晶片加工系统的制作方法

本发明涉及晶片加工领域，特别是涉及一种晶片加工系统。

背景技术：

太阳能电池是通过光电效应或光化学效应将光能直接转化为电能的装置，目前以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流太阳能电池，其主要功能元件为光伏薄膜。

传统的薄膜太阳能电池在加工过程中，需要将贴合在晶片衬底上的光伏薄膜通过刻蚀等工艺去除牺牲层，然后利用分离器械将光伏薄膜从衬底上分离，以方便进一步的加工，分离后的衬底可以重复用于光伏薄膜的生成。

以上过程可以在太阳能电池生产线的外延剥离系统中完成，在外延剥离系统中，首先装载带有薄膜的晶片到栏具内，然后将晶片置于刻蚀工艺腔室内进行湿法刻蚀工艺，完成刻蚀工艺后，卸载刻蚀后的薄膜和晶片衬底，之后将薄膜和晶片衬底相互分离，分别进行各自进一步的加工。

现有技术中，外延剥离系统生产效率的瓶颈在于如何快速可靠地完成刻蚀工艺后薄膜与衬底的卸载与分离，一般而言，外延剥离系统采用单个机械手进行卸载工作以及薄膜与衬底分离后对薄膜的操作。外延剥离系统的卸载位通常只有一个，当刻蚀工艺腔室存在多个时，完成一个栏具内的晶片卸载与分离工作后，需要等待另一栏具装载在卸载位上，才能继续对该另一栏具内的晶片进行卸载与分离工作。因此，期待一种薄膜卸载与分离效率更高的晶片加工系统。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种薄膜卸载分离效率更高的晶片加工系统，进一步提高生产效率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种晶片加工系统，所述晶片包括衬底以及位于所述衬底上的薄膜，所述晶片加工系统包括：刻蚀单元，所述刻蚀单元输出待分离的多个所述晶片；以及分离单元，所述分离单元包括至少两个第一载台以及机械手组件，所述第一载台位于所述刻蚀单元一侧，所述第一载台用于承载待分离的多个所述晶片，所述机械手组件在所有所述第一载台的各位置上轮流切换，并将所述第一载台上的多个所述晶片的所述薄膜从所述衬底上分离。

优选地，所述晶片加工系统还包括：组装单元，位于所述分离单元一侧，用于将分离后的所述薄膜与框架组装。

优选地，所述刻蚀单元、所述分离单元以及所述组装单元沿第一横向布置，所述机械手组件包括：第一机械手，用于拾取所述第一载台上的多个所述晶片并将多个所述晶片的所述薄膜从所述衬底上剥离；以及第一线性模组，沿所述第一横向延伸，所述第一机械手设置在所述第一线性模组上，所述第一线性模组带动所述第一机械手在所述至少两个第一载台与所述组装单元之间运动。

优选地，所述分离单元的至少两个第一载台沿与所述第一横向垂直的第二横向布置，所述机械手组件还包括：第二线性模组，沿所述第二横向延伸，所述第一线性模组设置在所述第二线性模组上，所述第二线性模组带动所述第一线性模组以及所述第一机械手在所有所述第一载台的各位置上轮流切换。

优选地，所述第一机械手包括并排设置的多个分离子单元，每个所述分离子单元用于拾取所述第一载台上的一个所述晶片并将所述晶片的所述薄膜从所述衬底上剥离。

优选地，所述组装单元包括：第二载台，位于所述分离单元一侧，用于承载分离后的所述薄膜；至少一个第一图像传感器，设置在所述第二载台上方，用于对分离后的所述薄膜定位；第三载台，位于所述第二载台一侧，用于承载框架；至少一个第二图像传感器，位于所述第三载台上方，用于对所述框架定位；以及第二机械手，设置在所述第二载台与所述第三载台之间，用于将所述第二载台上的所述薄膜移至所述第三载台上并与所述框架组装。

优选地，所述第二载台为旋转载台，所述第二载台旋转使得所述薄膜在多个位置上切换，所述多个位置包括所述至少一个第一图像传感器的图像采集位置、所述第二机械手的拾取位置。

优选地，所述第二机械手与所述至少一个第一图像传感器信号连接，用于根据所述至少一个第一图像传感器的图像信号修正所述薄膜在所述第三载台上的放置位置。

优选地，所述组装单元还包括：第三线性模组，与所述第三载台连接，用于将完成组装的所述薄膜输出至系统外。

优选地，所述薄膜为光伏柔性薄膜。

(三)有益效果

根据本发明提供的晶片加工系统，所述分离单元包括至少两个第一载台以及机械手组件，每个第一载台中可以承载待分离的多个所述晶片，所述机械手组件在所有所述第一载台的各位置上轮流切换，并将对应所述第一载台上的多个所述晶片的所述薄膜从所述衬底上剥离，使得所述薄膜与所述衬底在物理位置上彼此分离。通过上述改进结构，当机械手组件对其中一个第一载台上的晶片进行分离工作时，其他第一载台可以同时进行待分离晶片的装载工作，机械手组件循环在各第一载台之间切换工作，与传统生产线相比节省了机械手组件等待第一载台装载晶片的时间，提高薄膜分离的效率，进而很大程度提高了产品产量和生产效率。

在优选的实施例中，所述第一机械手包括并排设置的多个分离子单元，所述多个分离子单元中的每个用于对一个所述晶片进行卸载，使得单个机械手组件可以同时对第一载台上的多个待分离晶片进行卸载操作，提高卸载和生产效率。

在优选的实施例中，晶片加工系统还包括用于将卸载的所述薄膜与框架组装的组装单元，在组装单元中，所述第二载台可以为旋转载台，所述第二载台旋转使得所述薄膜在多个位置上切换，其中所述多个位置包括所述至少一个第一图像传感器的图像采集位置、所述第二机械手的拾取位置，从而实现批量薄膜在多个位置间的快速切换，加快生产效率。所述第二机械手与所述至少一个第一图像传感器信号连接，可以根据所述至少一个第一图像传感器的图像信号修正所述薄膜在所述第三载台上的放置位置，提高薄膜与框架进行安装时的精确度。

附图说明

图1为本发明实施例的晶片加工系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种晶片加工系统，其中待加工的晶片包括衬底以及位于所述衬底上的薄膜。本发明的晶片加工系统例如可以用于太阳能薄膜电池生产线上作为外延剥离系统，其中待加工的晶片例如可以包括砷化镓衬底以及贴合在砷化镓衬底上的光伏柔性薄膜，该光伏薄膜在与砷化镓衬底分离后可与聚合物框架组合，从而进一步形成太阳能薄膜电池。

图1示出本发明实施例的晶片加工系统的结构示意图，所述晶片加工系统包括刻蚀单元100以及分离单元200，刻蚀单元100输出待分离的多个晶片。刻蚀单元100包括腔室110，在刻蚀工艺中，通常将多个晶片放置在栏具中，然后将栏具连同晶片置于刻蚀单元100的腔室110内，当晶片在刻蚀单元100的腔室110中完成刻蚀工艺后，可以使用机械手等装置将栏具连同晶片从工艺腔室的出口传输至第一载台200。

在刻蚀工艺中，晶片的衬底与薄膜之间的牺牲层去掉，衬底与薄膜之间仅有部分粘连，本发明的分离单元200用于将刻蚀工艺后晶片的薄膜与衬底的物理位置进一步分离。

分离单元200包括至少两个第一载台210以及机械手组件220，第一载台210位于刻蚀单元100一侧，第一载台210用于承载待分离的多个晶片，机械手组件220在所有第一载台210的各位置上轮流切换，并将对应第一载台210上的多个晶片的薄膜从衬底上卸载。其中，机械手组件220每次可以切换至与一个第一载台210位置对应，对应每次对一个第一载台210上的全部晶片进行分离，同时其余第一载台210可以进行待分离晶片的装载工作；机械手组件220每次也可以切换至与多个第一载台210位置对应，对应每次对多个第一载台210上的全部晶片进行分离，同时其余第一载台210仍然可以进行待分离晶片的装载工作。本实施例中机械手组件220例如是循环在两个第一载台210的各位置上切换，每次切换机械手组件220与一个第一载台210的位置对应。

晶片加工系统还可以包括组装单元300，其位于分离单元200一侧，用于将分离后的薄膜与框架组装。

在本实施例中，刻蚀单元100、分离单元200以及组装单元300沿第一横向布置，机械手组件220包括第一机械手221以及第一线性模组222。第一机械手221用于拾取第一载台210上的多个晶片并将多个晶片的所述薄膜从所述衬底上剥离，第一线性模组222沿第一横向a向延伸，第一机械手221设置在第一线性模组222上，第一线性模组222带动第一机械手221在至少两个第一载台210与组装单元300之间运动。

分离单元200的至少两个第一载台210可以沿与第一横向a向垂直的第二横向b向布置，机械手组件220还可以包括第二线性模组223。第二线性模组223沿第二横向b向延伸，第一线性模组222设置在第二线性模组223上，第二线性模组223带动第一线性模组222以及第一机械手221在至少两个第一载台210的位置上切换。

第一机械手221可以包括并排设置的多个分离子单元2211，每个分离子单元2211用于拾取第一载台210上的一个晶片并将该晶片的所述薄膜从所述衬底上剥离。

组装单元300可以包括第二载台310、至少一个第一图像传感器320、第三载台330、至少一个第二图像传感器340以及第二机械手350。第二载台310位于分离单元200一侧，用于承载分离后的薄膜。至少一个第一图像传感器320设置在第二载台310上方，用于对分离后的薄膜定位。第三载台330位于第二载台310一侧，用于承载框架。至少一个第二图像传感器340第三载台330上方，用于对框架定位。第二机械手350设置在第二载台310与第三载台330之间，用于将第二载台310上的薄膜移至第三载台330上并与框架组装。此外，组装单元300还可以包括第三线性模组360，其与第三载台330连接，用于将完成组装的薄膜输出至系统外。

在本实施例中，第二载台310为旋转载台，第二载台310旋转使得薄膜在多个位置上切换，多个位置包括至少一个第一图像传感器320的图像采集位置、第二机械手350的拾取位置。

第二机械手350可以与至少一个第一图像传感器320信号连接，用于根据至少一个第一图像传感器320的图像信号修正薄膜在第三载台330上的放置位置。

对于大产能的生产系统而言，刻蚀单元100通常包括用于进行刻蚀工艺的多个腔室110，例如是呈一字排开。刻蚀单元100的多个腔室110输出多个待分离的晶片，待分离的晶片可以装载在至少两个第一载台210上，第一机械手221在第二线性模组223的带动下可以在至少两个第一载台210之间移动切换，并且对相应的第一载台210上的多个晶片进行取出和分离操作，得到分离后的薄膜和衬底。其中，分离后的衬底可以输送至衬底清洗回收装置，以实现衬底的重复使用，此处不再赘述。第一线性模组222带动第一机械手221可以将分离后的薄膜送至第二载台310上，第二载台310的上方可以设置多个第一图像传感器320，可以将多个薄膜放置在多个第一图像传感器320的图像采集位置上，多个第一图像传感器320对多个薄膜进行拍照定位后，第二载台310开始旋转，例如是沿其中心转动180°，将多个薄膜切换至第二机械手350的拾取位置，第二机械手350拾取多个薄膜，将其送至第三载台330并与第三载台330上放置的多个框架组合，使得薄膜与框架合二为一，第三载台330上的第二图像传感器340也可以是多个，可以对第三载台330上的框架进行视觉定位，保证薄膜在框架上的相对位置更精准。薄膜和框架组合完成后，可以通过第三线性模组360送至系统外，例如送至存储篮中。

根据本发明提供的晶片加工系统，分离单元200包括至少两个第一载台210以及机械手组件220，第一载台210可以承载待分离的多个晶片，机械手组件220在所有第一载台210的各位置上轮流切换，并将对应第一载台210上的多个晶片的薄膜从衬底上卸载。通过上述改进结构，当机械手组件220对其中某个或某些第一载台210上的晶片进行分离工作时，其他第一载台210可以同时进行待分离晶片的装载工作，机械手组件220循环在各第一载台210之间切换工作，与传统生产线相比节省了机械手组件220等待第一载台210装载晶片的时间，提高薄膜分离的效率，进而很大程度提高了产品产量和生产效率。

由于第一机械手221包括并排设置的多个分离子单元2211，每个分离子单元2211中用于对一个晶片进行卸载和分离操作，使得单个机械手组件220可以同时对第一载台210上的多个待分离晶片进行卸载和分离操作，提高分离和生产效率。

本实施例的晶片加工系统还包括用于将分离后的薄膜与框架组装的组装单元300，在组装单元300中，第二载台310可以为旋转载台，第二载台310旋转使得薄膜在多个位置上切换，其中多个位置包括至少一个第一图像传感器320的图像采集位置、第二机械手350的拾取位置，从而实现批量薄膜在多个位置间的快速切换，加快生产效率。第二机械手350与至少一个第一图像传感器320信号连接，可以根据至少一个第一图像传感器320的图像信号修正薄膜在第三载台330上的放置位置，提高薄膜与框架进行安装时的精确度。

本发明的晶片加工系统实现了薄膜从衬底上的自动化分离和快速卸载，方便快捷，在很大程度上提高了产量和生产效率，降低了生产成本，并且上述系统结构简单，易于操作和维护，成本相对较低，易于实现和实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。