DE102006052908A1

DE102006052908A1 - Wafer-Auffang-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102006052908A1
Application number: DE200610052908
Authority: DE
Inventors: Jürgen Döpping; Matthias Dr. Reinecke; Holger Brosche; Hans-Joachim Gretzschel; Steffen Pollack
Original assignee: Deutsche Solar GmbH; HAP Handhabungs Automatisierungs und Prazisionstechnik GmbH
Current assignee: Meyer Burger Germany GmbH
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: US8201814B2; DE102006052908A8; US20080295662A1; DE102006052908B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (4) zum Auffangen einer Vielzahl von einem Halteelement (1) abzulösender Scheiben (3) mit einem Rahmen, einer am Rahmen angebrachten Halterung (41) zur Aufnahme des die Scheiben (3) haltenden Halte-Elements (1), mindestens zwei seitlichen Führungs-Elementen sowie mindestens einem unteren Auffang-Element, wobei die seitlichen Führungs-Elemente jeweils paarweise rechts und links am Rahmen angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schonenden Auffangen von dünnen Scheiben, insbesondere von Wafern aus Halbleitermaterial, insbesondere Silicium.
Bei der Herstellung von Wafern werden Siliciumblöcke an einem Halteelement festgeklebt. Anschließend wird der Siliciumblock in einzelne dünne Scheiben gesägt, die nach dem Sägeprozess noch an dem Halteelement haften. Zur weiteren Verarbeitung werden die Scheiben von dem Halteelement gelöst. Da die dünnen Scheiben äußerst empfindlich sind, ist es unbedingt nötig, sie während und nach dem Ablösen von dem Halteelement schonend und sicher zu lagern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher die Wafer auf einfache Weise schonend und sicher aufgefangen werden können.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, das Halteelement mit den Siliciumscheiben in einem Rahmen zu befestigen und die Siliciumscheiben während und nach dem Ablösen von dem Halteelement durch seitlich und unter den Siliciumscheiben angebrachten Walzen stabil zu halten. Dadurch werden Beschädigungen der Siliciumscheiben vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen
1 eine Auffang-Vorrichtung für Silicium-Scheiben,
2 einen Seitenansicht der Auffang-Vorrichtung gemäß 1, wobei die Silicium-Scheiben an einem Halteelement befestigt sind, und
3 einen Seitenansicht entsprechend 2, wobei die Silicium-Scheiben von dem Halteelement abgelöst sind.
Zunächst wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 der Aufbau einer Ausführungsform einer Auffang-Vorrichtung 4 näher beschrieben. Die Auffang-Vorrichtung 4 weist im Wesentlichen die Form eine Kubus in Gitterform auf. Die Stirnseiten werden gebildet durch ein vorderes und hinteres U-förmiges Stirn-Teil 13, 14, jeweils bestehend aus einer in einer Querrichtung verlaufenden Basis-Strebe 15 und jeweils einem sich davon nach oben erstreckenden linken und rechten Schenkel 16, 17. Die Stirn-Teile 13, 14, die sich einander gegenüber stehen, werden jeweils in der Nähe der oberen und unteren Enden der Schenkel 16, 17 durch in einer Längsrichtung verlaufende obere Längsträger 18 bzw. untere Längsträger 19 miteinander verbunden, sodass ein starrer, im Wesentlichen kubischer Rahmen entsteht. Im Bereich der Basis-Streben 15 sowohl des vorderen Stirn-Teils 13 als auch des hinteren Stirn-Teils 14 sind zwei verschwenkbare Arme 20, 21 angeordnet, zwischen denen drehbar gelagerte Walzen 22, 23 angeordnet sind. Die Walzen 22, 23 bilden ein unteres Auffang-Element. Die Arme 20, 21 sind in der nach oben geschwenkten, in 1 dargestellten Position arretierbar. Zwischen den beiden linken Schenkeln 16 einerseits und den beiden rechten Schenkeln 17 andererseits sind jeweils übereinander auf der linken bzw. rechten Seite seitliche Führungselemente in Form von Walzen 24 und 25 bzw. 26 und 27 angeordnet, die durch entsprechende Anne 28 und 29 bzw. 30 und 31 getragen sind, welche verschwenkbar an den Schenkeln 16 bzw. 17 befestigt sind. Entlang der Schwenkachsen der Arme 28 bis 31 sind die linken und rechten Schenkel 16 und 17 durch Schwenkstäbe 38 miteinander verbunden. Auf einem dieser Schwenkstäbe 38 kann verschiebbar gelagert eine vordere und hintere End-Sicherung 39 und 40 angebracht sein. Die End-Sicherungen 39, 40 dienen dazu, die Scheiben 3 gegen Umfallen zu schützen und ein Herausfallen aus der Auffang-Vorrichtung 4 zu verhindern. Die in 1 bis 3 dargestellten End-Sicherungen 39, 40 weisen dazu zeigerförmig ins Innere des Kubus. Der Arm 28 ist auf der gleichen Höhe wie der Arm 30 an den Stirnteilen 13, 14 befestigt. Ebenso ist der Arm 29 auf gleicher Hohe wie der Arm 31 an den Stirnteilen 13, 14 befestigt. Die oberen Walzen 24 und 26 bzw. die unteren Walzen 25 und 27 sind aufeinander zustellbar, wodurch die Auffang-Vorrichtung 4 an die Breite der Scheiben 3 anpassbar ist. Alle Walzen 22 bis 27 sind auf ihrer Oberfläche mit einem Kunststoff- bzw. Gummi-Schlauch 32 versehen, der umlaufende Rillen in großer Zahl aufweist. Die Rillen sind derart dimensioniert, dass in jeder Rille genau eine Scheibe 3 in einer im Wesentlichen vertikalen Position kippsicher gehalten werden kann. Die Rillen weisen beispielsweise ein Rechtsecks-Profil oder ein Dreiecks-Profil mit einer Profil-Höhe von 0,1 bis 10 mm, insbesondere 0,5 bis 5 mm, insbesondere 1 bis 3 mm auf.
An den oberen Enden der linken und rechten Schenkel 16 und 17 sind jeweils linke und rechte Tragarme 33 und 34 austauschbar angelenkt. Die einander in Längsrichtung gegenüberliegenden Tragarme 33 bzw. 34 sind durch Stäbe 35 miteinander verbunden. Zwischen den in Querrichtung ein ander gegenüberliegenden in die Horizontale geschwenkten Tragarmen 33, 34 bzw. zwischen den Stäben 35 verbleibt ein Aufnahme-Spalt 36 zur Aufnahme des Halteelements 1. Die Tragarme 33, 34 bilden zusammen mit den Stäben 35 eine Halterung 41, welche speziell auf die Abmessungen des Halteelements 1 abgestimmt ist. An den oberen Enden der linken und rechten Schenkel 16 und 17 sind außerdem jeweils Transporthalterungen 37 angebracht.
Abgesehen von den End-Sicherungen 39, 40 ist die Auffang-Vorrichtung 4 sowohl in Längs- als auch in Querrichtung im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer vertikal verlaufenden Mittel-Längs- bwz. Mittel-Quer-Ebene.
Im Folgenden wird die Funktion der Auffang-Vorrichtung 4 beschrieben. Zur Herstellung von Wafern werden Blöcke aus Rohmaterial zunächst in Säulen gesägt, die im Querschnittannähernd die Form der herzustellenden Wafer haben. Allgemein kann es sich um Blöcke aus einem beliebigen Material, insbesondere aus einem beliebigen halbleitenden Material, bevorzugt aus Silicium handeln. Die Wafer sind insbesondere für den Einsatz in der Photovoltaik vorgesehen. Die Säulen weisen beispielsweise eine Abmessung (Länge × Breite × Höhe) von 500 × 100 × 100 mm bis 900 × 400 × 400 mm auf. Die Säulen werden an einer Längsfläche an ein Halteelement 1, beispielsweise aus Glas bestehend, über eine Klebstoff-Schicht 2 angeklebt. Anschließend werden die Säulen durch eine handelsübliche Drahtsäge in Scheiben 3 gesägt. Die Scheiben 3 weisen eine Dicke von 100 μm bis 400 μm auf. Die Scheiben 3 besitzen entsprechend dem oben angegebenen Querschnitt der Säulen eine Fläche von 100 mm × 100 mm bis 400 mm × 400 mm.
Nach der Beendigung des Säge-Prozesses wird das Halteelement 1 zusammen mit den an ihm befestigten Scheiben 3 in die Auffang-Vorrichtung 4 eingesetzt, wie sie in 1 dargestellt ist. Die Auffang-Vorrichtung 4 dient der schonenden Stabilisierung der Scheiben 3, solange diese an dem Halteelement 1 befestigt sind sowie dem Führen, Auffangen und Halten der Scheiben 3, nachdem diese von dem Halteelement 1 entfernt worden sind.
Bevor die Scheiben 3 von dem Halteelement 1 abgelöst werden, können sie beispielsweise eine Sequenz von Reinigungsschritten oder anderen Verarbeitungsprozessen durchlaufen. Das Ablösen erfolgt in einem Prozessbecken, welches mit einer Entklebelösung gefüllt ist. Bis zu diesem Zeitpunkt sind die Scheiben 3 fest mit dem Halteelement 1 über die Klebstoff-Schicht 2 verbunden. Zur Erleichterung des Demontage-Prozesses können die in die Auffang-Vorrichtung 4 eingebrachten, drahtgesägten Säulen entlang ihrer Längsachse um einen Winkel zwischen 0° und 45° gegen die Horizontale gekippt werden. Das Ende des Demontage-Prozesses ist durch das komplette Ablösen aller Scheiben 3 von dem Halteelement 1 gekennzeichnet. Nach dem Ablösen der Scheiben 3 von dem Halteelement 1 werden diese in der Auffang-Vorrichtung 4 aufgefangen. Die Scheiben 3 werden in der Auffang-Vorrichtung 4 sicher gehalten und können in der Auffang-Vorrichtung 4 weitere Prozessschritte durchlaufen. Schließlich erfolgt das Umsetzen der Scheiben 3 in der Auffang-Vorrichtung 4 in einen flüssigkeitsgefüllten Entlade-Wagen, mit welchem die Scheiben 3 einer Vereinzelungs-Einrichtung zugeführt werden. Am Ende des Verfahrens entstehen gereinigte, hochwertige, vereinzelte Wafer aus einem Halbleitermaterial, insbesondere Silicium. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Auffang-Vorrichtung 4 die einzelnen Scheiben 3 zu jeder Zeit schonend und sicher hält, eine gute beidseitige Zugänglichkeit jeder einzelnen Scheibe für mögliche Reinigungs- oder andere Verarbeitungsprozesse ermöglicht und schließlich die Scheiben 3 vor Beschädigung schützt.

Claims

Vorrichtung (4) zum Auffangen einer Vielzahl von einem Halteelement (1) abzulösender Scheiben (3) mit a. einem Rahmen, b. einer am Rahmen angebrachten Halterung (41) zur Aufnahme des die Scheiben (3) haltenden Halte-Elements (1), c. mindestens zwei seitlichen Führungs-Elementen sowie d. mindestens einem unteren Auffang-Element, e. wobei die seitlichen Führungs-Elemente jeweils paarweise rechts und links am Rahmen angeordnet sind.
Auffang-Vorrichtung (4) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Führungs-Elemente paarweise in einer Querrichtung aufeinander zustellbar sind.
Auffang-Vorrichtung (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (41) auswechselbar ist.
Auffang-Vorrichtung (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Führungs-Elemente als drehbar gelagerte Walzen (24, 25, 26, 27) ausgebildet sind.
Auffang-Vorrichtung (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungs-Elemente auf ihrer Oberfläche mit einem weichen Kunststoff, insbesondere einem Gummischlauch, zur Verhinderung von Beschädigungen der Scheiben (3) versehen sind.
Auffang-Vorrichtung (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Führungs-Elemente eine Vielzahl umlaufender Rillen zur Halterung der Scheiben (3) in einer vertikalen Position aufweist.
Auffang-Vorrichtung (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen Transporthalterungen (37) aufweist.
Auffang-Vorrichtung (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass End-Sicherungen (39, 40) vorgesehen sind, welche ein Herausfallen der Scheiben (3) aus der Auffang-Vorrichtung (4) verhindern.