JP2000208449A - ウェ―ハの剥離方法および剥離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大径で重量のあるウェーハあるいは肉厚が薄
く割れ易い太陽電池用ウェーハであっても支障なく的確
に剥離することができるウェーハの剥離方法および剥離
装置の提供。 【解決手段】 カーボンＣに接着されたウェーハ列ＷＳ
を温水中に浸漬することにより、接着剤を軟化させた状
態で、この温水中でカーボンＣおよびワークハンガ１を
ウェーハ列ＷＳから引き離すことにより、ウェーハ列Ｗ
Ｓの各ウェーハの軸線に沿った方向の動きに対して温水
が緩衝材として働き、各ウェーハが傾いたりバラバラに
なることがない上に、各ウェーハどうしが所定の間隔お
よび姿勢を保持するとともに、この水に濡れた状態のウ
ェーハ列ＷＳから、ウェーハを１枚ずつ面方向にずらす
ことにより、両ウェーハ間の密着する力をそいで容易に
ウェーハを剥離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定部材に接着さ
れたウェーハ列からウェーハを１枚ずつ剥離するウェー
ハの剥離方法および剥離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体材料、磁性材料、セラミッ
クス等のウェーハを作成するに際しては、これらの材料
をインゴットの状態で固定部材に接着し、その後、ワイ
ヤソーを利用して、長さ方向の垂直方向にインゴットを
下からスライスすることが行われている。

【０００３】通常、ワイヤソーによるスライスは、固定
部材の一部に達するまで行われ、インゴットを各部分に
おいて完全に切り離すが、スライスによって形成された
ウェーハどうしはそのまま固定部材に接着されているた
め、固定部材から離れることなくウェーハ列を構成して
一体化されたまま残される。

【０００４】上記のウェーハ列からウェーハを剥離する
作業は、従来、インゴットのスライス状態から固定部材
とインゴット（ウェーハ列）の上下を逆にして固定部材
とウェーハ列の接着部分を、接着剤軟化温度、たとえ
ば、９０〜９５℃に保たれた温水に浸漬し、接着剤を軟
化させた状態で行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】直径が８インチ程度の
これまでのウェーハの場合、上記の方法で支障なく剥離
することができる。しかし、直径が１２インチにも及ぶ
大径で重量のある新しいウェーハの場合であると、固定
部材を上にウェーハ列を下にしたスライス状態から、そ
れらの上下を逆にして接着部分を温水槽に入れる際、あ
るいは入れた後に、ウェーハが自重で折れ曲がって厚さ
方向に倒れやすく、これまでの方法および装置ではウェ
ーハを支障なく剥離することが難しい。

【０００６】また、太陽電池に用いられるウェーハにあ
っては、肉厚が半導体ウェーハに比べて薄い（通常の半
導体ウェーハが７５０〜８００μｍに対して太陽電池用
ウェーハは２００〜３５０μｍ）ため、割れ易く、取扱
いが難しいという問題がある。したがって、従来は機械
化が難しく、ウェーハ列と固定部材とを円滑に分離し、
このウェーハ列から１枚ずつウェーハを確実に剥離する
一連のウェーハ取り出し作業を機械化、自動化する装置
の開発が望まれていた。そこで、上記問題を解決しよう
として、本発明者等が鋭意検討した結果、新規のウェー
ハの剥離装置を開発した。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、大径で重量のあるウェー
ハあるいは肉厚が薄く割れ易い太陽電池用ウェーハであ
っても支障なく的確に剥離することができるウェーハの
剥離方法および装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、固
定部材に接着されたウェーハ列からウェーハを１枚ずつ
剥離するウェーハの剥離方法であって、上記固定部材に
接着されたウェーハ列を温水中に浸漬し、このウェーハ
列を支持した状態で、上記固定部材を把持して上記ウェ
ーハ列から分離する工程と、この固定部材を分離したウ
ェーハ列の最端部から１枚ずつウェーハを面方向にずら
すことによりウェーハ列からウェーハを剥離する工程と
を具備したものである。この請求項１にあっては、固定
部材に接着されたウェーハ列を温水中に浸漬することに
より、接着剤を軟化させた状態で、この温水中で固定部
材をウェーハ列から引き離すことにより、ウェーハ列の
各ウェーハの軸線に沿った方向の動きに対して温水が緩
衝材として働き、各ウェーハが傾いたりバラバラになる
ことがないとともに、各ウェーハどうしが所定の間隔お
よび姿勢を保持する一方、この水に濡れた状態のウェー
ハ列から、ウェーハを１枚ずつ面方向にずらすことによ
り、両ウェーハ間の密着する力をそいで容易にウェーハ
を剥離する。

【０００９】本発明の請求項２は、ウェーハ列を、固定
部材を上にした状態で温水中に浸漬するものである。こ
の請求項２にあっては、固定部材を上にした状態で温水
中に浸漬することにより、温水中に浸漬するウェーハ列
と固定部材との接着部分を、湯温が高い湯面付近に位置
させて、効率的に接着部分を加熱し軟化させる。

【００１０】本発明の請求項３は、固定部材を分離した
ウェーハ列を温水中から取り出し、濡れた状態でウェー
ハが水平に積み重なって密着した状態のウェーハ列の最
上端部のウェーハを吸着する工程と、この吸着されたウ
ェーハの後方からエアを吹き付けながらウェーハ列から
最上端部のウェーハを剥離する工程とを具備したもので
ある。この請求項３にあっては、濡れた状態でウェーハ
列を、各ウェーハが水平に積み重なって密着した状態に
姿勢変更することにより、各ウェーハ間に介在している
水分によって、各ウェーハの姿勢が水平状態に保持され
るとともに、各ウェーハ間が水分と自重でしっかりと密
着することで、多数のウェーハが集合体（塊）として振
る舞い、きわめて安定した状態を維持する。また、ウェ
ーハ列の最上端部のウェーハを剥離する際には、その密
着状態から剥離するために、吸着やエアを使用している
から、取り扱うウェーハに必要以上の負担をかけること
なく、健全な状態を保持しながら円滑にウェーハ間を剥
離することができる。

【００１１】本発明の請求項４は、固定部材に接着され
たウェーハ列からウェーハを１枚ずつ剥離するウェーハ
の剥離装置であって、上記固定部材に接着されたウェー
ハ列を温水中に浸漬する温水槽と、この温水槽中に設け
られ、かつ上記固定部材を上にした状態のウェーハ列を
載置するウェーハ列載置部と、上記温水槽中のウェーハ
列に接近、離間自在に設けられ、かつ上記固定部材を把
持してウェーハ列から分離する固定部材分離手段と、上
記ウェーハ列載置部に設けられ、かつこのウェーハ列載
置部を移動させてウェーハ列載置部に載置されたウェー
ハ列のウェーハ面を水平に変更する載置部移動手段と、
この載置部移動手段によって移動させられたウェーハ列
載置部に対向して設けられ、かつこのウェーハ列載置部
からウェーハ面が水平状態のウェーハ列を受け取るウェ
ーハ列受け取り手段と、このウェーハ列受け取り手段に
設けられ、かつウェーハ列受け取り手段に載置されたウ
ェーハ列の上端部からウェーハを１枚ずつ吸着して面方
向に移動させるウェーハ移動手段とを具備したものであ
る。この請求項４にあっては、ウェーハ列載置部によっ
て、温水槽の温水中にウェーハ列を、固定部材を上にし
た状態で浸漬、載置し、この固定部材を固定部材分離手
段によって把持してウェーハ列から分離した後、載置部
移動手段によって、ウェーハ列載置部に載置されたウェ
ーハ列のウェーハ面を垂直状態から水平状態に変更し、
次いで、ウェーハ列受け取り手段によって上記ウェーハ
列載置部からウェーハ列を受け取って、このウェーハ列
受け取り手段が受け取ったウェーハ列の上端部からウェ
ーハ移動手段によってウェーハを１枚ずつ吸着して面方
向に移動させることにより、ウェーハを剥離する。

【００１２】本発明の請求項５は、固定部材分離手段
が、固定部材を着脱自在に把持する固定部材把持機構
と、この固定部材把持機構に設けられ、かつ固定部材把
持機構を上下方向に回動させる固定部材回動機構とを具
備したものである。この請求項５にあっては、固定部材
把持機構によって固定部材を把持した状態で、固定部材
回動機構によって固定部材を上下方向に回動させること
により、固定部材をウェーハ列から円滑に分離するとと
もに、ウェーハ列に対して無理な力が加わらずに、ウェ
ーハ列を健全な状態に保持する。

【００１３】本発明の請求項６は、ウェーハ列載置部
が、ウェーハ列の両端部を支持するウェーハ列支持部を
有するとともに、載置部移動手段が、ウェーハ列載置部
に設けられ、かつこのウェーハ列載置部を上下方向に回
動させる載置部回動機構を有するものである。この請求
項６にあっては、載置部移動手段の載置部回動機構によ
ってウェーハ列載置部を上下方向に回動させると、ウェ
ーハ列載置部に載置されているウェーハ列は、そのウェ
ーハ面を垂直状態から水平状態に変更し、かつウェーハ
列の下端部がウェーハ列載置部のウェーハ列支持部によ
って確実に支持される。

【００１４】本発明の請求項７は、ウェーハ列受け取り
手段が、昇降自在に設けられ、かつウェーハ列載置部に
ウェーハ面を水平状態にして載置されたウェーハ列を受
け取るウェーハ列受け取り部と、このウェーハ列受け取
り部に設けられ、かつウェーハ列受け取り部を昇降させ
る受け取り部昇降機構とを具備したものである。この請
求項７にあっては、ウェーハ列受け取り手段の受け取り
部昇降機構によってウェーハ列受け取り部を上昇させる
ことにより、ウェーハ列載置部に載置されているウェー
ハ列をウェーハ列受け取り部上に円滑に受け渡す。

【００１５】本発明の請求項８は、ウェーハ移動手段に
よるウェーハの吸着位置に配設され、このウェーハ移動
手段に吸着された１枚のウェーハのみを通過させるスリ
ットを有するゲート部材を具備したものである。この請
求項８にあっては、ゲート部材のスリットによって、ウ
ェーハ列の上端部のウェーハと次位のウェーハとを剥離
して、１枚のウェーハだけを通過させ、次位のウェーハ
の通過を阻止する。

【００１６】本発明の請求項９は、ゲート部材のスリッ
トに、通過するウェーハのウェーハ面に対向して、この
ウェーハの通過方向に沿う溝が設けられたものである。
この請求項９にあっては、ゲート部材のスリットに設け
られた溝によって、このスリットを通過するウェーハと
の摩擦を極力低減して、ウェーハを容易に通過させる。

【００１７】本発明の請求項１０は、ウェーハ移動手段
に吸着される上端部の１枚のウェーハと次位のウェーハ
との間にエアを噴出して上記次位のウェーハから上端部
のウェーハを剥離するノズルを具備したものである。こ
の請求項１０にあっては、ウェーハ列の上端部のウェー
ハを吸着移動させる際に、このウェーハと次位のウェー
ハとの間に、ノズルによってエアを噴出して、両ウェー
ハ間を引き離し易くし、一層円滑にウェーハ列から１枚
ずつウェーハを剥離させる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態を
示す正面図、図２は図１の側面図、図３は図１の平面
図、図４は温水槽部の正面図、図５は図４の側面図、図
６はウェーハ移動手段の正面図、図７は図６の平面図、
図８は図７の側面図、図９はウェーハ列受け取り手段の
正面図、図１０は図９の側面図、図１１は図９の平面
図、図１２は載置部移動手段の正面図、図１３は図１２
の側面図、図１４は図１２の平面図、図１５は載置部移
動手段の要部を示す正面図、図１６は図１５の側面図、
図１７はウェーハ列受け取り手段の要部を示す正面図、
図１８は図１７の側面図、図１９はウェーハ移動手段の
断面図、図２０は図１９の要部の側面図である。

【００１９】これらの図において符号１０は温水槽であ
り、この温水槽１０内には６０〜９５℃の温水が満たさ
れている。そして、温水槽１０内には、ウェーハ列ＷＳ
を載置するウェーハ列載置部１２が出没自在に設けられ
ている。このウェーハ列ＷＳは、たとえば、太陽電池用
として、四角柱状のインゴットを薄くスライスして多数
の正方形板状のウェーハＷを製造するものである。そし
て、ウェーハ列ＷＳの上側部には、図１、図２、図４、
図５に示すように、接着剤（たとえばエポキシ系の接着
剤）を介してカーボン（固定部材）Ｃが設けられてお
り、このカーボンＣには、金属製のワークハンガ（固定
部材）１が設けられている。

【００２０】上記ウェーハ列載置部１２は、主として、
図１、図２、図４、図５、図１２、図１３に示すよう
に、ウェーハ列ＷＳの左右両側部を支持する一対の支持
棒１２０と、ウェーハ列ＷＳの下側部を支持する支持棒
１２１と、これらの支持棒１２０、１２１の両端を連結
するＵ字状の連結部材１２２と、各支持棒１２０、１２
１に摺動自在にはめ込まれ、かつウェーハ列ＷＳの両端
部を支持するＵ字状の支持板（ウェーハ列支持部）１２
３とから概略構成されている。そして、これらの支持板
１２３間の間隔を調整することにより、両支持板１２３
間に載置される各種長さのウェーハ列ＷＳに対応するこ
とができるようになっている。

【００２１】また、上記ウェーハ列載置部１２に載置さ
れたウェーハ列ＷＳは、その左右両側部および下側部
を、温水槽１０内に設置した受け台１００上に設けられ
た左右一対のＬ字状の受け部材１０１に支持されるよう
になっている。この受け部材１０１の、ウェーハ列ＷＳ
との接触部１０２には、フッ素樹脂（テフロン）が用い
られている。

【００２２】さらに、上記ウェーハ列載置部１２に載置
されたウェーハ列ＷＳには、このウェーハ列ＷＳの上方
に位置するワークハンガ１を把持してウェーハ列ＷＳか
らカーボンＣとともに分離する固定部材分離手段１４
が、接近、離間自在に設けられている。

【００２３】この固定部材分離手段１４は、ワークハン
ガ１を着脱自在に把持する固定部材把持機構１４０と、
固定部材把持機構１４０に設けられ、かつこの固定部材
把持機構１４０を上下方向に回動させる固定部材回動機
構１５０とを具備しているものである。

【００２４】上記固定部材把持機構１４０は、主とし
て、図４、図５に示すように、上記ワークハンガ１の両
側部にそれぞれ形成した係合凹部１Ａに、一対の係止ア
ーム１４１の係止突起１４２が嵌脱自在に設けられ、か
つこれらの係止アーム１４１が、一対のガイドレール１
４３に支持案内された状態で、互いに接近、離間自在に
設けられるとともに、各係止アーム１４１に、これらの
係止アーム１４１を互いに接近、離間させる把持シリン
ダ１４４がそれぞれ連結されて概略構成されている。

【００２５】また、固定部材回動機構１５０は、主とし
て、図２、図３、図５、図１４に示すように、上記固定
部材把持機構１４０を設置した回動板１５１に、連結ア
ーム１５２を介して、回動軸１５３が連結され、かつこ
の回動軸１５３が温水槽１０の側面に回転自在に取り付
けられるとともに、回動軸１５３に回動レバー１５４が
連結され、さらに、この回動レバー１５４に、下を向い
た状態で設置されている回動シリンダ１５５のピストン
ロッドの下端部が回動自在に連結されて概略構成されて
いる。そして、上記回動シリンダ１５５は、その中間部
を、架台２上に立設された支持柱３に上下方向に揺動自
在に設けられている。

【００２６】上記ウェーハ列載置部１２の一方の連結部
材１２２には、このウェーハ列載置部１２を上下方向に
回動させる載置部回動機構（載置部移動手段）１６が連
結されている。この載置部回動機構１６は、上記連結部
材１２２に連結されたコ字状の起倒アーム１６０と、こ
の起倒アーム１６０に連結され、かつ架台２上の取付部
材４に回転自在に設けられた起倒軸１６１と、この起倒
軸１６１に連結された起倒モータ１６２とを主体として
構成されている。

【００２７】上記起倒軸１６１には、図１５と図１６に
示すように、検出バー１６３が取り付けられており、こ
の検出バー１６３の回動範囲内において５個の位置検出
センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５がそれぞれ設置さ
れている。これらの位置検出センサＳ１〜Ｓ５は、それ
らの検出間隙に上記検出バー１６３の先端があるか否か
を検出するようになっており、これらの位置検出センサ
Ｓ１〜Ｓ５が検出した検出信号に基づいて起倒モータ１
６２の制御が行われるようになっている。

【００２８】上記位置検出センサＳ１は、ウェーハ列載
置部１２が横に倒れた状態（ウェーハ列ＷＳの各ウェー
ハＷのウェーハ面が垂直になっている状態）を検出する
ものである。また、位置検出センサＳ５は、ウェーハ列
載置部１２が縦に立った状態（ウェーハ列ＷＳの各ウェ
ーハＷのウェーハ面が水平になっている状態）を検出す
るものである。

【００２９】さらに、位置検出センサＳ３は、ウェーハ
列載置部１２の水切りをするために、このウェーハ列載
置部１２を中間位置で停止させるためのものである。さ
らにまた、位置検出センサＳ２は、上記ウェーハ列載置
部１２を横に倒れた状態の位置で停止させる場合に、停
止前に減速を指示するためのものであり、位置検出セン
サＳ４は、ウェーハ列載置部１２を縦に立った状態で停
止させる場合に、停止前に減速を指示するためのもので
ある。

【００３０】上記載置部回動機構１６によって縦に立っ
た状態にされたウェーハ列載置部１２に対向して、この
ウェーハ列載置部１２からウェーハ面が水平状態のウェ
ーハ列ＷＳを受け取るウェーハ列受け取り手段１８が設
けられている。このウェーハ列受け取り手段１８は、ウ
ェーハ列載置部１２から上記ウェーハ列ＷＳを受け取る
昇降自在なウェーハ列受け取り部１８０と、このウェー
ハ列受け取り部１８０に設けられ、かつウェーハ列受け
取り部１８０を昇降させる受け取り部昇降機構１９０と
を具備したものである。

【００３１】上記ウェーハ列受け取り部１８０は、図
１、図９、図１０、図１７、図１８に示すように、昇降
自在な昇降台１８１を有しており、この昇降台１８１
が、上記ウェーハ列載置部１２の３本の支持棒１２０、
１２１やＵ字状の連結部材１２２および支持板１２３の
内部に進入して上昇することで、上記起倒アーム１６０
側の支持板１２３上に載置された状態のウェーハ列ＷＳ
を受け取るようになっている。

【００３２】また、受け取り部昇降機構１９０は、図
１、図９、図１０、図１７、図１８に示すように、上記
架台２上に立設された支持フレーム５に回転自在に設け
られたボールねじ軸１９１と、このボールねじ軸１９１
に連結された昇降モータ１９２とを有し、この昇降モー
タ１９２によってボールねじ軸１９１を回転させること
により、ボールねじ軸１９１にねじ込まれた上記昇降台
１８１が昇降するようになっている。

【００３３】さらに、上記昇降台１８１の下面には、図
１７と図１８に示すように、検出バー１９３が垂設され
ており、この検出バー１９３の昇降範囲内であって、上
記支持フレーム５には、下から上へ３個の位置検出セン
サＳ６、Ｓ７、Ｓ８が設置されている。そして、これら
の位置検出センサＳ６〜Ｓ８は、それぞれ、上記昇降台
１８１の下限位置、原点位置、上限位置を検出して、上
記昇降モータ１９２を制御するためのものである。

【００３４】さらにまた、上記支持フレーム５には、ボ
ールねじ軸１９１を挟んで、ウェーハ列ＷＳの側方への
飛び出しを阻止する一対のストッパ部材１９４が設けら
れ、かつこれらのストッパ部材１９４によって移動を規
制されたウェーハ列ＷＳの側面に直交する２つの側面に
対向して、一対のガイド機構１９５が設置されている。
これらのガイド機構１９５は、上記架台１に立設された
支柱６に設置されており、それぞれ、左右一対ずつのガ
イドローラ１９６と、これらのガイドローラを上記ウェ
ーハ列ＷＳの側面に接近、離間させるガイドシリンダ１
９７とを有しているものである。

【００３５】上記昇降台１８１の上方には、この昇降台
１８１上に載置されたウェーハ列ＷＳから１枚ずつウェ
ーハＷを吸着してウェーハ面方向に（ウェーハ面に沿っ
て）移動させるウェーハ移動手段２０が設けられてい
る。このウェーハ移動手段２０は、図１〜図３、図６〜
図１１に示すように、架台２上の支持部材７に設置され
たロータリーアクチュエータ２００と、このロータリー
アクチュエータ２００に連結された旋回軸２０１と、こ
の旋回軸２０１に連結された旋回板２０２と、この旋回
板２０２の案内部に支持軸２０４が摺動自在に支持され
た状態で取り付けられたゲート部材２０３と、この旋回
板２０２とゲート部材２０３との間であって、ゲート部
材２０３の支持軸２０４のまわりに装着され、かつ旋回
板２０２とゲート部材２０３との間を離す方向に付勢す
るコイルばね２０５と、上記旋回板２０２およびゲート
部材２０３に形成した切欠部に沿って移動可能に設けら
れ、かつウェーハ列ＷＳから１枚ずつウェーハＷを真空
吸引して移送する吸着部２０６と、この吸着部２０６を
昇降自在に支持する上下シリンダ２０７と、架台２上の
支持フレーム５に設置され、かつ上下シリンダ２０７を
支持して水平方向に移動するロッドレスシリンダ２０８
とを主体として構成されている。

【００３６】上記ゲート部材２０３は、四角形蓋状に形
成されており、このゲート部材２０３の天板部２０３Ａ
には、図１９と図２０に示すように、その中心部から縁
部に至るまで、上記吸着部２０６を通過させる切欠部２
０３Ｂが形成されている。また、上記ゲート部材２０３
の一側縁部２０３Ｃには、ウェーハ列ＷＳの上端部のウ
ェーハＷだけを通過させるスリット２０３Ｄおよび間隙
２０３Ｅが形成されている。

【００３７】さらに、天板部２０３Ａの下面には、通過
するウェーハＷのウェーハ面に対向して、このウェーハ
Ｗの通過方向に沿う溝２０３Ｆが形成されている。さら
にまた、上記一側縁部２０３Ｃに対向する他側縁部２０
３Ｇ側には、ウェーハ列ＷＳの上端部の１枚のウェーハ
Ｗと次位のウェーハＷとの間にエアを噴出して上記次位
のウェーハＷから上端部のウェーハＷを剥離するノズル
２０３Ｈが設置されている。

【００３８】なお、上記ゲート部材２０３には検出バー
２０９が設置されており、この検出バー２０９に対向し
て、上記旋回板２０２には検出バー２０９の有無を検出
する位置検出センサＳ９が設置されている。そして、上
記昇降台１８１が上昇して、この昇降台１８１に載置さ
れたウェーハ列ＷＳの上端部のウェーハＷの上面（ウェ
ーハ面）が、ゲート部材２０３の天板部２０３Ａの下面
を押し上げると、上記検出バー２０９が位置検出センサ
Ｓ９によって検出されて、昇降モータ１９２による昇降
台１８１の上昇が停止されるようになっている。

【００３９】次に、上記のように構成された剥離装置を
用いてウェーハ列ＷＳから固定部材であるカーボンＣお
よびワークハンガ１を分離し、かつウェーハ列ＷＳから
１枚ずつウェーハＷを剥離し移送する場合について説明
する。

【００４０】まず、上記固定部材であるカーボンＣおよ
びワークハンガ１を上にした状態で、このカーボンＣに
接着されたインゴットをスライスしてウェーハ列ＷＳを
形成した場合には、この状態のまま温水槽１０内に収容
する。この場合、上記ウェーハ列ＷＳは、温水槽１０内
において、横に倒れた状態のウェーハ列載置部１２の支
持棒１２０、１２１および受け台１００上の一対の受け
部材１０１の接触部１０２によって、左右両側部および
下側部を支持されるとともに、支持板１２３によって、
両端部のウェーハ面を支持されているから、固定部材を
上にした状態のウェーハ列ＷＳは、温水槽１０中にしっ
かりと固定され確実に加温される。

【００４１】したがって、対流等の影響で温水の温度が
最も高い水面付近に、カーボンＣとウェーハ列ＷＳとの
接着部が位置することにより、この接着部が確実に加熱
されて容易に軟化することとなる。次いで、所定時間
（たとえば５〜１０分間）経過して上記接着部が十分に
軟化すると、固定部材把持機構１４０の把持シリンダ１
４４によって、両係止アーム１４１を互いに接近させ、
各係止アーム１４１の先端の係止突起１４２を、固定部
材のワークハンガ１の係合凹部１Ａにはめ込んでワーク
ハンガ１と固定部材把持機構１４０を係合する。

【００４２】この状態において、固定部材回動機構１５
０の回動シリンダ１５５のピストンロッドを下方に前進
させることにより、図２と図５に示すように、回動レバ
ー１５４、回動軸１５３、連結アーム１５２、回動板１
５１および固定部材把持機構１４０を、該回動軸１５３
を中心にして時計まわりに回転させて、係止アーム１４
１に係合されているワークハンガ１をカーボンＣととも
に、上方に回動させてカーボンＣを温水中から引き上げ
る。

【００４３】この際、温水中のウェーハ列ＷＳは、上述
したように、ウェーハ列載置部１２の支持棒１２０、１
２１、支持板１２３および受け台１００上の一対の受け
部材１０１の接触部１０２によって、確実に支持されて
いるとともに、ウェーハ列ＷＳとカーボンＣとの接着部
が十分に加熱されて軟化しているから、ウェーハ列ＷＳ
とカーボンＣとが容易に引き離されて、カーボンＣおよ
びワークハンガ１が円滑に固定部材把持機構１４０に把
持されて上昇していく。

【００４４】一方、温水中に残されたウェーハ列ＷＳに
おいては、その周囲を上記支持棒１２０、１２１、支持
板１２３および受け部材１０１の接触部１０２によって
支持されているとともに、各ウェーハＷ間に温水が介在
して、緩衝材の役目を果たすから、ウェーハＷが大きく
動くことはもちろんのこと、隣接するウェーハＷに向か
って倒れ込むようなことがない。したがって、各ウェー
ハＷは所定間隔を保持した整列状態を維持し、かつ割れ
等の損傷が未然に防止される。

【００４５】続いて、載置部回動機構１６を作動して、
ウェーハ列載置部１２を上方に９０度回動するが、これ
に先立って、ウェーハ列載置部１２の回動動作の邪魔に
なるウェーハ移動手段２０の旋回板２０２、ゲート部材
２０３などを、ロータリーアクチュエータ２００によっ
て、図２、図８、図１０、図１８に示すように、旋回軸
２０１を中心として時計まわりに回動させ退避させてお
く。

【００４６】この状態において、載置部回動機構１６の
起倒モータ１６２を作動させ、起倒アーム１６０を、ウ
ェーハ列載置部１２およびウェーハ列ＷＳとともに、起
倒軸１６１を中心として、図１、図９、図１２、図１
５、図１７に示すように、反時計まわりに回動させる。

【００４７】この際、まず、水切りのために、ウェーハ
列載置部１２およびウェーハ列ＷＳが温水中から外にで
た時点を、起倒軸１６１に設けられた検出バー１６３の
先端が位置検出センサＳ３に検出されることで検知し
て、起倒モータ１６２を一旦停止させる。

【００４８】これにより、ウェーハ列載置部１２および
ウェーハ列ＷＳの水切りが行われ、ウェーハ列載置部１
２およびウェーハ列ＷＳに付着していた余分な水が除去
される。続いて、起倒モータ１６２を再度作動して、ウ
ェーハ列載置部１２およびウェーハ列ＷＳを上方に回動
させて縦に立った状態にする。

【００４９】この際、停止直前に、位置検出センサＳ４
が上記検出バー１６３を検出することにより、起倒モー
タ１６２に減速指令を出力し、ウェーハ列載置部１２お
よびウェーハ列ＷＳの回動速度を落とすから、ウェーハ
列載置部１２およびウェーハ列ＷＳは、決められた位置
に円滑に停止し、かつウェーハ列ＷＳに悪影響を与える
ことがない。

【００５０】このようにして、ウェーハ列載置部１２お
よびウェーハ列ＷＳが縦に立った状態で静止すると、あ
らかじめウェーハ列載置部１２の下方に待機していたウ
ェーハ列受け取り部１８０の昇降台１８１を、受け取り
部昇降機構１９０の昇降モータ１９２を作動することに
より上昇させる。

【００５１】これにより、上記昇降台１８１が、ウェー
ハ列載置部１２の下側に位置する連結部材１２２、支持
板１２３および支持棒１２０、１２１の内部を通って、
ウェーハ列ＷＳを持ち上げることによって、ウェーハ列
載置部１２から昇降台１８１へのウェーハ列ＷＳの受け
渡しが円滑に行われる。この結果、ウェーハ列ＷＳは昇
降台１８１上においてそのウェーハ面を水平に保持した
状態で載置される。そして、この場合、ウェーハ列ＷＳ
の各ウェーハＷ間に水分が介在しているから、この水分
によって、各ウェーハＷが円滑に水平状態を保持すると
ともに、各ウェーハＷ間が水分と自重とによってしっか
りと密着しているから、多数のウェーハＷが集合体
（塊）として振る舞い、きわめて安定した状態を維持す
る。

【００５２】次いで、上記起倒モータ１６２によって、
ウェーハ列載置部１２を下方に回動させて横に倒れた状
態に戻すとともに、一対のガイド機構１９５のガイドシ
リンダ１９７によって、２本ずつのガイドローラ１９６
を互いに接近させることにより、ウェーハ列ＷＳの対向
する２つの側面に押し付けて、ウェーハ列ＷＳをその側
方から支持する。

【００５３】また、上方に待機していたウェーハ移動手
段２０の旋回板２０２、ゲート部材２０３を、ロータリ
ーアクチュエータ２００によって、旋回軸２０１を中心
として下方に回動させ、水平状態にする。この状態にお
いて、上記昇降モータ１９２によって、昇降台１８１を
ウェーハ列ＷＳとともに上昇させる。

【００５４】そして、この上昇にともなって、ウェーハ
列ＷＳの上端部のウェーハＷが、ゲート部材２０３の天
板部２０３Ａに接触し、この天板部２０３Ａを押し上げ
ると、検出バー２０９の先端が位置検出センサＳ９によ
って検出されるから、上記昇降モータ１９２による昇降
台１８１の上昇が停止される。

【００５５】この状態において、ウェーハ移動手段２０
の上下シリンダ２０７によって、吸着部２０６を下降さ
せ、この吸着部２０６によって、上記昇降台１８１上の
ウェーハ列ＷＳの上端部のウェーハＷを吸着する。次い
で、上記ウェーハＷを吸着した状態の吸着部２０６を、
上下シリンダ２０７とともに、ロッドレスシリンダ２０
８によって、水平方向に（図２、図１０、図１９におい
て左方に）移動させる。

【００５６】これにより、吸着部２０６によって吸着さ
れたウェーハＷはそのウェーハ面に沿って（面方向に）
水平移動し、このウェーハＷの下に位置する次位のウェ
ーハＷから引き剥がされる。この際、上記ウェーハＷは
水に濡れているから、ウェーハＷ間が滑り易くなってお
り、円滑に剥離することができる。

【００５７】そして、吸着部２０６に吸着させられたウ
ェーハＷが、ゲート部材２０３のスリット２０３Ｄ位置
に達すると、このスリット２０３Ｄの隙間が１枚のウェ
ーハＷを通過させるだけの幅しかないので、たとえ、該
ウェーハＷの下に次位のウェーハＷが付着している場合
であっても、吸着部２０６に吸着させられているウェー
ハＷのみが通過していき、次位のウェーハＷは後に残さ
れ、一緒に連れ動くことがない。

【００５８】この際、上記吸着部２０６に吸着させられ
ているウェーハＷの後方から、図１９に示すように、ノ
ズル２０３Ｈによってエアを吹き付けることにより、吸
着部２０６に吸着させられているウェーハＷと次位のウ
ェーハＷとの間にエアを吹き込んで、両ウェーハＷが剥
がれ易くする。

【００５９】また、天板部２０３Ａの下面には、ウェー
ハＷの通過方向に沿う溝２０３Ｆが形成されているか
ら、ウェーハＷと天板部２０３Ａの下面との摩擦が極力
低減されることにより、吸着されたウェーハＷが容易に
移送され、該ウェーハＷに必要以上の負担をかけること
がない。

【００６０】このようにして、ロッドレスシリンダ２０
８によって、その搬出端まで移送されたウェーハＷは、
上下シリンダ２０７によって下降させられた後、吸着部
２０６による真空吸引を解除することにより、所定位置
に載置される。次いで、このウェーハＷは、別の搬送手
段によって次の工程に送られる。

【００６１】一方、吸着部２０６をロッドレスシリンダ
２０８によって元の位置に戻し、かつ昇降台１８１を昇
降モータ１９２によって上昇させて、次のウェーハＷを
天板部２０３Ａの下面に接するように位置させた後、上
述したのと同様の手順を繰り返すことによって、このウ
ェーハＷを搬出する。

【００６２】このようにして、昇降台１８１上に載置さ
れたウェーハＷを順次１枚ずつ確実に搬出していくこと
ができる。この場合、１枚ずつ剥離するまでの間は、各
ウェーハＷを、ウェーハＷの集合であるウェーハ列ＷＳ
として取り扱うから、ハンドリングの際のウェーハＷの
損傷を極力抑制することができる。

【００６３】なお、本実施形態においては、太陽電池用
のウェーハについて説明したが、これに限らず、一般の
半導体ウェーハ等の薄板状のものの剥離作業に適用でき
ることがいうまでもない。また、上記実施形態において
は、ウェーハ列ＷＳからのウェーハＷの剥離は、温水中
から取り出して行うように説明したが、これに限らず、
水中において行ってもよい。さらに、水に界面活性剤を
添加することにより、切断時等にウェーハＷに付着した
異物の除去を容易にし、かつウェーハＷどうしの剥離の
際のウェーハＷの滑りをよくして、剥離作業の円滑化を
図るようにしてもよい。

【００６４】

【発明の効果】本発明の請求項１は、固定部材に接着さ
れたウェーハ列からウェーハを１枚ずつ剥離するウェー
ハの剥離方法であって、上記固定部材に接着されたウェ
ーハ列を温水中に浸漬し、このウェーハ列を支持した状
態で、上記固定部材を把持して上記ウェーハ列から分離
する工程と、この固定部材を分離したウェーハ列の最端
部から１枚ずつウェーハを面方向にずらすことによりウ
ェーハ列からウェーハを剥離する工程とを具備したもの
であるから、固定部材に接着されたウェーハ列を温水中
に浸漬することにより、接着剤を軟化させた状態で、こ
の温水中で固定部材をウェーハ列から引き離すことによ
り、ウェーハ列の各ウェーハの軸線に沿った方向の動き
に対して温水が緩衝材として働き、各ウェーハが傾いた
りバラバラになることがない上に、各ウェーハどうしが
所定の間隔および姿勢を保持することができるととも
に、この水に濡れた状態のウェーハ列から、ウェーハを
１枚ずつ面方向にずらすことにより、両ウェーハ間の密
着する力をそいで容易にウェーハを剥離することができ
る。したがって、大径で重量のあるウェーハあるいは肉
厚が薄く割れ易いウェーハであってもウェーハ列から支
障なく的確に剥離することができ、固定部材に接着され
たウェーハ列の状態から、ウェーハを１枚ずつ円滑に取
り出して次工程に送ることができる。

【００６５】本発明の請求項２は、ウェーハ列を、固定
部材を上にした状態で温水中に浸漬するものであるか
ら、固定部材を上にした状態で温水中に浸漬することに
より、温水中に浸漬するウェーハ列と固定部材との接着
部分を、湯温が高い湯面付近に位置させて、効率的に接
着部分を加熱し軟化させることができるとともに、固定
部材を上にした状態でインゴットを下からスライスした
場合には、そのままの状態で温水中に浸漬することがで
き、ウェーハ列（ウェーハ）に無理な力が加わることが
なく、ウェーハをより健全な状態で取り扱うことができ
る。

【００６６】本発明の請求項３は、固定部材を分離した
ウェーハ列を温水中から取り出し、濡れた状態でウェー
ハが水平に積み重なって密着した状態のウェーハ列の最
上端部のウェーハを吸着する工程と、この吸着されたウ
ェーハの後方からエアを吹き付けながらウェーハ列から
最上端部のウェーハを剥離する工程とを具備したもので
あるから、濡れた状態でウェーハ列を、各ウェーハが水
平に積み重なって密着した状態に姿勢変更することによ
り、各ウェーハ間に介在している水分によって、各ウェ
ーハの姿勢が水平状態に保持されるとともに、各ウェー
ハ間が水分と自重でしっかりと密着することで、多数の
ウェーハが集合体（塊）として振る舞い、きわめて安定
した状態を維持することができる。したがって、ウェー
ハ列が、１枚ずつのウェーハに剥離されるまでの間は、
集合体として取り扱うことができるので、各ウェーハの
損傷のおそれをきわめて抑制することができる。また、
ウェーハ列の最上端部のウェーハを剥離する際には、そ
の密着状態から剥離するために、吸着やエアを使用して
いるから、取り扱うウェーハに必要以上の負担をかける
ことなく、健全な状態を保持しながら円滑にウェーハ間
を剥離することができる。

【００６７】本発明の請求項４は、固定部材に接着され
たウェーハ列からウェーハを１枚ずつ剥離するウェーハ
の剥離装置であって、上記固定部材に接着されたウェー
ハ列を温水中に浸漬する温水槽と、この温水槽中に設け
られ、かつ上記固定部材を上にした状態のウェーハ列を
載置するウェーハ列載置部と、上記温水槽中のウェーハ
列に接近、離間自在に設けられ、かつ上記固定部材を把
持してウェーハ列から分離する固定部材分離手段と、上
記ウェーハ列載置部に設けられ、かつこのウェーハ列載
置部を移動させてウェーハ列載置部に載置されたウェー
ハ列のウェーハ面を水平に変更する載置部移動手段と、
この載置部移動手段によって移動させられたウェーハ列
載置部に対向して設けられ、かつこのウェーハ列載置部
からウェーハ面が水平状態のウェーハ列を受け取るウェ
ーハ列受け取り手段と、このウェーハ列受け取り手段に
設けられ、かつウェーハ列受け取り手段に載置されたウ
ェーハ列の上端部からウェーハを１枚ずつ吸着して面方
向に移動させるウェーハ移動手段とを具備したものであ
るから、ウェーハ列載置部によって、温水槽の温水中に
ウェーハ列を、固定部材を上にした状態で浸漬、載置
し、この固定部材を固定部材分離手段によって把持して
ウェーハ列から分離した後、載置部移動手段によって、
ウェーハ列載置部に載置されたウェーハ列のウェーハ面
を垂直状態から水平状態に変更し、次いで、ウェーハ列
受け取り手段によって上記ウェーハ列載置部からウェー
ハ列を受け取って、このウェーハ列受け取り手段が受け
取ったウェーハ列の上端部からウェーハ移動手段によっ
てウェーハを１枚ずつ吸着して面方向に移動させること
により、ウェーハを円滑にかつ確実に剥離することがで
きる。したがって、ウェーハ列を固定部材から分離し、
このウェーハ列から１枚ずつウェーハを剥離する一連の
ウェーハ取り出し作業を機械化、自動化することができ
て、省力化に寄与することができる。

【００６８】本発明の請求項５は、固定部材分離手段
が、固定部材を着脱自在に把持する固定部材把持機構
と、この固定部材把持機構に設けられ、かつ固定部材把
持機構を上下方向に回動させる固定部材回動機構とを具
備したものであるから、固定部材把持機構によって固定
部材を把持した状態で、固定部材回動機構によって固定
部材を上下方向に回動させることにより、固定部材をウ
ェーハ列から円滑に分離することができるとともに、ウ
ェーハ列に対して無理な力が加わらずに、ウェーハ列を
健全な状態に保持することができる。

【００６９】本発明の請求項６は、ウェーハ列載置部
が、ウェーハ列の両端部を支持するウェーハ列支持部を
有するとともに、載置部移動手段が、ウェーハ列載置部
に設けられ、かつこのウェーハ列載置部を上下方向に回
動させる載置部回動機構を有するものであるから、載置
部移動手段の載置部回動機構によってウェーハ列載置部
を上下方向に回動させることにより、ウェーハ列載置部
に載置されているウェーハ列のウェーハ面を垂直状態か
ら水平状態に容易に変更でき、かつウェーハ列の下端部
をウェーハ列載置部のウェーハ列支持部によって確実に
支持することができる。

【００７０】本発明の請求項７は、ウェーハ列受け取り
手段が、昇降自在に設けられ、かつウェーハ列載置部に
ウェーハ面を水平状態にして載置されたウェーハ列を受
け取るウェーハ列受け取り部と、このウェーハ列受け取
り部に設けられ、かつウェーハ列受け取り部を昇降させ
る受け取り部昇降機構とを具備したものであるから、ウ
ェーハ列受け取り手段の受け取り部昇降機構によってウ
ェーハ列受け取り部を上昇させることにより、ウェーハ
列載置部に載置されているウェーハ列をウェーハ列受け
取り部上に円滑に受け渡すことができる。

【００７１】本発明の請求項８は、ウェーハ移動手段に
よるウェーハの吸着位置に配設され、このウェーハ移動
手段に吸着された１枚のウェーハのみを通過させるスリ
ットを有するゲート部材を具備したものであるから、ゲ
ート部材のスリットによって、ウェーハ列の上端部のウ
ェーハと次位のウェーハとを剥離して、１枚のウェーハ
だけを通過させ、次位のウェーハの通過を阻止すること
により、ウェーハ列からウェーハを１枚ずつ確実に引き
離して取り出すことができる。

【００７２】本発明の請求項９は、ゲート部材のスリッ
トに、通過するウェーハのウェーハ面に対向して、この
ウェーハの通過方向に沿う溝が設けられたものであるか
ら、ゲート部材のスリットに設けられた溝によって、こ
のスリットを通過するウェーハとの摩擦を極力低減する
ことにより、ウェーハを容易に通過させることができ
る。

【００７３】本発明の請求項１０は、ウェーハ移動手段
に吸着される上端部の１枚のウェーハと次位のウェーハ
との間にエアを噴出して上記次位のウェーハから上端部
のウェーハを剥離するノズルを具備したものであるか
ら、ウェーハ列の上端部のウェーハを吸着移動させる際
に、このウェーハと次位のウェーハとの間に、ノズルに
よってエアを噴出して、両ウェーハ間を引き離し易くす
ることにより、一層円滑にウェーハ列から１枚ずつウェ
ーハを剥離することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す正面図である。

【図２】 図１の側面図である。

【図３】 図１の平面図である。

【図４】 温水槽部の正面図である。

【図５】 図４の側面図である。

【図６】 ウェーハ移動手段の正面図である。

【図７】 図６の平面図である。

【図８】 図７の側面図である。

【図９】 ウェーハ列受け取り手段の正面図である。

【図１０】 図９の側面図である。

【図１１】 図９の平面図である。

【図１２】 載置部移動手段の正面図である。

【図１３】 図１２の側面図である。

【図１４】 図１２の平面図である。

【図１５】 載置部移動手段の要部を示す正面図であ
る。

【図１６】 図１５の側面図である。

【図１７】 ウェーハ列受け取り手段の要部を示す正面
図である。

【図１８】 図１７の側面図である。

【図１９】 ウェーハ移動手段の断面図である。

【図２０】 図１９の要部の側面図である。

【符号の説明】

ＷＳ ウェーハ列 Ｃ カーボン（固定部材） １ ワークハンガ（固定部材） １０ 温水槽 １２ ウェーハ列載置部 １２３ 支持板（ウェーハ列支持部） １４ 固定部材分離手段 １４０ 固定部材把持機構 １５０ 固定部材回動機構 １６ 載置部回動機構（載置部移動手段） １８ ウェーハ列受け取り手段 １８０ ウェーハ列受け取り部 １９０ 受け取り部昇降機構 ２０ ウェーハ移動手段 ２０３ ゲート部材 ２０３Ｄ スリット ２０３Ｆ 溝 ２０３Ｈ ノズル

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部材に接着されたウェーハ列からウ
   ェーハを１枚ずつ剥離するウェーハの剥離方法であっ
   て、 上記固定部材に接着されたウェーハ列を温水中に浸漬
   し、このウェーハ列を支持した状態で、上記固定部材を
   把持して上記ウェーハ列から分離する工程と、 この固定部材を分離したウェーハ列の最端部から１枚ず
   つウェーハを面方向にずらすことによりウェーハ列から
   ウェーハを剥離する工程とを具備したことを特徴とする
   ウェーハの剥離方法。
2. 【請求項２】 ウェーハ列を、固定部材を上にした状態
   で温水中に浸漬することを特徴とする請求項１記載のウ
   ェーハの剥離方法。
3. 【請求項３】 固定部材を分離したウェーハ列を温水中
   から取り出し、濡れた状態でウェーハが水平に積み重な
   って密着した状態のウェーハ列の最上端部のウェーハを
   吸着する工程と、この吸着されたウェーハの後方からエ
   アを吹き付けながらウェーハ列から最上端部のウェーハ
   を剥離する工程とを具備したことを特徴とする請求項１
   または２記載のウェーハの剥離方法。
4. 【請求項４】 固定部材に接着されたウェーハ列からウ
   ェーハを１枚ずつ剥離するウェーハの剥離装置であっ
   て、 上記固定部材に接着されたウェーハ列を温水中に浸漬す
   る温水槽と、 この温水槽中に設けられ、かつ上記固定部材を上にした
   状態のウェーハ列を載置するウェーハ列載置部と、 上記温水槽中のウェーハ列に接近、離間自在に設けら
   れ、かつ上記固定部材を把持してウェーハ列から分離す
   る固定部材分離手段と、 上記ウェーハ列載置部に設けられ、かつこのウェーハ列
   載置部を移動させてウェーハ列載置部に載置されたウェ
   ーハ列のウェーハ面を水平に変更する載置部移動手段
   と、 この載置部移動手段によって移動させられたウェーハ列
   載置部に対向して設けられ、かつこのウェーハ列載置部
   からウェーハ面が水平状態のウェーハ列を受け取るウェ
   ーハ列受け取り手段と、 このウェーハ列受け取り手段に設けられ、かつウェーハ
   列受け取り手段に載置されたウェーハ列の上端部からウ
   ェーハを１枚ずつ吸着して面方向に移動させるウェーハ
   移動手段とを具備したことを特徴とするウェーハの剥離
   装置。
5. 【請求項５】 固定部材分離手段が、固定部材を着脱自
   在に把持する固定部材把持機構と、この固定部材把持機
   構に設けられ、かつ固定部材把持機構を上下方向に回動
   させる固定部材回動機構とを具備したことを特徴とする
   請求項４記載のウェーハの剥離装置。
6. 【請求項６】 ウェーハ列載置部が、ウェーハ列の両端
   部を支持するウェーハ列支持部を有するとともに、載置
   部移動手段が、ウェーハ列載置部に設けられ、かつこの
   ウェーハ列載置部を上下方向に回動させる載置部回動機
   構を有することを特徴とする請求項４または５記載のウ
   ェーハの剥離装置。
7. 【請求項７】 ウェーハ列受け取り手段が、昇降自在に
   設けられ、かつウェーハ列載置部にウェーハ面を水平状
   態にして載置されたウェーハ列を受け取るウェーハ列受
   け取り部と、このウェーハ列受け取り部に設けられ、か
   つウェーハ列受け取り部を昇降させる受け取り部昇降機
   構とを具備したことを特徴とする請求項４、５または６
   記載のウェーハの剥離装置。
8. 【請求項８】 ウェーハ移動手段によるウェーハの吸着
   位置に配設され、このウェーハ移動手段に吸着された１
   枚のウェーハのみを通過させるスリットを有するゲート
   部材を具備したことを特徴とする請求項４、５、６また
   は７記載のウェーハの剥離装置。
9. 【請求項９】 ゲート部材のスリットに、通過するウェ
   ーハのウェーハ面に対向して、このウェーハの通過方向
   に沿う溝が設けられたことを特徴とする請求項８記載の
   ウェーハの剥離装置。
10. 【請求項１０】 ウェーハ移動手段に吸着される上端部
    の１枚のウェーハと次位のウェーハとの間にエアを噴出
    して上記次位のウェーハから上端部のウェーハを剥離す
    るノズルを具備したことを特徴とする請求項４、５、
    ６、７、８または９記載のウェーハの剥離装置。