[發明專利]新型晶片鋸割系統

無效

• 申請號: 201210434317.7
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103056975A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 安德烈亞斯·施密特;安托萬·曼尼斯;羅曼·畢尤·德·羅曼尼;理查德·費;弗蘭克·哲南休
• 申請（專利權）人: 應用材料瑞士有限責任公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 王安武

技術領域

本發明的實施例大致涉及用于由鑄錠來形成薄襯底的設備以及方法。本發明還涉及一種系統，其包括多個線鋸裝置，其可一次鋸割多個鑄錠以形成薄襯底。本發明具體可用于由形成的水晶鑄錠來制造薄水晶硅太陽能電池襯底。

背景技術

常規線鋸裝置通常包括多個線，其相對于要被鋸割的鑄錠或工件而沿單一方向移動。線鋸裝置通常被用于電子產業，以鋸割包括鐵磁體、石英以及矽土的鑄錠，以獲得材料薄片，例如多硅或單晶硅，或甚至新型材料，例如GaAs，InP，GGG或其他石英、合成藍寶石以及陶瓷材料。相較于諸如金剛石盤鋸割的其他技術，材料的高價使得線鋸更具吸引力。

在公知的裝置中，由平行的多個圓筒組件構成了鋸割區域。這些圓筒(被稱為線引導)刻有槽，其界定了線層之間的間隔，即片的厚度。要被鋸割的工件被固定在支撐體上，其垂直于線層移動。工件的移動速度界定了切割速度。線的更新以及對其張力的控制在用于線的所謂管理區域中發生，其位于鑄錠或工件被切割的鋸割區域之前。影響切割的研磨劑是固定在線(例如用于金剛石線)上的磨料，或以片或漿的形式設置的自由磨料。線僅起用于磨料的承載體的作用。在對要被鋸割成薄片的工件進行切割期間，張緊線被線導引圓筒導引并張緊。

對于大量的應用，鋸割片(也被稱為晶片)，相較于要被鋸割的工件的橫截面或直徑，具有極小的厚度。鋸割片因此具有柔性，并且能夠屈曲并彎曲以與相鄰片接觸。這種屈曲對于切割的精度以及平坦性而言是不希望的，并且會在鋸割片的表面上造成波動、條紋以及不希望的不規則。這些甚至達到數微米的不規則足以導致片不能夠被用于特定應用，例如用于太陽能產業以及用于半導體的硅。片的形變甚至會導致微裂紋及裂紋，特別是接近片被連接至其支撐體的耦合點的位置處。

線鋸技術已經在形成光伏型襯底的處理中獲得優勢。光伏(PV)或太陽能電池是將太陽光直接轉換為直流(DC)電能。常規PV電池包括小于約0.185mm厚的p型硅晶片、襯底或片，具有布置在p型襯底的頂部上的n型硅材料的薄層。總體上，基于硅襯底的太陽能技術采用兩種主要策略來通過PV太陽能電池來降低太陽能電力的成本。一種方式是增大單結器件(即，每單位面積的電能輸出)的轉換效率，而另一種方式是降低與制造太陽能電池相關的成本。因為由轉換效率引起的效率成本降低會受到基本熱力學以及物理限制的限制，故可能的增益量取決于基本技術優勢，例如這里公開的各方面。其他實現商業可用太陽能電池策略在于降低形成太陽能電池所需的制造成本。

為了滿足這些挑戰，大體需要滿足以下太陽能電池處理要求：1)需要改進用于襯底制造設備所有成本(CoO)(例如，高系統輸出能力，高機器工作時間，廉價機器，廉價消耗成本)，2)需要增大每處理周期的處理面積(例如，減少每Wp的處理)，以及3)形成層的品質以及膜堆疊形成處理需要被很好地控制，以有效地制造高效能太陽能電池。因此，需要成本有效地形成并制造用于太陽能電池應用的薄硅襯底。

此外，隨著對太陽能電池裝置的需求的持續增長，存在以下趨勢，即通過增大襯底產出來降低成本，增大太陽能電池襯底的尺寸以增大在太陽能電池工作期間能夠被收集的電量，增大晶片鋸系統的產出(MWatts/yr)，減小消耗成本，改進在襯底上執行的沉積處理的品質。為了降低襯底的形成成本，希望設計新型鋸割系統以及晶片鋸割處理次序，以具有較高的襯底產出以及改進的晶片鋸割處理產量。

發明內容

著眼于此，提供了根據獨立權利要求1的晶片鋸割系統以及根據權利要求8的對晶片鋸割系統中的鑄錠進行鋸割的方法。根據從屬權利要求、具體描述以及附圖，可以了解其他優點，特征，方面以及詳細特征。

本發明大體上提供了一種晶片鋸割系統，包括鑄錠輸入模塊、鑄錠輸出模塊、兩個或多個線鋸腔，其分別包括兩個線引導圓筒；至少一個線，其被布置橫跨兩個所述線引導圓筒；支撐臺，其被構造以接收單一鑄錠；以及鑄錠定位系統，其被構造以將布置在所述支撐臺上的所述單一鑄錠壓靠至所述至少一個線；以及機器人，其被構造以在所述鑄錠輸入模塊、所述兩個或更多線鋸腔中至少一者以及所述鑄錠輸出腔之間傳輸所述單一鑄錠。

本發明的實施例還提供了一種方法，用于在晶片鋸割系統中鋸割鑄錠，包括：將單一鑄錠從輸入模塊傳輸至相對于傳輸腔的傳輸區域布置的多個線鋸腔中一者；對所述線鋸腔內的所述單一鑄錠進行鋸割，其中，鋸割所述單一鑄錠包括：從布置在所述傳輸腔中的機器人接收所述單一鑄錠；使所述單一鑄錠抵靠橫跨兩個線引導體布置的線層；并且相對于所述單一鑄錠來移動所述線層；并且從所述線鋸腔向輸出模塊移動所述鋸割鑄錠。