晶片加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及晶片對(duì)齊系統(tǒng)，其包括在運(yùn)輸方向上運(yùn)輸晶片的運(yùn)輸工具，所述運(yùn)輸工具界定了運(yùn)輸平面。本發(fā)明還涉及用于對(duì)齊晶片的方法以及晶片分離站。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體、光學(xué)設(shè)備以及LED生產(chǎn)，特別是太陽(yáng)能和電氣工業(yè)中使用的晶片通常由易碎材料制成，例如，硅、石英、藍(lán)寶石硼等。這些晶片的厚度通常為至少30 μ m，對(duì)于特定應(yīng)用而言，這些晶片的厚度甚至超過(guò)60 μπι,例如，用于太陽(yáng)能電池的娃晶片的厚度通常為80 μπι-120 μπι或者藍(lán)寶石片的厚度為至少0.2mm。即使使這些晶片彎曲，在過(guò)多的彎曲將會(huì)損壞這些晶片的條件下，它們是易碎的，不僅僅使其變形。
[0003]在使用金屬線和磨料的線切割設(shè)備中，從塊狀物(也稱為磚形物或錠子)中切割出晶片(例如，用于太陽(yáng)能電池的硅晶片或用于LED生產(chǎn)的藍(lán)寶石晶片)。通常使用由金屬線運(yùn)輸?shù)膽腋∮跐{狀物中的磨料顆粒。目前，越來(lái)越多地使用固定磨料切割晶片，所述固定磨料直接連接于金屬線。這些線通常被稱為金剛石線。
[0004]待切割用于太陽(yáng)能電池的錠子可以是多晶型半導(dǎo)體材料或單晶半導(dǎo)體材料，例如，硅。諸如藍(lán)寶石之類的其他材料也可被切割。在后一種情況下，錠子通常被稱為芯部或晶錠。錠子是基底材料，晶片從其中切割出來(lái)。在多晶型材料的情況下，通常鑄造大錠子并且從其中切割出磚形物。在單晶材料的情況下，通常例如使用柴可拉斯基法(Czochralskiprocess)制造圓形錠子，并將其切割成典型的單晶晶片形狀(準(zhǔn)方形)。從藍(lán)寶石的晶錠中鉆出芯部。芯部和晶錠在此也稱為錠子。
[0005]在已切割出晶片(例如，硅、石英、硼或藍(lán)寶石)之后，首先，通常將它們?nèi)匀贿B接至橫梁。所述橫梁是一塊將錠子固定在距離線鋸一定距離的材料，這樣在切割作用下彎曲的切割線不會(huì)切割進(jìn)入任何機(jī)器部件。在已進(jìn)行切割之后，晶片必須與橫梁分離。一旦完成分離，晶片形成堆疊或隊(duì)列并且需要分離以單獨(dú)進(jìn)行處理。
[0006]尤其在薄硅晶片的情況下，100 μπι或甚至80 μπι這么薄的硅晶片需要非常輕柔地進(jìn)行處理。小的沖擊力或彎曲力可能會(huì)使這些薄硅晶片損壞，從而使晶片失去價(jià)值。
[0007]在進(jìn)一步的處理過(guò)程中，特別是隨后的晶片分離過(guò)程中，晶片被不規(guī)則地定向。對(duì)于一些處理、測(cè)試和/或組裝步驟而言重要的是，晶片或其邊緣相對(duì)于一個(gè)參比方向?qū)R。
[0008]TW201237989A公開了一種定位太陽(yáng)能硅晶片的方法。工作站包括第一和第二承載限位器。晶片可通過(guò)彈簧驅(qū)動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)的方式抵接所述限位器，所述彈簧驅(qū)動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)從相對(duì)側(cè)抵接晶片。通過(guò)該晶片固定器，僅一個(gè)晶片可中心對(duì)齊。由于加緊機(jī)構(gòu)的機(jī)械撞擊，損壞晶片的風(fēng)險(xiǎn)非常高。而且，晶片無(wú)法定位于在線或連續(xù)工藝中。
[0009]W02009095474A1 (或DE102008000215A1)公開了一種標(biāo)記薄工件的設(shè)備。所述工件通過(guò)定位工具對(duì)齊，所述定位工具包括兩個(gè)平行傳送帶，其從相對(duì)側(cè)夾住工件。因?yàn)橛上嗤乃俣闰?qū)動(dòng)帶子加緊其間的工件，所以對(duì)工件的機(jī)械撞擊較高。因此，損害工件的風(fēng)險(xiǎn)非常尚Ο
[0010]W01994002395A1公開了一種運(yùn)輸物體的運(yùn)輸裝置(水蹤跡)，所述運(yùn)輸裝置具有帶有流體孔板的平底元件。通過(guò)所述孔板遞送的流體提供用于運(yùn)輸物體的動(dòng)力。
[0011]US2007/0212174A1公開了工件傳送機(jī)，其包括傳送途徑，該傳送途徑引導(dǎo)工件的傳送。一對(duì)鼓氣設(shè)備設(shè)置于傳送途徑的兩側(cè)并且均勻地向所述工件吹氣。由于從所述工件的兩側(cè)定向吹出氣體而產(chǎn)生的氣流和/或擾動(dòng)，所述工件不可能準(zhǔn)確對(duì)齊。
[0012]JP58-79733A公開了一種防止晶片受到導(dǎo)軌側(cè)壁碰撞影響的類似方法。將從導(dǎo)軌兩側(cè)噴出的壓縮氣體施加于晶片。JP58-79733A的目的不是使晶片準(zhǔn)確對(duì)齊。相反，晶片與側(cè)壁的碰撞應(yīng)當(dāng)被避免。還已知，照相機(jī)確定未對(duì)齊的晶片的位置或方向并且由此由夾子挑選晶片(即，已知的方向)并將其提供給組裝步驟。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題涉及在對(duì)齊過(guò)程中施加于晶片的高機(jī)械壓力，其不僅僅導(dǎo)致晶片邊緣的局部損壞，而且還在整個(gè)晶片上產(chǎn)生延伸的裂縫，甚至使晶片破碎。使用上述照相機(jī)的設(shè)計(jì)成本非常高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的在于克服這些問(wèn)題并且提供晶片對(duì)齊系統(tǒng)，尤其是用于薄的且易碎的晶片的晶片對(duì)齊系統(tǒng)，所述系統(tǒng)輕柔地處理晶片，即，在晶片上僅施加非常小且平滑的對(duì)齊力。此外，晶片應(yīng)當(dāng)快速對(duì)齊并且優(yōu)選地在晶片的運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)齊，即，在對(duì)齊過(guò)程中不停止運(yùn)輸。晶片對(duì)齊系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)成本有效并且節(jié)約空間。晶片對(duì)齊系統(tǒng)與加工站的一體化應(yīng)當(dāng)是可能的。
[0015]該目的通過(guò)上述晶片對(duì)齊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述對(duì)齊系統(tǒng)的特征在于:所述系統(tǒng)包括在運(yùn)輸平面內(nèi)將晶片的移動(dòng)限定為垂直于運(yùn)輸方向的劃界工具，其中，所述劃界工具界定了基本平行于運(yùn)輸工具的運(yùn)輸方向延伸的對(duì)齊線，以及用于產(chǎn)生迫使晶片抵住劃界工具的液流的液流產(chǎn)生工具，其中，所述劃界工具由傳送機(jī)帶形成或由可圍繞其軸旋轉(zhuǎn)的輥筒形成，或者，其中，所述劃界工具是運(yùn)輸工具的整體部分并且所述運(yùn)輸工具是傳送機(jī)帶，帶平面限定運(yùn)輸平面。
[0016]本發(fā)明的概念由如下事實(shí)構(gòu)成:所述劃界工具是可移動(dòng)的(傳送機(jī)帶，輥筒或作為運(yùn)輸傳送機(jī)帶的整體部分)。劃界工具，優(yōu)選地劃界部件可伴隨和/或支持晶片的運(yùn)輸移動(dòng)或甚至在晶片上發(fā)揮移動(dòng)作用以運(yùn)輸移動(dòng)。在下文中，更加詳細(xì)地討論上述可選方案。可實(shí)現(xiàn)晶片的準(zhǔn)確對(duì)齊以及平滑運(yùn)輸。
[0017]劃界工具可由傳送機(jī)帶形成。面向運(yùn)輸途徑(因此朝向晶片)的帶平面是限定表面，其界定對(duì)齊線。帶平面是與接觸晶片的帶的表面重合的平面。所述帶可與運(yùn)輸工具同步。晶片邊緣可具有與相對(duì)于運(yùn)輸工具放置的晶片的平坦表面相同的“速度”。
[0018]可能的實(shí)施方式可包括兩個(gè)傳送機(jī)帶:作為運(yùn)輸工具的第一傳送機(jī)帶和作為劃界工具的第二傳送機(jī)帶。優(yōu)選地，所述第一傳送機(jī)帶基本水平并且所述第二傳送機(jī)帶基本垂直。
[0019]在可選的實(shí)施方式中，運(yùn)輸工具由圍繞其軸可旋轉(zhuǎn)的輥筒形成，其中，優(yōu)選地，所述輥筒與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)連接。在此，運(yùn)輸表面由輥筒圓柱表面的各個(gè)點(diǎn)形成，在某一時(shí)間，這些點(diǎn)面向晶片的平坦表面。
[0020]在此，劃界工具由可圍繞其軸旋轉(zhuǎn)的輥筒形成，其中，優(yōu)選地，所述輥筒連接至旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。輥筒的軸可定向于基本垂直于運(yùn)輸方向。在此，限定表面由輥筒的圓柱表面的各個(gè)點(diǎn)形成，在某一時(shí)間，所述各個(gè)點(diǎn)面向運(yùn)輸途徑(由此面向晶片，即，晶片的邊緣)。換言之，各個(gè)點(diǎn)位于劃界工具的對(duì)齊線內(nèi)。該實(shí)施方式的優(yōu)勢(shì)在于:輥筒可更加容易旋轉(zhuǎn)，因?yàn)槟Σ凛^低且?guī)缀鯖]有慣性，由此不需要驅(qū)動(dòng)工具。晶片和/或流體可使輥筒旋轉(zhuǎn)?？稍谳佂采显O(shè)置各種工具以使液流的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)能量，類似水力磨。而且，流體可更加自由地在運(yùn)輸工具上移動(dòng)，由此防止流體在劃界工具附近聚集。此外，輥筒使運(yùn)輸工具和/或劃界工具(當(dāng)分別包括輥筒時(shí))分別具有與運(yùn)輸途徑不同的速度成為可能。在該方式中，晶片可被加速和減速。
[0021]優(yōu)選地，劃界工具包括至少一個(gè)可移動(dòng)部件，其向晶片施加移動(dòng)作用，并且其中，運(yùn)輸工具和劃界工具被調(diào)節(jié)成使運(yùn)輸工具的運(yùn)輸速度和劃界工具的可移動(dòng)部件的速度在對(duì)齊線的點(diǎn)處基本相同。這使得晶片在運(yùn)輸方向上平滑移動(dòng)，沒有摩擦并且沒有再次偏心的風(fēng)險(xiǎn)。
[0022]在進(jìn)一步的可選實(shí)施方式中，劃界工具是運(yùn)輸工具的整體部分，其中，優(yōu)選地，所述劃界工具由從運(yùn)輸平面突出的至少一個(gè)限定部件形成。優(yōu)選的實(shí)施方式可以是作為運(yùn)輸工具的傳送機(jī)帶以及作為傳送機(jī)帶的一部分的或固定于傳送機(jī)帶的一個(gè)或多個(gè)部件。這產(chǎn)生了非常節(jié)約空間的方案，因?yàn)椴恍枰鄬?duì)于運(yùn)輸工具橫向排布分離的劃界工具。