat light sources directed at the disc's surface, laser sources directed at the disc's surface, flat-shaped resistance heaters with a contact surface adapted to the disc's area, heating chambers that enclose the assembly of discs, radiant heaters, induction heaters, resistance heaters, heaters that heat the liquid that is supplied between the disks to a temperature close to the boiling point, and other heating devices. The device is advantageously dimensioned and arranged so that heating for sufficient evaporation of the liquid layer between the outer disk and the assembly of disks is carried out quickly enough so that the liquid layer between the second outermost and the third outermost disk does not evaporate, thereby increasing the separation speed without attachment of the second outermost or other slices are obtained.

Oppfinnelsen tilveiebringer også et anlegg for adskillelse og håndtering av skiver av silisium eller annet materiale fra en sammenstilling av en eller flere ytterligere skiver, idet et væskesjikt er anordnet mellom den ytre skive og de en eller flere ytterligere skiver, idet anlegget omfatter en holder som holder sammenstillingen av skiver, særpreget ved at anlegget omfatter The invention also provides a facility for separating and handling wafers of silicon or other material from an assembly of one or more further wafers, a liquid layer being arranged between the outer wafer and the one or more further wafers, the facility comprising a holder which holds the assembly of discs, characterized by the fact that the plant includes

en varmeinnretning som er plassert og dimensjonert slik at den ved operasjon medfører oppvarming til fordampning av minst en del av nevnte væskesjikt, og a heating device which is positioned and dimensioned so that during operation it causes heating to the point of evaporation of at least part of said liquid layer, and

en transportinnretning som kan transportere den ytre skive fra sammenstillingen av skiver til et transportbånd eller et ønsket sted for videre fremstilling. a transport device which can transport the outer disc from the assembly of discs to a conveyor belt or a desired location for further production.

Transportinnretningen omfatter fordelaktig et endeløst belte med integrerte sugeinnretninger, hvilket gir maksimal mulig hastighet, særlig dersom flere belter eller bånd anordnes parallelt. Med fordel, særlig for mindre industrienheter på grunn av lavere investeringskostnad, omfatter transportinnretningen en robotarm med integrert sugeinnretning. Manuelt manipulerte sugeflater, eller andre innretninger, kan selvfølgelig også anvendes. The transport device advantageously comprises an endless belt with integrated suction devices, which gives the maximum possible speed, especially if several belts or bands are arranged in parallel. Advantageously, especially for smaller industrial units due to lower investment costs, the transport device includes a robot arm with an integrated suction device. Manually manipulated suction surfaces, or other devices, can of course also be used.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte for å adskille den ytre skive av silisium eller annet materiale fra en sammenstilling av en eller flere ytterligere skiver, idet et væskesjikt er anordnet mellom den ytre skive og de en eller flere ytterligere skiver. Fremgangsmåten særpreges ved at den omfatter, ved hjelp av en varmeinnretning, å oppvarme minst en del av nevnte væskesjikt til fordampning. Oppvarmingen utføres med fordel tilstrekkelig raskt til fordampning av væskesjiktet mellom den ytre skive og sammenstillingen av skiver, uten at væskesjiktet mellom den nest ytterste og den tredje ytterste skive fordamper, hvilket medfører økt hastighet for adskillelsen. The invention also provides a method for separating the outer disk of silicon or other material from an assembly of one or more further disks, a liquid layer being arranged between the outer disk and the one or more further disks. The method is characterized by the fact that it includes, by means of a heating device, heating at least part of said liquid layer for evaporation. The heating is advantageously carried out quickly enough to evaporate the liquid layer between the outer disk and the assembly of disks, without the liquid layer between the second outermost and the third outermost disk evaporating, which results in an increased speed for the separation.

Skivene holdes fordelaktig sammen med en kraft som medfører et tynt væskesjikt mellom skivene slik at kapillærkrefter eller andre krefter bidrar til å holde skivene sammen, eventuelt bortsett fra de øyeblikk da den ytre skive fjernes fra stabelen av sammenstilte skiver. Dette betyr at stabelen av skiver, sammenstillingen, presses sammen med en fysisk kraft påført fra en ho Ider innretning og/eller en transportinnretning og/eller andre innretninger, hvilket overraskende har vist seg, ved praktisk utprøving, å lette adskillelsen av den ytre skive. Kraftens størrelse synes å kunne variere betydelig, men typiske verdier kan være ca 100 - 1000 N/m<2>(100- 1000 Pa). The discs are advantageously held together with a force which causes a thin layer of liquid between the discs so that capillary forces or other forces contribute to holding the discs together, possibly except for the moments when the outer disc is removed from the stack of assembled discs. This means that the stack of discs, the assembly, is pressed together with a physical force applied from a ho Ider device and/or a transport device and/or other devices, which surprisingly has been shown, in practical testing, to facilitate the separation of the outer disc. The size of the force seems to be able to vary considerably, but typical values can be approx. 100 - 1000 N/m<2> (100 - 1000 Pa).

Figurer Figures

Oppfinnelsen illustreres med fem figurer, hvor: The invention is illustrated with five figures, where:

Figur 1 illustrerer en anordning ifølge oppfinnelsen, som en arrangement tegning, Figure 1 illustrates a device according to the invention, as an arrangement drawing,

Fig. 2 er en snittegning som illustrerer separasjonssjiktet mellom wafer 1 og wafer 2, samt detaljer rundt innretningen, anlegget og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 is a sectional drawing illustrating the separation layer between wafer 1 and wafer 2, as well as details of the device, the plant and the method according to the invention,

Fig. 3 viser en forenklet utførelse av et anlegg ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 shows a simplified embodiment of a plant according to the invention.

Figur 4 illustrerer en utførelse hvor en robotarm utgjør en del av transportinnretningen for et anlegg ifølge oppfinnelsen. Figur 5 illustrerer en alternativ utførelse hvor en robotarm utgjør en del av transportinnretningen for et anlegg ifølge oppfinnelsen. Figure 4 illustrates an embodiment where a robot arm forms part of the transport device for a plant according to the invention. Figure 5 illustrates an alternative embodiment where a robot arm forms part of the transport device for a plant according to the invention.

Detaljert beskrivelse Detailed description

Wafere (skiver) som separeres (adskilles) ved innretningen, anlegget og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er, f. eks. silisium wafere for produksjon av solceller. Slike wafere kan være tynne(50 my - 200 my), og håndteringen av dem er spesielt kritisk for å unngå skader på waferne. Wafers (slices) which are separated (separated) by the device, the plant and the method according to the invention are, e.g. silicon wafers for the production of solar cells. Such wafers can be thin (50 my - 200 my), and their handling is particularly critical to avoid damage to the wafers.

Væsken som foreligger er vann, vann tilsatt stoffer som senker kokepunktet og/eller bedrer smøring og skjæring, eller andre væsker, slik som alkohol, eller blandinger av væsker. De illustrerte utførelser er eksempler blant mange mulige. Oppfinnelsen omfatter innretningen, anlegget og fremgangsmåten som definert i de selvstendige patentkrav, også utførelser kombinert med ytterligere trekk fra krav, beskrivelse og figurer i enhver operativ utførelse og kombinasjon. The liquid present is water, water with added substances that lower the boiling point and/or improve lubrication and cutting, or other liquids, such as alcohol, or mixtures of liquids. The illustrated designs are examples among many possible ones. The invention includes the device, the plant and the method as defined in the independent patent claims, also embodiments combined with further features from claims, description and figures in any operative embodiment and combination.

Fig. 1 illustrerer et anlegg (100) ifølge oppfinnelsen for separering av silisium wafere fra en skråttliggende stabel av wafere (13) som er plassert i et oppvarmet kammer (14b) uten væskefylling i kammeret. Med skråttliggende stabel menes wafere anordnet i stabel på et skråttliggende plan (14a) som skråner slik at tyngdekraften får en kraftkomponent virkende perpendikulært fra wafer nr. 1 mot wafer nr. 2 i stabelen, og en kraftkomponent virkende perpendikulært ned på det skrå planet (14a) som støtter waferne fra undersiden. Skråttliggende stabel med væskeskikt mellom waferne gir en stabil stabel som holdes i posisjon av tyngdekraften, viskøse krefter mellom waferne i stabelen, og mekanisk friksjon som følge av ru overflate og gjenværende partikler fra skjæreproesssen. Fig. 1 illustrates a plant (100) according to the invention for separating silicon wafers from an inclined stack of wafers (13) which is placed in a heated chamber (14b) without liquid filling in the chamber. By inclined stack is meant wafers arranged in a stack on an inclined plane (14a) which is inclined so that gravity has a force component acting perpendicularly from wafer no. 1 towards wafer no. 2 in the stack, and a force component acting perpendicularly down the inclined plane (14a ) which supports the wafers from the underside. Inclined stack with liquid layer between the wafers provides a stable stack that is held in position by gravity, viscous forces between the wafers in the stack, and mechanical friction as a result of rough surface and remaining particles from the cutting process.

I kammeret er anordnet en eller flere dyser, som kan vær faste eller bevegelig i alle retninger, som har til oppgave å opprettholde væskeskiktet mellom waferne slik at de holdes sammen i en stabil samlet stabel. Kammeret inneholder en skråttliggende mekanisme for fremmating av wafer nr. 1 , den ytre wafer eller skive, til korrekt posisjon ved henteposisjon. Mekanismen referer seg til henteposisjon og ikke wafertykkelsen som kan variere etter den forutgående skjæreprosessen. Fremmating av framsiden (la) på wafer nr. 1 til fast posisjon ved henteposisjon, sikrer riktig funksjon for transportanordningen selv om wafer tykkelsen skulle variere. One or more nozzles are arranged in the chamber, which can be fixed or movable in all directions, which have the task of maintaining the liquid layer between the wafers so that they are held together in a stable, unified stack. The chamber contains an inclined mechanism for advancing wafer no. 1, the outer wafer or wafer, to the correct position at the pick-up position. The mechanism refers to the pick-up position and not the wafer thickness, which can vary according to the preceding cutting process. Advancing the front side (la) of wafer no. 1 to a fixed position at the pick-up position ensures correct function for the transport device even if the wafer thickness should vary.

Væskeskiktet er spesielt viktig mellom waferne nærmest wafer 1 for å sikre at waferne holdes tilbake i stabelen og kun wafer nr. 1 følger med transportinnretningen. Væsken fra dysene strømmer over waferne i en finfordelt tåke som ikke påvirker de viskøse kreftene mellom waferne. The liquid layer is particularly important between the wafers closest to wafer 1 to ensure that the wafers are retained in the stack and only wafer no. 1 accompanies the transport device. The liquid from the nozzles flows over the wafers in a finely divided mist that does not affect the viscous forces between the wafers.

Anlegget (100) omfatter en transportenhet (17) som i denne utførelsen av oppfinnelsen består at et endeløst belte med sugeområder tilpasset waferens størrelse og form, bestående av vakuumhuller arrangert som etterfølgende mønstre i beltet. Vakuumhuller er anordnet innenfor waferens areal slik at områder på beltet mellom wafere (17a) er uten vakuumhuller. The plant (100) comprises a transport unit (17) which in this embodiment of the invention consists of an endless belt with suction areas adapted to the size and shape of the wafer, consisting of vacuum holes arranged as successive patterns in the belt. Vacuum holes are arranged within the area of the wafer so that areas on the belt between wafers (17a) are without vacuum holes.

Med referanse til Figur 2 kan transportenheten suge seg fast til yttersiden (la) av wafer nr. 1 i stabelen, og transportere wafer 1 parallelt med overflaten (2a) på wafer nr. 2 inntil wafer 1 er separert fra wafer 2, og videre via samme transportenhet til neste trinn i prosessen. Waferen holdes fast på et plant underlag som forblir plant under hele transporten til waferen er avlevert til neste trinn i prosessen. Transportenheten kan være et kontinuerlig belte eller et plant areal med huller, gitter, vev, nett eller annen overflate som er gjennomtrengelig for væske og/eller gass. Transportenheten kan hente wafer 1 fra en fast posisjon, eller ha en bevegelig funksjon perpendikulært på ytersiden (la) av wafer nr. 1. Etter separering kan transportenheten bevege seg i alle vinkler og kurver som måtte være hensiktsmessig for skånsom transport og avlevering av waferen til neste trinn i prosessen. Transportinnretningen i anordning (100), på Fig. 1, går via en kantet vals (19) som går synkront med transportbåndet (17) slik av waferne alltid ligger på en plan flate uten deformasjon eller ytre krefter på waferen. Svingrullene (29) på valsen er utstyr med styreruller som sikrer at transportbåndet går i en rett linje fra separasjonspunktet til valsen (19). Styreskinnen (28) for svingrullene (29) følger valsen (19) til waferen er på et horisontalt eller tilnærmet horisontalt plan. With reference to Figure 2, the transport unit can attach itself to the outer side (la) of wafer no. 1 in the stack, and transport wafer 1 parallel to the surface (2a) of wafer no. 2 until wafer 1 is separated from wafer 2, and further via same transport unit to the next step in the process. The wafer is held firmly on a flat surface which remains flat during the entire transport until the wafer is handed over to the next step in the process. The transport unit can be a continuous belt or a flat area with holes, grids, webs, nets or other surfaces that are permeable to liquid and/or gas. The transport unit can pick up wafer 1 from a fixed position, or have a movable function perpendicular to the outer side (la) of wafer no. 1. After separation, the transport unit can move in all angles and curves that may be appropriate for gentle transport and delivery of the wafer to next step in the process. The transport device in device (100), in Fig. 1, runs via an angular roller (19) which runs synchronously with the conveyor belt (17) so that the wafers always lie on a flat surface without deformation or external forces on the wafer. The turning rollers (29) on the roller are equipped with guide rollers which ensure that the conveyor belt runs in a straight line from the separation point to the roller (19). The guide rail (28) for the swing rollers (29) follows the roller (19) until the wafer is on a horizontal or nearly horizontal plane.

Transportinnretningen i anordning (300), illustrert på Fig. 3, har en løsning uten kantet vals (19) som er vist i anordning (100). Waferene henger i vakuum på undersiden av transportbåndet, og faller ned på neste transportbånd når den kommer forbi vakuumkassen (23). Avlevering av waferen kan også skje ved en vakuumkasse (24) som kan styres og gi et kontrollert bortfall av vakuum for å gi skånsom overgang for waferen. The transport device in device (300), illustrated in Fig. 3, has a solution without the angular roller (19) which is shown in device (100). The wafers hang in vacuum on the underside of the conveyor belt, and fall onto the next conveyor belt when it passes the vacuum box (23). Delivery of the wafer can also take place via a vacuum box (24) which can be controlled and provide a controlled loss of vacuum to provide a gentle transition for the wafer.

Vakuum systemet består av en sugeenhet (ikke vist) med tilnærmet konstant vakuum som er tilkoblet anordningen (100) via vakuumforbindelsen (27), og et vakuumkammer (24) som har regulerbart vakuum via et spjeld (25). Vakuum til vakuumkammeret (24) kan kobles til og fra ved bevegelse av spjeldet (25) som kan lukke og åpne vakuumforbindelsen (26) til konstantvakuum kammeret (23). The vacuum system consists of a suction unit (not shown) with an approximately constant vacuum which is connected to the device (100) via the vacuum connection (27), and a vacuum chamber (24) which has an adjustable vacuum via a damper (25). Vacuum to the vacuum chamber (24) can be switched on and off by moving the damper (25) which can close and open the vacuum connection (26) to the constant vacuum chamber (23).

Vakuumnivået ved fremsiden (la) på wafer nr. 1 kan derved reguleres etter behov ved en kombinasjon av vakuumkammer (23) med konstant vakuum, og varierende volum i vakuumkassen (24) som har intermittent vakuum. Servostyrt bevegelse av spjeldet kan gi ønsket trykk/vakuum i vakuumkammeret (24) etter behov. The vacuum level at the front side (la) of wafer no. 1 can thereby be regulated as required by a combination of vacuum chamber (23) with constant vacuum, and varying volume in the vacuum box (24) which has intermittent vacuum. Servo-controlled movement of the damper can provide the desired pressure/vacuum in the vacuum chamber (24) as needed.

Oppvarming av wafer nr. 1 for separasjon med damp/gass, kan skje ved oppvarming fra transportinnretningen og/eller oppvarming av wafer nr. 1 direkte i henteposisjon. Transportinnretningen kan forvarmes før henteposisjon av en varmeenhet (31), ved elektrisk strøm gjennom den delen av transportinnretningen som befinner seg i henteposisjon (32), og/eller oppvarming ved en varmekilde (16) som befinner seg ved wafer nr. 1 i henteposisjon. Oppvarmingen kan skje ved kombinasjon av 2 eller flere av følgende 5 trinn, forvarming av waferen i varmekammer (14b) før separering, forvarming av transportinnretningen før henteposisjon (32), oppvarming av transportinnretningen i henteposisjon (32), oppvarming av waferen i henteposisjon, oppvarming av væskeskiktet (3) mellom wafer 1 og wafer 2 i henteposisjon. Minst 1 av oppvarmingsmetodene bør kunne styres nøyaktig i tid for å sikre en kontrollert og nøyaktig separering av wafer nr. 1 på ønsket tid. Ytterligere, og andre typer varmeinnretninger, er også anvendbare. Heating of wafer no. 1 for separation with steam/gas can be done by heating from the transport device and/or heating of wafer no. 1 directly in the pick-up position. The transport device can be preheated before the pick-up position by a heating unit (31), by electric current through the part of the transport device which is in the pick-up position (32), and/or heating by a heat source (16) which is located at wafer no. 1 in the pick-up position. The heating can take place by combining 2 or more of the following 5 steps, preheating the wafer in the heating chamber (14b) before separation, preheating the transport device before the pick-up position (32), heating the transport device in the pick-up position (32), heating the wafer in the pick-up position, heating of the liquid layer (3) between wafer 1 and wafer 2 in pick-up position. At least 1 of the heating methods should be able to be precisely controlled in time to ensure a controlled and accurate separation of wafer no. 1 at the desired time. Additional, and other types of heating devices, are also applicable.

En eller flere stabler av silisium wafere (13) anordnes på et skråttstilt plan (14a) i et varmekammer (14b) med regulerbar oppvarming. Kammeret inneholder en mekanisme (14) som kan mate stabelen av wafere parallell med et plan (14a) i nedre del av kammeret, til ønsket posisjon for wafer nr. 1 i henteposisjon. Stabelen av wafere holdes fuktig via 1 eller flere dyser (15) som holder stabelen av wafere fuktig under prosessen og vedlikeholder kreftene som holder waferne sammen i stabelen. One or more stacks of silicon wafers (13) are arranged on an inclined plane (14a) in a heating chamber (14b) with adjustable heating. The chamber contains a mechanism (14) which can feed the stack of wafers parallel to a plane (14a) in the lower part of the chamber, to the desired position for wafer no. 1 in the retrieval position. The stack of wafers is kept moist via 1 or more nozzles (15) which keep the stack of wafers moist during the process and maintain the forces holding the wafers together in the stack.

Yttersiden (la) på wafer nr. 1 mates frem til henteposisjon (32) via matemekanismen (14) som skyver frem hele stabelen av wafere langs det skråttliggende planet (14a). Fremmatingen stopper når ytersiden (la) på wafer nr. 1 kommer i kontakt med transportinnretningen i ønsket posisjon, og øver et kontrollert trykk mot transportinnretningen. Vakuum fra vakuumkammeret (23) med konstant vakuum (23) kobles via spjeldet (25) til vakuumkammer (24) som står i direkte kontakt med ytterrsiden (la) av wafer nr. 1. Varme fra transportinnretningen i henteposisjon (32) og/eller varme fra varmekilden (16) i henteposisjon varmer wafer nr. 1 fra yttersiden (la) til waferen blir gjennomvarm, og varmen fra innsiden (lb) av wafer nr. 1 overføres til vannsjiktet (3a) nærmes innsiden (lb) på wafer nr. 1. Væskesjiktet nærmest innsiden (lb) på wafer nr. 1 varmes til kokepunktet og går over i damp-/gassform, og wafer nr. 1 separeres fra wafer nr. 2 via et jevnt fordelt gasstrykk som skyver wafer 1 mot transportinnretningen. Matemekanismen (14) fjerner trykket mot transportinnretningen ved å mate stabelen av wafere tilbake i motsatt retning av fremmating,dvs. perpendikulært fra flaten på transportinnretningen i henteposisjon. The outer side (la) of wafer no. 1 is fed to the pick-up position (32) via the feed mechanism (14) which pushes forward the entire stack of wafers along the inclined plane (14a). The advance stops when the outer side (la) of wafer no. 1 comes into contact with the transport device in the desired position, and exerts a controlled pressure against the transport device. Vacuum from the vacuum chamber (23) with constant vacuum (23) is connected via the damper (25) to the vacuum chamber (24) which is in direct contact with the outer side (la) of wafer no. 1. Heat from the transport device in the pick-up position (32) and/or heat from the heat source (16) in the retrieval position heats wafer no. 1 from the outside (la) until the wafer becomes thoroughly heated, and the heat from the inside (lb) of wafer no. 1 is transferred to the water layer (3a) approaching the inside (lb) of wafer no. 1. The liquid layer closest to the inside (lb) of wafer no. 1 is heated to the boiling point and turns into vapor/gas form, and wafer no. 1 is separated from wafer no. 2 via an evenly distributed gas pressure that pushes wafer 1 towards the transport device. The feeding mechanism (14) removes the pressure against the transport device by feeding the stack of wafers back in the opposite direction of forward feeding, i.e. perpendicular from the surface of the transport device in the pick-up position.

Waferen er nå festet til transportinnretningen via vakuum på hele waferens areal, og separert fra wafer nr. 2 via et damp-/gasskikt mellom wafer nr. 1 og wafer nr. 2. Vedvarende varmetilførsel vedlikeholder et damp-/gasskikt holder wafer nr. 1 separert fra wafer nr. 2 inntil transportinnretningen har transportert wafer nr. 1 bort til den ikke lenger er i kontakt med wafer nr. 2. The wafer is now attached to the transport device via vacuum over the entire wafer area, and separated from wafer no. 2 via a vapor/gas layer between wafer no. 1 and wafer no. 2. Continuous heat supply maintains a vapor/gas layer holding wafer no. 1 separated from wafer No. 2 until the transport device has transported wafer No. 1 away until it is no longer in contact with wafer No. 2.

Transportinnretningen kommer på nytt i henteposisjon når wafer nr. 1 er transportert minst en waferbredde bort fra henteposisjon, og hele prosessen gjentas for neste wafer i stabelen. Kontinuerlig utforming på transportinnretningen kan gi betydelig kapasitet under drift ved at ny wafer kan hentes straks foregående wafer er ute av henteposisjon. The transport device returns to the pick-up position when wafer no. 1 has been transported at least one wafer width away from the pick-up position, and the whole process is repeated for the next wafer in the stack. Continuous design of the transport device can provide significant capacity during operation by allowing a new wafer to be picked up as soon as the previous wafer is out of pick-up position.

Figurene 4 og 5 illustrerer utførelser av anlegget ifølge oppfinnelsen hvorved transportinnretningen omfatter en robotarm. Figures 4 and 5 illustrate embodiments of the plant according to the invention whereby the transport device comprises a robot arm.

Forsøk med oppfinnelsen har vist at produksjonstakten kan økes flere ganger mens feilraten kan reduseres vesentlig. Experiments with the invention have shown that the production rate can be increased several times while the error rate can be significantly reduced.

Claims

1. Device for separating the outer disk of silicon or other material from an assembly of one or more further disks, a liquid layer being present between the outer disk and the one or more further disks, characterized in that the device comprises a heating device which is positioned and dimensioned as that during operation it causes heating to vaporization of at least part of said liquid layer.

2. Device according to claim 1, characterized in that the device is positioned and dimensioned so that it heats the entire area of the disc or a number of points distributed over the area of the disc.

3. Device according to claim 1, characterized in that it comprises several heating devices selected from heat light sources directed at the disc's surface, laser sources directed at the disc's surface, flat-shaped resistance heaters with a contact surface adapted to the disc's area, heating chambers that enclose the assembly of discs, radiant heaters, heaters that heat liquid supplied between the discs to a temperature near the boiling point, etc.

4. Device according to claim 1, characterized in that it is dimensioned so that heating for sufficient evaporation of the liquid layer between the outer disk and the assembly of disks is carried out quickly enough so that the liquid layer between the second outermost and the third outermost disk does not evaporate.

5. Installation for separating and handling wafers of silicon or other material from an assembly of one or more further wafers, with a liquid layer existing between the outer wafer and the one or more further wafers, where the facility comprises a holder that holds the assembly of wafers, characterized in that the facility includes a heating device which is positioned and dimensioned so that during operation it causes heating to the point of evaporation of at least part of said liquid layer, and a transport device which can transport the outer disc from the assembly of discs to a conveyor belt or a desired location for further production.

6. Plant according to claim 5, characterized in that the transport device comprises an endless belt with integrated suction devices.

7. Installation according to claim 5, characterized in that the transport device comprises a robot arm with an integrated suction device.

8. Method for separating the outer disk of silicon or other material from an assembly of one or more further disks, a liquid layer being present between the outer disk and the one or more further disks, characterized in that the method comprises, by means of a heating device, to heating at least a part of said liquid layer for evaporation.

9. Method according to claim 8, characterized in that the heating is carried out sufficiently quickly to evaporate the liquid layer between the outer disk and the assembly of disks, without the liquid layer between the second outermost and the third outermost disk evaporating.

10. Method according to claim 8, characterized in that the disks are held together with a force which causes a thin layer of liquid between the disks so that capillary forces or other forces contribute to holding the disks together, possibly except for the moments when the outer disk is removed from the stack of assembled disks.