WO2010082567A1 - ウエハ分離装置、ウエハ分離搬送装置、ウエハ分離方法、ウエハ分離搬送方法及び太陽電池用ウエハ分離搬送方法 - Google Patents

ウエハ分離装置、ウエハ分離搬送装置、ウエハ分離方法、ウエハ分離搬送方法及び太陽電池用ウエハ分離搬送方法 Download PDF

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一樹 楠原
共平 綱島
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株式会社エクサ
株式会社渡辺商行
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    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof

Definitions

  • the present invention relates to a wafer separating apparatus, a wafer separating / conveying apparatus, a wafer separating method, a wafer separating / conveying method, and a solar cell wafer separating / conveying method for separating a single wafer before separation.
  • energy problems such as depletion of fossil fuel resources and environmental problems such as global warming.
  • silicon having a purity of 99.9999% or more and a specific resistance of 0.5 ⁇ cm or more is required as silicon that can be used as a solar cell.
  • High-purity silicon used in the semiconductor industry, IC, LSI, or the like Non-standard products generated when manufacturing the substrate were used as raw materials.
  • the amount used is the amount of silicon wafers such as IC and LSI.
  • the amount of silicon wafers such as IC and LSI.
  • high-purity silicon for semiconductors is expensive, and the amount of non-standard products generated is small, so there is a problem that the supply amount as a silicon material for solar cells is limited. .
  • the surface of the silicon wafer for solar cells is more rough, the surface area can be secured. Therefore, a wafer that has been cut into pieces after the silicon ingot has been cut with a wire saw has the same surface as a semiconductor wafer. There is no polishing to the mirror finish.
  • an expensive and large separation / conveying device is used to transport a single wafer to a machine for the next process (surface finishing process, etc.).
  • an expensive and large-sized separation / conveying device that affects the unit price of the product is not used, and the fact is that each wafer is separated manually.
  • a large number of wafers sliced with a wire saw in a state where an ingot formed in a substantially cylindrical shape is stuck to a support plate is for removing slurry, chips, etc. in a columnar aggregate state stuck to the support plate.
  • the pre-cleaned wafer is separated from the support plate by the separation device to separate the wafer from the support plate, and then separated by the separation / conveyance device. It is conveyed to the next process.
  • Ultrasonic cleaning is effective for cleaning the side surface and both end surfaces of the silicon ingot, but it is difficult for the cleaning liquid sprayed to reach the deep part between the cut wafers. There is a problem that chips and the like cannot be completely removed, and the cleaning effect is reduced.
  • the wafer after pre-cleaning is peeled off from the support plate by a peeling device (single wafer), it is immersed in a solution of acetic acid or the like to peel off the wafer from the support plate and at the same time perform secondary cleaning to leave the remaining slurry. And chips are removed.
  • each wafer that has been subjected to the secondary cleaning is in close contact with each other in a horizontally stacked state (folded state) at the time of transfer, so that the wafer that is stationary at the top is positioned below (below) the wafer. Since the initial resistance to be separated from the static friction resistance is larger than the dynamic friction resistance, there is a problem that it is difficult to perform a reliable separation operation.
  • Patent Document 1 two jet nozzles for jetting water upward are arranged in the lower part inside the shooter in the separation / conveyance device, and the jet nozzle passes through a gap between the shooter and the laminated wafer.
  • the separation operation is smoothly performed.
  • the wafer may be chipped when the pressure water is sprayed on the thinned wafer, and the wafer of the next layer is transferred more than the uppermost wafer. If it is located on the downstream side in the direction, the next wafer also floats together with the uppermost wafer, and there is a problem that the wafer may be transported together without being separated.
  • the present invention can improve the separation performance of the wafer at the time of separation / transport while suppressing the occurrence of breakage of the wafer at the time of separation / transport, while being inexpensive and compact.
  • An object is to provide a wafer separation apparatus.
  • the wafer separating apparatus of the present invention accommodates a large number of wafers that are separated into one another in a close-contact state, and at least opens up and down, and supports the cassette so that it can be attached and detached and at least opened up and down.
  • a body a lifting device that lifts and lowers the cassette support integrally with the cassette, a liquid tank that contains a liquid in which the cassette support is immersed integrally with the cassette when the lifting device is lowered, and the liquid
  • a nozzle installed in the tank and ejecting fine bubbles from below the cassette support toward a number of wafers; and a fine bubble generating device for generating fine bubbles ejected from the nozzle. It is characterized by.
  • the wafer separation apparatus of the present invention it is possible to improve the wafer separation performance and suppress the occurrence of wafer breakage and the like while being inexpensive and compact.
  • the wafer separating / conveying apparatus of the present invention accommodates a plurality of wafers in a vertically placed state, and a cassette that opens at least vertically and a cassette that detachably supports the cassette and opens at least vertically A support, a lifting device that lifts and lowers the cassette support integrally with the cassette, and the cassette support so that a wafer installed in the lifting device and stored in the cassette is switched between a vertically placed state and a horizontally placed state
  • a nozzle that ejects microbubbles from below the cassette support toward a number of wafers, and microbubble generation that generates microbubbles ejected from the nozzle
  • a take-out body for taking out the horizontally placed wafer raised from the liquid tank from the top, and a carrier for carrying the top wafer taken out
  • the wafer separation / conveyance apparatus of the present invention while being inexpensive and compact, it is possible to improve the separation performance of the wafer at the time of separation / conveyance and to suppress the occurrence of breakage of the wafer at the time of separation / conveyance.
  • a wafer separation transfer apparatus wherein the transfer body is arranged near the upstream side of the transfer path and determines a defect of the wafer in the transfer process, and more than the defect determination apparatus
  • a branching device that is arranged on the downstream side of the transfer path and that is determined to have a defect is branched to a disposal route that is different from the transfer route, and the defect determination unit determines that no defect exists.
  • a recovery device for recovering the wafer for recovering the wafer.
  • the wafer separating / conveying apparatus of the third aspect when any defect occurs in the separated wafer, it can be bounced (removed) in the conveying process.
  • the wafer separating apparatus according to claim 4 or the wafer separating / conveying apparatus according to claim 4 includes a moving device that moves the nozzle or the cassette support along the adjacent direction of the wafer.
  • fine bubbles can be ejected uniformly between the wafers.
  • the wafer separating apparatus or the wafer separating / conveying apparatus according to claim 5 is provided with a cover that covers five surfaces excluding the lower surface of the cassette support while being immersed in the liquid tank. .
  • the wafer separating apparatus or the wafer separating / conveying apparatus of the fifth aspect it is possible to promote the entry of fine bubbles between the wafers.
  • the wafer separating apparatus or the wafer separating / conveying apparatus according to claim 6 is characterized in that the fine bubble generating device ejects negatively charged fine bubbles from the nozzle.
  • the fine bubbles can be caused to enter between the wafers.
  • the fine bubble generating device is a fine bubble having a diameter equal to or smaller than a groove width when cut by a wire saw used when a silicon ingot is made into a single wafer. Is ejected from the nozzle.
  • the groove width of the groove formed between the wafers is generally equal to or larger than the wire diameter of the wire saw, the bubbles smaller than the groove width are formed. By ejecting the fine bubbles having a diameter, the fine bubbles can be intruded between the wafers.
  • the groove width of the groove formed between the wafers is generally equal to or larger than the wire diameter of the wire saw, the wire diameter is used as a reference. By ejecting the fine bubbles having the following bubble diameters, the fine bubbles can be more reliably intruded between the wafers.
  • the wafer separating apparatus or the wafer separating / conveying apparatus according to claim 9 is characterized in that the fine bubble generating device ejects fine bubbles having a diameter of 100 ⁇ m or less from the nozzle.
  • the wire diameter of the wire held by the wire saw is 100 to 150 ⁇ m, fine bubbles having a bubble diameter based on the minimum diameter are generated. As a result, it is possible to surely allow fine bubbles to enter between the wafers without any special setting change.
  • the wafer separating apparatus or the wafer separating / conveying apparatus according to claim 10 is characterized in that the fine bubble generating device ejects fine bubbles having an average diameter of 20 ⁇ m or less from the nozzle.
  • the volume of the gas layer can be increased by increasing the number of fine bubbles that have entered between the wafers, thereby realizing more reliable separation. can do.
  • the bubble size of the actual microbubbles has a certain size error, the bubble size can be defined by using the average value as the bubble diameter generation standard.
  • the wafer separating and conveying apparatus wherein the cassette has the same traveling direction of the wire saw used when the silicon ingot is made into a single wafer and the direction of taking out and carrying the wafer by the takeout body and the transport body. As described above, a large number of wafers are stored in a vertically placed state in close contact with each other.
  • the cutting flaw direction formed along the wire traveling direction at the time of cutting using the wire saw and the wafer conveying direction are made the same, thereby intersecting the wire conveying direction at the time of conveying. The occurrence of scratches can be suppressed.
  • the wafer separating / conveying apparatus when the cassette support is erected and the wafer is placed horizontally, it is possible to prevent each wafer from moving unexpectedly due to the fine bubbles that enter between the wafers. be able to.
  • a large number of wafers are stored in a vertically-attached cassette at least in a vertically opened cassette, and the cassette is placed on a cassette support that is at least vertically opened.
  • a fine bubble ejecting step for ejecting fine bubbles generated by the fine bubble generating device toward the vertically placed wafer to infiltrate and stagnate the fine bubbles into each of a plurality of wafers. .
  • the wafer separation method of the present invention it is possible to improve the wafer separation performance and suppress the occurrence of breakage of the wafer while being inexpensive and small.
  • the wafer separating / conveying method of the present invention includes a storing step of storing a plurality of wafers in a vertically aligned state in a cassette that opens at least vertically, and a cassette support that opens at least vertically.
  • a fine bubble ejection step for ejecting microbubbles generated by a microbubble generator toward a vertically placed wafer from each of the wafers to intrude and stagnate the microbubbles between each of the wafers, and using a rotating device Rotating step in which a cassette support body with fine bubbles entering and staying between the wafers is rotated together with the cassette to place a large number of wafers horizontally.
  • the wafer separating / conveying method of the present invention while being inexpensive and small, it is possible to improve the separation performance of the wafer at the time of separation / conveyance and to suppress the occurrence of damage to the wafer at the time of separation / conveyance.
  • the wafer separating / conveying method of the present invention includes a storing step for storing a plurality of separated wafers in a vertically opened cassette at least vertically, and a cassette support that opens at least vertically.
  • a mounting support step for mounting and supporting the cassette, a preliminary cleaning step for preliminarily cleaning the vertically placed wafer by lowering the cassette support body integrally with the cassette using a lifting device, and the cassette after the preliminary cleaning A step of taking out and transporting the cassette, a descending step of immersing the transported cassette in the liquid in the liquid tank, and a microbubble generator generated from the lower side of the cassette support toward the vertically placed wafer.
  • a fine bubble ejection step for injecting and stagnating fine bubbles between each of a plurality of wafers by ejecting the fine bubbles, and using a rotating device to A rotating step in which a cassette support with fine bubbles intruded between wafers and staying in the wafer is rotated together with the cassette to place a large number of wafers horizontally, and the wafer is placed horizontally using the lifting device.
  • the cassette support is lifted together with the cassette while the uppermost wafer is lifted above at least the liquid level of the liquid tank, and the uppermost position is lifted above the liquid level. It is characterized by comprising a take-out step for taking out the upper wafer, and a carrying step for carrying the taken-out wafer.
  • the pre-cleaned wafer be pre-cleaned and then subjected to separation / conveying, but it is also possible to fully automate the work process from pre-cleaning to separation / conveying. be able to.
  • the wafer separating and conveying method for solar cells of the present invention includes a cutting step for cutting a silicon ingot into a plurality of pieces integrally with a support plate, a peeling step for peeling the cut silicon ingot from the support plate into a single wafer, and a peeling A storing step for storing a large number of subsequent wafers at least vertically in a cassette that opens vertically, and a mounting support step for mounting and supporting the cassette on a cassette support that opens at least vertically A lowering step in which the cassette support is lowered integrally with the cassette using a lifting device to immerse the vertically placed wafer in the liquid in the liquid tank; and from the lower side of the cassette support to the vertically placed wafer.
  • a fine bubble jetting step in which fine bubbles generated by a fine bubble generator are ejected toward each other to intrude and stagnate between the wafers.
  • a rotating step in which a cassette support body in which fine bubbles are invaded and stagnated between each of a plurality of wafers using a rotating device is rotated integrally with the cassette to horizontally place the plurality of wafers;
  • a take-out step for taking out the uppermost wafer pulled up above the liquid level, a carrying step for carrying the taken-out wafer, and a transfer step for carrying the carried wafer to the solar cell manufacturing apparatus. It is characterized by being.
  • the solar cell wafer separation and transport method of the present invention while being inexpensive and compact, the wafer separation performance during the separation and transport of the solar cell wafer is improved, and the wafer breakage during the separation and transport, etc. Occurrence can be suppressed. It is also possible to automatically collect the wafers transferred in the transfer step in a wafer recovery box, and then automatically transfer the recovered wafer recovery box to the next process using a multi-axis robot arm.
  • the wafer separation apparatus of the present invention is inexpensive and compact, it can improve the separation performance of the wafer at the time of separation / transfer, and can suppress the occurrence of breakage of the wafer at the time of separation / transfer.
  • FIG. 1A is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the relationship between a wafer and bubbles, and FIG.
  • a single crystal silicon wafer is first manufactured by a CZ method (pull-up method) or the like, and is substantially provided with a substantially conical silicon end material integrally on the left and right ends (up and down during growth).
  • a cylindrical silicon ingot 1 (see the upper part of FIG. 11) is cut out into the appropriate dimensions (lengths) as necessary after cutting the silicon end materials 1a and 1b (see the middle part of FIG. 11), and then a band saw. Or the like is used to obtain a silicon block 2 having a substantially quadrangular prismatic shape (in some cases, chamfering each corner) (see the lower part of FIG. 11).
  • the cross-sectional shape of the silicon block 2 is preferably rectangular or substantially rectangular, and is preferably cut out from the silicon ingot 1.
  • the wire block 3 is used to cut the silicon block 2 into a large number of pieces.
  • the slurry which is a liquid, is discharged from a slurry nozzle (not shown), and in that state, a cutting feed is applied between the wire 4 and the silicon block 2 to cut the silicon block 2 into multiple pieces.
  • 6 is a wire feeding pulley
  • 7 is a wire winding pulley
  • 8 is a wire winding device.
  • a support plate 10 made of glass or the like is attached to a mounting body 9 such as stainless steel provided in a block lifting / lowering support device (not shown).
  • the upper surface of the silicon block 2 is bonded and fixed to the lower surface of 10 via an adhesive (not shown).
  • a kerf is formed to a part of the lower side of the support plate 10 so that each wafer after cutting is easily separated.
  • the silicon block 2 is preliminarily cleaned by a precleaning device (not shown) in order to remove slurry, chips and the like while being in the columnar aggregate state adhered to the support plate 10, and then the silicon block 2 is removed from the silicon block 2 by secondary cleaning.
  • the support plate 10 is peeled to form a single sheet.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a wafer separating / conveying apparatus in a wafer set state equipped with a wafer separating apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a bubble equipped with a wafer separating apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a wafer separation apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 (A) shows the relationship between wafers and bubbles.
  • FIG. 3B is an explanatory view of bubbles
  • FIG. 4 is a side sectional view of a wafer separating / conveying apparatus in a vertically mounted wafer state equipped with a wafer separating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a wafer separating / conveying apparatus in a wafer set state equipped with a wafer separating apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a bubble equipped with a wafer separating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory view of a wafer separating / conveying apparatus in a horizontal state provided with a wafer separating apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is an explanatory view of a wafer separating and conveying apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a wafer separating apparatus according to an embodiment of the present invention and showing a work routine from wafer cutting to separating and conveying. It is.
  • a wafer separation / conveyance apparatus 11 including a wafer separation apparatus stores a large number of wafers W in a vertically placed state in close contact with each other.
  • a cassette 12 that opens at least up and down
  • a cassette support 13 that detachably supports the cassette 12 and opens at least up and down
  • a lifting device 14 that lifts and lowers the cassette support 13 integrally with the cassette 12, and a lifting device 14
  • the rotating device 15 that rotates the cassette support 13 integrally with the cassette 12 and the elevating device 14 are lowered so that the wafer W that is installed and stored in the cassette 12 is switched between the vertically placed state and the horizontally placed state.
  • the separation performance of the wafer W at the time of separation / conveyance is improved and the occurrence of breakage of the wafer W at the time of separation / conveyance is suppressed. can do.
  • the wafer separating / conveying device 11 irradiates fine bubbles uniformly between the wafers W by providing the moving device 21 that moves the nozzle 17 or the cassette support 13 along the adjacent direction of the wafer W. can do.
  • the fine bubble generating device 18 ejects finely charged fine bubbles from the nozzle 17, so that when the space between the wafers W after being cut by the wire saw 3 is positively charged, the fine bubbles are introduced between the wafers W. Can be made to invade.
  • the fine bubble generating device 18 preferably ejects fine bubbles having a diameter equal to or smaller than the groove width when cut by the wire saw 3 from the nozzle 17, and the wire saw 3 used when the silicon ingot 1 is made into a single wafer. More preferably, fine bubbles having a diameter equal to or smaller than the wire diameter of the wire 4 used in the above are ejected from the nozzle 17, more preferably, fine bubbles having a diameter of 100 ⁇ m or less are ejected from the nozzle 17, and the average is 20 ⁇ m or less. It is best to eject fine bubbles of diameter from the nozzle 17.
  • the cassette 12 has a single wafer so that the traveling direction of the wire saw 3 used when the silicon ingot 1 is made into a single sheet and the wafer W extraction / conveyance direction by the extraction body 19 and the conveyance body 20 are the same. It is preferable that a large number of wafers W are stored in a vertically placed state in close contact.
  • the cassette 12 can store a large number of wafers W and has a lower opening 12a for allowing fine bubbles ejected from the nozzle 17 to pass therethrough. Etc. are not limited.
  • the wafer W is also opened upward so that the wafer W can be accommodated, and the take-out body 19 is placed horizontally at the top when the wafer W is to be described later. It is set lower than the height of the wafer W (when placed vertically) so that it can come into contact.
  • the cassette support 13 can be attached / detached and supported by the cassette 12 and has a shape with a sufficient strength provided that a lower opening 13a for allowing the fine bubbles ejected from the nozzle 17 to pass therethrough is formed.
  • the material and the like are not limited.
  • the cassette 12 is also opened upward so that the cassette 12 can be accommodated, and the take-out body 19 is in contact with the wafer W positioned on the uppermost side when taking out, which will be described later. Is set lower than the height of the wafer W (when placed vertically).
  • the elevating device 14 includes a shaft 23 that is extended by driving an elevating drive device (for example, a solenoid) (not shown), an intermediate support 24 fixed to the upper end of the shaft 23, and a side wall of the liquid tank 16 along the vertical direction.
  • a fixed substrate 28 fixed, a crank-shaped support substrate 29 fixed to the fixed substrate 28, and a shaft support portion 30 fixed to a lower plate 29 a of the support substrate 29 are provided.
  • the guide rail 25 and the guide plate 26 support the rotating device 15 and the cassette 12 in a cantilever state by a fixed shaft 27, the guide rail 25 and the guide plate 26 are slid in a position considering the weight balance (left and right direction in FIG. 1). It is set to be.
  • the support substrate 29 is fixed to the upper surface of the fixed substrate 28, and an upper plate 29b whose tip protrudes inside the liquid tank 16, a vertical plate 29c that extends downward from the tip of the upper plate 29b, and a lower end of the vertical plate 29c. And a horizontal lower plate 29a that is bent at right angles toward the inner side of the liquid tank 16, and is formed into a substantially crank shape in cross section by these plates 29a, 29b, and 29c.
  • the rotation device 15 is fixed to the upper plate 29 b and has a drive motor 31 whose output shaft protrudes toward the inside of the liquid tank 16, a drive pulley 32 provided in the drive motor 31, and a shaft support portion 30.
  • the cassette support 13 is fixed to the rotating arm 35. Further, when the drive motor 31 is driven to rotate the rotating arm 35, the cassette 12 rotates integrally with the cassette support 13 and is in its lying down state (horizontal state) as shown in FIG. Each wafer W housed in the cassette 12 is placed vertically, and as shown in FIG. 4, the wafer W housed in the cassette 12 is placed horizontally when in its upright state (vertical state).
  • the rotating arm 35 when the rotating arm 35 is in its upright state, the rotating arm 35 can approach the position where the upper edge portion (when placed vertically) of the wafer W accommodated in the cassette 12 is substantially in close contact with the inner wall surface of the liquid tank 16. Is set. When the wafer W is brought up to a position where the upper edge of the wafer W (vertically placed) is in close contact with the inner wall surface of the liquid tank 16, each wafer W is caused by fine bubbles B that have entered between the wafers W described later. Unintentional movement can be suppressed.
  • the liquid tank 16 has a depth in which a liquid such as pure water is stored therein, and the wafer W stored in the cassette 12 is completely immersed when the lifting device 14 is lowered.
  • the depth of the liquid tank 16 is such that the wafer W is completely immersed even when the cassette support 13 is erected with the lifting device 14 positioned at the bottom dead center. (At least at the liquid level).
  • the liquid stored in the liquid tank 16 can be appropriately selected except for volatility in consideration of the fact that minute bubbles to be described later need to stay between the wafers W for a certain period of time.
  • a secondary cleaning solution or the like can be used.
  • the number of nozzles 17 is not particularly limited as long as the nozzles 17 are installed in the vicinity of the deepest part of the liquid tank 16 and can eject fine bubbles generated by the fine crime bubble generator 18.
  • the fine bubble generating device 18 includes, for example, a pump, a mixer (both not shown), etc., and a known device that can change and adjust the bubble diameter of the fine bubbles generated by setting the pressure is used. Yes. In the present embodiment, it is set to 100 ⁇ m or less. Strictly speaking, as shown in FIG. 6A, the average bubble diameter of the fine bubbles B that have entered between the wafers W is around 20 ⁇ m, so-called nanobubbles. If it can generate
  • the microbubble generator 18 is charged negatively ( ⁇ ) around the inside of the bubble.
  • the slurry removed during the pre-cleaning or the secondary cleaning is positively charged, the slurry remains between the wafers W even after the secondary cleaning. And the like are often positively charged, so that the finely charged fine bubbles can efficiently enter between the wafers W by the attracting effect.
  • the take-out body 19 is a roller body that rotates (counterclockwise in FIG. 1) when driven by a drive motor (not shown).
  • the material is elastic and has a relatively low frictional resistance. Higher ones are used (eg urethane).
  • the take-out body 19 is composed of a single roller body, but can be set to a position and number in consideration of the transfer width of the wafer W.
  • the transport body 20 includes a pair of upper and lower roller bodies 37 that nip transport the wafer W by rotating in the opposite directions by using a drive motor that rotationally drives the take-out body 19 or separately installed, A transport support plate 38 disposed adjacent to the downstream side of the roller body 37 in the transport direction, a defect determination device 39 disposed above the transport support plate 38, and a plurality of disposed adjacent to the transport support plate 38 downstream of the transport direction.
  • a recovery device 42 for recovering a non-wafer W.
  • the conveyance support plate 38 and the conveyance belt conveyor 40 are provided with elasticity and have a relatively high frictional resistance (for example, urethane).
  • the branching device 41 tilts a part of the transport belt conveyor 40 downward (two-dot chain line state in FIG. 8) to temporarily cut the transport path and discard it at the path cutting site on the downstream side in the transport direction. to recover. At this time, the discarded wafer W is used for reuse.
  • the defect determination device 39 determines whether cracks (cracks, cracks, etc.) or chipping have occurred by image processing using a CCD camera.
  • the recovery device 42 includes a housing 43, a servo motor 44 provided on the housing 43, a drive pulley 45 provided on an output shaft of the servo motor 44, a driven pulley 46 rotatably supported by the housing 43, A belt 47 provided rotatably on the pulleys 45, 46, a ball screw 48 that passes through the driven pulley 46 and is displaced in the vertical direction by the rotation of the driven pulley 46, and an elevation that connects one end of the ball screw 48.
  • a body 49 and a wafer collection box 50 detachably mounted on the elevating body 49.
  • the front surface of the wafer collection box 50 is open, and a partition (not shown) such as a slit is provided so that the cleaned wafers W can be stored in a separated state.
  • a guide protrusion 52 that engages with a guide rail 51 provided on the housing 43 is provided on the back surface of the elevating body 49.
  • a connecting portion 53 to which one end of the ball screw 48 is rotatably connected.
  • the wafers W transferred by the transfer belt conveyor 40 are sequentially collected and stored in a separated state from the upper side of the wafer recovery box 50, and the wafer recovery box 50 is sequentially displaced upward by the inching drive of the servo motor 44.
  • the wafer W is collected and stored for each partition.
  • downstream end of the conveyor belt conveyor 40 disposed on the most downstream side in the wafer conveyance direction faces the inside of the wafer collection box 50.
  • the drive pulley 45 and the driven pulley 46 are adjusted in the same manner as the gear ratio by changing their diameters. Further, a solenoid or the like may be used for the servo motor 44, the driven pulley 46, the belt 47, and the ball screw 48.
  • the moving device 21 moves the nozzle 17 horizontally along the adjacent direction of the wafer W, and moves it at a speed of, for example, 5.0 mm / sec.
  • the moving device 21 may move the cassette 12 horizontally along the adjacent direction of the wafer W instead of moving the nozzle 17.
  • the cover 22 covers the five surfaces except for the lower side of the cassette support 13 with almost no gap.
  • the fine bubbles ejected from the nozzle 17 are confined in the cover 22 to prevent the fine bubbles from entering between the wafers W.
  • the material and shape of the cover 22 are not particularly limited. Further, the cassette 12 is removed while the cassette 12 is moved up and down by the lifting device 14 or when the cassette support 13 is turned upright.
  • the wafer W is cut into multiple pieces integrally with the support plate 10 (step S1), and the cut silicon ingot 1 is peeled off from the support plate 10 into a single wafer.
  • a mounting support step (step S4) for mounting and supporting the cassette 12 on the cassette support 13 to be opened, and the cassette support 13 is lowered integrally with the cassette 12 by using the elevating device 14, and the vertically placed wafer W is placed in the liquid tank.
  • a rotating step (step S7) in which the cassette support 13 with the fine bubbles intruded between the wafers W is rotated integrally with the cassette 12 to place a large number of wafers W horizontally step S7); 14 is used to raise the cassette support 13 integrally with the cassette 12 while keeping the wafer W in the horizontal position, and to lift the wafer W positioned at the uppermost position above at least the liquid surface of the liquid tank 16 ( Step S8), a take-out step (Step S9) for taking out the uppermost wafer W pulled up above the liquid level, and a transfer step for carrying the wafer W after take-out.
  • the wafer W can be transferred to a manufacturing process as a wafer for a solar cell, such as transferring the wafer W toward a chemical etching apparatus for performing texture processing.
  • step S2 After the silicon ingot 1 is cut using the wire saw 3 in step S1, the cut silicon ingot 1 that is supported by the support 10 from the wire saw 3 passes through the known preliminary cleaning device and the secondary cleaning device. As a result, the slurry and the like are removed, and the support 10 is removed, whereby the wafer W is turned into a single wafer (step S2).
  • Each single wafer W is kept in close contact with the cassette 12 using the cassette 12 or the like that has been used in the past when manual cleaning, peeling, and separation operations have been performed.
  • a large number of wafers W are stored (step S3) and brought into the wafer separating / conveying apparatus 11 according to the factory or the like, and then the cassette 12 is mounted and supported on the cassette support 13 (step S4).
  • step S5 the solenoid or the like is driven to lower the cassette support 13 and lower to the bottom dead center where the wafer W is completely immersed in the liquid tank 16 in which the liquid is previously stored.
  • the fine bubble generating device 18 is driven to eject fine bubbles having an average bubble diameter of 20 ⁇ m from the nozzle 17, and the average bubble diameter of 20 ⁇ m between the wafers W while moving the nozzle 17 at a predetermined speed.
  • Microbubbles (nanobubbles) B are allowed to enter (step S6).
  • step S7 if the fine bubbles B enter between all the wafers W, the driving motor 31 is driven to rotate the rotating shaft 33 by the rotational movement of the endless belt 35, and the cassette is supported in conjunction with the rotation of the rotating arm 36.
  • the body 13 is raised (step S7).
  • the cassette W 13 is raised to a predetermined take-out position where the wafer W located at the uppermost position is located above the upper edge of the liquid tank 16, and stopped at the predetermined take-out position (step S8).
  • Step S9 the take-out body 19 comes into contact with the wafer W located at the uppermost position, and the wafer W located at the uppermost position is taken out by the rotation of the take-out body 19 (Step S9), and is nip-conveyed by the transport body 20 (Step S10) It is transferred to the collection device 42 (step S11).
  • steps S9 to S11 are also performed on the wafer W positioned at the top of the next and subsequent stages. If necessary (for example, every three wafers), the elevating device 14 moves the lower set support 13 over. Raise.
  • the defect determination device 39 determines the defect of the wafer W (step S12), and if a defect has occurred, the defect wafer W is branched (bounced) by the branch device 41 ( In step S13), the wafers W in which no defect has occurred are sequentially recovered in the wafer recovery box 50 by the recovery device 42 (step S14).
  • the wafer W cut into a large number by the wire saw 3 is directly separated and transported, but as shown in FIG. 10, it is equivalent to the fine bubble generator 18 shown in the present invention.
  • a pre-cleaning tank (pre-cleaning device) 61 Used as a pre-cleaning tank (pre-cleaning device) 61, the wafer W stored in the cassette 12 through steps S1 to S3 is pre-cleaned and then separated and transferred via one or more transfer devices 62. It is also possible to configure as described above.
  • the wafer W after being collected in the wafer collection box 50 may be automatically transferred by the multi-axis robot arm (not shown) together with the wafer collection box 50 and taken over to the apparatus for the next process (finish cleaning or mirror finishing). Is possible.
  • the fine bubbles B are allowed to enter between the wafers W after being peeled from the support 10, thereby suppressing the sticking between the wafers W.
  • the separation work can be performed efficiently.
  • microbubbles B are in the separated state only by entering between the wafers W, it is possible to suppress the occurrence of breakage due to forcible separation (for example, pressure water injection).
  • the wafer separation apparatus according to the present invention has been applied to a single crystal silicon wafer.
  • the present invention can also be applied to a polycrystalline silicon wafer.
  • the polycrystalline silicon wafer is cut into a rectangular polycrystalline silicon block using, for example, a band saw or the like, and then subjected to a finishing process such as dimensioning or etching. It is cut by the wire saw described above.
  • a separation device can be provided.

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Abstract

安価且つ小型でありながら、分離・搬送時におけるウエハの分離性能を向上すると共に、分離・搬送時におけるウエハの破損等の発生を抑制することができるウエハ分離装置を提供する。 枚葉化された多数枚のウエハ（Ｗ）を密着状態の縦置きで収納すると共に少なくとも上下に開放するカセット（１２）と、カセット（１２）を着脱可能に支持し且つ少なくとも上下に開放するカセット支持体（１３）と、カセット支持体（１３）をカセット（１２）と一体に昇降させる昇降装置（１４）と、昇降装置（１４）が下降した際にカセット支持体（１３）がカセット（１２）と一体に浸される液体を収容した液槽（１６）と、液槽（１６）内に設置されてカセット支持体（１３）の下方から多数枚のウエハ（Ｗ）に向って微細気泡を噴出するノズル（１７）と、ノズル（１７）から噴出される微細気泡を発生させる微細気泡発生装置（１８）と、を備えている。

Description

ウエハ分離装置、ウエハ分離搬送装置、ウエハ分離方法、ウエハ分離搬送方法及び太陽電池用ウエハ分離搬送方法
　本発明は、枚葉化された分離前のウエハを分離するウエハ分離装置、ウエハ分離搬送装置、ウエハ分離方法、ウエハ分離搬送方法及び太陽電池用ウエハ分離搬送方法に関する。
特開平０９－２３７７７０号公報 特開平１１－２１４３３６号公報 特開平１１－２３３４６１号公報　近年、化石燃料資源の枯渇等のエネルギー問題及び地球温暖化等の環境問題に関する意識の高まりから、太陽電池の需要が急速に伸びている。
　この際、太陽電池のセルとなりうるシリコンは、純度９９．９９９９％以上で、比抵抗０．５Ωｃｍ以上という高純度のものが求められており、半導体産業で用いられる高純度シリコンまたはＩＣやＬＳＩ等の基板を製造したときに発生する規格外品が原料として利用されていた。
　しかしながら、特に太陽電池においては、一辺が５インチの四角形型のシリコンウエハを５４枚程度用いて１枚の太陽電池モジュールを製造するため、その使用量はＩＣやＬＳＩ等のシリコンウエハの使用量に比べて膨大であるうえ、半導体用高純度シリコンは高価で、しかも、規格外品の発生量は少ないため、太陽電池用のシリコン材料としての供給量には限界があるという問題が発生していた。
　また、これまでは電子デバイス用シリコンの規格外品の発生量が太陽電池の需要量に勝っていたため問題はなかったが、最近では太陽電池の需要量が電子デバイス用シリコンの規格外品の発生量を上回りつつあり、太陽電池用シリコンの原料不足が深刻な問題となってきている。
　一方、太陽電池用シリコンウエハの表面は、粗面である方が表面積を確保することができることから、シリコンインゴットをワイヤソーで切断した後に枚葉化されたウエハは、半導体用ウエハのように表面を鏡面仕上げに研磨加工することはない。
　従って、半導体用ウエハの製造工程では、枚葉化されたウエハを次工程（表面仕上げ工程等）の機械へと搬送するために高価で大型な分離・搬送装置を用いているが、太陽電池用ウエハの製造工程では、製品単価にも影響する高価で大型な分離・搬送装置は用いておらず、１枚毎に手作業で分離しているのが実情であった。
　その一方で、上述した太陽電池用シリコンの原料不足の問題及び原料単価の問題等を考慮すると、太陽電池用ウエハにあっても、半導体用ウエハと同様に薄肉化されつつあり、太陽電池用ウエハの製造工程で１枚毎に手作業で分離していたのでは破損等が発生し易くなってしまうことから、安価で小型な分離装置の要求が高まってきている。
　ところで、略円柱形状に形成されたインゴットを支持板に貼着した状態でワイヤソーによりスライスした多数枚のウエハは、支持板に貼着した柱状集合状態のままスラリーや切粉等を除去するために予備洗浄装置により予備洗浄し、その予備洗浄されたウエハを支持板から剥離して枚葉化するために剥離装置により支持板から剥離した後、分離・搬送装置によって１枚毎に分離されたうえで次工程へと搬送されている。
　この際、ウエハに付着したスラリーや切粉等は、予備洗浄装置によって発生された気泡を用いて除去する超音波洗浄技術が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。
　超音波洗浄では、シリコンインゴットの側面や両端面の洗浄には効果を発揮するが、切断されたウエハ間の深部にまで噴射された洗浄液が到達することは困難で、ウエハ表面に付着したスラリーや切粉等を完全に除去することができず、洗浄効果が低下するという問題がある。
　そこで、予備洗浄後のウエハは、剥離装置により支持板から剥離（枚葉化）する際、酢酸等の溶液中に浸して支持板からウエハを剥離すると同時に二次洗浄を行うことで残存したスラリーや切粉等を除去している。
　ところが、二次洗浄後の枚葉化された各ウエハは、搬送時には横向きの積層状態（畳重状態）で密着しているので、最上位で静止しているウエハをその下部（直下）のウエハから分離する初期の抵抗は、動摩擦抵抗に比して大きい静摩擦抵抗であるため、確実な分離動作を行うことが難しいという問題があった。
　そこで、上述した特許文献１には、分離・搬送装置におけるシュータの内側下部に、水を上方へ噴出する２つの噴出ノズルを配置し、この噴出ノズルからシュータと積層ウエハとの間の隙間を通って圧力水を噴き上げることによって、最上位のウエハがシュータの上面に搬送されたときに噴き上げられた圧力水によって僅かに持ち上げる結果、最上位のウエハとその直下のウエハとの密着力を弱めてウエハの分離動作を円滑に行う旨が開示されている。
　しかしながら、上述した分離・搬送装置にあっては、薄肉化されつつあるウエハに圧力水を吹き付けた際に、ウエハが欠けてしまう虞があるうえ、次層のウエハが最上位のウエハよりも搬送方向下流側に位置していた場合には、その次位のウエハも最上位のウエハと一緒に浮き上がってしまい、分離されないまま一緒に搬送されてしまう虞があるという問題が生じていた。
　そこで、本発明は、上記事情を考慮し、安価且つ小型でありながら、分離・搬送時におけるウエハの分離性能を向上すると共に、分離・搬送時におけるウエハの破損等の発生を抑制することができるウエハ分離装置を提供することを目的とする。
　本発明のウエハ分離装置は、枚葉化された多数枚のウエハを密着状態の縦置きで収納すると共に少なくとも上下に開放するカセットと、該カセットを着脱可能支持し且つ少なくとも上下に開放するカセット支持体と、該カセット支持体を前記カセットと一体に昇降させる昇降装置と、該昇降装置が下降した際に前記カセット支持体が前記カセットと一体に浸される液体を収容した液槽と、該液槽内に設置されて前記カセット支持体の下方から多数枚のウエハに向って微細気泡を噴出するノズルと、該ノズルから噴出される微細気泡を発生させる微細気泡発生装置と、を備えていることを特徴とする。
　本発明のウエハ分離装置によれば、安価且つ小型でありながら、ウエハの分離性能を向上すると共に、ウエハの破損等の発生を抑制することができる。
　本発明のウエハ分離搬送装置は、枚葉化された多数枚のウエハを密着状態の縦置きで収納すると共に少なくとも上下に開放するカセットと、該カセットを着脱可能支持し且つ少なくとも上下に開放するカセット支持体と、該カセット支持体を前記カセットと一体に昇降させる昇降装置と、該昇降装置に設置されて前記カセットに収納されたウエハを縦置き状態と横置き状態とに切り換えるように前記カセット支持体を前記カセットと一体に回動させる回動装置と、前記昇降装置が下降した際に前記カセット支持体が前記カセットと一体に浸される液体を収容した液槽と、該液槽内に設置されて前記カセット支持体の下方から多数枚のウエハに向って微細気泡を噴出するノズルと、該ノズルから噴出される微細気泡を発生させる微細気泡発生装置と、前記液槽内から上昇された横置き状態のウエハを最上位から取り出す取出体と、該取出体で取り出した最上位のウエハを搬送する搬送体と、を備えていることを特徴とする。
　本発明のウエハ分離搬送装置によれば、安価且つ小型でありながら、分離・搬送時におけるウエハの分離性能を向上すると共に、分離・搬送時におけるウエハの破損等の発生を抑制することができる。
　また、請求項３に記載のウエハ分離搬送装置は、前記搬送体は、その搬送経路上流側付近に配置されて搬送過程にあるウエハの欠陥を判定する欠陥判定装置と、該欠陥判定装置よりも搬送経路下流側に配置されて欠陥が存在していると判定されたウエハを搬送ルートとは別の廃棄ルートへと分岐させる分岐装置と、前記欠陥判定装置によって欠陥が存在していないと判定されたウエハを回収する回収装置と、を備えていることを特徴とする。
　請求項３に記載のウエハ分離搬送装置によれば、分離後のウエハに何らかの欠陥が生じた場合に、その搬送過程で跳ねる（除去）ことができる。
　また、請求項４に記載のウエハ分離装置又は記載のウエハ分離搬送装置は、前記ノズル又は前記カセット支持体をウエハの隣接方向に沿って移動させる移動装置を備えていることを特徴とする。
　請求項４に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置によれば、各ウエハ間に向けて万遍無く微細気泡を噴出することができる。
　また、請求項５に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置は、前記液槽内に浸っている状態で前記カセット支持体の下面を除く五面を覆うカバーを備えていることを特徴とする。
　請求項５に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置によれば、各ウエハ間への微細気泡の侵入を促進することができる。
　請求項６に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置は、前記微細気泡発生装置は、マイナスに帯電された微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする。
　請求項６に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置によれば、ワイヤソーによる切断後のウエハ間がプラスに帯電されている場合に、ウエハ間へ微細気泡を引き込むように侵入させることができる。
　請求項７に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置は、前記微細気泡発生装置は、シリコンインゴットを枚葉化する際に用いられたワイヤソーによって切断された際の溝幅以下の直径の微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする。
　請求項７に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置によれば、ウエハ間に形成される溝の溝幅はワイヤソーのワイヤ径以上となるのが一般的であるため、この溝幅以下の気泡径の微細気泡を噴出することで、ウエハ間に微細気泡を侵入させることが可能となる。
　請求項８に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置は、前記微細気泡発生装置は、シリコンインゴットを枚葉化する際に用いられたワイヤソーのワイヤ径以下の直径の微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする。
　請求項８に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置によれば、ウエハ間に形成される溝の溝幅はワイヤソーのワイヤ径以上となるのが一般的であるため、ワイヤ径を基準としてそれ以下の気泡径の微細気泡を噴出することで、ウエハ間に微細気泡をより確実に侵入させることが可能となる。
　請求項９に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置は、前記微細気泡発生装置は、１００μｍ以下の直径の微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする。
　請求項９に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置によれば、ワイヤソーに持ちられるワイヤのワイヤ径が１００～１５０μｍであることから、その最小径を基準とした気泡径の微細気泡を発生させることで、特別な設定変更等をせずにウエハ間に微細気泡を確実に侵入させることが可能となる。
　請求項１０に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置は、前記微細気泡発生装置は、平均２０μｍ以下の直径の微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする。
　請求項１０に記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置によれば、ウエハ間に侵入した微細気泡の数を大量化することにより、気体層の体積を増やすことができ、より確実な分離を実現することができる。尚、実際の微細気泡の気泡径は、ある程度の大小誤差が発生してしまうため、その平均値を気泡径の発生基準とすることにより、気泡径を規定することができる。
　請求項１１に記載のウエハ分離搬送装置は、前記カセットには、シリコンインゴットを枚葉化する際に用いられたワイヤソーの走行方向と前記取出体及び前記搬送体によるウエハ取出・搬送方向とが同じとなるように、枚葉化された多数枚のウエハが密着状態の縦置きで収納されることを特徴とする。
　請求項１１に記載のウエハ分離搬送装置によれば、ワイヤソーを用いた切断時にワイヤ走行方向に沿ってできる切断傷方向とウエハ搬送方向とを同じとすることによって、搬送時にワイヤ搬送方向と交差する傷の発生を抑制することができる。
　請求項１２に記載のウエハ分離搬送装置は、前記回動装置は、前記カセット支持体を起立された際に、前記カセットに収納した縦置き状態でのウエハ上縁部が前記液槽の縦内壁面に近接するように前記カセット支持体を支持していることを特徴とする。
　請求項１２に記載のウエハ分離搬送装置によれば、カセット支持体を起立させてウエハを横置きとしたときに、ウエハ間に侵入した微細気泡によって各ウエハが不測に動いてしまうことを抑制することができる。
　本発明のウエハ分離方法は、枚葉化された多数枚のウエハを少なくとも上下に開放するカセット内に密着状態の縦置きで収納する収納ステップと、少なくとも上下に開放するカセット支持体に前記カセットを装着支持させる装着支持ステップと、昇降装置を用いて前記カセット支持体を前記カセットと一体に下降させて縦置き状態のウエハを液槽内の液体に浸す下降ステップと、前記カセット支持体の下方から縦置き状態のウエハに向けて微細気泡発生装置で発生させた微細気泡を噴出して多数枚の各ウエハ内に微細気泡を侵入停滞させる微細気泡噴出ステップと、を備えていることを特徴とする。
　本発明のウエハ分離方法によれば、安価且つ小型でありながら、ウエハの分離性能を向上すると共に、ウエハの破損等の発生を抑制することができる。
　本発明のウエハ分離搬送方法は、枚葉化された多数枚のウエハを少なくとも上下に開放するカセット内に密着状態の縦置きで収納する収納ステップと、少なくとも上下に開放するカセット支持体に前記カセットを装着支持させる装着支持ステップと、昇降装置を用いて前記カセット支持体を前記カセットと一体に下降させて縦置き状態のウエハを液槽内の液体に浸す下降ステップと、前記カセット支持体の下方から縦置き状態のウエハに向けて微細気泡発生装置で発生させた微細気泡を噴出して多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させる微細気泡噴出ステップと、回動装置を用いて多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させたままのカセット支持体を前記カセットと一体に回動させて多数枚のウエハを横置きとする回動ステップと、前記昇降装置を用いてウエハを横置き状態としたまま前記カセット支持体を前記カセットと一体に上昇させて最上位に位置するウエハを前記液槽の少なくとも液面よりも上方へと引き上げる上昇ステップと、液面よりも上方に引き上げられた最上位のウエハを取り出す取り出しステップと、取り出し後のウエハを搬送する搬送ステップと、を備えていることを特徴とする。
　本発明のウエハ分離搬送方法によれば、安価且つ小型でありながら、分離・搬送時におけるウエハの分離性能を向上すると共に、分離・搬送時におけるウエハの破損等の発生を抑制することができる。
　本発明のウエハ分離搬送方法は、剥離後の枚葉化された多数枚のウエハを少なくとも上下に開放するカセット内に密着状態の縦置きで収納する収納ステップと、少なくとも上下に開放するカセット支持体に前記カセットを装着支持させる装着支持ステップと、昇降装置を用いて前記カセット支持体を前記カセットと一体に下降させて縦置き状態のウエハを予備洗浄する予備洗浄ステップと、予備洗浄後の前記カセットを取り出して搬送する取出・搬送ステップと、搬送した前記カセットを液槽内の液体に浸す下降ステップと、前記カセット支持体の下方から縦置き状態のウエハに向けて微細気泡発生装置で発生させた微細気泡を噴出して多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させる微細気泡噴出ステップと、回動装置を用いて多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させたままのカセット支持体を前記カセットと一体に回動させて多数枚のウエハを横置きとする回動ステップと、前記昇降装置を用いてウエハを横置き状態としたまま前記カセット支持体を前記カセットと一体に上昇させて最上位に位置するウエハを前記液槽の少なくとも液面よりも上方へと引き上げる上昇ステップと、液面よりも上方に引き上げられた最上位のウエハを取り出す取り出しステップと、取り出し後のウエハを搬送する搬送ステップと、を備えていることを特徴とする。
　本発明のウエハ分離搬送方法によれば、切断後のウエハを予備洗浄したうえで、分離搬送に供することができるばかりでなく、予備洗浄から分離搬送に至る作業工程の完全自動化をも可能とすることができる。
　本発明の太陽電池用ウエハ分離搬送方法は、シリコンインゴットを支持板と一体に多数枚に切断する切断ステップと、切断後のシリコンインゴットを支持板から剥離して枚葉化する剥離ステップと、剥離後の枚葉化された多数枚のウエハを少なくとも上下に開放するカセット内に密着状態の縦置きで収納する収納ステップと、少なくとも上下に開放するカセット支持体に前記カセットを装着支持させる装着支持ステップと、昇降装置を用いて前記カセット支持体を前記カセットと一体に下降させて縦置き状態のウエハを液槽内の液体に浸す下降ステップと、前記カセット支持体の下方から縦置き状態のウエハに向けて微細気泡発生装置で発生させた微細気泡を噴出して多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させる微細気泡噴出ステップと、回動装置を用いて多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させたままのカセット支持体を前記カセットと一体に回動させて多数枚のウエハを横置きとする回動ステップと、前記昇降装置を用いてウエハを横置き状態としたまま前記カセット支持体を前記カセットと一体に上昇させて最上位に位置するウエハを前記液槽の少なくとも液面よりも上方へと引き上げる上昇ステップと、液面よりも上方に引き上げられた最上位のウエハを取り出す取り出しステップと、取り出し後のウエハを搬送する搬送ステップと、搬送されたウエハを太陽電池製造装置に移送する移送ステップと、を備えていることを特徴とする。
　本発明の太陽電池用ウエハ分離搬送方法によれば、安価且つ小型でありながら、太陽電池用ウエハの分離・搬送時におけるウエハの分離性能を向上すると共に、分離・搬送時におけるウエハの破損等の発生を抑制することができる。尚、搬送ステップで搬送されたウエハをウエハ回収箱に回収自動回収した後に、その回収後のウエハ回収箱を多軸ロボットアームを用いて次工程へと自動搬送することも可能である。
　請求項１８に記載の太陽電池用ウエハ分離搬送方法は、前記移送ステップは、Ｐ型ウエハ又はＮ型ウエハを製造するためのテクスチャ処理を施すための化学エッチング装置に向けてウエハを移送することを特徴とする。
　請求項１９に記載のウエハ分離方法又はウエハ分離搬送方法又は太陽電池用ウエハ分離搬送方法は、前記微細気泡噴出ステップでは、前記ノズル又は前記カセット支持体をウエハの隣接方向に沿って移動させることを特徴とする。
　請求項２０に記載のウエハ分離方法又はウエハ分離搬送方法又は太陽電池用ウエハ分離搬送方法は、前記微細気泡噴出ステップの開始前に、前記液槽内に浸っている状態の前記カセット支持体の下面を除く五面をカバーで覆うことを特徴とする。
　本発明のウエハ分離装置は、安価且つ小型でありながら、分離・搬送時におけるウエハの分離性能を向上すると共に、分離・搬送時におけるウエハの破損等の発生を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えたウエハセット状態のウエハ分離搬送装置の正面方向の断面図である。 本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えた気泡噴出状態（ウエハ分離状態）のウエハ分離搬送装置の正面方向の断面図である。 本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を示し、（Ａ）はウエハと気泡との関係を示す要部の拡大断面図、（Ｂ）は気泡の説明図である。 本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えたウエハ縦置き状態のウエハ分離搬送装置の側面方向の断面図である。 本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えたウエハ横置き状態のウエハ分離搬送装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えたウエハ搬送状態のウエハ分離搬送装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係るウエハ分離搬送装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を示し、ウエハ切断から分離・搬送に至る作業ルーチンのフロー図である。 本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を示し、搬送作業ルーチンのフロー図である。 本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を示し、予備洗浄を含めた場合の装置レイアウトの説明図である。 シリコンインゴットの成形過程を示す説明図である。 シリコンインゴットのワイヤソー切断状態を示す説明図である。 シリコンインゴットの分離前（バッチ）状態を示す説明図である。
　　１…シリコンインゴット
　　　１ａ…シリコン端材
　　　１ｂ…シリコン端材
　　２…シリコンブロック
　　３…ワイヤソー
　　４…ワイヤ
　　５…ワイヤガイド
　　６…ワイヤ繰出しプーリ
　　７…ワイヤ巻取りプーリ
　　８…ワイヤ巻取り装置
　　９…取付体
　１０…支持板
　１１…ウエハ分離搬送装置
　１２…カセット
　　　１２ａ…下方開口
　１３…カセット支持体
　　　１３ａ…下方開口
　１４…昇降装置
　１５…回動装置
　１６…液槽
　１７…ノズル
　１８…微細気泡発生装置
　１９…取出体
　２０…搬送体
　２１…移動装置
　２２…カバー
　２３…シャフト
　２４…中間支持体
　２５…ガイドレール
　２６…ガイド板
　２７…固定シャフト
　２８…固定基板
　２９…支持基板
　　　２９ａ…下板
　　　２９ｂ…上板
　　　２９ｃ…縦板
　３０…軸支持部
　３１…駆動モータ
　３２…駆動プーリ
　３３…回転軸
　３４…従動プーリ
　３５…無端ベルト
　３６…回動アーム
　３７…ローラ体
　３８…搬送支持プレート
　３９…欠陥判定装置
　４０…搬送ベルトコンベア
　４１…分岐装置
　４２…回収装置
　４３…筺体
　４４…サーボモータ
　４５…駆動プーリ
　４６…従動プーリ
　４７…ベルト
　４８…ボールねじ
　４９…昇降体
　５０…ウエハ回収箱
　５１…ガイドレール
　５２…ガイド突起
　５３…連結部
　６１…予備洗浄槽（予備洗浄装置）
　６２…搬送装置
　次に、本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施形態は本発明のウエハ分離装置における好適な具体例であり、例えば、数値限定や材料限定等の技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。
　先ず、本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置にあたり、図１１～図１３に基づいて、単結晶シリコンウエハの分離前に至る製造工程の一例を説明する。
　即ち、図１１に示すように、単結晶シリコンウエハは、先ず、ＣＺ法（引き上げ法）等によって製造された図示左右両端（成長時上下）に略円錐形のシリコン端材を一体に備えた略円筒形型のシリコンインゴット１（図１１上段参照）を、その各シリコン端材１ａ，１ｂを切り出したうえで必要に応じて適当な寸法（長さ）に切り出し（図１１中段参照）、次いでバンドソー等を用いて円柱体から断面略四角形の角柱体（場合によって各角部を面取り）のシリコンブロック２を得る（図１１下段参照）。
　即ち、太陽電池用のシリコンウエハの製造においては、シリコンブロック２の断面形状は、矩形または略矩形であるのが好ましく、シリコンインゴット１から切り出したものであるのが好ましい。
　次に、図１２に示すように、ワイヤソー３を用いて、シリコンブロック２を多数枚に切断する。
　このワイヤソーは、複数の溝に沿って切断用のワイヤ４を螺旋状に巻きつけた複数本（例えば、３本）のワイヤガイド５を回転させ、ワイヤ４を走行させ、オイルと砥粒の混合液であるスラリーをスラリーノズル（図示せず）から吐出させると共に、その状態でワイヤ４とシリコンブロック２との間に切削送りを付与してシリコンブロック２を多数枚に切断する。
　尚、図１２中、６はワイヤ繰出しプーリ、７はワイヤ巻取りプーリ、８はワイヤ巻取り装置である。
　また、ワイヤ４によるシリコンブロック２を切断する際には、例えば、ブロック昇降支持装置（図示せず）に設けられたステンレス等の取付体９にガラス等の支持板１０を装着し、この支持板１０の下面に接着剤（図示せず）を介してシリコンブロック２の上面を接着固定する。また、ワイヤ４による切断時には、切断後の各ウエハの枚葉化が容易となるように、支持板１０の下側一部まで切溝を入れる。
　その後、取付体９から支持板１０を取り外すと、図１３に示すように、支持板１０に貼着した柱状集合状態の切溝入りシリコンブロック２を得ることができる。
　このシリコンブロック２は、支持板１０に貼着した柱状集合状態のままスラリーや切粉等を除去するために予備洗浄装置（図示せず）により予備洗浄した後、二次洗浄によってシリコンブロック２から支持板１０を剥離して枚葉化する。
　以下、本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置搬送を図１乃至図７を参照して説明する。
　図１は本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えたウエハセット状態のウエハ分離搬送装置の正面方向の断面図、図２は本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えた気泡噴出状態（ウエハ分離状態）のウエハ分離搬送装置の正面方向の断面図、図３は本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を示し、図３（Ａ）はウエハと気泡との関係を示す要部の拡大断面図、図３（Ｂ）は気泡の説明図、図４は本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えたウエハ縦置き状態のウエハ分離搬送装置の側面方向の断面図、図５は本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えたウエハ横置き状態のウエハ分離搬送装置の説明図、図６は本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えたウエハ搬送状態のウエハ分離搬送装置の説明図、図７は本発明の一実施形態に係るウエハ分離搬送装置の説明図、図８は本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を示し、ウエハ切断から分離・搬送に至る作業ルーチンを示すフロー図である。
　図１乃至図５に示すように、本発明の一実施形態に係るウエハ分離装置を備えたウエハ分離搬送装置１１は、枚葉化された多数枚のウエハＷを密着状態の縦置きで収納すると共に少なくとも上下に開放するカセット１２と、カセット１２を着脱可能支持し且つ少なくとも上下に開放するカセット支持体１３と、カセット支持体１３をカセット１２と一体に昇降させる昇降装置１４と、昇降装置１４に設置されてカセット１２に収納されたウエハＷを縦置き状態と横置き状態とに切り換えるようにカセット支持体１３をカセット１２と一体に回動させる回動装置１５と、昇降装置１４が下降した際にカセット支持体１３がカセット１２と一体に浸される液体を収容した液槽１６と、液槽１６内に設置されてカセット支持体１３の下方から多数枚のウエハＷに向って微細気泡を噴出するノズル１７と、ノズル１７から噴出される微細気泡を発生させる微細気泡発生装置１８と、液槽１６内から上昇された横置き状態のウエハＷを最上位から取り出す取出体１９と、取出体１９で取り出した最上位のウエハＷを搬送する搬送体２０と、を備えている。
　このような構成のウエハ分離搬送装置１１によれば、安価且つ小型でありながら、分離・搬送時におけるウエハＷの分離性能を向上すると共に、分離・搬送時におけるウエハＷの破損等の発生を抑制することができる。
　この際、ウエハ分離搬送装置１１は、ノズル１７又はカセット支持体１３をウエハＷの隣接方向に沿って移動させる移動装置２１を設けることにより、各ウエハＷ間に向けて万遍無く微細気泡を噴出することができる。
　また、液槽１６内に浸っている状態でカセット支持体１３の下面を除く五面を覆うカバー２２を設けることにより、各ウエハＷ間への微細気泡の侵入を促進することができる。
　さらに、微細気泡発生装置１８は、マイナスに帯電された微細気泡をノズル１７から噴出させることにより、ワイヤソー３による切断後のウエハＷ間がプラスに帯電されている場合に、ウエハＷ間へ微細気泡を引き込むように侵入させることができる。
　また、微細気泡発生装置１８は、ワイヤソー３によって切断された際の溝幅以下の直径の微細気泡をノズル１７から噴出させるのが好ましく、シリコンインゴット１を枚葉化する際に用いられたワイヤソー３に用いられているワイヤ４のワイヤ径以下の直径の微細気泡をノズル１７から噴出させるのがより好ましく、１００μｍ以下の直径の微細気泡をノズル１７から噴出させるのがより一層好ましく、平均２０μｍ以下の直径の微細気泡をノズル１７から噴出させるのが最良である。
　尚、カセット１２には、シリコンインゴット１を枚葉化する際に用いられたワイヤソー３の走行方向と取出体１９及び搬送体２０によるウエハＷ取出・搬送方向とが同じとなるように、枚葉化された多数枚のウエハＷが密着状態の縦置きで収納されるのが好ましい。
　以下、本発明のウエハ分離搬送装置１１の具体的な構成を説明する。
　カセット１２は、多数枚のウエハＷを収納することができ且つノズル１７から噴射された微細気泡を通過させるための下方開口１２ａが形成されていれば、特に、強度を確保したうえで形状や材質等は限定されるものではない。尚、本実施の形態においては、ウエハＷの収納が可能となるように、上方にも開口していると共に、後述するウエハＷの取り出し時に取出体１９が横置き最上位に位置するウエハＷと接触することができるように、ウエハＷの高さ（縦置き時）よりも低く設定されている。
　カセット支持体１３は、カセット１２の着脱及び支持をすることができ且つノズル１７から噴射された微細気泡を通過させるための下方開口１３ａが形成されていれば、特に、強度を確保したうえで形状や材質等は限定されるものではない。尚、本実施の形態においては、カセット１２の収納が可能となるように、上方にも開口していると共に、後述する取り出し時に取出体１９が横置き最上位に位置するウエハＷと接触することができるように、ウエハＷの高さ（縦置き時）よりも低く設定されている。
　昇降装置１４は、図示を略す昇降駆動装置（例えば、ソレノイド）の駆動によって伸張するシャフト２３と、シャフト２３の上端に固定された中間支持体２４と、液槽１６の側壁に上下方向に沿って延在固定されたガイドレール２５と、中間支持体２４に設けられてガイドレール２５に案内されるガイド板２６と、中間支持体２４から立設された固定シャフト２７と、固定シャフト２７の上端に固定された固定基板２８と、固定基板２８に固定された断面クランク形状の支持基板２９と、支持基板２９の下板２９ａに固定された軸支持部３０と、を備えている。
　尚、ガイドレール２５とガイド板２６とは、固定シャフト２７によって回動装置１５並びにカセット１２を片持ち状態で支持することから、その重量バランス（図１の紙面左右方向）を考慮した位置でスライドするように設定されている。
　また、支持基板２９は、固定基板２８の上面に固定されて先端が液槽１６の内側に突出する上板２９ｂと、上板２９ｂの先端から下方に延びる縦板２９ｃと、縦板２９ｃの下端から液槽１６の内方側に向けて直角に屈曲する水平な下板２９ａと、を一体に備え、これら各板２９ａ，２９ｂ，２９ｃによって断面略クランク形状に形成されている。
　回動装置１５は、上板２９ｂに固定されてその出力軸が液槽１６の内側に向けて突出した駆動モータ３１と、駆動モータ３１に設けられた駆動プーリ３２と、軸支持部３０を貫通する回転軸３３と、回転軸３３の一端に設けられた従動プーリ３４と、各プーリ３２，３４間に回動移動可能に張設された無端ベルト３５と、回転軸３３の他端に設けられた回動アーム３６と、を備え、この回動アーム３５にカセット支持体１３が固定されている。また、駆動モータ３１の駆動によって、回動アーム３５を回動させることによって、カセット１２がカセット支持体１３と一体に回動し、図３に示すように、その倒伏状態（水平状態）のときにカセット１２に収納された各ウエハＷが縦置きとなり、図４に示すように、その起立状態（垂直状態）のときにカセット１２に収納されたウエハＷが横置きとなる。
　また、回動アーム３５は、その起立状態のときに、カセット１２に収納されたウエハＷの上縁部（縦置き時）が液槽１６の内壁面に略密着する位置にまで接近できるように設定されている。尚、その起立時にウエハＷの上縁部（縦置き時）が液槽１６の内壁面に略密着する位置にまで接近させると、後述するウエハＷ間に侵入した微細気泡Ｂによって各ウエハＷが不測に動いてしまうことを抑制することができる。
　液槽１６は、その内部に、純水等の液体が収納され、昇降装置１４の下降によってカセット１２に収納されたウエハＷが完全に浸されるような深さを備えている。尚、本実施の形態においては、液槽１６の深さは、昇降装置１４が下死点に位置した状態でカセット支持体１３を起立させた状態においても、ウエハＷが完全に浸っている深さ（少なくとも液位）に設定されている。また、液槽１６内に収納される液体は、後述する微細気泡がウエハＷ間にある程度の時間留まる必要があることを考慮し、揮発性を除いて適宜選択し得るもので、例えば、２次洗浄を兼ねた場合には２次洗浄液等を用いることができる。
　ノズル１７は、液槽１６の最深部付近に設置され、微罪気泡発生装置１８で発生された微細気泡を噴出することができれば、その数等は特に限定されるものではない。
　微細気泡発生装置１８は、例えば、ポンプやミキサー（共に図示せず）等を備え、その圧力設定を行うことで発生させる微細気泡の気泡径を変更調節することができる公知のものが用いられている。尚、本実施の形態においては、１００μｍ以下とされ、厳密には、図６（Ａ）に示すように、ウエハＷ間に侵入した微細気泡Ｂの平均気泡径が２０μｍ付近である、所謂、ナノバブルを発生させることができれば、その構造等は特に限定されるものではない。
　この際、微細気泡発生装置１８は、図６（Ｂ）に示すように、その気泡内周囲がマイナス（－）に帯電されている。
　これにより、例えば、予備洗浄又は二次洗浄時に除去されるスラリー等がプラスに帯電されていることから、このスラリーが二次洗浄後においても残存してしまっている場合を含め、ウエハＷの間等がプラスに帯電されていることが多いものとして、マイナスに帯電された微細気泡を引き付き効果によって効率良くウエハＷ間に侵入させることができる。
　取出体１９には、図示を略する駆動モータ等の駆動によって回転（図１の反時計回り方向）するローラ体等が用いられており、その材質等は、弾性を備え且つ摩擦抵抗が比較的高いものが用いられている（例えば、ウレタン）。また、取出体１９は、本実施の形態では、一つのローラ体からなるが、ウエハＷの搬送幅を考慮した位置並びに数に設定することができる。
　搬送体２０は、図７に示すように、取出体１９を回転駆動させる駆動モータを兼用又は別途設置によって、互いに逆方向に回転することでウエハＷをニップ搬送する上下一対のローラ体３７と、ローラ体３７の搬送方向下流側に隣接配置された搬送支持プレート３８と、搬送支持プレート３８の上方に配置された欠陥判定装置３９と、搬送支持プレート３８の搬送方向下流側に隣接配置された複数の搬送ベルトコンベア４０と、搬送ベルトコンベア４０の任意の位置で欠陥判定装置３９によってウエハＷに欠陥が存在していると判定されたウエハＷを廃棄回収する分岐装置４１と、欠陥の発生していないウエハＷを回収する回収装置４２と、を備えている。なお、搬送支持プレート３８および搬送ベルトコンベア４０には、弾性を備え且つ摩擦抵抗が比較的高いものが用いられている（例えば、ウレタン）。また、分岐装置４１は、例えば、搬送ベルトコンベア４０の一部を下方に傾けて（図８の二点鎖線状態）搬送経路を一時的に切断し、その搬送方向下流側の経路切断部位で廃棄回収する。この際、廃棄回収されたウエハＷは、再利用に供される。
　欠陥判定装置３９は、ＣＣＤカメラによる画像処理によってクラック（ヒビや割れ等）や欠けが発生していないかを判定する。
　回収装置４２は、筺体４３と、筺体４３に設けられたサーボモータ４４と、サーボモータ４４の出力軸に設けられた駆動プーリ４５と、筺体４３に回転可能に支持された従動プーリ４６と、各プーリ４５，４６に回動移動可能に設けられたベルト４７と、従動プーリ４６を貫通して従動プーリ４６の回転によって上下方向に変位するボールねじ４８と、ボールねじ４８の一端が連結された昇降体４９と、昇降体４９に着脱可能に装着されたウエハ回収箱５０と、を備えている。
　ウエハ回収箱５０の前面は解放されており、洗浄後のウエハＷを１枚毎に分離状態で収納することができるように、スリット等のパーテーション（図示せず）が設けられている。また、昇降体４９の背面には、筺体４３に設けられたガイドレール５１と係合するガイド突起５２が設けられている。さらに、昇降体４９の上面には、ボールねじ４８の一端が回転可能に連結される連結部５３が設けられている。
　これにより、搬送ベルトコンベア４０によって搬送されたウエハＷは、ウエハ回収箱５０の上方から順次、分離状態で回収・収納され、サーボモータ４４のインチング駆動によって順次上方へとウエハ回収箱５０が変位されつつ、各パーテーション毎にウエハＷが回収・収納される。
　この際、ウエハ搬送方向最下流に配置された搬送ベルトコンベア４０の下流端は、ウエハ回収箱５０の内部に臨んでいることが好ましい。
　なお、駆動プーリ４５と従動プーリ４６とは、その径を変えることによってギヤ比と同様の調整を行う。また、サーボモータ４４、従動プーリ４６、ベルト４７、ボールねじ４８は、ソレノイド等を用いても良い。
　移動装置２１は、ノズル１７をウエハＷの隣接方向に沿って水平に移動させるもので、例えば、５．０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させる。尚、この移動装置２１は、ノズル１７を移動させる代わりに、カセット１２をウエハＷの隣接方向に沿って水平に移動させても良い。
　カバー２２は、カセット支持体１３の下方を除く五面を略隙間無く覆うもので、ノズル１７から噴出された微細気泡をカバー２２内に閉じ込めることによって、各ウエハＷ間への微細気泡の侵入を促進するものである。尚、カバー２２の材質や形状等は特に限定されるものではない。また、昇降装置１４によってカセット１２を昇降させている間や、カセット支持体１３が回動起立されている状態では外される。
　上記の構成において、ウエハＷは、シリコンインゴット１を支持板１０と一体に多数枚に切断する切断ステップ（ステップＳ１）と、切断後のシリコンインゴット１を支持板１０から剥離して枚葉化する剥離ステップ（ステップＳ２）と、剥離後の枚葉化された多数枚のウエハＷを少なくとも上下に開放するカセット１２内に密着状態の縦置きで収納する収納ステップ（ステップＳ３）と、少なくとも上下に開放するカセット支持体１３にカセット１２を装着支持させる装着支持ステップ（ステップＳ４）と、昇降装置１４を用いてカセット支持体１３をカセット１２と一体に下降させて縦置き状態のウエハＷを液槽１６内の液体に浸す下降ステップ（ステップＳ５）と、カセット支持体１３の下方から縦置き状態のウエハＷに向けて微細気泡発生装置１８で発生させた微細気泡をノズル１７から噴出して多数枚の各ウエハＷ間に微細気泡を侵入停滞させる微細気泡噴出ステップ（ステップＳ６）と、回動装置１５を用いて多数枚の各ウエハＷ間に微細気泡を侵入停滞させたままのカセット支持体１３をカセット１２と一体に回動させて多数枚のウエハＷを横置きとする回動ステップ（ステップＳ７）と、昇降装置１４を用いてウエハＷを横置き状態としたままカセット支持体１３をカセット１２と一体に上昇させて最上位に位置するウエハＷを液槽１６の少なくとも液面よりも上方へと引き上げる上昇ステップ（ステップＳ８）と、液面よりも上方に引き上げられた最上位のウエハＷを取り出す取り出しステップ（ステップＳ９）と、取り出し後のウエハＷを搬送する搬送ステップ（ステップＳ１０）と、搬送されたウエハＷを太陽電池製造装置に移送する移送ステップ（ステップＳ１１）と、を経由することによって、例えば、Ｐ型ウエハＷ又はＮ型ウエハＷを製造するためのテクスチャ処理を施すための化学エッチング装置に向けてウエハＷを移送するといったように、太陽電池用ウエハとして製造工程に引き継ぐことができる。
　即ち、ステップＳ１でワイヤソー３を用いてシリコンインゴット１を切断した後には、ワイヤソー３から支持体１０で支持されたままの切断済みシリコンインゴット１が、公知の予備洗浄装置並びに二次洗浄装置を経由することでスラリー等が除去されると共に、支持体１０が除去されて、ウエハＷが枚葉化される（ステップＳ２）。
　その枚葉化された各ウエハＷは、今まで手作業で洗浄・剥離・分離作業が行われていた際に使用されていたカセット１２等を用いて、そのカセット１２内に密着した状態のまま多数枚のウエハＷが収納され（ステップＳ３）、工場等に応じてウエハ分離搬送装置１１にまで持ち込まれたうえで、そのカセット１２をカセット支持体１３に装着支持させる（ステップＳ４）。
　その後に、ソレノイド等を駆動してカセット支持体１３を下降させて予め液体が収納された液槽１６にウエハＷが完全に浸る下死点にまで下降させる（ステップＳ５）。
　次に、微細気泡発生装置１８を駆動させて、ノズル１７から平均で気泡径２０μｍの微細気泡を噴出させ、ノズル１７を所定の速度で移動させつつ各ウエハＷの間に、その平均気泡径２０μｍの微細気泡（ナノバブル）Ｂを侵入させる（ステップＳ６）。
　さらに、全てのウエハＷ間に微細気泡Ｂが侵入したらば、駆動モータ３１を駆動させて無端ベルト３５の回動移動により回転軸３３を回転させ、回動アーム３６の回動に連動してカセット支持体１３を起立させる（ステップＳ７）。
　この後、最上位に位置するウエハＷが液槽１６の上縁部よりも上方に位置した所定取り出し位置にまでカセット支持体１３を上昇させ、その所定取り出し位置にて停止する（ステップＳ８）。
　すると、最上位に位置したウエハＷに取出体１９が接し、取出体１９の回転によって最上位に位置するウエハＷが取り出され（ステップＳ９）、そのまま搬送体２０によってニップ搬送され（ステップＳ１０）、回収装置４２へと移送される（ステップＳ１１）。
　尚、このステップＳ９～Ｓ１１は、次段以降の順次最上位に位置するウエハＷに対しても行われ、必要に応じて（例えば、３枚毎等）昇降装置１４が下セット支持体１３を上昇させる。
　さらに、ステップ１１の移送処理時には、欠陥判定装置３９によってウエハＷの欠陥が判定され（ステップＳ１２）、欠陥が発生している場合にはその欠陥ウエハＷは分岐装置４１によって分岐（跳ね）され（ステップＳ１３）、欠陥の発生していないウエハＷは回収装置４２によってウエハ回収箱５０に順次回収される（ステップＳ１４）。
　なお、本実施の形態においては、ワイヤソー３によって多数枚に切断されたウエハＷを直接、分離・搬送したが、図１０に示すように、本発明に示した微細気泡発生装置１８と同等のもの予備洗浄槽（予備洗浄装置）６１として利用し、ステップＳ１からステップＳ３までを経由したカセット１２に収納されたウエハＷを予備洗浄した後に、一つ以上の搬送装置６２を経由して分離搬送するように構成することも可能である。
　また、ウエハ回収箱５０で回収した後のウエハＷを、ウエハ回収箱５０ごと多軸ロボットアーム（図示せず）で自動移送して次工程（仕上洗浄や鏡面加工）の装置へと引き継ぐことも可能である。
　このように、本発明に係るウエハ分離装置によれば、支持体１０から剥離された後の多数枚の各ウエハＷ間に微細気泡Ｂを侵入させることにより、各ウエハＷ間のくっつきを抑制し、効率良く分離作業を行うことができる。
　また。微細気泡Ｂが各ウエハＷ間に侵入しているだけで、分離状態となっていることから、強引な分離（例えば、圧力水噴射等）による破損等の発生を抑制することができる。
　ところで、上記実施の形態では、本発明に係るウエハ分離装置を単結晶シリコンウエハに適用して説明したが、多結晶シリコンウエハへの適用も可能である。
　この際、多結晶シリコンウエハは、例えば、バンドソーなどを用いて四角形型の多結晶シリコンインゴットを四角形型の多結晶シリコンブロックに切り出したうえで、寸法出しやエッチング等の仕上げ工程に付した後、上述したワイヤソー等によって切断される。
　以上説明したように本発明によれば、安価且つ小型でありながら、分離・搬送時におけるウエハの分離性能を向上すると共に、分離・搬送時におけるウエハの破損等の発生を抑制することができるウエハ分離装置を提供することができる。

Claims (20)

  1. 　枚葉化された多数枚のウエハを密着状態の縦置きで収納すると共に少なくとも上下に開放するカセットと、該カセットを着脱可能支持し且つ少なくとも上下に開放するカセット支持体と、該カセット支持体を前記カセットと一体に昇降させる昇降装置と、該昇降装置が下降した際に前記カセット支持体が前記カセットと一体に浸される液体を収容した液槽と、該液槽内に設置されて前記カセット支持体の下方から多数枚のウエハに向って微細気泡を噴出するノズルと、該ノズルから噴出される微細気泡を発生させる微細気泡発生装置と、を備えていることを特徴とするウエハ分離装置。
  2. 　枚葉化された多数枚のウエハを密着状態の縦置きで収納すると共に少なくとも上下に開放するカセットと、該カセットを着脱可能支持し且つ少なくとも上下に開放するカセット支持体と、該カセット支持体を前記カセットと一体に昇降させる昇降装置と、該昇降装置に設置されて前記カセットに収納されたウエハを縦置き状態と横置き状態とに切り換えるように前記カセット支持体を前記カセットと一体に回動させる回動装置と、前記昇降装置が下降した際に前記カセット支持体が前記カセットと一体に浸される液体を収容した液槽と、該液槽内に設置されて前記カセット支持体の下方から多数枚のウエハに向って微細気泡を噴出するノズルと、該ノズルから噴出される微細気泡を発生させる微細気泡発生装置と、前記液槽内から上昇された横置き状態のウエハを最上位から取り出す取出体と、該取出体で取り出した最上位のウエハを搬送する搬送体と、を備えていることを特徴とするウエハ分離搬送装置。
  3. 　前記搬送体は、その搬送経路上流側付近に配置されて搬送過程にあるウエハの欠陥を判定する欠陥判定装置と、該欠陥判定装置よりも搬送経路下流側に配置されて欠陥が存在していると判定されたウエハを搬送ルートとは別の廃棄ルートへと分岐させる分岐装置と、前記欠陥判定装置によって欠陥が存在していないと判定されたウエハを回収する回収装置と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載のウエハ分離搬送装置。
  4. 　前記ノズル又は前記カセット支持体をウエハの隣接方向に沿って移動させる移動装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のウエハ分離装置又は請求項２から請求項３に記載のウエハ分離搬送装置。
  5. 　前記液槽内に浸っている状態で前記カセット支持体の下面を除く五面を覆うカバーを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置。
  6. 　前記微細気泡発生装置は、マイナスに帯電された微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置。
  7. 　前記微細気泡発生装置は、シリコンインゴットを枚葉化する際に用いられたワイヤソーによって切断された際の溝幅以下の直径の微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置。
  8. 　前記微細気泡発生装置は、シリコンインゴットを枚葉化する際に用いられたワイヤソーのワイヤ径以下の直径の微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置。
  9. 　前記微細気泡発生装置は、１００μｍ以下の直径の微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置。
  10. 　前記微細気泡発生装置は、平均２０μｍ以下の直径の微細気泡を前記ノズルから噴出させることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のウエハ分離装置又はウエハ分離搬送装置。
  11. 　前記カセットには、シリコンインゴットを枚葉化する際に用いられたワイヤソーの走行方向と前記取出体及び前記搬送体によるウエハ取出・搬送方向とが同じとなるように、枚葉化された多数枚のウエハが密着状態の縦置きで収納されることを特徴とする請求項２乃至請求項１０の何れかに記載のウエハ分離搬送装置。
  12. 　前記回動装置は、前記カセット支持体を起立された際に、前記カセットに収納した縦置き状態でのウエハ上縁部が前記液槽の縦内壁面に近接するように前記カセット支持体を支持していることを特徴とする請求項２乃至請求項１１の何れかに記載のウエハ分離搬送装置。
  13. 　枚葉化された多数枚のウエハを少なくとも上下に開放するカセット内に密着状態の縦置きで収納する収納ステップと、少なくとも上下に開放するカセット支持体に前記カセットを装着支持させる装着支持ステップと、昇降装置を用いて前記カセット支持体を前記カセットと一体に下降させて縦置き状態のウエハを液槽内の液体に浸す下降ステップと、前記カセット支持体の下方から縦置き状態のウエハに向けて微細気泡発生装置で発生させた微細気泡を噴出して多数枚の各ウエハ内に微細気泡を侵入停滞させる微細気泡噴出ステップと、を備えていることを特徴とするウエハ分離方法。
  14. 　枚葉化された多数枚のウエハを少なくとも上下に開放するカセット内に密着状態の縦置きで収納する収納ステップと、少なくとも上下に開放するカセット支持体に前記カセットを装着支持させる装着支持ステップと、昇降装置を用いて前記カセット支持体を前記カセットと一体に下降させて縦置き状態のウエハを液槽内の液体に浸す下降ステップと、前記カセット支持体の下方から縦置き状態のウエハに向けて微細気泡発生装置で発生させた微細気泡を噴出して多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させる微細気泡噴出ステップと、回動装置を用いて多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させたままのカセット支持体を前記カセットと一体に回動させて多数枚のウエハを横置きとする回動ステップと、前記昇降装置を用いてウエハを横置き状態としたまま前記カセット支持体を前記カセットと一体に上昇させて最上位に位置するウエハを前記液槽の少なくとも液面よりも上方へと引き上げる上昇ステップと、液面よりも上方に引き上げられた最上位のウエハを取り出す取り出しステップと、取り出し後のウエハを搬送する搬送ステップと、を備えていることを特徴とするウエハ分離搬送方法。
  15. 　剥離後の枚葉化された多数枚のウエハを少なくとも上下に開放するカセット内に密着状態の縦置きで収納する収納ステップと、少なくとも上下に開放するカセット支持体に前記カセットを装着支持させる装着支持ステップと、昇降装置を用いて前記カセット支持体を前記カセットと一体に下降させて縦置き状態のウエハを予備洗浄する予備洗浄ステップと、予備洗浄後の前記カセットを取り出して搬送する取出・搬送ステップと、搬送した前記カセットを液槽内の液体に浸す下降ステップと、前記カセット支持体の下方から縦置き状態のウエハに向けて微細気泡発生装置で発生させた微細気泡を噴出して多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させる微細気泡噴出ステップと、回動装置を用いて多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させたままのカセット支持体を前記カセットと一体に回動させて多数枚のウエハを横置きとする回動ステップと、前記昇降装置を用いてウエハを横置き状態としたまま前記カセット支持体を前記カセットと一体に上昇させて最上位に位置するウエハを前記液槽の少なくとも液面よりも上方へと引き上げる上昇ステップと、液面よりも上方に引き上げられた最上位のウエハを取り出す取り出しステップと、取り出し後のウエハを搬送する搬送ステップと、を備えていることを特徴とするウエハ分離搬送方法。
  16. 　シリコンインゴットを支持板と一体に多数枚に切断する切断ステップと、切断後のシリコンインゴットを支持板から剥離して枚葉化する剥離ステップと、剥離後の枚葉化された多数枚のウエハを少なくとも上下に開放するカセット内に密着状態の縦置きで収納する収納ステップと、少なくとも上下に開放するカセット支持体に前記カセットを装着支持させる装着支持ステップと、昇降装置を用いて前記カセット支持体を前記カセットと一体に下降させて縦置き状態のウエハを液槽内の液体に浸す下降ステップと、前記カセット支持体の下方から縦置き状態のウエハに向けて微細気泡発生装置で発生させた微細気泡を噴出して多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させる微細気泡噴出ステップと、回動装置を用いて多数枚の各ウエハ間に微細気泡を侵入停滞させたままのカセット支持体を前記カセットと一体に回動させて多数枚のウエハを横置きとする回動ステップと、前記昇降装置を用いてウエハを横置き状態としたまま前記カセット支持体を前記カセットと一体に上昇させて最上位に位置するウエハを前記液槽の少なくとも液面よりも上方へと引き上げる上昇ステップと、液面よりも上方に引き上げられた最上位のウエハを取り出す取り出しステップと、取り出し後のウエハを搬送する搬送ステップと、搬送されたウエハを太陽電池製造装置に移送する移送ステップと、を備えていることを特徴とする太陽電池用ウエハ分離搬送方法。
  17. 　前記搬送ステップで搬送されたウエハをウエハ回収箱に回収自動回収する回収ステップと、回収後のウエハ回収箱を多軸ロボットアームを用いて次工程へと自動搬送する次工程搬送ステップと、を備えていることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載のウエハ分離搬送方法又は請求項１６に記載の太陽電池用ウエハ分離搬送方法。
  18. 　前記移送ステップは、Ｐ型ウエハ又はＮ型ウエハを製造するためのテクスチャ処理を施すための化学エッチング装置に向けてウエハを移送することを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池用ウエハ分離搬送方法。
  19. 　前記微細気泡噴出ステップでは、前記ノズル又は前記カセット支持体をウエハの隣接方向に沿って移動させることを特徴とする請求項１２に記載のウエハ分離方法又は請求項１３に記載のウエハ分離搬送方法又は請求項１６又は請求項１７に記載の太陽電池用ウエハ分離搬送方法。
  20. 　前記微細気泡噴出ステップの開始前に、前記液槽内に浸っている状態の前記カセット支持体の下面を除く五面をカバーで覆うことを特徴とする請求項１３乃至請求項１８の何れかに記載のウエハ分離方法又はウエハ分離搬送方法又は太陽電池用ウエハ分離搬送方法。
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