[發明專利]晶片堆的清洗

有效

• 申請號: 200980102316.9
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN102017063A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 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: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;B28D5/00;H01L21/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 蔡石蒙;車文

技術領域

本發明涉及太陽能電池制造工藝，并且具體涉及從硅錠中切割出的晶片的生產。

背景技術

在太陽能電池工業中，一個目標是能夠生產和處理薄的晶片，因為這會產生材料消耗和制造成本的降低。因而，太陽能電池晶片的厚度處于100μm和300μm之間。

通常通過將硅錠切割成薄片來制造晶片。切割前，在硅錠的一個表面沉積一粘性層，以在切割過程中將晶片保持在合適的位置。切割/切片后，獲得晶片堆，其中各個晶片在表面上具有大量的切割流體(漿料)。這種流體有助于晶片間的粘附。切割的晶片必須被沖洗(去除漿料，預清洗)，并且所述粘性層和相關的化學物質必須被去除，以提供具有所需要的太陽能電池質量的晶片(去除粘性層之后，獲得晶片堆)。為實現這一目標，在最后的晶片工藝中，人們通常必須單獨挑出晶片，然后單獨清洗所述晶片(最后的清洗)。

現在，例如在所稱的水平線中，太陽能電池晶片在晶片堆中清洗或單獨清洗。在晶片堆的清洗中，流體通常不會滲透晶片堆，且晶片的表面通常不暴露在流體和所需的化學物質下。在水平的清洗中，人們必須在濕的條件下分開晶片，由于晶片之間的毛細作用力，這導致較高的破損率。

WO97/02905描述了一種用水洗滌硅錠以去除顆粒物質的方法和裝置。該裝置意圖用于具有特定厚度(例如800μm)的晶片。該裝置包括噴嘴，所述噴嘴適于向硅錠輸送水射流，用于從硅錠上沖洗掉顆粒物質。一個運載設備安裝所述噴嘴，用于基本在硅錠的全部長度上來回縱向移動。在沖洗過程中，硅錠由保持臂保持。該公布涉及用于電子工業中的晶片的處理。因為電子工業的晶片較厚(300-900μm)，所以它們具有比太陽能電池晶片更好的機械性能，且相對其它而言它們能承受相對較高的機械應力。相反，太陽能電池晶片非常脆和弱，必須被更加小心處理。

在洗滌薄晶片的過程中，必須避免會導致破損的機械應力。

發明內容

本發明提供了一種清洗晶片堆或襯底堆的方法和設備，其中單個晶片被水、漿料和化學物質保持在一起。本發明允許在分離發生之前實施一個基本完整的晶片清洗。如果可以使用整塊干燥(block?drying)方法(這是一種干燥工藝，其中晶片仍然彼此緊密排列)，本發明還提供一種避免濕環境下的單獨挑出工藝的方法(為了確保各個晶片的清洗，濕環境下的單獨挑出工藝是必須的，這通常消耗人力且相當大地壓迫材料，并導致破損)。

根據本發明的設備包括至少一個噴嘴，所述噴嘴被設置為在垂直于堆疊方向的方向上向晶片堆發送流體射流。所述設備進一步被設置為提供在晶片堆和噴嘴之間沿堆疊方向的相對移動。所述設備還包括流體容器，以使晶片堆在洗滌時被浸入流體中。

當晶片堆被浸入流體中，避免了作用在晶片之間的毛細作用力。與此同時，流體和流體流有助于機械穩定晶片。術語“穩定”指晶片靜止在流體流中，避免了晶片的振動運動。由于通過流體射流實現了支撐功能，因而這不需要支撐元件而實現。這樣大大減少了不需要的機械和動態應力。由于流體存在于晶片的兩側，所以流體將利用其粘性阻尼和壓力穩定性起作用。測試已經表明，利用最佳噴嘴壓力，晶片實際上會豎直立于流體流中，而沒有振動或其它移動，并且同時晶片之間的距離足以提供清洗。

根據本發明的方法包括以下步驟：在垂直于堆疊方向的方向上向晶片堆發送流體射流；和使晶片堆和噴嘴沿堆疊方向彼此相對移動。晶片堆被浸入到流體中。

本申請的上下文中的表述“堆疊方向”指在晶片堆中的晶片被堆疊在一起所沿的方向。該方向基本垂直于單個晶片的平面。

術語“晶片堆”用于表示一堆晶片，與晶片是否通過粘附劑保持在一起無關。

相對移動提供晶片逐個(逐步)的分離和清洗，直到整個晶片堆被清洗為止。

本發明提供一種操作，所述動作具有在堆跌方向(提供分離)的一個分量和在晶片平面(提供清洗)的一個分量。如前所述，水射流同水環境一起提供晶片的穩定。如下面將要說明的，打開晶片堆允許清洗晶片的表面。水射流提供晶片的分離，也就是說，從大約(通常小于)100μm(幾乎完全塌縮的晶片堆)到400μm至2000μm的范圍的晶片之間的距離的增大。這使得流體流在晶片之間流動，并清洗(洗滌)通過打開晶片堆而暴露于洗滌流體的晶片表面。晶片之間100μm(或更小)的距離不能允許洗滌流體在晶片之間流動。根據本發明的方法可在水或其他液體下進行，并產生400μm到2000μm(最可能的值為約800μm)的晶片之間的穩定的開口。水射流和相對移動一起達到該目的。該方法不可能同晶片單獨挑出的方法混淆，因為晶片沒有從晶片堆被取出，而是在被布置在晶片堆中的同時被洗滌。