Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Vereinzeln von Substraten von einem Stapel, insbesondere von feuchten Silizium-Wafern von einem Wafer- Stapel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wafer aus Silizium zur Herstellung von fotovoltaischen Zellen werden, wie auch in der Mikroelektronik, mit Hilfe von Drahtsägen aus dem Block herausgeschnitten. Dieser Block wurde zuvor mit einer Glasplatte verklebt, um den notwendigen Halt für eine vollständige Durchtrennung zu erzielen. Die einzelnen Zellen hängen dann nur noch an der Klebenaht, da die Drahtsäge auch in den Glasgrund eindringt. Der Sägevorgang erfolgt unter ständiger Spülung mit einem besonderen Medium, das sich mit den Sägekörnern vermischt. Durch dieses pastöse Gemisch haften die Wafer büschelweise fest aufeinander und lassen sich zur weiteren Verarbeitung nur sehr schwer voneinander trennen. Erschwerend kommt hinzu, dass die Wafer bis zum Verarbeitungsprozess ständig feucht gehalten werden müssen. In bekannter Weise werden bisher die Wafer büschelweise von Hand von der Klebenaht abgetrennt und durch Abziehen des obersten Wafers zwischen Daumen und Mittelfinger vereinzelt. Die inzwischen eingetretene Massenfertigung bei der Herstellung von fotovoltaischen Zellen fordert jedoch ein automatisiertes Verfahren. Hinzu kommt, dass die Waferformate immer größer werden. Zur Zeit ist man bei einer Wafergröße von 156 x 156 mm angelangt und der Trend geht zu 210 x 210 mm. Spätestens dann ist man aus

ergonomischen Gründen nicht mehr in der Lage, die Wafer von Hand zu vereinzeln.

Bei einer aus der DE 199 04 834 Al bekannten Einrichtung der eingangs genannten Art ist der Wafer-Stapel auf einem Tragarm eines Hubwerks in Flüssigkeit getaucht gehalten, wobei die einzelnen Silizium-Wafer horizontal angeordnet noch an einer Trägerglasplatte geklebt sind. Der jeweils oberste Silizium-Wafer wird mit Hilfe eines Werkzeugs von der Glasplatte abgelöst und mittels eines als Fördervorrichtung dienenden Flüssigkeitsstroms zu einer Kassette gefördert. Das notwendige Abtrennen jedes einzelnen Silizium-Wafers von der Trägerglasplatte benötigt Zeit und bringt die Gefahr einer Beschädigung der Kante des betreffenden Silizium-Wafers mit sich. Außerdem ist das Erfassen des abgelösten Silizium-Wafers vom Flüssigkeitsstrom mit Problemen behaftet, weil die einzelnen Silizium-Wafer aus ihrer horizontalen Lage um die Klebeverbindung mit der Trägerglasplatte abkippen können, so dass sie außenrandseitig am nachfolgenden unteren Silizium-Wafer haften können. Dieses Problem wird um so größer je großformatiger die Silizium-Wafer sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung zu schaffen, die die feuchten, im Stapel gehaltenen dünnen und bruchempfindlichen Wafer, auch großformatig, sicher und schnell voneinander trennt und vereinzelt .

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Einrichtung zum Vereinzeln von Substraten von einem Stapel, insbesondere von feuchten Silizium-Wafern von einem Wafer-Stapel der genannten Art die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, dass die einzelnen bereits von der Trägerglasplatte abgelösten und auf einem Wafer-Stapel flächig aufeinander liegenden feuchten Silizium-Wafer in einfacher und schneller Weise jeweils von der Unterseite des Stapels aus diesem herausgezogen werden können. Eine Beschädigung der Wafer an ihren Rändern ist dadurch vermieden. Diese Art des Entnehmens eines Silizium-Wafers aus einem Wafer-Stapel ist unabhängig vom Format der Wafer.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 beziehungsweise 3 ist erreicht, dass eine sichere Weiterbeförderung gewährleistet ist und ein zur weiteren Verarbeitung erwünschter Abstand zwischen den vereinzelten Wafern entsteht.

Mit den Merkmalen nach Anspruch 4 ist erreicht, dass im Nutenbereich der Vereinzelungswalzen der notwendige Flüssigkeitsfilm erhalten bleibt und überschüssige Feuchtigkeit abfließen kann.

Mit den Merkmalen nach Anspruch 5 und/oder 6 ist erreicht, dass die Walzenabstände enger gehalten werden können, um die dünnen bruchempfindlichen Wafer noch mehr abstützen zu können.

Mit den Merkmalen nach Anspruch 7 und/oder 8 ist erreicht, dass durch Konstanthalten der Auflagekraft gegen die elastischen Vereinzelungswalzen trotz abnehmendem Wafer- Stapel auch der Spalt zwischen der Abstreifleiste und der nachgiebigen Walzen-Ebene konstant, das heißt auf Waferdicke gehalten werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des

in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels naher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Figur 1 in schematischer Vorderansicht den auf

Vereinzelungswalzen ruhenden Wafer-Stapel, der von einem Stempel angedruckt wird, mit der Abstreifleiste, dem Auszugswalzenpaar, zwischen dem sich gerade ein halb herausgezogener Wafer befindet, und den sich anschließenden Forderelementen und

Figur 2 in schematischer Draufsicht die ineinander greifenden, gestuften Walzen mit der Lage des Wafer-Stapels, den verstellbaren seitlichen Führungsleisten, vor und nach der Vereinzelung sowie die Abstreifleiste und die obere Auszugswalze .

In Figur 1 erkennt man einen aus Silizium-Wafern 2 bestehenden Wafer-Stapel 1, der dadurch entstanden ist, dass ein Siliziumblock, der über eine Klebeverbindung an einer Tragerglasplatte haftet, durch Drahtsagen in eine Vielzahl von Silizium-Wafer 2 geschnitten wurde, und die Silizium-Wafer 2 nach dem Drahtsagen an der Verbindungsbzw. Klebenaht vom Grund der Tragerglasplatte abgetrennt bzw. abgelost wurden. Der Wafer-Stapel 1 aus den flachig aufeinanderliegenden feuchten Silizium-Wafern 2 ist auf Vereinzelungswalzen 4 aufgesetzt, die sich wahrend des Abstapelns standig drehen. Über eine Berieselungsanlage 10 werden die Wafer 2 zum Erleichtern des Abstapelns und für den sich anschließenden Prozess standig feucht gehalten. Ein Stempel 3 mit geregelter Anpresskraft halt die Auflagekraft auf die außen umfangsseitig elastischen und damit nachgiebigen Vereinzelungswalzen unabhängig von der Waferstapelhohe konstant. Damit wird erreicht, dass der

Spalt zwischen der Vereinzelungswalzen-Ebene 1 und der Abstreifleiste 5 konstant auf geringfügig mehr als die Waferdicke gehalten wird, so dass nur ein dünner Wafer 2 hindurch geschoben beziehungsweise gezogen werden kann und der Rest des Stapels 1 zurückgehalten wird.

Sobald die Vereinzelungswalzen 4 aufgrund Reibschluss den untersten Wafer 2.1 ein stück ausgeschoben haben, wird der Vereinzelungsvorgang von Auszugswalzen 6.1 und 6.2 die als Paar übereinanderliegen, unterstützt. Die Auszugswalzen 6.1, 6.2 sind mit gleicher Drehzahl angetrieben und üben eine elastische Pressung auf den betreffenden Silizium- Wafer 2.1 aus, wobei ebenfalls eine reibschlüssige Verbindung zwischen den Auszugswalzen 6.1, 6.2 und dem Silizium-Wafer 2.1 entsteht. Die elastische Pressung wird beispielsweise durch eine federnd vorgespannte Lagerung der oberen Auszugswalze 6.1 erreicht. Die Auszugswalzen 6.1, 6.2 übergeben dann den Wafer 2.1 an sich anschließende Förderelemente 7, die sowohl als Walzen- oder Röllchenbahn, als Förderriemen oder Förderbänder oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein können.

In Figur 2 ist insbesondere das Ineinandergreifen der durch aneinander gereihten vorzugsweise rechteckigen Nuten und Stegen gebildeten gestuften Walzen 4, 6.1 und 6.2 sowie gegebenenfalls 7 mit der Position des Wafer-Stapels 1 dargestellt. Die Einrichtung wird durch Führungsleisten 8.1, 8.2 und 9.1, 9.2 ergänzt und mit denen waferformatabhängig der Wafer-Stapel 1 seitlich positioniert und die vereinzelten Silizium-Wafer 2 geführt werden .