CN102049818B - 晶体硅锭的切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶体硅锭的切割方法，首先提供一具有四个待滚圆面的晶体硅锭，再提供一用以夹持所述晶体硅锭且可绕贯穿晶体硅锭的中心轴进行旋转的夹具，提供至少一根金刚线将其与所述晶体硅锭之待滚圆面相对设置，然后设置所述金刚线与晶体硅锭之待滚圆面的间距，以确定所述晶体硅锭之待滚圆面的所构圆形的直径，最后高速运行所述金刚线，低速旋转所述夹具，当低速旋转的晶体硅锭与高速运行的金刚线接触时，其待滚圆面被所述金刚线切割，如此以达到不用研磨或者磨削的手段将晶体硅棒滚圆的目的，使被切割下来的材料能够成块状以利于回收节约成本。

Description

晶体硅锭的切割方法
技术领域
本发明涉及一种多线切割技术，特别是涉及一种适用于单晶硅锭的滚圆切割方法。
背景技术
多线切割技术是目前世界上比较先进的硅棒加工技术，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢线上的切割刃料对半导体等硬脆材料进行摩擦，从而达到切割目的。线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比有具有效率高，产能高，精度高等优点。
在现有对硅棒，尤其是单晶硅棒进行加工过程中，为方便对单晶硅棒进行后续的抛光及切片等作业，需要事先将所述单晶硅棒加工成具有四面圆角的立方体。在悉知的加工技术中，通常的做法是将所述单晶硅棒置于两个相对平行的砂轮之间进行面磨削，之后再对四个弧度面进行磨削，在对所述单晶硅棒的四个弧度面进行磨削时，需要将所述砂轮绕该单晶硅棒的轴心做高速旋转，再将该单晶硅棒置于旋转是砂轮之间进行四个弧度面的磨削，这种做法带来的问题是：由于砂轮的质量比较重，且旋转的角速度比较大，旋转时较难控制，若稍有偏差则会影响到针对该单晶硅棒进行磨削的精确度，进而影响到该单晶硅棒的品质；更重要的是，采用磨削的方法对晶体硅棒进行滚圆，在磨削的过程中需要加水或者油等液体充当研磨液，期间被砂轮磨掉的一部分晶硅材料和研磨液混合一起后变成了泥浆，所以回收的难度很大，对工件的污染也比较严重，会导致后续对设备及工件的清洗十分不便。
所以，如何提供一种线切割技术，以不用研磨或者磨削的手段达成晶体硅棒滚圆的目的，以使被切割下来的材料能够成块状，不但利于回收，节约成本，避免以上所述的缺点，实为相关领域之业者目前亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶体硅锭的切割方法，以不用研磨或者磨削的手段达成晶体硅棒滚圆的目的，使被切割下来的材料能够成块状而利于回收节约成本。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶体硅锭的切割方法，其特征在于：首先，提供一具有顶面、底面以及连接所述顶面及底面的四个待滚圆面的晶体硅锭；其次，提供一夹具，用以夹持所述晶体硅锭的顶面及底面，且所述夹具可绕贯穿所述晶体硅锭的顶面与底面之中心轴进行旋转；然后，提供至少一根金刚线，将所述金刚线与所述晶体硅锭之待滚圆面相对平行设置；接着，设置所述金刚线与晶体硅锭之待滚圆面的间距，以确定所述晶体硅锭之待滚圆面的所构圆形的直径；最后，高速运行所述金刚线，之后低速旋转所述夹具，当低速旋转的晶体硅锭与高速运行的金刚线接触时，其待滚圆面被所述金刚线切割。
本发明之晶体硅锭的切割方法中，所述晶体硅锭为单晶硅棒。所述夹具一端具有驱动旋转的电机。
本发明之晶体硅锭的切割方法中，所述金刚线还可以为两根，分别平行设置于所述晶体硅锭的其中两个待滚圆面，然，并不局限于此，于另一的实施方式中，所述金刚线还可以为四根，分别平行设置于所述晶体硅锭的四个待滚圆面。
本发明之晶体硅锭的切割方法中，所述高速运行的金刚线的运行速度为1000m/min；所述低速旋转的夹具的旋转速度为0.5～2mm/min。
如上所述，本发明之晶体硅锭的切割方法将金刚线与晶体硅锭之待滚圆面相对平行设置，于高速运行金刚线以及低速旋转夹具，当低速旋转的晶体硅锭与高速运行的金刚线接触时，其待滚圆面被所述金刚线切割，以使被切割下来的硅材料能够成块状而利于回收节约成本，同时也解决了现有技术中采用磨削的方法对晶体硅棒进行滚圆，被砂轮磨掉的一部分晶硅材料和研磨液混合一起后变成了泥浆，回收的难度很大，对工件的污染也比较严重等问题。
附图说明
图1显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之操作流程示意图。
图2显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之具体实施状态的正向示意图。
图3显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之具体实施状态的侧向示意图。
图4显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之另一实施状态的侧向示意图。
图5显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之又一实施状态的侧向示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
第一实施方式：
请参阅图1至图3，图1显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之操作流程示意图；图2显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之具体实施状态的正向示意图；图3显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之具体实施状态的侧向示意图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明的晶体硅锭的切割方法有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图所示，本发明提供一种晶体硅锭的切割方法，其应用于对晶体硅锭进行切割作业，于本实施例中，所述晶体硅锭1为单晶硅棒，所述晶体硅锭的切割方法包括以下步骤：
首先执行步骤S1，提供一具有顶面、底面(未标示)以及连接所述顶面及底面的四个待滚圆面11的晶体硅锭11；于本实施例中，本发明提供一种晶体硅锭的切割方法只对所述单晶硅棒的四个待滚圆面11进行切割作业，所述单晶硅棒还具有分别相对的第一对待磨面(未标示)及第二对待磨面(未标示)，本发明中提及的四个待滚圆面11介于所述第一对待磨面与第二对待磨面之间。接着执行步骤S2。
于步骤S2中，提供一夹具2，用以夹持所述晶体硅锭1的顶面及底面，且所述夹具2可绕贯穿所述晶体硅锭的顶面与底面之中心轴(图示中的X)进行旋转；于本实施例中，所述夹具2一端具有驱动旋转的电机，具体地，当所述电机旋转时带动所述夹具2的两个夹头，进而带动置于夹具2中的晶体硅锭1进行旋转。接着执行步骤S3。
于步骤S3中，提供至少一根金刚线3，将所述金刚线3与所述晶体硅锭1之待滚圆面11相对平行设置；于本实施例中，所述金刚线3为表层具有金刚砂的金刚线，选用该种金刚线在加工过程中避免使用具有研磨砂的研磨液，不但减少了用料成本，也解决了工件清洗不方便、研磨液回收难度大，以及对工件污染严重的问题。于本实施例中，所述为金刚线3的线径为0.3mm。接着执行步骤S4。
于步骤S4中，设置所述金刚线3与晶体硅锭1之待滚圆面11的间距，以确定所述晶体硅锭1之待滚圆面11的所构圆形的直径；于本实施例中，所述金刚线3的线径与所述待滚圆面11的所构圆形的直径向交，换言之，所述金刚线3被设置于所述待滚圆面11的所构圆形的圆周上。需要指明的是，所述金刚线3与晶体硅锭1之待滚圆面11的实际间距根据具体的加工需要确定。接着执行步骤S5。
于步骤S5中，高速运行所述金刚线3，于本实施例中，所述金刚线3的运行速度为1000m/min。接着执行步骤S6。
于步骤S5中，低速旋转所述夹具2，当低速旋转的晶体硅锭1与高速运行的金刚线3接触时，所述晶体硅锭1之待滚圆面11被所述金刚线3切割。于具体的实施方式中，所述低速旋转的夹具的旋转速度为0.5～2mm/min之间，以便所述夹具2带动置于夹具2中的晶体硅锭1进行旋转以及金刚线3高速运行时，针对所述晶体硅锭1进行滚圆方式的切割，进而保证切割下来的废料成块状，以利于回收再造。
第二实施方式：
请参阅图4，图4显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之另一实施状态的侧向示意图。于本实施例中，所述金刚线3还可以为两根，分别平行设置于所述晶体硅锭1的其中两个待滚圆面11，具体地，所述两根金刚线3分别设置在所述待滚圆面11的所构圆形的圆周上。于第一实施方式中采用一根金刚线相比，本实施方式中采用两根金刚线一次性可对两个待滚圆面进行滚圆切割，具有较高的工作效率。
第二实施方式：
请参阅图5，图5显示为本发明的晶体硅锭的切割方法之又一实施状态的侧向示意图。于本实施例中，所述金刚线3还可以为四根，分别平行设置于所述晶体硅锭1的其中四个待滚圆面11，具体地，所述四根金刚线3分别设置在所述待滚圆面11的所构圆形的圆周上。于第一实施方式以及第二实施方式中采用一根或两根金刚线相比，本实施方式中采用四根金刚线一次性可对四个待滚圆面进行滚圆切割，具有更高的工作效率。然，以上列举切割方式中所采用的金刚线数量并不局限于上述陈述，可根据具体作业的需求酌情增加或删减，因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由后述的权利要求所涵盖。
综上所述，本发明之晶体硅锭的切割方法将金刚线与晶体硅锭之待滚圆面相对平行设置，于高速运行金刚线以及低速旋转夹具，当低速旋转的晶体硅锭与高速运行的金刚线接触时，其待滚圆面被所述金刚线切割，以使被切割下来的硅材料能够成块状而利于回收节约成本，同时也解决了现有技术中采用磨削的方法对晶体硅棒进行滚圆，被砂轮磨掉的一部分晶硅材料和研磨液混合一起后变成了泥浆，回收的难度很大，对工件的污染也比较严重等问题而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。

Claims (7)

1.一种晶体硅锭的切割方法，其特征在于：
(1)提供一具有顶面、底面以及连接所述顶面及底面的四个待滚圆面的晶体硅锭；
(2)提供一夹具，用以夹持所述晶体硅锭的顶面及底面，且所述夹具可绕贯穿所述晶体硅锭的顶面与底面之中心轴进行旋转；
(3)提供至少一根金刚线，将所述金刚线与所述晶体硅锭之待滚圆面相对平行设置；
(4)设置所述金刚线与晶体硅锭之待滚圆面的间距，以确定所述晶体硅锭之待滚圆面的所构圆形的直径；以及
(5)高速运行所述金刚线，之后低速旋转所述夹具，当低速旋转的晶体硅锭与高速运行的金刚线接触时，其待滚圆面被所述金刚线切割。
2.如权利要求1所述的晶体硅锭的切割方法，其特征在于：所述晶体硅锭为单晶硅棒。
3.如权利要求1所述的晶体硅锭的切割方法，其特征在于：所述夹具一端具有驱动旋转的电机。
4.如权利要求1所述的晶体硅锭的切割方法，其特征在于：于所述步骤(4)中，所述金刚线为两根，分别平行设置于所述晶体硅锭的其中两个待滚圆面。
5.如权利要求1所述的晶体硅锭的切割方法，其特征在于：于所述步骤(4)中，所述金刚线为四根，分别平行设置于所述晶体硅锭的四个待滚圆面。
6.如权利要求1所述的晶体硅锭的切割方法，其特征在于：所述金刚线的运行速度为1000m/min。
7.如权利要求1所述的晶体硅锭的切割方法，其特征在于：所述夹具的旋转速度为0.5～2mm/min。
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