シート状基板剥離装置およびシート状基板剥離方法
【課題】成長基板に成長したシート状基板をその成長基板から自動的に剥離するシート状基板剥離装置と、シート状基板を成長基板から剥離するシート状基板剥離方法を提供する。
【解決手段】シート状基板剥離装置１はシート状シリコン基板を成長させるための成長用基板３と、シート状基板を剥離するための真空吸着パッド１１と、シート状基板を搬送するためのベルヌーイ吸着パッド１３とを備えている。成長基板３には、成長基板３を掴むようにシート状シリコン基板を成長させる第１面、第２面および第３面が設けられている。真空吸着パッド１１は、成長基板において第２面が位置する一端側から第２面と対向する他端側に至る長さの３分の１以下の距離にところに位置する部分に成長したシート状シリコン基板の部分が吸着される。
【解決手段】シート状基板剥離装置１はシート状シリコン基板を成長させるための成長用基板３と、シート状基板を剥離するための真空吸着パッド１１と、シート状基板を搬送するためのベルヌーイ吸着パッド１３とを備えている。成長基板３には、成長基板３を掴むようにシート状シリコン基板を成長させる第１面、第２面および第３面が設けられている。真空吸着パッド１１は、成長基板において第２面が位置する一端側から第２面と対向する他端側に至る長さの３分の１以下の距離にところに位置する部分に成長したシート状シリコン基板の部分が吸着される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状基板剥離装置およびシート状基板剥離方法に関し、特に、太陽電池の製造に使用されるシート状基板剥離装置と、シート状基板剥離方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池は単結晶シリコンウェハを用いて製造されてきた。しかし、単結晶シリコンウェハは、シリコンのインゴットを長時間かけて作製することによって製造されることからコストが非常に高くなるため、そのような単結晶ウェハから作製される太陽電池も当然に非常に高価なものとなっていた。
【０００３】
近年、低コスト化を図って太陽電池のさらなる普及を図るために、ウェハとしては、主に多結晶シリコンが使用されるようになった。このような多結晶シリコンは、いわゆるキャスト法によって製造される。キャスト法とは、たとえば特許文献１に提案されているように、まず、坩堝内で溶融されたシリコンを坩堝の底から徐々に引き上げながら冷却を行なってシリコンを固化させることにより、坩堝の底面から成長した長い結晶粒を主体とするインゴット（塊状）を作製し、そして、このインゴットを所定の厚さにスライスすることによって太陽電池に使用可能なウェハを得るという手法である。
【０００４】
ところが、キャスト法では、スライスを行なうために無駄になるシリコンが比較的多いという問題があった。そして、そのようなスライスを行なうための時間とコストが問題となっていた。そこで、最近では、このような問題点を解消するために、融液したシリコンからシート状の多結晶シリコンの板を直接製造する方法が種々提案されている。
【０００５】
溶融したシリコンからシート状シリコン基板を製造する方法の一つとして、シリコンの融点以下の温度に保持された基板（成長基板）を、シリコンの融液に接触させ、シート状シリコン基板を得る方法がある。たとえば特許文献２では、点状、線状および面上の凸部のうち少なくともいずれかを有する成長基板にシリコンを成長させることによって、シート状シリコン基板を製造する手法が提案されている。この手法では、かかる成長基板を用いることで、凸部を結晶成長の起点としてシリコン結晶を成長させて、凸部から成長した各結晶をつながらせることによりデンドライト成長が抑制されて、平滑性に優れたシート状シリコン基板を製造することができるとされる。
【０００６】
また、特許文献３では、溶融したシリコンに浸漬されて結晶成長がそれぞれ行なわれる第１面とその第１面と所定の位置関係にある第２面とを備えた成長基板を用いて、シート状シリコン基板を製造する手法が提案されている。特に、この成長基板によると、所定の配置関係による第１面と第２面とによってその第１面と第２面にそれぞれ成長するシート状のシリコン基板が成長基板を掴むような構造となることから、成長したシート状シリコン基板が成長基板から落下するのを低減することができるとされる。
【特許文献１】特開平１１−０２１１２０号公報
【特許文献２】特開２００１―２２３１７２号公報
【特許文献３】国際公開２００４/０１６８３６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来のシート状基板の製造方法では、次のような問題点があった。成長基板の表面に成長したシート状シリコン基板を、太陽電池等の商品に加工する場合には、シート状シリコン基板を成長基板から剥離する必要がある。特に、シート状シリコン基板からなる太陽電池等の商品を低コストでかつ大量に生産するには、シート状シリコン基板を成長基板から自動的に剥離することが可能な剥離装置が望まれている。
【０００８】
ところが、成長基板を掴むようにシート状シリコン基板を成長基板に成長させる手法では、シート状シリコン基板が成長基板に比較的強固に成長基板に密着しているため、シート状シリコン基板を成長基板から剥離することは困難であった。また、シート状シリコン基板は脆弱であるため、手作業による剥離であっても細心の注意が必要であり、このシート状シリコン基板を自動的に剥離することは極めて困難であった。
【０００９】
本発明は上記問題に解決するためになされたものであり、一つの目的は、成長基板に成長したシート状基板をその成長基板から自動的に剥離するシート状基板剥離装置を提供することであり、他の目的は、そのようなシート状基板を成長基板から剥離するシート状基板剥離方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るシート状基板剥離装置は、金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する所定の物質の融液に成長用基板を接触させて、その成長用基板の表面に成長した物質からなるシート状基板を、成長用基板から剥離するためのシート状基板剥離装置である。そのシート状基板剥離装置は、吸着部と移動部とを有している。吸着部は、成長用基板に成長したシート状基板における所定の部分を吸着する。移動部は、吸着部によりシート状基板を吸着した状態で吸着部および成長基板部の少なくともいずれかを移動させることにより、シート状基板を成長用基板から剥離する。成長用基板は、平面状に延在してシート状基板を実質的に成長させる主面と、その主面の一端側に設けられ、主面に成長するシート状基板の部分とで成長基板における一端側の部分を掴む態様でシート状基板の部分を成長させる所定の端面とを備えている。吸着部は、成長用基板において一端側に位置する部分に成長したシート状基板の部分を吸着する機能を備えている。移動部は、吸着部によってシート状基板を吸着した状態で、端面に成長したシート状基板の部分を端面から引離す態様で主面に平行に移動させる機能を備えている。
【００１１】
この構成によれば、成長基板の一端側を掴むように成長したシート状基板に対し、成長用基板において一端側に位置する部分に成長したシート状基板の部分を吸着した状態で、端面に成長したシート状基板の部分を端面から引離す態様で吸着部および成長基板部の少なくともいずれかを主面に平行に移動させることにより、シート状基板に圧縮応力や剪断応力が生じるのを抑えてシート状基板を損傷させることなく成長基板から剥離させることができる。なお、この明細書でいう平行とは、数学的な平行を意図するものではなく、装置の製造上の誤差、クリアランス、機械的な動作の遊び等を当然に含むものを意図する。
【００１２】
より具体的にシート状基板を破損させることなく成長基板から剥離するには、移動部は、シート状基板が成長基板の一端側の部分を掴んでいたのを開放する態様でシート状基板を移動させる機能を有していることが好ましい。
【００１３】
成長基板の一端側を掴むようにシート状基板を成長させるためには、成長基板における所定の端面は、主面と繋がる第１端面と、主面の法線ベクトルと反平行または鈍角をなす法線ベクトルを有して第１端面と繋がる第２端面とを含むことが好ましい。なお、この明細書でいう反平行および鈍角は、数学的に厳密な関係を意図するものではなく、製造上の誤差を当然に含むものである。
【００１４】
また、シート状基板に圧縮応力や剪断応力が生じないようにして剥離するには、吸着部は、成長用基板の一端側の端部から端面が位置する側とは反対の他端側の端部に至る第１長さに対して、成長用基板の一端側の端部から第１長さの３分の１以下の第２長さのところに位置する部分に成長したシート状基板の部分を吸着する機能を有しているか、あるいは、吸着部は、シート状基板における端面に成長したシート状基板の部分を吸着する機能を有していることが好ましい。なお、この明細書でいう一端側および他端側とは、それぞれの端部とその近傍の領域を含む。
【００１５】
成長基板から剥離されたシート状基板を次の工程へ送り出すためには、剥離されたシート状基板を搬出する搬出部を備えていることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るシート状基板剥離方法は、金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する所定の物質の融液に成長用基板を接触させて、その成長用基板の表面に成長した物質からなるシート状基板を、成長用基板から剥離するためのシート状基板剥離方法である。そのシート状基板剥離方法は、成長用基板として、平面状に延在してシート状基板を実質的に成長させる主面と、その主面の一端側に設けられ、主面に成長するシート状基板の部分とで成長基板における一端側の部分を掴む態様でシート状基板の部分を成長させる所定の端面とを備えた成長基板を用い、吸着ステップと剥離ステップとを備えている。吸着ステップでは、成長用基板を物質の融液に接触させることにより成長用基板の表面に成長した物質からなるシート状基板における所定の部分が吸着される。剥離ステップでは、シート状基板を吸着した状態で端面に成長したシート状基板の部分を端面から引離す態様でシート状基板および成長基板の少なくともいずれかを主面に平行に移動させることにより、シート状基板が成長用基板から剥離される。その吸着ステップでは、成長用基板において一端側に位置する部分に成長したシート状基板の部分が吸着される。
【００１７】
この方法によれば、成長基板の一端側を掴むように成長したシート状基板に対し、吸着ステップにおいて成長用基板において一端側に位置する部分に成長したシート状基板の部分が吸着されて、その状態で、剥離ステップにおいて、端面に成長したシート状基板の部分を端面から引離す態様でシート状基板および成長基板の少なくともいずれかを主面に平行に移動させることにより、シート状基板に圧縮応力や剪断応力が生じるのを抑えてシート状基板を損傷させることなく成長基板から剥離させることができる。
【００１８】
シート状基板として太陽電池に適用するには、物質してシリコンを適用し、シート状基板として、シート状シリコン基板を剥離させることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係るシート状基板剥離装置として、溶融したシリコン（シリコン融液）に成長基板に浸漬させ、その成長基板に成長したシート状シリコン基板を成長基板から剥離するためのシート状基板剥離装置について以下に説明する。なお、成長基板に成長させる対象としてシリコンは一例であって、シリコンに限られるものではない。
【００２０】
実施の形態１
（シート状基板剥離装置の構造）
本発明の実施の形態１に係るシート状基板剥離装置について説明する。図１に示すように、シート状基板剥離装置１は溶融したシリコンに浸漬させてシリコンのシート状基板（シート状シリコン基板）を成長させるための成長用基板３と、成長基板３に成長したシート状基板を剥離するための真空吸着パッド１１と、剥離されたシート状基板を搬送するためのベルヌーイ吸着パッド１３と、真空吸着パッド１１またはベルヌーイ吸着パッド１３を移動させるための垂直移動ロッド１５および水平移動ロッド１７と、成長用基板３を固定するための固定台９とを備えて構成される。
【００２１】
図１および図２に示すように、成長基板３には、それぞれシート状シリコン基板を成長させる第１成長面（主面）３ａ、第２成長面（第１端面）３ｂおよび第３成長面（第２端面）３ｃが設けられている。第１成長面３ａは平面状に延在してシート状シリコン基板を実質的に成長させる面となり、太陽電池等の商品として使用されるシート状シリコン基板が形成される面となる。第２成長面３ｂと第３成長面３ｃは、成長基板３における一端側に設けられている。
【００２２】
第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第２成長面３ｂの法線ベクトル３１とはほぼ直角をなしている。第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第３成長面３ｃの法線ベクトル３２とはほぼ反平行とされる。シート状シリコン基板は、第１成長面３ａから第３成長面３ｃにわたり成長基板３の一端側の部分を掴むように成長することになる。なお、成長基板３における第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃの法線ベクトル３０〜３２は、成長基板３の表面から外方に向う方向と定義される。
【００２３】
また、前述したように、デンドライト成長を抑制して平滑性に優れたシート状シリコン基板を得るためには、成長基板３の第１成長面３ａに凸部が設けられることがある。このような凸部が設けられて第１成長面３ａが凹凸表面を有しているような場合には、第１成長面３ａにおける法線ベクトルとしては局所的にさまざまな方向を向くことになるため、法線ベクトルは凸部を含む包絡面に対して定義することとする。
【００２４】
また、成長基板３の第１成長面３ａには、外周部に沿って堀５が設けられている。この堀５は、第１成長面３ａに成長するシート状シリコン基板と、成長基板３の外周部に成長するシリコンのバリとを分離させるためのものである。真空吸着パッド１１は、成長基板３に成長するシート状シリコン基板のうち、第１成長面３ａに成長した部分を真空吸着するように成長基板３の上方に配設されている。その真空吸着パッド１１は、所定の水平移動ロッド１７および垂直移動ロッド１５に取り付けられて、水平方向の移動と垂直方向の移動が可能とされる。また、真空吸着パッド１１は真空ラインに接続されて、制御ユニット１９によって真空のオン、オフが制御される。なお、図１では、簡単のために、真空ポンプもしくは真空エジェクタ、圧力計およびエアフィルタ等は図示されていない。
【００２５】
ベルヌーイ吸着パッド１３は、剥離されたシート状シリコン基板６０を所定の位置に搬送するためのものであり、重力的に安定したシート状シリコン基板６０の中心部付近を吸着するように吸着する位置が調整されている。固定台９は、シート状シリコン基板６０を剥離させる動作中に成長基板３が動かないように固定する治具である。このシート状基板剥離装置１では、成長基板３に設けられたアリ溝７を固定台９に嵌合させることによって、成長基板３が固定台９に固定されることになる。
【００２６】
次に、上述したシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板の剥離動作について説明をするが、その前に、シート状シリコン基板を成長させる成長基板の構造、その成長基板を用いたシート状シリコン基板の製造装置およびシート状シリコン基板の製造方法について具体的に説明する。
【００２７】
（シート状基板剥離装置における成長基板の構造）
成長基板３の形状（構造）について、図３〜図６に基づいて説明する。図３〜図６に示すように、成長基板３には、シート状シリコン基板を実質的に成長させる第１成長面（主面）３ａと、その第１成長面３ａに連続する第２成長面（第１端面）３ｂおよび第３成長面（第２端面）３ｃが形成されている。第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃは、成長基板３の一端側に形成されている。この第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃは、それぞれの法線ベクトル３１，３２が、第１成長面３ａの法線ベクトル３０とは反平行、鋭角、あるいは鈍角をなす面を含んでいる。
【００２８】
すなわち、図３に示される成長基板３では、図４に示すように、第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第３成長面３ｃの法線ベクトル３２とは反平行の関係になっている。そして、第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第２成長面３ｂの法線ベクトル３１とはほぼ直角の関係になっている。図５に示される成長基板３では、図６に示すように、第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第３成長面３ｃの法線ベクトル３２とは鈍角をなす関係になっている。そして、第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第２成長面３ｂの法線ベクトル３１とは鋭角をなす関係になっている。
【００２９】
成長基板３がこのような第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃを有していることで、その成長基板３に成長するシート状シリコン基板は、成長基板３の一端側の部分を掴むように成長することから、この構造は掴み構造と称される。
【００３０】
こうして、図４に示す成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０では、成長基板３の第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃとほぼ対応するように、第１面６０ａ、第２面６０ｂおよび第３面６０ｃが形成される。第１面６０ａの法線ベクトル３５と第３面６０ｃの法線ベクトル３７は反平行となり、第１面６０ａの法線ベクトル３５と第２面６０ｂの法線ベクトル３６はほぼ直角の関係になる。第１面６０ａと第２面６０ｂとの間に境界部分（稜の部分）が位置する。
【００３１】
また、図６に示す成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０では、成長基板３の第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃとほぼ対応するように、第１面６０ａ、第２面６０ｂおよび第３面６０ｃが形成される。第１面６０ａの法線ベクトル３５と第３面６０ｃの法線ベクトル３７は鈍角をなし、第１面６０ａの法線ベクトル３５と第２面６０ｂの法線ベクトル３６は鋭角の関係になる。第１面６０ａと第２面６０ｂとの間に境界部分（稜の部分）が位置する。
【００３２】
なお、成長基板３の法線ベクトル３０〜３２は、前述したように、成長基板３の表面から成長基板３の外方に向う方向として定義される。また、シート状シリコン基板６０の法線ベクトル３５〜３７は、シート状シリコン基板６０が成長する方向、すなわち、成長基板３の表面から離れる方向として定義される。
【００３３】
このような成長基板３を用いることで、シート状シリコン基板６０は成長基板３の一端側の部分を掴むように成長し、シート状シリコン基板６０が成長基板３から剥がれ落ちるのを防止して、シート状シリコン基板６０の回収率を向上させることが可能になる。
【００３４】
成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０を剥離する際には、剥離すべきシート状シリコン基板６０の第１面６０ａ〜第３面６０ｃと接する成長基板３の第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃのそれぞれの法線ベクトル３０〜３２と反平行の方向と、その法線ベクトル３０〜３２と鈍角をなす方向とのいずれの方向にも該当しない方向に引き出すことが望ましい。特に、上述した成長基板３では、太陽電池として使用される第１成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の第１面６０ａの部分を、第１成長面３ａに平行に引き出すことが好ましい。
【００３５】
なお、シート状シリコン基板６０において、成長基板３の第１成長面３ａに成長する部分と、成長基板３の側面に成長する部分（バリ）とが繋がっていると、このような引き出し方向を特定することは困難な場合がある。そこで、上述したように、図１に示すように、成長基板３に第１成長面３ａの周囲に沿って堀５を設けて第１成長面３ａに成長する部分とバリとを分離することで、引き出し方向を比較的容易に特定することができる。
【００３６】
（シート状シリコン基板の製造装置）
次に、成長基板にシート状シリコン基板を成長させるシート状シリコン基板の製造装置の一例について説明する。図７に示すように、シート状シリコン基板の製造装置では、坩堝昇降台５６の上に断熱材５５および坩堝台５４を介在させて坩堝５１が載置されている。坩堝５１の周囲には加熱用ヒーター５３が配設されている。その坩堝５１には加熱用ヒーター５３によって溶融したシリコン融液５２が貯留され、融点以上の所定の温度に保持されている。断熱材５５は、そのようなシリコン融液５２の温度を均一に保持するとともに、坩堝５１の底から熱が逃げるのを抑制する機能を有している。
【００３７】
坩堝５１の上方には、固定脚５７に固定された成長基板３が配設されている。成長基板３は駆動装置（図示せず）によって矢印に示す方向に搬送されながらシリコン融液５２に浸漬され、その後、シリコン融液５２から引き上げられる。成長基板３がシリコン融液５２に浸漬されて引き上げられる間に成長基板３の表面にシリコンが成長する。同じ厚さのシリコンを成長基板３の表面に成長させるため、坩堝昇降台５６は成長基板３がシリコン融液５２の融液面から一定の深さまで浸漬するように坩堝台５４を上下動させる機能を有している。
【００３８】
シート状シリコン基板６０を成長基板３に安定して成長させるには、シリコン融液５２の温度を精密に制御することが望まれる。たとえば、複数の熱電対、あるいは、放射温度計などを用いることでよりシリコン融液５２の温度をより精密に制御することが可能になる。
【００３９】
特に、熱電対の場合には、より正確に温度を測定しようとすれば、熱電対をシリコン融液５２に直接浸漬させるのが有効な手法である。ところが、この場合には、熱電対の保護管などが含有する不純物がシリコン融液５２に混入するおそれがあるため、不純物の混入が問題となるシート状シリコン基板６０の用途によっては、そのような熱電対による汚染を阻止する構造を採用することが求められる。
【００４０】
また、温度の制御方法としては、たとえば坩堝５１の壁に適当な孔などを設け、その孔に熱電対を挿入するなどして、シリコン融液５２の温度を間接的に制御する手法がある。また、放射温度計を用いてシリコン融液５２の温度を測定するような構造としてもよい。
【００４１】
（シート状シリコン基板の製造方法）
次に、図７に示されるシート状シリコン基板の製造装置に基づいて、シート状シリコン基板を製造する方法の一例について説明する。まず、シート状シリコン基板の比抵抗の値が所望の値になるようにホウ素（Ｂ）の濃度を調整したシリコンの塊を坩堝５１に入れ、その坩堝５１をチャンバー５８内の坩堝台５４に載置する。
【００４２】
次に、チャンバー５８内を真空引きしてチャンバ−５８内を所定の圧力まで減圧する。その後、チャンバー５８内にアルゴンガスを、たとえば流量１０×１０-3ｍ3／ｍｉｎにて流し続ける。常時アルゴンガスを流しつづけるのは、清浄なシリコン融液面を得るためである。次に、加熱用ヒーター５３の設定温度を段階的に上昇させて最終的に１５００℃に設定し、坩堝５１内のシリコンの塊を完全に溶融させてシリコン融液５２とする。
【００４３】
その後、シリコン融液５２の温度がたとえば１４１０℃となるように加熱用ヒーター５３の温度を設定し、その状態を約３０分間保持してシリコン融液５２の温度を安定させる。そして、坩堝昇降機構５６によって坩堝５１を所定の位置（高さ）に移動させる。
【００４４】
次に、成長基板３にシート状シリコン基板を成長させる。坩堝５１の上方に配設された固定脚５７に対して、たとえば図１に示す成長基板３の第１成長面３ａがシリコン融液５２と向かい合うように、第１成長面３ａを下方に向けて成長基板３があらかじめ固定される。固定脚５７に固定された成長基板３を駆動装置（図示せず）によって矢印に示す方向に搬送させながらシリコン融液５２に浸漬し、その後、シリコン融液５２から引き上げる。成長基板３がシリコン融液５２に浸漬されて引き上げられる間に成長基板３の表面にシリコンが成長することになる。
【００４５】
（シート状基板剥離装置の剥離動作）
次に、以上のようにして成長基板３に成長させたシート状シリコン基板６０を、本実施の形態に係るシート状基板剥離装置１によって成長基板３から剥離させる剥離動作について詳しく説明する。
【００４６】
まず、図８および図９に示すように、シート状シリコン基板６０を成長させた成長基板３が固定台９に固定される。次に、垂直移動ロッド１５を降下させて、成長基板３の第１成長面３ａにおいて第２成長面３ｂが位置する一端側の部分に成長したシート状シリコン基板６０の部分をめがけて真空吸着パッド１１を降ろす。次に、真空排気を行なって真空吸着パッド１１にそのシート状シリコン基板６０の部分を吸着させる。
【００４７】
次に、図１０に示すように、真空吸着パッド１１にシート状シリコン基板６０を吸着させた状態で水平移動ロッド１７を成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左側）に移動させることによって、図１１および図１２に示すように、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させる。
【００４８】
この場合、第１成長面３ａの一端側に成長するシート状シリコン基板６０の部分は第１成長面３ａに密着していることから、このシート状シリコン基板６０の法線ベクトル３５は第１成長面３ａの法線ベクトル３０（図２参照）と同じ向きになり、真空吸着パッド１１を移動させる方向は、法線ベクトル３５または法線ベクトル３０とほぼ直交する方向ということになる。また、この方向は、第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃに成長したシート状シリコン基板６０の部分を、第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃから引離す方向でもある。
【００４９】
その水平移動ロッド１７を移動させる距離としては、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させることができ、かつ、剥離されたシート状シリコン基板６０を搬送させるのに十分な距離であることが好ましい。この場合、その移動させる距離としては、成長基板３の第３成長面３ｃの幅Ｗよりも長いことが望ましい。こうして、シート状基板６０が成長基板６０の一端側の部分を掴んでいたのを開放した状態になる。シート状基板剥離装置１では、このようなシート状基板６０が成長基板３の一端側の部分を掴んでいたのを開放させる動作が行なわれる。
【００５０】
次に、真空排気を停止して真空吸着パッド１１をシート状シリコン基板６０から離し、シート状シリコン基板６０を搬送するのに支障のない位置に真空吸着パッド１１を退避させる。次に、剥離されて成長基板３の第１成長面３ａに載置された状態のシート状シリコン基板６０の中心部付近にベルヌーイ吸着パッド１３を降ろし、シート状シリコン基板６０を吸着させる。そして、図１３に示すように、シート状シリコン基板６０を吸着したベルヌーイ吸着パッド１３を移動させて、シート状シリコン基板６０を所定の位置に搬送する。こうして、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させる一連の剥離動作が完了する。
【００５１】
上述したシート状基板剥離装置１による剥離動作によれば、成長基板３の第１成長面３ａおける一端側の部分に成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着し、その吸着した状態でシート状シリコン基板６０を第１成長面３ａに平行に移動させる。これにより、シート状シリコン基板６０を破損させることなく高い歩留まりをもって成長基板３から剥離させることができる。
【００５２】
特に、シート状シリコン基板６０を破損させずに吸着するには、図９に示すように、成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側の端部から第２成長面３ｂと対向する他端側の端部に至る長さ（Ｌ）の３分の１以下の距離Ｓのところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着させることが望ましく、より高い歩留まりをもってシート状シリコン基板６０を剥離するには、その距離Ｓは５分の１以下であることがより望ましい。すなわち、第１成長面３ａと第２成長面３ｂとの境界部分（陵の部分）により接近したところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着しながら第１成長面３ａに平行に移動させることで、シート状シリコン基板６０を損傷させることなく成長基板３から剥離させることができる。これは、次の理由によると考えられる。
【００５３】
図９または図１０に示されるように、成長基板３が所定の配置関係を有する第１成長面３ａ、第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃを有していることで、点線枠４０内に示すように、シート状シリコン基板６０は成長基板３の一端側の部分を掴むように成長して、成長基板３に比較的強固に密着する。そのため、シート状シリコン基板６０の第１成長面３ａを真空吸着しながら第１成長面３ａに平行に移動（スライド）させるとき、シート状シリコン基板６０が成長基板３を掴む部分（点線枠４０内）と真空吸着する位置がそれぞれ力点となって、この２つの力点の間に圧縮応力が作用することになる。
【００５４】
このとき、第１成長面３ａと第２成長面３ｂとの境界部分からの距離（成長基板３の一端側の端部からの距離）Ｓが、距離Ｌの３分の１を越える距離のところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着してスライドさせようとすると、この場合には、この２つの力点間の距離が比較的離れているために、シート状シリコン基板６０を容易に反らせてしまうことになる。シート状シリコン基板６０が反った状態でさらにスライドさせようとすると、シート状シリコン基板６０には圧縮応力のみならず剪断応力も加わり、シート状シリコン基板６０が破壊されてしまうおそれが強くなる。
【００５５】
これに対して、成長基板３の一端側の端部からの距離Ｓが、距離Ｌの３分の１以下の距離のところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着してスライドさせる場合には、２つの力点間の距離が比較的短いために、シート状シリコン基板６０に圧縮応力に起因する反りが小さくなり、剪断応力も小さくなる。その結果、シート状シリコン基板６０を破壊することなく成長基板３から剥離させることができると考えられる。
【００５６】
また、上述したシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板の剥離方法は、シート状シリコン基板６０が成長した時点で反っている場合にも適用することができる。上述した成長基板３では、シート状シリコン基板６０は成長基板３における一端側の部分を掴むように成長するため、成長基板３の一端側の部分ではシート状シリコン基板６０は成長基板３と密着する。したがって、シート状シリコン基板６０が成長した時点で反っている場合とは、成長基板３における第２成長面３ｂが位置する側とは反対の他端側の部分に成長するシート状シリコン基板６０の部分が成長基板３の表面から離れている、あるいは、浮いているような場合である。
【００５７】
この場合に、成長基板３の一端側の端部から比較的離れたところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を真空吸着しようとすると、成長基板３の表面から浮いたシート状シリコン基板６０の部分を上方から押え付けることになる。そうすると、成長基板３の第１成長面３ａにおける一端側の部分に成長して第１成長面３ａに密着しているシート状シリコン基板６０の部分を成長基板３から引離そうとする力が作用することになり、シート状シリコン基板６０に割れを生じさせるおそれが強くなる。
【００５８】
これに対して、成長基板３の第１成長面３ａにおける一端側の部分により接近したところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を真空吸着する場合には、真空吸着するシート状シリコン基板６０の部分が成長基板３に密着しているため、上方から押さえつける力は成長基板３によって受けられてシート状シリコン基板６０にはあまり作用しない。その結果、シート状シリコン基板６０には無理な力が作用せず、シート状シリコン基板６０に割れを生じさせるおそれが低くなる。
【００５９】
真空吸着パッド１１によりシート状シリコン基板６０を真空吸着させた後に、そのシート状シリコン基板６０を移動させる方向は、図１０に示すように、成長基板３の３つの法線ベクトル３０〜３２のいずれに対しても鈍角をなさず、そして、反平行をなさない方向とすることが好ましい。具体的には、この方向は、法線ベクトル３０とほぼ直交する方向であり、成長基板３の第１成長面３ａに平行であって、真空吸着した位置から成長基板３の一端側に向う方向である。なお、反平行とは、２つのベクトルが平行で互いに反対の向きをいう。
【００６０】
このような方向にシート状シリコン基板６０をスライドさせることで、剥離を阻害する力がシート状シリコン基板６０に作用することがなくなって剥離が容易になるだけでなく、シート状シリコン基板６０に無理な力を与えることがなくなる。その結果、剥離の際にシート状シリコン基板６０に割れが生じるのを抑制することができる。
【００６１】
なお、上述したシート状基板剥離装置１では、シート状シリコン基板６０を吸着する真空吸着パッド１１の材質は特に限定されないが、耐熱性の高い素材から形成されていることが好ましい。これは浸漬直後の成長基板３とシート状シリコン基板６０の温度が１５０〜２００℃と比較的高温であるため、耐熱性の低い材質から形成された真空吸着パッド１１の場合では、冷却を行なってからシート状シリコン基板６０の剥離を行なう必要があるためである。
【００６２】
また、真空吸着パッド１１は、比較的しなやかな性質を有する材料から形成されていることが好ましい。これは、シート状シリコン基板６０に与える衝撃を和らげることができるとともに、シート状シリコン基板６０の表面に微小な凹凸があっても、真空吸着パッド１１の変形により微小な凹凸を吸収して真空吸着を容易に行なうことができるからである。耐熱性としなやかさの双方の性質を有する素材としては、たとえばフッ素ゴム、シリコンゴム等が挙げられる。
【００６３】
（変形例１）
上述したシート基板剥離装置１では、シート状シリコン基板６０を真空吸着する真空吸着パッド１１として、１つの真空吸着パッド１１を備えた場合を例に挙げて説明したが、真空吸着パッド１１の数としては１つに限られず、たとえば図１４および図１５に示すように、複数の真空吸着パッド１１を備えていてもよい。複数の真空吸着パッド１１を備えていることで、シート状シリコン基板６０の複数の箇所を真空吸着させることができて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００６４】
（変形例２）
また、真空吸着パッド１１を複数備えたシート状基板剥離装置１では、たとえば図１６および図１７に示すように、複数の真空吸着パッド１１ａ，１１ｂのうち少なくとも一つの真空吸着パッド１１ａが、成長基板３の一端側の端部からの距離Ｓ１が、一端側の端部と他端側の端部との距離Ｌの３分の１以下の距離のところに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する位置に配置され、残りの真空吸着パッド１１ｂがその一つの真空吸着パッド１１の動きと連動するように設定されていれば、その残りの真空吸着パッド１１ｂは、成長基板３の一端側の端部からの距離Ｓ２が距離Ｌの３分の１以上の距離のところに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する位置に配置されていてもよい。
【００６５】
これは、以下の理由による。図１６および図１７に示されるシート状基板剥離装置１では、成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０に作用する力点は、シート状シリコン基板６０が成長基板３を掴む部分（点線枠４０内）、真空吸着パッド１１ａ，１１ｂがそれぞれシート状シリコン基板６０を吸着する部分の三箇所である。この三箇所の力点のうち、真空吸着パッド１１ａ，１１ｂがそれぞれシート状シリコン基板６０を吸着する部分の２つの力点については、真空吸着パッド１１ａ，１１ｂが連結部材２１によって互いに連結されて連動することで、この２つの力点の間に位置するシート状シリコン基板６０の部分に圧縮応力が作用することはほとんどない。
【００６６】
一方、シート状シリコン基板６０が成長基板３を掴む部分と真空吸着パッド１１ａがシート状シリコン基板６０を吸着する部分の２つの力点については、上述したように、２つの力点間の距離が比較的短いことで、シート状シリコン基板６０をスライド動作させることに伴ってシート状シリコン基板６０に作用する圧縮応力に起因する反りと剪断応力は比較的小さいものとなる。
【００６７】
（変形例３）
また、さらに、真空吸着パッド１１としては、たとえば図１８および図１９に示すように、シート状シリコン基板６０を吸着する部分の形状が矩形の真空吸着パッド１１を用いてもよい。このような矩形状の真空吸着パッド１１を適用することで、シート状シリコン基板６０の比較的広い領域が真空吸着されて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００６８】
その真空吸着パッド１１による真空吸着力は、真空吸着パッド１１の面積と真空圧力によって決まる。シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させるのに適した真空吸着力は、真空吸着パッド１１の形状や成長基板３の形状によって異なるために、これらの形状に応じて適切な吸着力が得られるように適宜変更することが好ましい。
【００６９】
また、上述したシート状基板剥離装置１では、成長基板３から剥離されたシート状シリコン基板６０を搬送するのに、真空吸着パッド１１とは別に設けられたベルヌーイ吸着パッド１３を用いて搬送する場合を例に挙げて説明したが、真空吸着パッド１１を用いて剥離したシート状シリコン基板６０を搬送するようにしてもよい。この場合には、別途ベルヌーイ吸着パッド１３を設ける必要がなくなって、シート状基板剥離装置１の構造をよりシンプルにすることができる。
【００７０】
特に、真空吸着パッド１１を使用してシート状シリコン基板６０を搬送する場合には、シート状シリコン基板６０の重心を考慮して、シート状シリコン基板６０を安定して搬送させることができる位置に真空吸着パッド１１を吸着させることが望まれる。たとえば、図１８等に示されるように、複数の真空吸着パッド１１ａ，１１ｂを設けることで、バランスを崩すことなく安定してシート状シリコン基板６０を搬送することができる。
【００７１】
さらに、上述したシート状基板剥離装置１では、成長基板３のアリ溝７を固定台９に嵌合させることによって成長基板３を固定台９に固定する場合を例に挙げて説明したが、この他に、たとえば成長基板３の側面を固定する態様であってもよい。また、成長基板３のアリ溝角部を対角線上にチャッキングする態様であってもよい。あるいは、成長基板３を真空吸着により固定する態様であってもよい。
【００７２】
また、上述したシート状基板剥離装置１では、真空吸着パッド１１を移動させるのに水平移動ロッド１７および垂直移動ロッド１５を用いた場合を例に挙げて説明したが、この他に、多関節ロボット等を用いて真空吸着パッド１１を移動させるようにしてもよい。また、真空吸着パッド１１によってシート状シリコン基板６０を吸着して静止した状態で、成長基板３を移動させるようにしてもよい。成長基板３を固定台９に固定する構造や、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させる機構としては、製造ラインとの関係で最も適した構造等を選択して、これを適用することができる。
【００７３】
さらに、上述したシート状基板剥離装置１に適用される成長基板３としては、成長するシート状シリコン基板６０が成長基板３の一端側の部分を掴むような構造となるものであれば、図１に示される成長基板３の他に、前述したように、図５または図６に示すような成長基板３であってもよく、成長したシート状シリコン基板６０を破損することなく成長基板３から剥離させることができる。
【００７４】
本実施の形態におけるシート状基板剥離装置１の主眼は、剥離の際にシート状シリコン基板６０に与える剪断応力が比較的小さく、そして、成長基板３の一端部からの距離が一端部と他端部との距離Ｌの３分の１以下の距離のところに成長して成長基板３の第１成長面３ａとの密接性がよいシート状シリコン基板６０の部分を、吸着しながら第１成長面３ａに平行にスライドさせることによって、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離することにある。
【００７５】
したがって、上述した、真空吸着パッド１１の形状や個数、剥離したシート状シリコン基板６０の移載の態様、成長基板３の固定態様、動作機構の構造、成長基板３の形状等は一例であってこれらに制限されるものではない。
【００７６】
実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２に係るシート状基板剥離装置について説明する。図２０および図２１に示すように、シート状基板剥離装置１は、溶融したシリコンに浸漬させてシリコンのシート状基板を成長させるための成長用基板３と、成長基板３に成長したシート状基板を剥離するための真空吸着パッド１１と、剥離されたシート状基板を搬送するためのベルヌーイ吸着パッド１３と、真空吸着パッド１１またはベルヌーイ吸着パッド１３を移動させるための垂直移動ロッド１５および水平移動ロッド１７と、成長用基板３を固定するための固定台９とを備えて構成される。
【００７７】
本実施の形態に係るシート状基板剥離装置１では、特に、真空吸着パッド１１は、成長基板３の第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を真空吸着するよう配設されている。なお、これ以外の構成については、前述した図１等に示すシート状基板剥離装置と同様なので、同一部材には同一符合を付しその説明を省略する。
【００７８】
次に、上述したシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板６０の剥離動作について説明する。まず、前述した方法により成長基板３にシート状シリコン基板６０を成長させた後、図２０に示すように、その成長基板３が固定台９に固定される。次に、図２１に示すように、水平移動ロッド１７を移動させて、成長基板３の第２成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の部分に接触させる。次に、真空排気を行なって真空吸着パッド１１にそのシート状シリコン基板６０の部分を吸着させる。
【００７９】
次に、図２２および図２３に示すように、真空吸着パッド１１にシート状シリコン基板６０を吸着させた状態で水平移動ロッド１７を成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左側）に移動させることによって、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させる。なお、水平移動ロッド１７を移動させる距離としては、前述したシート状基板剥離装置１の場合と同様に、成長基板３の第３成長面３ｃの幅Ｗよりも長いことが望ましい。
【００８０】
次に、真空排気を停止して真空吸着パッド１１をシート状シリコン基板６０から離し、シート状シリコン基板６０を搬送するのに支障のない位置に真空吸着パッド１１を退避させる。次に、剥離されて成長基板３の第１成長面３ａに載置された状態のシート状シリコン基板６０の中心部付近にベルヌーイ吸着パッド１３を降ろし、シート状シリコン基板６０を吸着させる。そして、図２４に示すように、シート状シリコン基板６０を吸着したベルヌーイ吸着パッド１３を移動させてシート状シリコン基板６０を所定の位置に搬送する。こうして、シート状シリコン基板６０の一連の剥離動作が完了する。
【００８１】
上述したシート状基板剥離装置１によれば、成長基板３の第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着し、その吸着した状態でシート状シリコン基板６０を第１成長面３ａに平行に移動させる。これにより、シート状シリコン基板６０を破損させることなく高い歩留まりをもって成長基板３から剥離させることができる。
【００８２】
前述したように、成長基板３の一端側の端部からの距離Ｓが、一端側の端部と他端側の端部との距離Ｌの３分の１を越える距離のところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着してスライドさせようとすると、シート状シリコン基板６０には圧縮応力のみならず剪断応力も加わり、シート状シリコン基板６０が破壊されてしまうおそれが強くなる。
【００８３】
これに対して、成長基板３の第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着してスライドさせる場合には、シート状シリコン基板６０に圧縮応力が作用することはほとんどなくなる。その結果、シート状シリコン基板６０を破壊することなくより確実に成長基板３から剥離させることができる。
【００８４】
また、上述したシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板の剥離方法は、シート状シリコン基板６０が成長した時点で反っている場合にも適用することができる。前述したように、シート状シリコン基板６０が成長した時点で反っている場合とは、成長基板３において第２成長面３ｂが位置する一端側の部分ではシート状シリコン基板６０は成長基板３と密着する一方、成長基板３において第２成長面３ｂが位置する側とは反対側の他端側の部分に成長するシート状シリコン基板６０の部分は成長基板３の表面から離れている、あるいは、浮いているような場合である。
【００８５】
そのため、シート状シリコン基板６０と成長基板３とが密着している第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を真空吸着することで、側方から押さえつける力は成長基板３によって受けられてシート状シリコン基板６０にはあまり作用しない。その結果、シート状シリコン基板６０には無理な力が作用せず、シート状シリコン基板６０に割れを生じさせるおそれが低くなる。
【００８６】
シート状シリコン基板６０を真空吸着させた後に、そのシート状シリコン基板６０を移動させる方向は、前述したように、図２１に示される成長基板３の３つの法線ベクトル３０〜３２のいずれに対しても鈍角をなさず、そして、反平行をなさない方向とすることが好ましい。具体的には、この方向は、法線ベクトル３０とほぼ直交する方向であり、成長基板３の第１成長面３ａに平行であって、真空吸着した位置から成長基板３の一端側に向う方向である。なお、反平行とは、２つのベクトルが平行で反対の向きをいう。
【００８７】
このような方向にシート状シリコン基板６０をスライドさせることで、剥離を阻害する力がシート状シリコン基板６０に作用することがなくなって剥離が容易になるだけでなく、シート状シリコン基板６０に無理な力を与えることがなくなる。その結果、剥離の際にシート状シリコン基板６０に割れが生じるのを抑制することができる。
【００８８】
（変形例１）
本実施の形態に係るシート状基板剥離装置１では、前述したシート状基板剥離装置１と同様に、図２５および図２６に示すように、複数の真空吸着パッド１１を備えていてもよい。複数の真空吸着パッド１１を備えていることで、シート状シリコン基板６０の複数の箇所を真空吸着させることができて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００８９】
（変形例２）
また、真空吸着パッド１１として、たとえば図２７および図２８に示すように、シート状シリコン基板６０を吸着する部分の形状が矩形の真空吸着パッド１１を用いてもよい。このような矩形状の真空吸着パッド１１を適用することで、シート状シリコン基板６０の比較的広い領域が真空吸着されて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００９０】
（変形例３）
また、さらに、本実施の形態に係るシート状基板剥離装置１では、成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０において第２成長面３ｂに成長した部分を吸着する真空吸着パッド１１を少なくとも一つ備えていれば、たとえば図２９および図３０に示すように、第１成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する真空吸着パッド１１をさらに備えていてもよく、このような真空吸着パッド１１を備えていることで、シート状シリコン基板６０をより広い範囲で真空吸着を行なうことができて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００９１】
さらに、上述した真空吸着パッド１１の真空吸着力についても、前述したように、真空吸着パッド１１の形状や成長基板３の形状に応じて適切な吸着力が得られるように適宜変更することが好ましい。また、真空吸着パッド１１を水平移動ロッド１７および垂直移動ロッド１５によって移動させる他に、多関節ロボット等を用いて真空吸着パッド１１を移動させるようにしてもよい。そして、さらに、ベルヌーイ吸着パッド１３を設ける代わりに、このような真空吸着パッド１１を用いて剥離したシート状シリコン基板６０を搬送するようにしてもよい。
【００９２】
また、前述したように、成長基板３としては、成長するシート状シリコン基板が成長基板３の一端側の部分を掴むような構造となるものであれば、成長したシート状シリコン基板６０を破損することなく成長基板３から剥離させることができる。
【実施例】
【００９３】
次に、上述した各シート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板の剥離動作について、これを実施例として具体的に説明する。
【００９４】
（評価用試料の調整例）
まず、シート状シリコン基板の比抵抗が２Ω・ｃｍになるようにホウ素（Ｂ）濃度を調整したシリコンの塊（原料）２９kｇを、内径４０ｃｍの円形の高純度カーボン製の坩堝１に入れて、図７に示されるシート状シリコン基板の製造装置のチャンバー５８内に設置した。
【００９５】
次に、真空ポンプによりチャンバ−５８内を真空引きして、チャンバー５８内の圧力が２．６６×１０-3Ｐａ以下になるまで減圧した。その後、チャンバ−５８内にアルゴンガスを導入してチャンバー５８内の圧力を常圧（大気圧）にまで上げて、その後は、アルゴンガスを流量１０×１０-3ｍ3／ｍｉｎにてチャンバー５８の上部から流し続けた。
【００９６】
そして、加熱用ヒーター５３を昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件のもとで温度１５００℃まで昇温させた。坩堝５１内においてシリコンの原料が完全に溶融したことを確認した後、溶融したシリコン融液５２の温度を１４１５℃に保持して、温度の安定化を図った。
【００９７】
成長基板として、高純度の黒鉛の焼結体を図１に示される形状に加工した成長基板３を用いた。成長基板３における第１成長面３ａの大きさを２００ｍｍ×２００ｍｍとした。第２成長面３ｂの長さ（幅）を４．５ｍｍとし、第３成長面３ｃの長さ（幅）を５ｍｍとした。
【００９８】
その成長基板３をシリコン融液５２に浸漬させてシート状シリコン基板を成長させた。このとき、成長基板３の移動速度を、５００ｃｍ／ｍｉｎとし、また、成長基板３をシリコン融液５２に浸漬させる深さを最大１０ｍｍとした。この条件のもとで、成長基板３の第１成長面３ａの中央部における厚みが平均３５０μｍであり、成長基板３の一端側の端部を掴む態様で成長基板３に密着したシート状シリコン基板６０を形成した。そして、剥離の評価のために、成長基板３を１００枚用意して、そのそれぞれにシート状シリコン基板６０を成長させた。
【００９９】
このようにして成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０を、各種のシート状基板剥離装置１を用いて成長基板３から実際に剥離する剥離評価を行なった。以下、この評価について説明する。
【０１００】
（実施例１）
シート状基板剥離装置として、図１に示されるシート状基板剥離装置１を用いた。そのシート状基板剥離装置１において、真空吸着パッド１１として、吸着穴径φが１０ｍｍの真空吸着パッドを用いた。真空吸着パッドの材質をフッ素ゴムとし、また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−５０ｋＰａになるように調整した。また、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側から１０ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１を配設した。
【０１０１】
次に、固定台９に成長基板３を固定し、シート状シリコン基板６０の剥離時に成長基板３が移動しないようにした。そして、垂直移動ロッド１５を降下させて、真空吸着パッド１１をシート状シリコン基板６０に接触させた。次に、真空吸着を行なって真空吸着パッド１１によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッド１７を成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左側）に長さ１０ｍｍだけ動かし、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させた。
【０１０２】
その後、真空吸着パッド１１の内部を大気圧にした。次に、水平移動ロッド１７を紙面に向って左側に長さ１０ｍｍだけ動かして、真空吸着パッド１１を退避させた。そして、ベルヌーイ吸着パッド１３をシート状シリコン基板６０のほぼ中心部に降ろし、シート状シリコン基板６０を吸着させた。最後に、ベルヌーイ吸着パッド１３によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッド１７と垂直移動ロット１８とを動かし、シート状シリコン基板６０を所定の位置にまで搬送して、シート状シリコン基板３と成長基板３とを完全に分離させた。
【０１０３】
剥離評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、シート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９７枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１０４】
（実施例２）
次に、シート状基板剥離装置として、図１４に示される複数の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素系ゴムとした。また、真空吸着パッド１１の吸着穴径φを６ｍｍとして、この真空吸着パッド１１をピッチ１５ｍｍをもって４つ配設させた。さらに、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−４０ｋＰａになるように調整した。そして、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側から１０ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように各真空吸着パッド１１を配設した。
【０１０５】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例１の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９８枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１０６】
（実施例３）
次に、シート状基板剥離装置として、図１８に示される吸着口が矩形状の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をシリコンゴム製とし、矩形状の吸着口をサイズ４ｍｍ×６０ｍｍとした。また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−３０ｋＰａになるように調整した。さらに、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側から１０ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１を配設した。
【０１０７】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例１の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９７枚であり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１０８】
（実施例４）
次に、シート状基板剥離装置として、図１６（図１７）に示される複数の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素ゴムとした。真空吸着パッド１１のうち真空吸着パッド１１ａを、成長基板３における第２成長面３ｂが位置する側の一端部からの距離Ｓ１が成長基板３の長さＬの３分の１以下になる位置に配設し、特に、真空吸着パッド１１ａの中心が成長基板３の一端側から１０ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１ａを配設した。
【０１０９】
一方、真空吸着パッド１１のうち真空吸着パッド１１ｂを、対応する距離Ｓ２が長さＬの３分の１以上になる位置に配設し、特に、真空吸着パッド１１ｂの中心が成長基板３の一端側から１００ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１ｂを配設した。その真空吸着パッド１１ａの吸着穴径φを８ｍｍとし、真空吸着パッド１１ｂの吸着穴径φを６ｍｍとした。また、真空吸着パッド１１ａ，１１ｂの真空吸着時の真空圧力が−４０ｋＰａになるように調整した。
【０１１０】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例１の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９２枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１１１】
（実施例５）
次に、シート状基板剥離装置として、図２０に示される真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素系ゴムとし、また、真空吸着パッド１１の吸着穴径φを４ｍｍとした。さらに、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−６０ｋＰａになるように調整した。また、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２面の中心部に位置するように真空吸着パッド１１を配設した。
【０１１２】
次に、固定台９に成長基板３を固定し、シート状シリコン基板６０の剥離時に成長基板３が移動しないようにした。そして、水平移動ロッド１７を所定の方向（紙面に向って右方向）に動作させて、真空吸着パッド１１を成長基板３における第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分に接触させた。次に、真空吸着を行なって真空吸着パッド１１によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッド１７を所定の方向（紙面に向って左方向）に距離１０ｍｍだけ動かし、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させた。
【０１１３】
その後、真空吸着パッド１１の内部を大気圧にした。次に、水平移動ロッド１７を成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左方向）に距離１０ｍｍだけ動かして、真空吸着パッド１１を退避させた。そして、ベルヌーイ吸着パッド１３をシート状シリコン基板６０のほぼ中心部に降ろし、シート状シリコン基板６０を吸着させた。最後に、ベルヌーイ吸着パッド１３によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッド１７と垂直移動ロット１８とを動かし、シート状シリコン基板６０を所定の位置にまで搬送して、シート状シリコン基板３と成長基板３とを完全に分離させた。
【０１１４】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、シート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９０枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１１５】
（実施例６）
次に、シート状基板剥離装置として、図２５に示される複数の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素系ゴムとした。また、真空吸着パッド１１の吸着穴径φを４ｍｍとして、この真空吸着パッド１１をピッチ１０ｍｍをもって６つ配設させた。さらに、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−６０ｋＰａになるように調整した。
【０１１６】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例５の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９８枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１１７】
（実施例７）
次に、シート状基板剥離装置として、図２７に示される吸着口が矩形状の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をシリコンゴム製とし、矩形状の吸着口をサイズ４ｍｍ×６０ｍｍとした。また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−３０ｋＰａになるように調整した。
【０１１８】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例５の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９７枚であり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１１９】
（実施例８）
次に、シート状基板剥離装置として、図２９に示される複数の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素ゴムとした。真空吸着パッド１１のうち、成長基板３の第１成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する真空吸着パッド１１の吸着穴径φを６ｍｍとして、この真空吸着パッド１１をピッチ１５ｍｍをもって４つ配設させた。一方、真空吸着パッド１１のうち、成長基板３の第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する真空吸着パッド１１の吸着穴径φを４ｍｍとして、この真空吸着パッド１１をピッチ１５ｍｍをもって４つ配設させた。
【０１２０】
また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−４０ｋＰａになるように調整した。そして、成長基板３の第１成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する真空吸着パッド１１の中心が、成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側の端部から１０ｍｍの距離を隔てたところに位置するようにその真空吸着パッド１１を配設した。
【０１２１】
次に、水平移動ロッドおよび垂直移動ロッド（図示せず）を同時に動作させて、各真空吸着パッド１１を成長基板３の第１成長面３ａと第２成長面３ｂのそれぞれに成長したシート状シリコン基板６０の部分に接触させた。次に、真空吸着を行なって真空吸着パッド１１によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッドを成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左側）に動かして、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させた。
【０１２２】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例５の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９８枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１２３】
（実施例９）
次に、シート状基板剥離装置として、図１に示されるシート状基板剥離装置１を用いた。そのシート状基板剥離装置１において、真空吸着パッド１１として、吸着穴径φが１０ｍｍの真空吸着パッドを用いた。真空吸着パッドの材質をフッ素ゴムとし、また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−５０ｋＰａになるように調整した。また、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側から６５ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１を配設した。
【０１２４】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例１の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中７９枚であった。この結果により、成長基板３の一端側から約３分の１の離れたところに位置するシート状基板６０の部分を吸着することによって、実施例１〜８の場合に比べて剥離性は劣るが、後述する比較例と比べると優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１２５】
（比較例）
本実施の形態１，２において説明した図１等に示されるシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板６０の剥離効果を比較するために、図３１および図３２に示すように、真空吸着パッドとして成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０の中央付近を吸着する真空吸着パッドを備えたシート状基板剥離装置を用いて剥離評価を行なった。
【０１２６】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、真空吸着パッド１１の位置以外は実施例１と同じ条件のもとでシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは１００枚中５７枚であり、４０％以上のシート状シリコン基板６０が破損することがわかった。
【０１２７】
なお、上述した各実施の形態に係るシート状基板剥離装置１では、成長基板３にシリコンを成長させた場合を例に挙げて説明したが、シリコン以外の他の金属材料や半導体材料についてもこれらを成長させて、その成長基板からこれらの金属材料等を破損させることなく剥離することができる。
【０１２８】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るシート状基板剥離装置の斜視図である。
【図２】同実施の形態において、図１に示される断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】同実施の形態において、シート状基板剥離装置に適用される成長基板の構造を説明するための部分斜視図である。
【図４】同実施の形態において、図３に示される断面線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】同実施の形態において、シート状基板剥離装置に適用される成長基板の変形例１に係る成長基板を示す斜視図である。
【図６】同実施の形態において、図５に示される断面線ＶＩ−ＶＩにおける断面図である。
【図７】同実施の形態において、成長基板にシート状基板を成長させるシート状基板の製造装置を示す断面図である。
【図８】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第１の斜視図である。
【図９】同実施の形態において、真空吸着パッドと成長基板との配置関係を説明するための断面図である。
【図１０】同実施の形態において、図８に示される断面線Ｘ−Ｘにおける断面図である。
【図１１】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第２の斜視図である。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示される断面線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。
【図１３】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第３の斜視図である。
【図１４】同実施の形態において、変形例１に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示される断面線ＸＶ−ＸＶにおける断面図である。
【図１６】同実施の形態において、変形例２に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図１７】同実施の形態において、図１６に示される断面線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける断面図である。
【図１８】同実施の形態において、変形例３に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図１９】同実施の形態において、図１８に示される断面線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２に係るシート状基板剥離装置の斜視図である。
【図２１】同実施の形態において、成長基板と吸着パッドの配置関係を説明するための図２０に示される断面線ＸＸＩ−ＸＸＩにおける第１の断面図である。
【図２２】同実施の形態において、成長基板と吸着パッドの配置関係を説明するための図２０に示される断面線ＸＸＩ−ＸＸＩにおける第２の断面図である。
【図２３】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第１の斜視図である。
【図２４】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第２の斜視図である。
【図２５】同実施の形態において、変形例１に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図２６】同実施の形態において、図２５に示される断面線ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面図である。
【図２７】同実施の形態において、変形例２に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図２８】同実施の形態において、図２７に示される断面線ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩにおける断面図である。
【図２９】同実施の形態において、変形例３に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図３０】同実施の形態において、図２９に示される断面線ＸＸＸ−ＸＸＸにおける断面図である。
【図３１】同実施の形態において、比較例に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図３２】同実施の形態において、図３１に示される断面線ＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩにおける断面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ シート状基板剥離装置、３ 成長基板、３ａ 第１成長面、３ｂ 第２成長面、３ｃ 第３成長面、５ 堀、７ アリ溝、９ 固定台、１１，１１ａ，１１ｂ 真空吸着パッド、１３ ベルヌーイ吸着パッド、１５ 垂直移動ロッド、１７ 水平移動ロッド、１９ 制御ユニット、２１ 連結部材、３０〜３２，３５〜３７ 法線ベクトル、５１ 坩堝、５２ シリコン融液、５３ 加熱用ヒータ、５４ 坩堝台、５５ 断熱材、５６ 坩堝昇降機構、５７ 固定脚、５８ チャンバー、６０ シート状シリコン基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状基板剥離装置およびシート状基板剥離方法に関し、特に、太陽電池の製造に使用されるシート状基板剥離装置と、シート状基板剥離方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池は単結晶シリコンウェハを用いて製造されてきた。しかし、単結晶シリコンウェハは、シリコンのインゴットを長時間かけて作製することによって製造されることからコストが非常に高くなるため、そのような単結晶ウェハから作製される太陽電池も当然に非常に高価なものとなっていた。
【０００３】
近年、低コスト化を図って太陽電池のさらなる普及を図るために、ウェハとしては、主に多結晶シリコンが使用されるようになった。このような多結晶シリコンは、いわゆるキャスト法によって製造される。キャスト法とは、たとえば特許文献１に提案されているように、まず、坩堝内で溶融されたシリコンを坩堝の底から徐々に引き上げながら冷却を行なってシリコンを固化させることにより、坩堝の底面から成長した長い結晶粒を主体とするインゴット（塊状）を作製し、そして、このインゴットを所定の厚さにスライスすることによって太陽電池に使用可能なウェハを得るという手法である。
【０００４】
ところが、キャスト法では、スライスを行なうために無駄になるシリコンが比較的多いという問題があった。そして、そのようなスライスを行なうための時間とコストが問題となっていた。そこで、最近では、このような問題点を解消するために、融液したシリコンからシート状の多結晶シリコンの板を直接製造する方法が種々提案されている。
【０００５】
溶融したシリコンからシート状シリコン基板を製造する方法の一つとして、シリコンの融点以下の温度に保持された基板（成長基板）を、シリコンの融液に接触させ、シート状シリコン基板を得る方法がある。たとえば特許文献２では、点状、線状および面上の凸部のうち少なくともいずれかを有する成長基板にシリコンを成長させることによって、シート状シリコン基板を製造する手法が提案されている。この手法では、かかる成長基板を用いることで、凸部を結晶成長の起点としてシリコン結晶を成長させて、凸部から成長した各結晶をつながらせることによりデンドライト成長が抑制されて、平滑性に優れたシート状シリコン基板を製造することができるとされる。
【０００６】
また、特許文献３では、溶融したシリコンに浸漬されて結晶成長がそれぞれ行なわれる第１面とその第１面と所定の位置関係にある第２面とを備えた成長基板を用いて、シート状シリコン基板を製造する手法が提案されている。特に、この成長基板によると、所定の配置関係による第１面と第２面とによってその第１面と第２面にそれぞれ成長するシート状のシリコン基板が成長基板を掴むような構造となることから、成長したシート状シリコン基板が成長基板から落下するのを低減することができるとされる。
【特許文献１】特開平１１−０２１１２０号公報
【特許文献２】特開２００１―２２３１７２号公報
【特許文献３】国際公開２００４/０１６８３６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来のシート状基板の製造方法では、次のような問題点があった。成長基板の表面に成長したシート状シリコン基板を、太陽電池等の商品に加工する場合には、シート状シリコン基板を成長基板から剥離する必要がある。特に、シート状シリコン基板からなる太陽電池等の商品を低コストでかつ大量に生産するには、シート状シリコン基板を成長基板から自動的に剥離することが可能な剥離装置が望まれている。
【０００８】
ところが、成長基板を掴むようにシート状シリコン基板を成長基板に成長させる手法では、シート状シリコン基板が成長基板に比較的強固に成長基板に密着しているため、シート状シリコン基板を成長基板から剥離することは困難であった。また、シート状シリコン基板は脆弱であるため、手作業による剥離であっても細心の注意が必要であり、このシート状シリコン基板を自動的に剥離することは極めて困難であった。
【０００９】
本発明は上記問題に解決するためになされたものであり、一つの目的は、成長基板に成長したシート状基板をその成長基板から自動的に剥離するシート状基板剥離装置を提供することであり、他の目的は、そのようなシート状基板を成長基板から剥離するシート状基板剥離方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るシート状基板剥離装置は、金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する所定の物質の融液に成長用基板を接触させて、その成長用基板の表面に成長した物質からなるシート状基板を、成長用基板から剥離するためのシート状基板剥離装置である。そのシート状基板剥離装置は、吸着部と移動部とを有している。吸着部は、成長用基板に成長したシート状基板における所定の部分を吸着する。移動部は、吸着部によりシート状基板を吸着した状態で吸着部および成長基板部の少なくともいずれかを移動させることにより、シート状基板を成長用基板から剥離する。成長用基板は、平面状に延在してシート状基板を実質的に成長させる主面と、その主面の一端側に設けられ、主面に成長するシート状基板の部分とで成長基板における一端側の部分を掴む態様でシート状基板の部分を成長させる所定の端面とを備えている。吸着部は、成長用基板において一端側に位置する部分に成長したシート状基板の部分を吸着する機能を備えている。移動部は、吸着部によってシート状基板を吸着した状態で、端面に成長したシート状基板の部分を端面から引離す態様で主面に平行に移動させる機能を備えている。
【００１１】
この構成によれば、成長基板の一端側を掴むように成長したシート状基板に対し、成長用基板において一端側に位置する部分に成長したシート状基板の部分を吸着した状態で、端面に成長したシート状基板の部分を端面から引離す態様で吸着部および成長基板部の少なくともいずれかを主面に平行に移動させることにより、シート状基板に圧縮応力や剪断応力が生じるのを抑えてシート状基板を損傷させることなく成長基板から剥離させることができる。なお、この明細書でいう平行とは、数学的な平行を意図するものではなく、装置の製造上の誤差、クリアランス、機械的な動作の遊び等を当然に含むものを意図する。
【００１２】
より具体的にシート状基板を破損させることなく成長基板から剥離するには、移動部は、シート状基板が成長基板の一端側の部分を掴んでいたのを開放する態様でシート状基板を移動させる機能を有していることが好ましい。
【００１３】
成長基板の一端側を掴むようにシート状基板を成長させるためには、成長基板における所定の端面は、主面と繋がる第１端面と、主面の法線ベクトルと反平行または鈍角をなす法線ベクトルを有して第１端面と繋がる第２端面とを含むことが好ましい。なお、この明細書でいう反平行および鈍角は、数学的に厳密な関係を意図するものではなく、製造上の誤差を当然に含むものである。
【００１４】
また、シート状基板に圧縮応力や剪断応力が生じないようにして剥離するには、吸着部は、成長用基板の一端側の端部から端面が位置する側とは反対の他端側の端部に至る第１長さに対して、成長用基板の一端側の端部から第１長さの３分の１以下の第２長さのところに位置する部分に成長したシート状基板の部分を吸着する機能を有しているか、あるいは、吸着部は、シート状基板における端面に成長したシート状基板の部分を吸着する機能を有していることが好ましい。なお、この明細書でいう一端側および他端側とは、それぞれの端部とその近傍の領域を含む。
【００１５】
成長基板から剥離されたシート状基板を次の工程へ送り出すためには、剥離されたシート状基板を搬出する搬出部を備えていることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るシート状基板剥離方法は、金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する所定の物質の融液に成長用基板を接触させて、その成長用基板の表面に成長した物質からなるシート状基板を、成長用基板から剥離するためのシート状基板剥離方法である。そのシート状基板剥離方法は、成長用基板として、平面状に延在してシート状基板を実質的に成長させる主面と、その主面の一端側に設けられ、主面に成長するシート状基板の部分とで成長基板における一端側の部分を掴む態様でシート状基板の部分を成長させる所定の端面とを備えた成長基板を用い、吸着ステップと剥離ステップとを備えている。吸着ステップでは、成長用基板を物質の融液に接触させることにより成長用基板の表面に成長した物質からなるシート状基板における所定の部分が吸着される。剥離ステップでは、シート状基板を吸着した状態で端面に成長したシート状基板の部分を端面から引離す態様でシート状基板および成長基板の少なくともいずれかを主面に平行に移動させることにより、シート状基板が成長用基板から剥離される。その吸着ステップでは、成長用基板において一端側に位置する部分に成長したシート状基板の部分が吸着される。
【００１７】
この方法によれば、成長基板の一端側を掴むように成長したシート状基板に対し、吸着ステップにおいて成長用基板において一端側に位置する部分に成長したシート状基板の部分が吸着されて、その状態で、剥離ステップにおいて、端面に成長したシート状基板の部分を端面から引離す態様でシート状基板および成長基板の少なくともいずれかを主面に平行に移動させることにより、シート状基板に圧縮応力や剪断応力が生じるのを抑えてシート状基板を損傷させることなく成長基板から剥離させることができる。
【００１８】
シート状基板として太陽電池に適用するには、物質してシリコンを適用し、シート状基板として、シート状シリコン基板を剥離させることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係るシート状基板剥離装置として、溶融したシリコン（シリコン融液）に成長基板に浸漬させ、その成長基板に成長したシート状シリコン基板を成長基板から剥離するためのシート状基板剥離装置について以下に説明する。なお、成長基板に成長させる対象としてシリコンは一例であって、シリコンに限られるものではない。
【００２０】
実施の形態１
（シート状基板剥離装置の構造）
本発明の実施の形態１に係るシート状基板剥離装置について説明する。図１に示すように、シート状基板剥離装置１は溶融したシリコンに浸漬させてシリコンのシート状基板（シート状シリコン基板）を成長させるための成長用基板３と、成長基板３に成長したシート状基板を剥離するための真空吸着パッド１１と、剥離されたシート状基板を搬送するためのベルヌーイ吸着パッド１３と、真空吸着パッド１１またはベルヌーイ吸着パッド１３を移動させるための垂直移動ロッド１５および水平移動ロッド１７と、成長用基板３を固定するための固定台９とを備えて構成される。
【００２１】
図１および図２に示すように、成長基板３には、それぞれシート状シリコン基板を成長させる第１成長面（主面）３ａ、第２成長面（第１端面）３ｂおよび第３成長面（第２端面）３ｃが設けられている。第１成長面３ａは平面状に延在してシート状シリコン基板を実質的に成長させる面となり、太陽電池等の商品として使用されるシート状シリコン基板が形成される面となる。第２成長面３ｂと第３成長面３ｃは、成長基板３における一端側に設けられている。
【００２２】
第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第２成長面３ｂの法線ベクトル３１とはほぼ直角をなしている。第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第３成長面３ｃの法線ベクトル３２とはほぼ反平行とされる。シート状シリコン基板は、第１成長面３ａから第３成長面３ｃにわたり成長基板３の一端側の部分を掴むように成長することになる。なお、成長基板３における第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃの法線ベクトル３０〜３２は、成長基板３の表面から外方に向う方向と定義される。
【００２３】
また、前述したように、デンドライト成長を抑制して平滑性に優れたシート状シリコン基板を得るためには、成長基板３の第１成長面３ａに凸部が設けられることがある。このような凸部が設けられて第１成長面３ａが凹凸表面を有しているような場合には、第１成長面３ａにおける法線ベクトルとしては局所的にさまざまな方向を向くことになるため、法線ベクトルは凸部を含む包絡面に対して定義することとする。
【００２４】
また、成長基板３の第１成長面３ａには、外周部に沿って堀５が設けられている。この堀５は、第１成長面３ａに成長するシート状シリコン基板と、成長基板３の外周部に成長するシリコンのバリとを分離させるためのものである。真空吸着パッド１１は、成長基板３に成長するシート状シリコン基板のうち、第１成長面３ａに成長した部分を真空吸着するように成長基板３の上方に配設されている。その真空吸着パッド１１は、所定の水平移動ロッド１７および垂直移動ロッド１５に取り付けられて、水平方向の移動と垂直方向の移動が可能とされる。また、真空吸着パッド１１は真空ラインに接続されて、制御ユニット１９によって真空のオン、オフが制御される。なお、図１では、簡単のために、真空ポンプもしくは真空エジェクタ、圧力計およびエアフィルタ等は図示されていない。
【００２５】
ベルヌーイ吸着パッド１３は、剥離されたシート状シリコン基板６０を所定の位置に搬送するためのものであり、重力的に安定したシート状シリコン基板６０の中心部付近を吸着するように吸着する位置が調整されている。固定台９は、シート状シリコン基板６０を剥離させる動作中に成長基板３が動かないように固定する治具である。このシート状基板剥離装置１では、成長基板３に設けられたアリ溝７を固定台９に嵌合させることによって、成長基板３が固定台９に固定されることになる。
【００２６】
次に、上述したシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板の剥離動作について説明をするが、その前に、シート状シリコン基板を成長させる成長基板の構造、その成長基板を用いたシート状シリコン基板の製造装置およびシート状シリコン基板の製造方法について具体的に説明する。
【００２７】
（シート状基板剥離装置における成長基板の構造）
成長基板３の形状（構造）について、図３〜図６に基づいて説明する。図３〜図６に示すように、成長基板３には、シート状シリコン基板を実質的に成長させる第１成長面（主面）３ａと、その第１成長面３ａに連続する第２成長面（第１端面）３ｂおよび第３成長面（第２端面）３ｃが形成されている。第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃは、成長基板３の一端側に形成されている。この第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃは、それぞれの法線ベクトル３１，３２が、第１成長面３ａの法線ベクトル３０とは反平行、鋭角、あるいは鈍角をなす面を含んでいる。
【００２８】
すなわち、図３に示される成長基板３では、図４に示すように、第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第３成長面３ｃの法線ベクトル３２とは反平行の関係になっている。そして、第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第２成長面３ｂの法線ベクトル３１とはほぼ直角の関係になっている。図５に示される成長基板３では、図６に示すように、第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第３成長面３ｃの法線ベクトル３２とは鈍角をなす関係になっている。そして、第１成長面３ａの法線ベクトル３０と第２成長面３ｂの法線ベクトル３１とは鋭角をなす関係になっている。
【００２９】
成長基板３がこのような第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃを有していることで、その成長基板３に成長するシート状シリコン基板は、成長基板３の一端側の部分を掴むように成長することから、この構造は掴み構造と称される。
【００３０】
こうして、図４に示す成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０では、成長基板３の第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃとほぼ対応するように、第１面６０ａ、第２面６０ｂおよび第３面６０ｃが形成される。第１面６０ａの法線ベクトル３５と第３面６０ｃの法線ベクトル３７は反平行となり、第１面６０ａの法線ベクトル３５と第２面６０ｂの法線ベクトル３６はほぼ直角の関係になる。第１面６０ａと第２面６０ｂとの間に境界部分（稜の部分）が位置する。
【００３１】
また、図６に示す成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０では、成長基板３の第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃとほぼ対応するように、第１面６０ａ、第２面６０ｂおよび第３面６０ｃが形成される。第１面６０ａの法線ベクトル３５と第３面６０ｃの法線ベクトル３７は鈍角をなし、第１面６０ａの法線ベクトル３５と第２面６０ｂの法線ベクトル３６は鋭角の関係になる。第１面６０ａと第２面６０ｂとの間に境界部分（稜の部分）が位置する。
【００３２】
なお、成長基板３の法線ベクトル３０〜３２は、前述したように、成長基板３の表面から成長基板３の外方に向う方向として定義される。また、シート状シリコン基板６０の法線ベクトル３５〜３７は、シート状シリコン基板６０が成長する方向、すなわち、成長基板３の表面から離れる方向として定義される。
【００３３】
このような成長基板３を用いることで、シート状シリコン基板６０は成長基板３の一端側の部分を掴むように成長し、シート状シリコン基板６０が成長基板３から剥がれ落ちるのを防止して、シート状シリコン基板６０の回収率を向上させることが可能になる。
【００３４】
成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０を剥離する際には、剥離すべきシート状シリコン基板６０の第１面６０ａ〜第３面６０ｃと接する成長基板３の第１成長面３ａ〜第３成長面３ｃのそれぞれの法線ベクトル３０〜３２と反平行の方向と、その法線ベクトル３０〜３２と鈍角をなす方向とのいずれの方向にも該当しない方向に引き出すことが望ましい。特に、上述した成長基板３では、太陽電池として使用される第１成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の第１面６０ａの部分を、第１成長面３ａに平行に引き出すことが好ましい。
【００３５】
なお、シート状シリコン基板６０において、成長基板３の第１成長面３ａに成長する部分と、成長基板３の側面に成長する部分（バリ）とが繋がっていると、このような引き出し方向を特定することは困難な場合がある。そこで、上述したように、図１に示すように、成長基板３に第１成長面３ａの周囲に沿って堀５を設けて第１成長面３ａに成長する部分とバリとを分離することで、引き出し方向を比較的容易に特定することができる。
【００３６】
（シート状シリコン基板の製造装置）
次に、成長基板にシート状シリコン基板を成長させるシート状シリコン基板の製造装置の一例について説明する。図７に示すように、シート状シリコン基板の製造装置では、坩堝昇降台５６の上に断熱材５５および坩堝台５４を介在させて坩堝５１が載置されている。坩堝５１の周囲には加熱用ヒーター５３が配設されている。その坩堝５１には加熱用ヒーター５３によって溶融したシリコン融液５２が貯留され、融点以上の所定の温度に保持されている。断熱材５５は、そのようなシリコン融液５２の温度を均一に保持するとともに、坩堝５１の底から熱が逃げるのを抑制する機能を有している。
【００３７】
坩堝５１の上方には、固定脚５７に固定された成長基板３が配設されている。成長基板３は駆動装置（図示せず）によって矢印に示す方向に搬送されながらシリコン融液５２に浸漬され、その後、シリコン融液５２から引き上げられる。成長基板３がシリコン融液５２に浸漬されて引き上げられる間に成長基板３の表面にシリコンが成長する。同じ厚さのシリコンを成長基板３の表面に成長させるため、坩堝昇降台５６は成長基板３がシリコン融液５２の融液面から一定の深さまで浸漬するように坩堝台５４を上下動させる機能を有している。
【００３８】
シート状シリコン基板６０を成長基板３に安定して成長させるには、シリコン融液５２の温度を精密に制御することが望まれる。たとえば、複数の熱電対、あるいは、放射温度計などを用いることでよりシリコン融液５２の温度をより精密に制御することが可能になる。
【００３９】
特に、熱電対の場合には、より正確に温度を測定しようとすれば、熱電対をシリコン融液５２に直接浸漬させるのが有効な手法である。ところが、この場合には、熱電対の保護管などが含有する不純物がシリコン融液５２に混入するおそれがあるため、不純物の混入が問題となるシート状シリコン基板６０の用途によっては、そのような熱電対による汚染を阻止する構造を採用することが求められる。
【００４０】
また、温度の制御方法としては、たとえば坩堝５１の壁に適当な孔などを設け、その孔に熱電対を挿入するなどして、シリコン融液５２の温度を間接的に制御する手法がある。また、放射温度計を用いてシリコン融液５２の温度を測定するような構造としてもよい。
【００４１】
（シート状シリコン基板の製造方法）
次に、図７に示されるシート状シリコン基板の製造装置に基づいて、シート状シリコン基板を製造する方法の一例について説明する。まず、シート状シリコン基板の比抵抗の値が所望の値になるようにホウ素（Ｂ）の濃度を調整したシリコンの塊を坩堝５１に入れ、その坩堝５１をチャンバー５８内の坩堝台５４に載置する。
【００４２】
次に、チャンバー５８内を真空引きしてチャンバ−５８内を所定の圧力まで減圧する。その後、チャンバー５８内にアルゴンガスを、たとえば流量１０×１０-3ｍ3／ｍｉｎにて流し続ける。常時アルゴンガスを流しつづけるのは、清浄なシリコン融液面を得るためである。次に、加熱用ヒーター５３の設定温度を段階的に上昇させて最終的に１５００℃に設定し、坩堝５１内のシリコンの塊を完全に溶融させてシリコン融液５２とする。
【００４３】
その後、シリコン融液５２の温度がたとえば１４１０℃となるように加熱用ヒーター５３の温度を設定し、その状態を約３０分間保持してシリコン融液５２の温度を安定させる。そして、坩堝昇降機構５６によって坩堝５１を所定の位置（高さ）に移動させる。
【００４４】
次に、成長基板３にシート状シリコン基板を成長させる。坩堝５１の上方に配設された固定脚５７に対して、たとえば図１に示す成長基板３の第１成長面３ａがシリコン融液５２と向かい合うように、第１成長面３ａを下方に向けて成長基板３があらかじめ固定される。固定脚５７に固定された成長基板３を駆動装置（図示せず）によって矢印に示す方向に搬送させながらシリコン融液５２に浸漬し、その後、シリコン融液５２から引き上げる。成長基板３がシリコン融液５２に浸漬されて引き上げられる間に成長基板３の表面にシリコンが成長することになる。
【００４５】
（シート状基板剥離装置の剥離動作）
次に、以上のようにして成長基板３に成長させたシート状シリコン基板６０を、本実施の形態に係るシート状基板剥離装置１によって成長基板３から剥離させる剥離動作について詳しく説明する。
【００４６】
まず、図８および図９に示すように、シート状シリコン基板６０を成長させた成長基板３が固定台９に固定される。次に、垂直移動ロッド１５を降下させて、成長基板３の第１成長面３ａにおいて第２成長面３ｂが位置する一端側の部分に成長したシート状シリコン基板６０の部分をめがけて真空吸着パッド１１を降ろす。次に、真空排気を行なって真空吸着パッド１１にそのシート状シリコン基板６０の部分を吸着させる。
【００４７】
次に、図１０に示すように、真空吸着パッド１１にシート状シリコン基板６０を吸着させた状態で水平移動ロッド１７を成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左側）に移動させることによって、図１１および図１２に示すように、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させる。
【００４８】
この場合、第１成長面３ａの一端側に成長するシート状シリコン基板６０の部分は第１成長面３ａに密着していることから、このシート状シリコン基板６０の法線ベクトル３５は第１成長面３ａの法線ベクトル３０（図２参照）と同じ向きになり、真空吸着パッド１１を移動させる方向は、法線ベクトル３５または法線ベクトル３０とほぼ直交する方向ということになる。また、この方向は、第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃに成長したシート状シリコン基板６０の部分を、第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃから引離す方向でもある。
【００４９】
その水平移動ロッド１７を移動させる距離としては、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させることができ、かつ、剥離されたシート状シリコン基板６０を搬送させるのに十分な距離であることが好ましい。この場合、その移動させる距離としては、成長基板３の第３成長面３ｃの幅Ｗよりも長いことが望ましい。こうして、シート状基板６０が成長基板６０の一端側の部分を掴んでいたのを開放した状態になる。シート状基板剥離装置１では、このようなシート状基板６０が成長基板３の一端側の部分を掴んでいたのを開放させる動作が行なわれる。
【００５０】
次に、真空排気を停止して真空吸着パッド１１をシート状シリコン基板６０から離し、シート状シリコン基板６０を搬送するのに支障のない位置に真空吸着パッド１１を退避させる。次に、剥離されて成長基板３の第１成長面３ａに載置された状態のシート状シリコン基板６０の中心部付近にベルヌーイ吸着パッド１３を降ろし、シート状シリコン基板６０を吸着させる。そして、図１３に示すように、シート状シリコン基板６０を吸着したベルヌーイ吸着パッド１３を移動させて、シート状シリコン基板６０を所定の位置に搬送する。こうして、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させる一連の剥離動作が完了する。
【００５１】
上述したシート状基板剥離装置１による剥離動作によれば、成長基板３の第１成長面３ａおける一端側の部分に成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着し、その吸着した状態でシート状シリコン基板６０を第１成長面３ａに平行に移動させる。これにより、シート状シリコン基板６０を破損させることなく高い歩留まりをもって成長基板３から剥離させることができる。
【００５２】
特に、シート状シリコン基板６０を破損させずに吸着するには、図９に示すように、成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側の端部から第２成長面３ｂと対向する他端側の端部に至る長さ（Ｌ）の３分の１以下の距離Ｓのところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着させることが望ましく、より高い歩留まりをもってシート状シリコン基板６０を剥離するには、その距離Ｓは５分の１以下であることがより望ましい。すなわち、第１成長面３ａと第２成長面３ｂとの境界部分（陵の部分）により接近したところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着しながら第１成長面３ａに平行に移動させることで、シート状シリコン基板６０を損傷させることなく成長基板３から剥離させることができる。これは、次の理由によると考えられる。
【００５３】
図９または図１０に示されるように、成長基板３が所定の配置関係を有する第１成長面３ａ、第２成長面３ｂおよび第３成長面３ｃを有していることで、点線枠４０内に示すように、シート状シリコン基板６０は成長基板３の一端側の部分を掴むように成長して、成長基板３に比較的強固に密着する。そのため、シート状シリコン基板６０の第１成長面３ａを真空吸着しながら第１成長面３ａに平行に移動（スライド）させるとき、シート状シリコン基板６０が成長基板３を掴む部分（点線枠４０内）と真空吸着する位置がそれぞれ力点となって、この２つの力点の間に圧縮応力が作用することになる。
【００５４】
このとき、第１成長面３ａと第２成長面３ｂとの境界部分からの距離（成長基板３の一端側の端部からの距離）Ｓが、距離Ｌの３分の１を越える距離のところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着してスライドさせようとすると、この場合には、この２つの力点間の距離が比較的離れているために、シート状シリコン基板６０を容易に反らせてしまうことになる。シート状シリコン基板６０が反った状態でさらにスライドさせようとすると、シート状シリコン基板６０には圧縮応力のみならず剪断応力も加わり、シート状シリコン基板６０が破壊されてしまうおそれが強くなる。
【００５５】
これに対して、成長基板３の一端側の端部からの距離Ｓが、距離Ｌの３分の１以下の距離のところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着してスライドさせる場合には、２つの力点間の距離が比較的短いために、シート状シリコン基板６０に圧縮応力に起因する反りが小さくなり、剪断応力も小さくなる。その結果、シート状シリコン基板６０を破壊することなく成長基板３から剥離させることができると考えられる。
【００５６】
また、上述したシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板の剥離方法は、シート状シリコン基板６０が成長した時点で反っている場合にも適用することができる。上述した成長基板３では、シート状シリコン基板６０は成長基板３における一端側の部分を掴むように成長するため、成長基板３の一端側の部分ではシート状シリコン基板６０は成長基板３と密着する。したがって、シート状シリコン基板６０が成長した時点で反っている場合とは、成長基板３における第２成長面３ｂが位置する側とは反対の他端側の部分に成長するシート状シリコン基板６０の部分が成長基板３の表面から離れている、あるいは、浮いているような場合である。
【００５７】
この場合に、成長基板３の一端側の端部から比較的離れたところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を真空吸着しようとすると、成長基板３の表面から浮いたシート状シリコン基板６０の部分を上方から押え付けることになる。そうすると、成長基板３の第１成長面３ａにおける一端側の部分に成長して第１成長面３ａに密着しているシート状シリコン基板６０の部分を成長基板３から引離そうとする力が作用することになり、シート状シリコン基板６０に割れを生じさせるおそれが強くなる。
【００５８】
これに対して、成長基板３の第１成長面３ａにおける一端側の部分により接近したところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を真空吸着する場合には、真空吸着するシート状シリコン基板６０の部分が成長基板３に密着しているため、上方から押さえつける力は成長基板３によって受けられてシート状シリコン基板６０にはあまり作用しない。その結果、シート状シリコン基板６０には無理な力が作用せず、シート状シリコン基板６０に割れを生じさせるおそれが低くなる。
【００５９】
真空吸着パッド１１によりシート状シリコン基板６０を真空吸着させた後に、そのシート状シリコン基板６０を移動させる方向は、図１０に示すように、成長基板３の３つの法線ベクトル３０〜３２のいずれに対しても鈍角をなさず、そして、反平行をなさない方向とすることが好ましい。具体的には、この方向は、法線ベクトル３０とほぼ直交する方向であり、成長基板３の第１成長面３ａに平行であって、真空吸着した位置から成長基板３の一端側に向う方向である。なお、反平行とは、２つのベクトルが平行で互いに反対の向きをいう。
【００６０】
このような方向にシート状シリコン基板６０をスライドさせることで、剥離を阻害する力がシート状シリコン基板６０に作用することがなくなって剥離が容易になるだけでなく、シート状シリコン基板６０に無理な力を与えることがなくなる。その結果、剥離の際にシート状シリコン基板６０に割れが生じるのを抑制することができる。
【００６１】
なお、上述したシート状基板剥離装置１では、シート状シリコン基板６０を吸着する真空吸着パッド１１の材質は特に限定されないが、耐熱性の高い素材から形成されていることが好ましい。これは浸漬直後の成長基板３とシート状シリコン基板６０の温度が１５０〜２００℃と比較的高温であるため、耐熱性の低い材質から形成された真空吸着パッド１１の場合では、冷却を行なってからシート状シリコン基板６０の剥離を行なう必要があるためである。
【００６２】
また、真空吸着パッド１１は、比較的しなやかな性質を有する材料から形成されていることが好ましい。これは、シート状シリコン基板６０に与える衝撃を和らげることができるとともに、シート状シリコン基板６０の表面に微小な凹凸があっても、真空吸着パッド１１の変形により微小な凹凸を吸収して真空吸着を容易に行なうことができるからである。耐熱性としなやかさの双方の性質を有する素材としては、たとえばフッ素ゴム、シリコンゴム等が挙げられる。
【００６３】
（変形例１）
上述したシート基板剥離装置１では、シート状シリコン基板６０を真空吸着する真空吸着パッド１１として、１つの真空吸着パッド１１を備えた場合を例に挙げて説明したが、真空吸着パッド１１の数としては１つに限られず、たとえば図１４および図１５に示すように、複数の真空吸着パッド１１を備えていてもよい。複数の真空吸着パッド１１を備えていることで、シート状シリコン基板６０の複数の箇所を真空吸着させることができて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００６４】
（変形例２）
また、真空吸着パッド１１を複数備えたシート状基板剥離装置１では、たとえば図１６および図１７に示すように、複数の真空吸着パッド１１ａ，１１ｂのうち少なくとも一つの真空吸着パッド１１ａが、成長基板３の一端側の端部からの距離Ｓ１が、一端側の端部と他端側の端部との距離Ｌの３分の１以下の距離のところに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する位置に配置され、残りの真空吸着パッド１１ｂがその一つの真空吸着パッド１１の動きと連動するように設定されていれば、その残りの真空吸着パッド１１ｂは、成長基板３の一端側の端部からの距離Ｓ２が距離Ｌの３分の１以上の距離のところに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する位置に配置されていてもよい。
【００６５】
これは、以下の理由による。図１６および図１７に示されるシート状基板剥離装置１では、成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０に作用する力点は、シート状シリコン基板６０が成長基板３を掴む部分（点線枠４０内）、真空吸着パッド１１ａ，１１ｂがそれぞれシート状シリコン基板６０を吸着する部分の三箇所である。この三箇所の力点のうち、真空吸着パッド１１ａ，１１ｂがそれぞれシート状シリコン基板６０を吸着する部分の２つの力点については、真空吸着パッド１１ａ，１１ｂが連結部材２１によって互いに連結されて連動することで、この２つの力点の間に位置するシート状シリコン基板６０の部分に圧縮応力が作用することはほとんどない。
【００６６】
一方、シート状シリコン基板６０が成長基板３を掴む部分と真空吸着パッド１１ａがシート状シリコン基板６０を吸着する部分の２つの力点については、上述したように、２つの力点間の距離が比較的短いことで、シート状シリコン基板６０をスライド動作させることに伴ってシート状シリコン基板６０に作用する圧縮応力に起因する反りと剪断応力は比較的小さいものとなる。
【００６７】
（変形例３）
また、さらに、真空吸着パッド１１としては、たとえば図１８および図１９に示すように、シート状シリコン基板６０を吸着する部分の形状が矩形の真空吸着パッド１１を用いてもよい。このような矩形状の真空吸着パッド１１を適用することで、シート状シリコン基板６０の比較的広い領域が真空吸着されて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００６８】
その真空吸着パッド１１による真空吸着力は、真空吸着パッド１１の面積と真空圧力によって決まる。シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させるのに適した真空吸着力は、真空吸着パッド１１の形状や成長基板３の形状によって異なるために、これらの形状に応じて適切な吸着力が得られるように適宜変更することが好ましい。
【００６９】
また、上述したシート状基板剥離装置１では、成長基板３から剥離されたシート状シリコン基板６０を搬送するのに、真空吸着パッド１１とは別に設けられたベルヌーイ吸着パッド１３を用いて搬送する場合を例に挙げて説明したが、真空吸着パッド１１を用いて剥離したシート状シリコン基板６０を搬送するようにしてもよい。この場合には、別途ベルヌーイ吸着パッド１３を設ける必要がなくなって、シート状基板剥離装置１の構造をよりシンプルにすることができる。
【００７０】
特に、真空吸着パッド１１を使用してシート状シリコン基板６０を搬送する場合には、シート状シリコン基板６０の重心を考慮して、シート状シリコン基板６０を安定して搬送させることができる位置に真空吸着パッド１１を吸着させることが望まれる。たとえば、図１８等に示されるように、複数の真空吸着パッド１１ａ，１１ｂを設けることで、バランスを崩すことなく安定してシート状シリコン基板６０を搬送することができる。
【００７１】
さらに、上述したシート状基板剥離装置１では、成長基板３のアリ溝７を固定台９に嵌合させることによって成長基板３を固定台９に固定する場合を例に挙げて説明したが、この他に、たとえば成長基板３の側面を固定する態様であってもよい。また、成長基板３のアリ溝角部を対角線上にチャッキングする態様であってもよい。あるいは、成長基板３を真空吸着により固定する態様であってもよい。
【００７２】
また、上述したシート状基板剥離装置１では、真空吸着パッド１１を移動させるのに水平移動ロッド１７および垂直移動ロッド１５を用いた場合を例に挙げて説明したが、この他に、多関節ロボット等を用いて真空吸着パッド１１を移動させるようにしてもよい。また、真空吸着パッド１１によってシート状シリコン基板６０を吸着して静止した状態で、成長基板３を移動させるようにしてもよい。成長基板３を固定台９に固定する構造や、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させる機構としては、製造ラインとの関係で最も適した構造等を選択して、これを適用することができる。
【００７３】
さらに、上述したシート状基板剥離装置１に適用される成長基板３としては、成長するシート状シリコン基板６０が成長基板３の一端側の部分を掴むような構造となるものであれば、図１に示される成長基板３の他に、前述したように、図５または図６に示すような成長基板３であってもよく、成長したシート状シリコン基板６０を破損することなく成長基板３から剥離させることができる。
【００７４】
本実施の形態におけるシート状基板剥離装置１の主眼は、剥離の際にシート状シリコン基板６０に与える剪断応力が比較的小さく、そして、成長基板３の一端部からの距離が一端部と他端部との距離Ｌの３分の１以下の距離のところに成長して成長基板３の第１成長面３ａとの密接性がよいシート状シリコン基板６０の部分を、吸着しながら第１成長面３ａに平行にスライドさせることによって、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離することにある。
【００７５】
したがって、上述した、真空吸着パッド１１の形状や個数、剥離したシート状シリコン基板６０の移載の態様、成長基板３の固定態様、動作機構の構造、成長基板３の形状等は一例であってこれらに制限されるものではない。
【００７６】
実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２に係るシート状基板剥離装置について説明する。図２０および図２１に示すように、シート状基板剥離装置１は、溶融したシリコンに浸漬させてシリコンのシート状基板を成長させるための成長用基板３と、成長基板３に成長したシート状基板を剥離するための真空吸着パッド１１と、剥離されたシート状基板を搬送するためのベルヌーイ吸着パッド１３と、真空吸着パッド１１またはベルヌーイ吸着パッド１３を移動させるための垂直移動ロッド１５および水平移動ロッド１７と、成長用基板３を固定するための固定台９とを備えて構成される。
【００７７】
本実施の形態に係るシート状基板剥離装置１では、特に、真空吸着パッド１１は、成長基板３の第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を真空吸着するよう配設されている。なお、これ以外の構成については、前述した図１等に示すシート状基板剥離装置と同様なので、同一部材には同一符合を付しその説明を省略する。
【００７８】
次に、上述したシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板６０の剥離動作について説明する。まず、前述した方法により成長基板３にシート状シリコン基板６０を成長させた後、図２０に示すように、その成長基板３が固定台９に固定される。次に、図２１に示すように、水平移動ロッド１７を移動させて、成長基板３の第２成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の部分に接触させる。次に、真空排気を行なって真空吸着パッド１１にそのシート状シリコン基板６０の部分を吸着させる。
【００７９】
次に、図２２および図２３に示すように、真空吸着パッド１１にシート状シリコン基板６０を吸着させた状態で水平移動ロッド１７を成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左側）に移動させることによって、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させる。なお、水平移動ロッド１７を移動させる距離としては、前述したシート状基板剥離装置１の場合と同様に、成長基板３の第３成長面３ｃの幅Ｗよりも長いことが望ましい。
【００８０】
次に、真空排気を停止して真空吸着パッド１１をシート状シリコン基板６０から離し、シート状シリコン基板６０を搬送するのに支障のない位置に真空吸着パッド１１を退避させる。次に、剥離されて成長基板３の第１成長面３ａに載置された状態のシート状シリコン基板６０の中心部付近にベルヌーイ吸着パッド１３を降ろし、シート状シリコン基板６０を吸着させる。そして、図２４に示すように、シート状シリコン基板６０を吸着したベルヌーイ吸着パッド１３を移動させてシート状シリコン基板６０を所定の位置に搬送する。こうして、シート状シリコン基板６０の一連の剥離動作が完了する。
【００８１】
上述したシート状基板剥離装置１によれば、成長基板３の第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着し、その吸着した状態でシート状シリコン基板６０を第１成長面３ａに平行に移動させる。これにより、シート状シリコン基板６０を破損させることなく高い歩留まりをもって成長基板３から剥離させることができる。
【００８２】
前述したように、成長基板３の一端側の端部からの距離Ｓが、一端側の端部と他端側の端部との距離Ｌの３分の１を越える距離のところに成長するシート状シリコン基板６０の部分を吸着してスライドさせようとすると、シート状シリコン基板６０には圧縮応力のみならず剪断応力も加わり、シート状シリコン基板６０が破壊されてしまうおそれが強くなる。
【００８３】
これに対して、成長基板３の第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着してスライドさせる場合には、シート状シリコン基板６０に圧縮応力が作用することはほとんどなくなる。その結果、シート状シリコン基板６０を破壊することなくより確実に成長基板３から剥離させることができる。
【００８４】
また、上述したシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板の剥離方法は、シート状シリコン基板６０が成長した時点で反っている場合にも適用することができる。前述したように、シート状シリコン基板６０が成長した時点で反っている場合とは、成長基板３において第２成長面３ｂが位置する一端側の部分ではシート状シリコン基板６０は成長基板３と密着する一方、成長基板３において第２成長面３ｂが位置する側とは反対側の他端側の部分に成長するシート状シリコン基板６０の部分は成長基板３の表面から離れている、あるいは、浮いているような場合である。
【００８５】
そのため、シート状シリコン基板６０と成長基板３とが密着している第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を真空吸着することで、側方から押さえつける力は成長基板３によって受けられてシート状シリコン基板６０にはあまり作用しない。その結果、シート状シリコン基板６０には無理な力が作用せず、シート状シリコン基板６０に割れを生じさせるおそれが低くなる。
【００８６】
シート状シリコン基板６０を真空吸着させた後に、そのシート状シリコン基板６０を移動させる方向は、前述したように、図２１に示される成長基板３の３つの法線ベクトル３０〜３２のいずれに対しても鈍角をなさず、そして、反平行をなさない方向とすることが好ましい。具体的には、この方向は、法線ベクトル３０とほぼ直交する方向であり、成長基板３の第１成長面３ａに平行であって、真空吸着した位置から成長基板３の一端側に向う方向である。なお、反平行とは、２つのベクトルが平行で反対の向きをいう。
【００８７】
このような方向にシート状シリコン基板６０をスライドさせることで、剥離を阻害する力がシート状シリコン基板６０に作用することがなくなって剥離が容易になるだけでなく、シート状シリコン基板６０に無理な力を与えることがなくなる。その結果、剥離の際にシート状シリコン基板６０に割れが生じるのを抑制することができる。
【００８８】
（変形例１）
本実施の形態に係るシート状基板剥離装置１では、前述したシート状基板剥離装置１と同様に、図２５および図２６に示すように、複数の真空吸着パッド１１を備えていてもよい。複数の真空吸着パッド１１を備えていることで、シート状シリコン基板６０の複数の箇所を真空吸着させることができて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００８９】
（変形例２）
また、真空吸着パッド１１として、たとえば図２７および図２８に示すように、シート状シリコン基板６０を吸着する部分の形状が矩形の真空吸着パッド１１を用いてもよい。このような矩形状の真空吸着パッド１１を適用することで、シート状シリコン基板６０の比較的広い領域が真空吸着されて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００９０】
（変形例３）
また、さらに、本実施の形態に係るシート状基板剥離装置１では、成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０において第２成長面３ｂに成長した部分を吸着する真空吸着パッド１１を少なくとも一つ備えていれば、たとえば図２９および図３０に示すように、第１成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する真空吸着パッド１１をさらに備えていてもよく、このような真空吸着パッド１１を備えていることで、シート状シリコン基板６０をより広い範囲で真空吸着を行なうことができて、シート状シリコン基板６０をより強固に保持することができる。
【００９１】
さらに、上述した真空吸着パッド１１の真空吸着力についても、前述したように、真空吸着パッド１１の形状や成長基板３の形状に応じて適切な吸着力が得られるように適宜変更することが好ましい。また、真空吸着パッド１１を水平移動ロッド１７および垂直移動ロッド１５によって移動させる他に、多関節ロボット等を用いて真空吸着パッド１１を移動させるようにしてもよい。そして、さらに、ベルヌーイ吸着パッド１３を設ける代わりに、このような真空吸着パッド１１を用いて剥離したシート状シリコン基板６０を搬送するようにしてもよい。
【００９２】
また、前述したように、成長基板３としては、成長するシート状シリコン基板が成長基板３の一端側の部分を掴むような構造となるものであれば、成長したシート状シリコン基板６０を破損することなく成長基板３から剥離させることができる。
【実施例】
【００９３】
次に、上述した各シート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板の剥離動作について、これを実施例として具体的に説明する。
【００９４】
（評価用試料の調整例）
まず、シート状シリコン基板の比抵抗が２Ω・ｃｍになるようにホウ素（Ｂ）濃度を調整したシリコンの塊（原料）２９kｇを、内径４０ｃｍの円形の高純度カーボン製の坩堝１に入れて、図７に示されるシート状シリコン基板の製造装置のチャンバー５８内に設置した。
【００９５】
次に、真空ポンプによりチャンバ−５８内を真空引きして、チャンバー５８内の圧力が２．６６×１０-3Ｐａ以下になるまで減圧した。その後、チャンバ−５８内にアルゴンガスを導入してチャンバー５８内の圧力を常圧（大気圧）にまで上げて、その後は、アルゴンガスを流量１０×１０-3ｍ3／ｍｉｎにてチャンバー５８の上部から流し続けた。
【００９６】
そして、加熱用ヒーター５３を昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件のもとで温度１５００℃まで昇温させた。坩堝５１内においてシリコンの原料が完全に溶融したことを確認した後、溶融したシリコン融液５２の温度を１４１５℃に保持して、温度の安定化を図った。
【００９７】
成長基板として、高純度の黒鉛の焼結体を図１に示される形状に加工した成長基板３を用いた。成長基板３における第１成長面３ａの大きさを２００ｍｍ×２００ｍｍとした。第２成長面３ｂの長さ（幅）を４．５ｍｍとし、第３成長面３ｃの長さ（幅）を５ｍｍとした。
【００９８】
その成長基板３をシリコン融液５２に浸漬させてシート状シリコン基板を成長させた。このとき、成長基板３の移動速度を、５００ｃｍ／ｍｉｎとし、また、成長基板３をシリコン融液５２に浸漬させる深さを最大１０ｍｍとした。この条件のもとで、成長基板３の第１成長面３ａの中央部における厚みが平均３５０μｍであり、成長基板３の一端側の端部を掴む態様で成長基板３に密着したシート状シリコン基板６０を形成した。そして、剥離の評価のために、成長基板３を１００枚用意して、そのそれぞれにシート状シリコン基板６０を成長させた。
【００９９】
このようにして成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０を、各種のシート状基板剥離装置１を用いて成長基板３から実際に剥離する剥離評価を行なった。以下、この評価について説明する。
【０１００】
（実施例１）
シート状基板剥離装置として、図１に示されるシート状基板剥離装置１を用いた。そのシート状基板剥離装置１において、真空吸着パッド１１として、吸着穴径φが１０ｍｍの真空吸着パッドを用いた。真空吸着パッドの材質をフッ素ゴムとし、また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−５０ｋＰａになるように調整した。また、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側から１０ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１を配設した。
【０１０１】
次に、固定台９に成長基板３を固定し、シート状シリコン基板６０の剥離時に成長基板３が移動しないようにした。そして、垂直移動ロッド１５を降下させて、真空吸着パッド１１をシート状シリコン基板６０に接触させた。次に、真空吸着を行なって真空吸着パッド１１によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッド１７を成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左側）に長さ１０ｍｍだけ動かし、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させた。
【０１０２】
その後、真空吸着パッド１１の内部を大気圧にした。次に、水平移動ロッド１７を紙面に向って左側に長さ１０ｍｍだけ動かして、真空吸着パッド１１を退避させた。そして、ベルヌーイ吸着パッド１３をシート状シリコン基板６０のほぼ中心部に降ろし、シート状シリコン基板６０を吸着させた。最後に、ベルヌーイ吸着パッド１３によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッド１７と垂直移動ロット１８とを動かし、シート状シリコン基板６０を所定の位置にまで搬送して、シート状シリコン基板３と成長基板３とを完全に分離させた。
【０１０３】
剥離評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、シート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９７枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１０４】
（実施例２）
次に、シート状基板剥離装置として、図１４に示される複数の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素系ゴムとした。また、真空吸着パッド１１の吸着穴径φを６ｍｍとして、この真空吸着パッド１１をピッチ１５ｍｍをもって４つ配設させた。さらに、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−４０ｋＰａになるように調整した。そして、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側から１０ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように各真空吸着パッド１１を配設した。
【０１０５】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例１の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９８枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１０６】
（実施例３）
次に、シート状基板剥離装置として、図１８に示される吸着口が矩形状の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をシリコンゴム製とし、矩形状の吸着口をサイズ４ｍｍ×６０ｍｍとした。また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−３０ｋＰａになるように調整した。さらに、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側から１０ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１を配設した。
【０１０７】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例１の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９７枚であり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１０８】
（実施例４）
次に、シート状基板剥離装置として、図１６（図１７）に示される複数の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素ゴムとした。真空吸着パッド１１のうち真空吸着パッド１１ａを、成長基板３における第２成長面３ｂが位置する側の一端部からの距離Ｓ１が成長基板３の長さＬの３分の１以下になる位置に配設し、特に、真空吸着パッド１１ａの中心が成長基板３の一端側から１０ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１ａを配設した。
【０１０９】
一方、真空吸着パッド１１のうち真空吸着パッド１１ｂを、対応する距離Ｓ２が長さＬの３分の１以上になる位置に配設し、特に、真空吸着パッド１１ｂの中心が成長基板３の一端側から１００ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１ｂを配設した。その真空吸着パッド１１ａの吸着穴径φを８ｍｍとし、真空吸着パッド１１ｂの吸着穴径φを６ｍｍとした。また、真空吸着パッド１１ａ，１１ｂの真空吸着時の真空圧力が−４０ｋＰａになるように調整した。
【０１１０】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例１の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９２枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１１１】
（実施例５）
次に、シート状基板剥離装置として、図２０に示される真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素系ゴムとし、また、真空吸着パッド１１の吸着穴径φを４ｍｍとした。さらに、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−６０ｋＰａになるように調整した。また、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２面の中心部に位置するように真空吸着パッド１１を配設した。
【０１１２】
次に、固定台９に成長基板３を固定し、シート状シリコン基板６０の剥離時に成長基板３が移動しないようにした。そして、水平移動ロッド１７を所定の方向（紙面に向って右方向）に動作させて、真空吸着パッド１１を成長基板３における第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分に接触させた。次に、真空吸着を行なって真空吸着パッド１１によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッド１７を所定の方向（紙面に向って左方向）に距離１０ｍｍだけ動かし、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させた。
【０１１３】
その後、真空吸着パッド１１の内部を大気圧にした。次に、水平移動ロッド１７を成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左方向）に距離１０ｍｍだけ動かして、真空吸着パッド１１を退避させた。そして、ベルヌーイ吸着パッド１３をシート状シリコン基板６０のほぼ中心部に降ろし、シート状シリコン基板６０を吸着させた。最後に、ベルヌーイ吸着パッド１３によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッド１７と垂直移動ロット１８とを動かし、シート状シリコン基板６０を所定の位置にまで搬送して、シート状シリコン基板３と成長基板３とを完全に分離させた。
【０１１４】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、シート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９０枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１１５】
（実施例６）
次に、シート状基板剥離装置として、図２５に示される複数の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素系ゴムとした。また、真空吸着パッド１１の吸着穴径φを４ｍｍとして、この真空吸着パッド１１をピッチ１０ｍｍをもって６つ配設させた。さらに、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−６０ｋＰａになるように調整した。
【０１１６】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例５の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９８枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１１７】
（実施例７）
次に、シート状基板剥離装置として、図２７に示される吸着口が矩形状の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をシリコンゴム製とし、矩形状の吸着口をサイズ４ｍｍ×６０ｍｍとした。また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−３０ｋＰａになるように調整した。
【０１１８】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例５の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９７枚であり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１１９】
（実施例８）
次に、シート状基板剥離装置として、図２９に示される複数の真空吸着パッド１１を備えたシート状基板剥離装置１を用いた。この場合、真空吸着パッド１１の材質をフッ素ゴムとした。真空吸着パッド１１のうち、成長基板３の第１成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する真空吸着パッド１１の吸着穴径φを６ｍｍとして、この真空吸着パッド１１をピッチ１５ｍｍをもって４つ配設させた。一方、真空吸着パッド１１のうち、成長基板３の第２成長面３ｂに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する真空吸着パッド１１の吸着穴径φを４ｍｍとして、この真空吸着パッド１１をピッチ１５ｍｍをもって４つ配設させた。
【０１２０】
また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−４０ｋＰａになるように調整した。そして、成長基板３の第１成長面３ａに成長したシート状シリコン基板６０の部分を吸着する真空吸着パッド１１の中心が、成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側の端部から１０ｍｍの距離を隔てたところに位置するようにその真空吸着パッド１１を配設した。
【０１２１】
次に、水平移動ロッドおよび垂直移動ロッド（図示せず）を同時に動作させて、各真空吸着パッド１１を成長基板３の第１成長面３ａと第２成長面３ｂのそれぞれに成長したシート状シリコン基板６０の部分に接触させた。次に、真空吸着を行なって真空吸着パッド１１によりシート状シリコン基板６０を保持しながら、水平移動ロッドを成長基板３の第１成長面３ａに平行（紙面に向って左側）に動かして、シート状シリコン基板６０を成長基板３から剥離させた。
【０１２２】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例５の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中９８枚であることがわかり、本シート状基板剥離装置１が優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１２３】
（実施例９）
次に、シート状基板剥離装置として、図１に示されるシート状基板剥離装置１を用いた。そのシート状基板剥離装置１において、真空吸着パッド１１として、吸着穴径φが１０ｍｍの真空吸着パッドを用いた。真空吸着パッドの材質をフッ素ゴムとし、また、真空吸着パッド１１の真空吸着時の真空圧力が−５０ｋＰａになるように調整した。また、真空吸着パッド１１の中心が成長基板３の第２成長面３ｂが位置する一端側から６５ｍｍの距離を隔てられたところに位置するように真空吸着パッド１１を配設した。
【０１２４】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、実施例１の場合と同様にしてシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは、１００枚中７９枚であった。この結果により、成長基板３の一端側から約３分の１の離れたところに位置するシート状基板６０の部分を吸着することによって、実施例１〜８の場合に比べて剥離性は劣るが、後述する比較例と比べると優れた剥離性を有していることが実証された。
【０１２５】
（比較例）
本実施の形態１，２において説明した図１等に示されるシート状基板剥離装置１によるシート状シリコン基板６０の剥離効果を比較するために、図３１および図３２に示すように、真空吸着パッドとして成長基板３に成長したシート状シリコン基板６０の中央付近を吸着する真空吸着パッドを備えたシート状基板剥離装置を用いて剥離評価を行なった。
【０１２６】
評価用試料としてそれぞれシート状シリコン基板６０を成長させた１００枚の成長基板３について、真空吸着パッド１１の位置以外は実施例１と同じ条件のもとでシート状シリコン基板６０の剥離評価を行なった。その結果、シート状シリコン基板６０が割れることなく成長基板３からシート状シリコン基板６０を剥離することができたのは１００枚中５７枚であり、４０％以上のシート状シリコン基板６０が破損することがわかった。
【０１２７】
なお、上述した各実施の形態に係るシート状基板剥離装置１では、成長基板３にシリコンを成長させた場合を例に挙げて説明したが、シリコン以外の他の金属材料や半導体材料についてもこれらを成長させて、その成長基板からこれらの金属材料等を破損させることなく剥離することができる。
【０１２８】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るシート状基板剥離装置の斜視図である。
【図２】同実施の形態において、図１に示される断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】同実施の形態において、シート状基板剥離装置に適用される成長基板の構造を説明するための部分斜視図である。
【図４】同実施の形態において、図３に示される断面線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】同実施の形態において、シート状基板剥離装置に適用される成長基板の変形例１に係る成長基板を示す斜視図である。
【図６】同実施の形態において、図５に示される断面線ＶＩ−ＶＩにおける断面図である。
【図７】同実施の形態において、成長基板にシート状基板を成長させるシート状基板の製造装置を示す断面図である。
【図８】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第１の斜視図である。
【図９】同実施の形態において、真空吸着パッドと成長基板との配置関係を説明するための断面図である。
【図１０】同実施の形態において、図８に示される断面線Ｘ−Ｘにおける断面図である。
【図１１】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第２の斜視図である。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示される断面線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。
【図１３】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第３の斜視図である。
【図１４】同実施の形態において、変形例１に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示される断面線ＸＶ−ＸＶにおける断面図である。
【図１６】同実施の形態において、変形例２に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図１７】同実施の形態において、図１６に示される断面線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける断面図である。
【図１８】同実施の形態において、変形例３に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図１９】同実施の形態において、図１８に示される断面線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２に係るシート状基板剥離装置の斜視図である。
【図２１】同実施の形態において、成長基板と吸着パッドの配置関係を説明するための図２０に示される断面線ＸＸＩ−ＸＸＩにおける第１の断面図である。
【図２２】同実施の形態において、成長基板と吸着パッドの配置関係を説明するための図２０に示される断面線ＸＸＩ−ＸＸＩにおける第２の断面図である。
【図２３】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第１の斜視図である。
【図２４】同実施の形態において、シート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための第２の斜視図である。
【図２５】同実施の形態において、変形例１に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図２６】同実施の形態において、図２５に示される断面線ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面図である。
【図２７】同実施の形態において、変形例２に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図２８】同実施の形態において、図２７に示される断面線ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩにおける断面図である。
【図２９】同実施の形態において、変形例３に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図３０】同実施の形態において、図２９に示される断面線ＸＸＸ−ＸＸＸにおける断面図である。
【図３１】同実施の形態において、比較例に係るシート状基板剥離装置によるシート状シリコン基板の剥離動作を説明するための斜視図である。
【図３２】同実施の形態において、図３１に示される断面線ＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩにおける断面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ シート状基板剥離装置、３ 成長基板、３ａ 第１成長面、３ｂ 第２成長面、３ｃ 第３成長面、５ 堀、７ アリ溝、９ 固定台、１１，１１ａ，１１ｂ 真空吸着パッド、１３ ベルヌーイ吸着パッド、１５ 垂直移動ロッド、１７ 水平移動ロッド、１９ 制御ユニット、２１ 連結部材、３０〜３２，３５〜３７ 法線ベクトル、５１ 坩堝、５２ シリコン融液、５３ 加熱用ヒータ、５４ 坩堝台、５５ 断熱材、５６ 坩堝昇降機構、５７ 固定脚、５８ チャンバー、６０ シート状シリコン基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する所定の物質の融液に成長用基板を接触させて、前記成長用基板の表面に成長した前記物質からなるシート状基板を、前記成長用基板から剥離するためのシート状基板剥離装置であって、
前記成長用基板に成長した前記シート状基板における所定の部分を吸着する吸着部と、
前記吸着部により前記シート状基板を吸着した状態で前記吸着部および前記成長基板部の少なくともいずれかを移動させることにより、前記シート状基板を前記成長用基板から剥離する移動部と
を有し、
前記成長用基板は、
平面状に延在して前記シート状基板を実質的に成長させる主面と、
前記主面の一端側に設けられ、前記主面に成長する前記シート状基板の部分とで前記成長基板における前記一端側の部分を掴む態様で前記シート状基板の部分を成長させる所定の端面と
を備え、
前記吸着部は、前記成長用基板において前記一端側に位置する部分に成長した前記シート状基板の部分を吸着する機能を備え、
前記移動部は、前記吸着部によって前記シート状基板を吸着した状態で、前記端面に成長した前記シート状基板の部分を前記端面から引離す態様で前記主面に平行に移動させる機能を備えた、シート状基板剥離装置。
【請求項２】
前記移動部は、前記シート状基板が前記成長基板の前記一端側の部分を掴んでいたのを開放する態様で前記シート状基板を移動させる機能を有する、請求項１記載のシート状基板剥離装置。
【請求項３】
所定の前記端面は、
前記主面と繋がる第１端面と、
前記主面の法線ベクトルと反平行または鈍角をなす法線ベクトルを有して前記第１端面と繋がる第２端面と
を含む、請求項１または２に記載のシート状基板剥離装置。
【請求項４】
前記吸着部は、前記成長用基板の前記一端側の端部から前記端面が位置する側とは反対の他端側の端部に至る第１長さに対して、前記成長用基板の前記一端側の前記端部から前記第１長さの３分の１以下の第２長さのところに位置する部分に成長した前記シート状基板の部分を吸着する機能を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のシート状基板剥離装置。
【請求項５】
前記吸着部は、前記シート状基板における前記端面に成長した前記シート状基板の部分を吸着する機能を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のシート状基板剥離装置。
【請求項６】
剥離された前記シート状基板を搬出する搬出部を備えた、請求項１〜５のいずれかに記載のシート状基板剥離装置。
【請求項７】
金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する所定の物質の融液に成長用基板を接触させて、前記成長用基板の表面に成長した前記物質からなるシート状基板を、前記成長用基板から剥離するためのシート状基板剥離方法であって、
前記成長用基板として、平面状に延在して前記シート状基板を実質的に成長させる主面と、前記主面の一端側に設けられ、前記主面に成長する前記シート状基板の部分とで前記成長基板における前記一端側の部分を掴む態様で前記シート状基板の部分を成長させる所定の端面とを備えた成長基板を用い、
前記成長用基板を前記物質の融液に接触させることにより前記成長用基板の表面に成長した前記物質からなるシート状基板における所定の部分を吸着する吸着ステップと、
前記シート状基板を吸着した状態で前記端面に成長した前記シート状基板の部分を前記端面から引離す態様で、前記シート状基板および前記成長基板の少なくともいずれかを前記主面に平行に移動させることにより、前記シート状基板を前記成長用基板から剥離する剥離ステップと
を備え、
前記吸着ステップでは、前記成長用基板において前記一端側に位置する部分に成長した前記シート状基板の部分が吸着される、シート状基板剥離方法。
【請求項８】
前記物質してシリコンを適用し、
前記シート状基板として、シート状シリコン基板を剥離させる、請求項７記載のシート状基板剥離方法。
【請求項１】
金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する所定の物質の融液に成長用基板を接触させて、前記成長用基板の表面に成長した前記物質からなるシート状基板を、前記成長用基板から剥離するためのシート状基板剥離装置であって、
前記成長用基板に成長した前記シート状基板における所定の部分を吸着する吸着部と、
前記吸着部により前記シート状基板を吸着した状態で前記吸着部および前記成長基板部の少なくともいずれかを移動させることにより、前記シート状基板を前記成長用基板から剥離する移動部と
を有し、
前記成長用基板は、
平面状に延在して前記シート状基板を実質的に成長させる主面と、
前記主面の一端側に設けられ、前記主面に成長する前記シート状基板の部分とで前記成長基板における前記一端側の部分を掴む態様で前記シート状基板の部分を成長させる所定の端面と
を備え、
前記吸着部は、前記成長用基板において前記一端側に位置する部分に成長した前記シート状基板の部分を吸着する機能を備え、
前記移動部は、前記吸着部によって前記シート状基板を吸着した状態で、前記端面に成長した前記シート状基板の部分を前記端面から引離す態様で前記主面に平行に移動させる機能を備えた、シート状基板剥離装置。
【請求項２】
前記移動部は、前記シート状基板が前記成長基板の前記一端側の部分を掴んでいたのを開放する態様で前記シート状基板を移動させる機能を有する、請求項１記載のシート状基板剥離装置。
【請求項３】
所定の前記端面は、
前記主面と繋がる第１端面と、
前記主面の法線ベクトルと反平行または鈍角をなす法線ベクトルを有して前記第１端面と繋がる第２端面と
を含む、請求項１または２に記載のシート状基板剥離装置。
【請求項４】
前記吸着部は、前記成長用基板の前記一端側の端部から前記端面が位置する側とは反対の他端側の端部に至る第１長さに対して、前記成長用基板の前記一端側の前記端部から前記第１長さの３分の１以下の第２長さのところに位置する部分に成長した前記シート状基板の部分を吸着する機能を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のシート状基板剥離装置。
【請求項５】
前記吸着部は、前記シート状基板における前記端面に成長した前記シート状基板の部分を吸着する機能を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のシート状基板剥離装置。
【請求項６】
剥離された前記シート状基板を搬出する搬出部を備えた、請求項１〜５のいずれかに記載のシート状基板剥離装置。
【請求項７】
金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する所定の物質の融液に成長用基板を接触させて、前記成長用基板の表面に成長した前記物質からなるシート状基板を、前記成長用基板から剥離するためのシート状基板剥離方法であって、
前記成長用基板として、平面状に延在して前記シート状基板を実質的に成長させる主面と、前記主面の一端側に設けられ、前記主面に成長する前記シート状基板の部分とで前記成長基板における前記一端側の部分を掴む態様で前記シート状基板の部分を成長させる所定の端面とを備えた成長基板を用い、
前記成長用基板を前記物質の融液に接触させることにより前記成長用基板の表面に成長した前記物質からなるシート状基板における所定の部分を吸着する吸着ステップと、
前記シート状基板を吸着した状態で前記端面に成長した前記シート状基板の部分を前記端面から引離す態様で、前記シート状基板および前記成長基板の少なくともいずれかを前記主面に平行に移動させることにより、前記シート状基板を前記成長用基板から剥離する剥離ステップと
を備え、
前記吸着ステップでは、前記成長用基板において前記一端側に位置する部分に成長した前記シート状基板の部分が吸着される、シート状基板剥離方法。
【請求項８】
前記物質してシリコンを適用し、
前記シート状基板として、シート状シリコン基板を剥離させる、請求項７記載のシート状基板剥離方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２００８−１９１００（Ｐ２００８−１９１００Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８９４３４（Ｐ２００６−１８９４３４）
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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