[实用新型]新型晶片锯割系统

说明书

技术领域

本发明的实施例大致涉及用于由铸锭来形成薄衬底的设备以及方法。本发明还涉及一种系统，其包括多个线锯装置，其可一次锯割多个铸锭以形成薄衬底。本发明具体可用于由形成的水晶铸锭来制造薄水晶硅太阳能电池衬底。 

背景技术

常规线锯装置通常包括多个线，其相对于要被锯割的铸锭或工件而沿单一方向移动。线锯装置通常被用于电子产业，以锯割包括铁磁体、石英以及矽土的铸锭，以获得材料薄片，例如多硅或单晶硅，或甚至新型材料，例如GaAs,InP,GGG或其他石英、合成蓝宝石以及陶瓷材料。相较于诸如金刚石盘锯割的其他技术，材料的高价使得线锯更具吸引力。 

在公知的装置中，由平行的多个圆筒组件构成了锯割区域。这些圆筒（被称为线引导）刻有槽，其界定了线层之间的间隔，即片的厚度。要被锯割的工件被固定在支撑体上，其垂直于线层移动。工件的移动速度界定了切割速度。线的更新以及对其张力的控制在用于线的所谓管理区域中发生，其位于铸锭或工件被切割的锯割区域之前。影响切割的研磨剂是固定在线（例如用于金刚石线）上的磨料，或以片或浆的形式设置的自由磨料。线仅起用于磨料的承载体的作用。在对要被锯割成薄片的工件进行切割期间，张紧线被线导引圆筒导引并张紧。 

对于大量的应用，锯割片（也被称为晶片），相较于要被锯割的工件的横截面或直径，具有极小的厚度。锯割片因此具有柔性，并且能够屈曲并弯曲以与相邻片接触。这种屈曲对于切割的精度以及平坦性而言是不希望的，并且会在锯割片的表面上造成波动、条纹以及不希望的不规则。这些甚至达到数微米的不规则足以导致片不能够被用于特定应用，例如用于 太阳能产业以及用于半导体的硅。片的形变甚至会导致微裂纹及裂纹，特别是接近片被连接至其支撑体的耦合点的位置处。 

线锯技术已经在形成光伏型衬底的处理中获得优势。光伏（PV）或太阳能电池是将太阳光直接转换为直流（DC）电能。常规PV电池包括小于约0.185mm厚的p型硅晶片、衬底或片，具有布置在p型衬底的顶部上的n型硅材料的薄层。总体上，基于硅衬底的太阳能技术采用两种主要策略来通过PV太阳能电池来降低太阳能电力的成本。一种方式是增大单结器件（即，每单位面积的电能输出）的转换效率，而另一种方式是降低与制造太阳能电池相关的成本。因为由转换效率引起的效率成本降低会受到基本热力学以及物理限制的限制，故可能的增益量取决于基本技术优势，例如这里公开的各方面。其他实现商业可用太阳能电池策略在于降低形成太阳能电池所需的制造成本。 

为了满足这些挑战，大体需要满足以下太阳能电池处理要求：1）需要改进用于衬底制造设备所有成本（CoO）（例如，高系统输出能力，高机器工作时间，廉价机器，廉价消耗成本），2）需要增大每处理周期的处理面积（例如，减少每Wp的处理），以及3）形成层的品质以及膜堆叠形成处理需要被很好地控制，以有效地制造高效能太阳能电池。因此，需要成本有效地形成并制造用于太阳能电池应用的薄硅衬底。 

此外，随着对太阳能电池装置的需求的持续增长，存在以下趋势，即通过增大衬底产出来降低成本，增大太阳能电池衬底的尺寸以增大在太阳能电池工作期间能够被收集的电量，增大晶片锯系统的产出（MWatts/yr），减小消耗成本，改进在衬底上执行的沉积处理的品质。为了降低衬底的形成成本，希望设计新型锯割系统以及晶片锯割处理次序，以具有较高的衬底产出以及改进的晶片锯割处理产量。 

发明内容

着眼于此，提供了根据独立权利要求1的晶片锯割系统以及根据权利要求8的对晶片锯割系统中的铸锭进行锯割的方法。根据从属权利要求、具体描述以及附图，可以了解其他优点，特征，方面以及详细特征。 

本发明大体上提供了一种晶片锯割系统，包括铸锭输入模块、铸锭输出模块、两个或多个线锯腔，其分别包括两个线引导圆筒；至少一个线，其被布置横跨两个所述线引导圆筒；支撑台，其被构造以接收单一铸锭；以及铸锭定位系统，其被构造以将布置在所述支撑台上的所述单一铸锭压靠至所述至少一个线；以及机器人，其被构造以在所述铸锭输入模块、所述两个或更多线锯腔中至少一者以及所述铸锭输出腔之间传输所述单一铸锭。 

根据晶片锯割系统的实施例，铸锭输入模块、铸锭输出模块以及两个或更多线锯割腔被可传输地耦合至传输腔。 

根据晶片锯割系统的实施例，机器人被耦合至传输腔。 

根据晶片锯割系统的实施例，两个线导引圆筒的长度是310mm至370mm。 

根据晶片锯割系统的实施例，两个或多个锯割腔被构造用于一次锯割一个铸锭。