[發明專利]用于分離硅晶片的方法和設備

有效

• 申請號: 200780047417.1
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101652849A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 佩爾·阿爾內·王;阿爾內·拉姆斯蘭;奧勒·克里斯蒂安·特朗魯德;埃里克·耶塔斯;本特·哈梅爾;安德烈·斯凱伊;奧拉·特朗魯德
• 申請（專利權）人: REC斯坎沃佛股份有限公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;H01L21/683;B65G49/06;B28D5/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 張建濤

技術領域

本發明涉及一種用于從硅晶片的水平堆分離硅晶片的方法和設備。在本申請中，術語水平堆指這樣的堆，即在該堆中，晶片的堆疊方向是水平的，即晶片的表面位于基本豎直的平面中。

背景技術

在用于太陽能電池中的硅晶片的生產中，將硅錠切成薄晶片。通常，將這些錠以平行的方式并在液體冷卻的鋸切過程中鋸成晶片，作為此過程和后續過程的結果，產品由一堆潮濕的、薄硅晶片組成。在隨后的過程中，將對每個單個晶片進行單獨處理。

目前每個單個晶片從堆的分離作為手動操作來執行，操作員從堆中提起/拉起最外面的晶片并將它們放在盒中或依次放在裝配線上，以用于傳輸到下一加工階段。

此過程不是無問題的過程。晶片通過力保持在一起，該力由晶片之間的介質中的粘附、粘合和粘性性質以及晶片表面中的粗糙度決定。此外，分離是勞動密集型操作，同時對分離操作所能執行的速度有限制。手動操作導致在該操作期間大比例的晶片被損壞。在太陽能電池工業中，需要減小晶片的厚度，100μm-200μm，由此對于非常精細處理的需求變得更加重要。

在公布WO?2004/051735中，公開了一種用于從豎直堆中分離硅晶片的設備。晶片擺放在水平面中并在此平面中移動。此處采用傳輸設備，該傳輸設備將豎直堆中的頂部硅晶片離開該堆提起，同時將流體吹入該頂部硅晶片與第二頂部硅晶片之間以便幫助它們彼此分離。此技術的缺點在于在硅晶片的分離操作期間，仍具有大的損壞風險。該傳輸設備包括用于附接到晶片的裝置，所述裝置在晶片中的單點上施加壓力。此壓力與從側面吹動的流體一起用于克服晶片之間的毛細力。因此，該壓力可導致晶片的變形，在最壞的情況下導致它被破壞。該公布顯示了如何通過傳輸設備解決此問題，該傳輸設備還包括阻止晶片并避免其折疊的部件。

DE?102005016518公開了一種用于將晶片從承載系統分開并用于水平堆的單一化的器械。如此處所述的，該承載系統是(通常由玻璃制成的)板，其用于在鋸切過程期間(用膠)固定硅。此玻璃板和膠必須在以后移除以便執行單一化。該公布描述了一種鑿子，該鑿子用于打入最外晶片之下的玻璃板中，導致它與膠和玻璃殘余物一起松動。然而，所發生的將是它立即粘到相鄰晶片，導致實現單一化的失敗。

上述公布涉及用于電子工業的晶片處理。特別是由于這些晶片相對厚(300-400μm)的事實，它們具有更好的機械特性并且能夠承受相對大的機械載荷。另一方面，太陽能電池晶片非常脆和弱并需要精細的處理。特別地，本發明預期能夠執行這些晶片的單一化。然而，對于具有與太陽能電池晶片的厚度不同的厚度(例如，200-400μm)的晶片的單一化，也能采用本發明。

本發明的目的是提供一種用于改進硅晶片的分離，即用于更有效地分離硅晶片的方法和設備，并且在該方法和設備中，損壞硅晶片的比例得以降低或等于零。

發明內容

本發明包括一種用于從硅晶片的水平堆分離硅晶片的方法。該方法的特征在于它包括如下步驟：a)將可移動傳輸設備附接到該堆中最外硅晶片的表面，以及b)在基本豎直的平面中移動硅晶片，直到該硅晶片從堆中分離。

通過根據本發明的方法和設備分離的硅晶片是例如用于生產太陽能電池的晶片。此晶片薄(100μm-200μm)，并且其處理特別關鍵。

術語“堆”指在鋸切和溶解粘合層之后或在以另一方式移除粘合層之后獲得的產品。將堆中的晶片保持在一起的力是粘附力、粘合力、粘性力和機械力的組合(粘附力和粘合力構成了所謂的毛細力)。

在本發明的圖示實施例中，晶片在豎直平面中的移動將基本向上，即沿與重力相反的方向發生，從而實現晶片的可控移動。

在豎直平面中能限定若干個方向，從而能限定本發明的若干個變體，例如晶片沿水平、豎直或彎曲路徑在豎直平面中移動。

語句“在基本豎直的平面中”指不包括傾斜移動的移動(諸如當將一端處仍附接到錠的晶片從該錠中分離時所發生的移動)。傾斜移動將引起晶片中的內部機械應力，所述機械應力可導致晶片的破壞。本發明提供晶片的豎直移動，直到將晶片從堆分離為止，即直到晶片的表面不再彼此相對地定位為止。

因而作為步驟b)的一部分，根據本發明的方法例如可包括基本沿豎直(此實施例將在附圖中示出)、水平、傾斜或彎曲路徑的向上移動。上述實施例將在附圖中示出。在該方法的變體中，通過輪來提供彎曲路徑，晶片附接到該輪，由此沿圓形路徑的彎曲部執行該移動。在大輪的情況下，移動路徑將接近水平。

在一實施例中，根據本發明的方法實施為完全或部分地浸沒在液體填充容器中。