CN103732332A - 用于清除锯线的污染物的方法和系统 - Google Patents
用于清除锯线的污染物的方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103732332A CN103732332A CN201280040330.2A CN201280040330A CN103732332A CN 103732332 A CN103732332 A CN 103732332A CN 201280040330 A CN201280040330 A CN 201280040330A CN 103732332 A CN103732332 A CN 103732332A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sawline
- supersonic generator
- scroll saw
- liquid
- casing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
- B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
- B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
- B08B3/123—Cleaning travelling work, e.g. webs, articles on a conveyor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/02—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by distortion, beating, or vibration of the surface to be cleaned
- B08B7/026—Using sound waves
- B08B7/028—Using ultrasounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
- B28D5/0076—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for removing dust, e.g. by spraying liquids; for lubricating, cooling or cleaning tool or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
- B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B2203/02—Details of machines or methods for cleaning by the force of jets or sprays
- B08B2203/0288—Ultra or megasonic jets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
一种用于超声清洗用于将半导体或太阳能材料(105)切成晶片的线锯(104)的一根或多根锯线(102)的系统(100)。该系统(100)包括与超声波发生器(304)连接的超声波换能器(302)。该系统(100)还包括邻近一根或多根锯线(102)设置的超声波发生器板。该超声波发生器板具有将超声波发生器(304)暴露于一根或多根锯线(102)的开口。该系统(100)还包括用于传输液体流的箱体(202),该液体流用于接触超声波发生器(304)和一根或多根锯线(102)。该箱体(202)设置在锯线(102)的与超声波发生器板相同的一侧。该超声波换能器(302)构造成发生振动并在液体中形成空穴现象,以便清除一根或多根锯线(102)的表面上的污染物。
Description
交叉引用
本申请要求于2011年8月18日提交的美国临时申请No.61/524,981的优先权,该临时申请的全部内容通过引用全部结合在本文中。
技术领域
本领域总地涉及从用于将半导体或太阳能材料切成晶片的锯线清除污染物,较具体地,本领域涉及利用超声搅动清除锯线的污染物。
背景技术
通常利用线锯从硅、蓝宝石(sapphire)、锗或类似物制成的晶锭上切割用于半导体和太阳能电池的晶片。该线锯通过使晶锭与覆盖在研磨浆中的锯线接触来切割晶锭。该研磨浆通常由细磨料组成,例如,悬浮在液体悬浮介质中的碳化硅(SiC)或者工业金刚石。
在操作中,通过向锯线施加力将锯线压靠在晶锭上来切割晶锭。研磨浆被抽吸到锯线和晶锭之间,从而研磨晶锭并清除该晶锭上的细小颗粒、碎片或碎屑(统称为“切屑”)。研磨浆从锯线和晶锭的界面上带走细小颗粒。因此,该颗粒与研磨浆混合。最后,研磨浆中的切屑浓度增加至使得研磨浆不再有效的值。加工研磨浆以清除切屑,或者处理掉研磨浆。
某些线锯利用覆有工业金刚石的锯线将晶锭切割成晶片。这些锯不需要使用研磨浆。液体用于在锯的操作期间冷却锯线。用在这些系统中的覆有金刚石的锯线比用在其他在先系统中的锯线贵很多倍。在使用期间,锯线会被切屑和/或其他污染物覆盖。这种覆盖降低了锯线的功效,并且因而增加了将晶锭切割成晶片所需要的时间以及用于切割晶锭的锯线的量。因此,需要一种减少覆有金刚石的锯线上的切屑积聚的理想方法和/或系统。
此背景技术部分旨在向读者介绍可能与下文中所描述和/或要求保护的本公开的各个方面相关的本领域的各个方面。申请人相信,这种讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各方面。因此,应该理解的是,应从这一角度理解这些陈述,而不是将其视为对现有技术的认可。
发明内容
第一方面是一种用于超声清洗用于将半导体或太阳能材料切成晶片的线锯的一根或多根锯线的系统。该系统包括与超声波发生器(sonotrode)连接的超声波换能器。该超声波发生器邻近一根或多根锯线设置。该系统还包括用于输送液体流的箱体,该液体流用于接触该超声波发生器和一根或多根锯线。该箱体设置在锯线的与超声波发生器相对的一侧。该超声波换能器构造成使超声波发生器振动并在液体中形成空穴现象以清除一根或多根锯线的表面上的污染物。
第二方面是另一种用于超声清洗用于将半导体或太阳能材料切成晶片的线锯的一根或多根锯线的系统。该系统包括与超声波发生器连接的超声波换能器。该系统还包括邻近一根或多根锯线的超声波发生器板。该超声波发生器板具有将超声波发生器暴露于一根或多根锯线的开口。该系统还包括用于输送液体流以接触该超声波发生器和一根或多根锯线的箱体。该箱体设置在锯线的与超声波发生器板相同的一侧。该超声波换能器构造成发生振动并在液体中形成空穴现象以清除一根或多根锯线的表面上的污染物。
另一方面是一种用于超声清洗用于将半导体或太阳能材料切成晶片的线锯的一根或多根锯线的方法。该方法包括超声搅动与一根或多根锯线接触的液体以在该液体中引起空穴现象。该方法还包括通过利用液体中的空穴现象清除沉积在一根或多根锯线上的污染物来清洗该一根或多根锯线。
关于上述各方面所提及的特征存在各种改进。另外,其他特征也可以结合在上述各方面中。这些改进和附加特征可以单独存在或者以任何组合方式存在。例如,下文所讨论的与任何所示实施例相关的各种特征都可以单独地或者以任何组合方式结合在上述任一方面中。
附图说明
图1为线锯和用于清洗用在该线锯中的锯线的系统的立体图。
图2为图1的线锯和系统的侧视图。
图3为图1的用于清洗锯线的系统的内部组件的立体图。
图4为图1的用于清洗锯线的系统的外部组件的立体图。
图5为图3的内部组件的放大爆炸立体图。
图6为图3的内部组件的放大立体图。
图7为图4的外部组件的放大爆炸立体图。
图8为图4的外部组件的放大立体图。
图9为线锯和用于清洗用在该线锯中的锯线的系统的另一实施例的立体图。
图10为图9的系统的侧视图。
图11为图9的系统的端视图。
图12为用于清洗用在线锯中的锯线的系统的又一实施例的部分示意图。
图13为用于清洗用在线锯中的锯线的系统的另一实施例的立体图。
图14为其表面上沉积有污染物的覆有金刚石的部分的放大视图。
图15为图14的锯线的一部分的放大视图。
图16为已经由图1-13中的一个系统清洗后的图14和15的锯线部分的放大视图。
图17为一图表,其示出了利用现有系统切割的晶片的表面和利用图1-13的系统切割的晶片的表面的总厚度变化。
图18为用于清洗用在线锯中的锯线的系统的另一实施例的立体图。
图19为图18的外部组件的放大视图。
各视图中的同样的参考标号表示相同元件。
具体实施方式
本文描述的实施例总体涉及利用超声能量清洗切割锯线的系统和方法。例如,本文描述的实施例可以用于清洗用在半导体或太阳能(例如,硅、硅-锗、锗、蓝宝石等)晶片切片(即,切割)过程中的锯线。根据示例性实施例,这些锯线覆有工业金刚石。尽管在本文中没有明确说明,但是其他实施例可以清洗不同类型的锯线或用在不同切割过程中的锯线。
本文描述的实施例涉及清洗用在线锯中的锯线。这些线锯用于将较大块的半导体或太阳能材料(例如,半导体或太阳能材料晶锭)切成较小块的材料(例如,晶片)。在启动锯线切片操作之前,线锯的覆有金刚石的锯线上基本没有污染物。在现有系统中,在切割半导体或太阳能材料期间,这些锯线变成被切屑或其他污染物覆盖。本文中,术语“污染物”和“切屑”可以互换使用,并且对其中一个术语的使用并没有排除对另一个术语的使用。
来自半导体或太阳能材料和/或锯线的切屑或其他污染物的覆盖物至少从两方面降低了覆有金刚石的锯线的功效。首先,该覆盖物增加了锯线的摩擦系数,因而增加了拉动锯线穿过晶锭所需要的力量。第二,该覆盖物还使覆有金刚石的锯线的原本粗糙的研磨面变得光滑,因而大大降低了锯线切割半导体的能力。现有系统试图通过在用于冷却锯线和半导体的液体中增加表面活性剂来对抗锯线上的切屑堆积。然而,使用该表面活性剂不能将切屑覆盖物的浓度降低到可接受的水平。
本文描述的系统使用了超声清洗系统以清除覆有金刚石的锯线上的切屑。在这些实施例中,金刚石根据任何合适的方法附着到锯线上。在第一示例性实施例中,公开了图1-8中示出的以及整体由参考标号100表示的超声清洗系统,该系统可以操作成在锯线设置在线锯中时清洗线锯104的锯线102。在图9-11中示出的以及整体由参考标号500表示的第二实施例中,利用多个超声清洗系统502清洗另一类型的线锯504的锯线102。在此实施例中,该系统500可以操作成在锯线设置在锯504中时清洗锯线102。在图12中示出的以及整体由参考标号600表示的第三示例性实施例中,公开了可以操作成在锯线未设置在锯中时清洗锯线102的超声清洗系统。在图14中示出的以及整体由参考标号700表示的第四实施例中,与系统600类似的超声清洗系统700用于在锯线卷绕到卷轴上和/或从卷轴展开之前和/或之后清洗锯线102。在图18和19中示出的以及整体由参考标号1000表示的第五实施例中,至少一个超声清洗系统用于在锯线设置在线锯中时清洗线锯104的锯线102。
现在参考图1-8中示出的第一实施例,其中公开了用于清洗用在线锯104中的锯线102的网(web)101的系统100。在该实施例中,该线锯用于将半导体或太阳能材料的晶锭105切片,其中该晶锭例如沿图1中箭头所示方向与锯线102接触。为了简明起见,仅用数字标注了网101中的一根锯线102,然而,所述网可以包括多根基本上彼此平行延伸的锯线102(图1)。锯104具有框架106,该框架包括三个附连到框架上的锯线引导件108。在该实施例中,锯线102是连续的,并且具有附连到第一卷轴上的第一端和附连到第二卷轴上的第二端,这两个卷轴都没有示出。锯线102可以绕锯线引导件108缠绕一次或多次,从而形成一系列平行的锯线切割表面。第一和第二卷轴连接到合适的驱动源,该驱动源可以操作成使第一和第二卷轴旋转以沿锯线引导件108拉动锯线102。在一些实施例中,围绕锯线引导件108设置多个离散的锯线。
锯线引导件108构造成在网101的锯线102之间保持设定的间距。该间距对应于从半导体或太阳能材料上切出的晶片的期望厚度。锯线引导件108可以具有形成在它们的外表面上的凹槽(未示出)或者其他类似的特征结构,以保持网101的锯线102之间的所述间距。该锯线引导件108还可以是可移动的,以便调整各锯线引导件之间的间距,以调节网101的锯线102上的张力。
在该实施例中,系统100包括通过任何合适的紧固系统连接在一起的内部部分200和外部部分300。如图3、5和6中最佳示出的,内部部分200包含用于保持液体(例如,冷却液)的箱体202、背板204和前板206。在该示例性实施例中,箱体202为具有五个侧面的结构,并且具有与封闭的后部部分210相对的开口的前部部分208。通过总管212(图3和5)向箱体202供给液体,该总管具有与液体源(未示出)连接的入口214。该总管212具有与形成在箱体202的后部部分210中的相应开口流体连通的多个开口216。在该示例性实施例中,总管212具有三个开口216,并且箱体202的后部部分210具有三个相应的开口,但是,其他实施例可以使用不同数目的开口和/或孔。此外,一些实施例可以不使用总管来向箱体202供给液体,而是可以利用合适的管道或导管将箱体202中的开口直接连接到流体源。
背板204和前板206间隔开,以允许锯线102的网101在背板和前板之间通过而不接触任何一个板。在该示例性实施例中,两个间隔件220大致邻近前板206和后板204的相对边缘而设置在前板206和后板204之间,以确保前板和后板在使用期间保持间隔开。在其他实施例中,可以使用不同数目或者构型的间隔件来保持前板206和后板204之间的间距。前板206和后板204通过合适的紧固件连接在一起。虽然前板206连接到内部部分200,但是它对着锯线102的网设置在外部部分300中。
在该示例性实施例中,背板204具有形成于其中的三个开口218,这些开口与形成在总管212中的开口216和箱体202中的开口大致对准。这些开口218允许液体从箱体202流经背板204并与锯线102的网101接触。前板206具有形成在其中的细长开口222,该开口的用途如下文所述。一对支架224设置在内部部分200的相对边缘上,并用于将内部部分固定到锯104的框架106或另一中间结构(未示出)。
现在参考图4、7和8,外部部分300包括超声波换能器302和连接在该超声波换能器上的超声波发生器304。该超声波换能器302和超声波发生器304通过框架306和连接到该框架的一对支架308连接到线锯104的框架106上。换能器302具有通过多个紧固件312连接到框架306上的轴环310。框架306通过多个紧固件314连接到支架308上。在该示意性实施例中,弹簧316定位在框架306和支架308之间,以基本上防止紧固件松动。设置多个调整螺钉318,以允许调整框架306相对于支架308的相对位置。
在该示例性实施例中,换能器302和超声波发生器304通过任意合适的紧固系统(例如,机械紧固件)相连接。超声波发生器304具有宽度W,该宽度与锯线102的网101的宽度基本相同,但是,在其他实施例中,该宽度W也可以大于或小于锯线的网的宽度。在该示例性实施例中,超声波发生器304总体是圆柱形的,并具有平整化的表面320,该表面320在使用时位于最靠近锯线102的网101处。在其他实施例中,超声波发生器304可以成形为不同的形状而不会偏离本发明的范围。例如,在一些实施例中(例如,图13),超声波发生器304可以为方形或矩形。
在该实施例中,超声波换能器302具有在约50W/m2和200W/m2之间的额定功率。超声波换能器302连接到合适的控制系统(未示出)。该控制系统可操作成控制通过换能器302输出的功率量,从而控制超声波发生器304产生的超声振动的幅度。此外,在该示例性实施例中,控制系统还可以操作成改变由换能器302输出的功率的频率,因而改变由超声波发生器304产生的超声振动的频率。在该示例性实施例中,超声波发生器304产生的超声振动可以在约10kHz和30kHz之间。
图9-11中示出的第二示例性实施例与第一实施例的不同之处在于用于清洗锯线102的网101的超声清洗系统502的数目。与图1-8的实施例中的单个系统100相比,图9-11的系统具有多个系统502。此外,在该实施例中,线锯504包括两个锯线引导件506。在该实施例中,线锯504用于将多晶体晶锭508切成用于生产光伏器件的晶片。然而,线锯504可以用于切割任何其他合适的半导体或太阳能材料。图9-11中示出的各个超声清洗系统502都与上文参考图1-8所描述的超声清洗系统相同或者基本类似。
图12中示出的第三示例性实施例公开了超声清洗系统600,该系统用于在锯线未设置在线锯中时清洗一个或多个锯线102。在该实施例中,超声清洗系统600被示意性示出。该系统600可以操作成在锯线未被用于由线锯执行的切片操作时离线清洗锯线102。在操作中,在使用一根或多根覆有金刚石的锯线102将半导体或太阳能材料切割成晶片后,将所述锯线卷绕到卷轴602上。然后从该卷轴602上展开锯线102并使其通过清洗系统600,以清除覆有金刚石的锯线102的表面上的切屑。在该实施例中,以约1-5m/s的速率进给锯线102通过系统600,该速率可以允许从一次通过系统600的锯线的表面上清除切屑。在其他实施例中,可以提高或降低锯线102的进给速率和/或可以将锯线进给通过系统多次。
系统600可以包含与上文参考图1-9所描述的组成部件相同或基本类似的组成部件。然而,由于系统600构造成在单次通过时清洗一根或多根锯线102,所以系统600的超声波发生器304的宽度可以小于用在图1-9中示出的任一示例性系统中的超声波发生器的宽度。图12的示例性实施例构造成基本上同时清洗10根单独的锯线。其他实施例构造成基本上同时清洗更多或更少的锯线。此外,换能器的额定功率可以比上述额定功率更小或更大。可选地,图12的系统可以使用与上文参考其他实施例所描述的相同或基本类似的超声波发生器和/或换能器。
在图13中示出的第四实施例中,与图12的系统600类似的清洗系统700用于在锯线102用在线锯702中时清洗锯线102。在该实施例中,系统700设置成邻近由线锯702使用的锯线管理系统(未示出),该锯线管理系统可以操作成穿过线锯并绕锯线引导件进给和拉动锯线102,并且锯线102穿过超声波发生器中的开口704。该锯线管理系统使用两个卷轴(未示出)。在操作中,将锯线从第一卷轴上分配并进给通过线锯,然后卷绕在第二卷轴上。在锯线已经从第一卷轴上展开并卷绕在第二卷轴上之后,锯线的行进方向调转,并且锯线从第二卷轴上展开、进给通过线锯并卷绕在第一卷轴上。这种来回过程一直继续,直到晶锭已经被切成晶片。系统700定位成使得在锯线102卷绕到其中一个卷轴上之前和/或在锯线从其中一个卷轴上展开并被进给回到线锯中时清洗锯线102。此外,与系统700相同或类似的第二清洗系统可以邻近另一个卷轴设置。
在图18和19示出的第五示例性实施例中,使用了多个超声清洗系统1000,但是可以仅使用一个系统或者其他数目的系统。在该实施例中,箱体1302和/或箱体1304设置在系统1000的外部部分1300上。内部部分1200和外部部分1300通过任何合适的紧固系统连接。在该实施例中,外部部分1300包含用于在超声波发生器板1326的每一侧上保持液体的两个箱体1302、1304。通过总管1312向一个或多个箱体1302、1304供给液体,该总管1312具有连接到液体源(未示出)的入口1314。在该示例性实施例中,箱体1302、1304均具有两个总管1312,但是其他实施例可以使用不同数目的总管。箱体1302、1304可以具有附连到每个箱体的一个以上的入口1314,以便例如供给多种不同的液体。在其他实施例中,一个或多个入口1314相反可以用作出口。此外,一些实施例可以不使用总管1312向箱体1302、1304供给液体,而是可以利用合适的管道或导管将箱体中的开口直接连接到流体源上。
如图19所示,省略了箱体1302的表面板1308,以示出箱体1302的内部特征。在箱体1302的后部部分1310和表面板1308之间为具有多个开口1318的内侧箱体板1306。该内侧箱体板1306可以用作分配液体的总管。在该实施例中,该内侧箱体板1306具有17个开口1318,但是其他实施例可以使用不同数目的开口。在该示例性实施例中,表面板1308具有9个细长开口1322,但是其他实施例可以使用不同数目、形状和尺寸的开口。细长开口1322沿表面板1308的纵向边缘设置,并邻近超声波发生器板1326。内侧箱体板1306、表面板1308和箱体1310的封闭后部部分通过合适的紧固件和/或支架连接到一起。
在该实施例中,超声波发生器板1028设置在箱体1302、1304之间。超声波发生器板1326具有超声波发生器开口1328,一个或多个超声波发生器304设置在该开口1328处。超声波发生器开口1328允许超声波发生器304与从一个或多个箱体1302、1304经由细长开口1322排出的液体接触。液体从箱体1302、1304流出并在细长开口1322的外部与锯线102的网101和超声波发生器304接触,以清洗锯线。
上述系统利用超声振动清除沉积在锯线表面上的切屑和/或其他污染物。这些系统使用一个或多个超声波发生器来使围绕锯线的液体超声振动。该液体通过总管供给到箱体中并从箱体流出以接触锯线的网和超声波发生器。该液体的超声振动导致了液体中的空穴现象,这继而从锯线的表面去除了硅的切屑。如图1、2和18所示,收集通道110围绕系统的一部分以收集从超声清洗装置滴落的液体。
在第一、第二和第五示例性实施例中所描述的系统中,超声清洗系统操作成在线锯将半导体或太阳能材料切成晶片的同时清洗一根或多根锯线。在第三实施例中,系统可以操作成离线清洗一根或多根锯线,即,在锯线未在线锯中使用时进行清洗。在该实施例中,可以在锯线被覆盖切屑后从线锯上取下锯线,然后通过将锯线的一端附连到卷轴或其他结构上以及随后进给或拉动锯线通过系统而使锯线通过系统。因此,在锯线通过系统时对锯线进行超声清洗。在第四实施例中,可以基本同时地进给多根锯线通过系统,以便并行地清洗该多根锯线。
图14示出了在被覆盖切屑之后的示例性锯线102,而图15示出了图14的锯线的放大部分。图15中示出了围绕设置在锯线102的表面上的金刚石802的切屑804。图16示出了已经由本发明的超声清洗系统清洗后的锯线102。如图16所示,超声清洗系统基本上清除了所有沉积在锯线102表面上的切屑804。本文描述的系统可以从覆有金刚石的锯线的表面上有效地清除切屑。
如上文所述,减少锯线上的切屑覆盖层的影响的一种在先尝试是增加锯线的长度以降低切屑覆盖层的浓度。然而,增加覆有金刚石的锯线的长度增加了线锯的操作成本。对于每个切片的晶片,已知的系统通常需要大约8米的锯线。本文描述的超声清洗系统允许在线锯中使用长度小于8米的覆有金刚石的锯线。在使用本文所述的清洗系统的一些实施例中,对于每个切片晶片使用大约4米或更少的锯线。由于锯线的成本构成线锯的操作成本(因此也是晶片成本)中的很大一部分,因此减少切分每个晶片所需的锯线的量可以降低将半导体或太阳能材料切成晶片的成本。
此外,第一、第二和第五示例性实施例的系统可以操作成在线锯将半导体或太阳能材料切成晶片的同时清洗覆有金刚石的锯线。因此,能够通过该清洗系统迅速清除沉积在覆有金刚石的锯线的表面上的切屑,并基本上防止切屑堆积和降低线锯的功效。因此,与已知的线锯相比,大大减少了线锯将半导体或太阳能材料切割成晶片所需的时间量。例如,已知的线锯可能需要大约7个小时来将200mm的晶锭切成晶片,而使用本文描述的示例性清洗系统的线锯能够在大约3小时内将200mm的晶锭切成晶片。此外,已知的线锯可能需要大约9个小时来将156mm x156mm的多晶体晶锭切成晶片,而使用本文描述的示例性清洗系统的线锯可以操作成在大约4.5个小时内完成这一操作。类似地,已知的系统需要大约5天来将200mm的蓝宝石半导体材料沿晶面切成晶片,而使用本文描述的示例性清洗系统的线锯可以操作成在大约50个小时内完成这一操作。
图17示出了图表900,该图表显示了利用现有系统和上文所描述的图1-13中的示例性系统切分的晶片的总厚度变化的测量值。图表900中的每个数据序列都是盒式图,每个“盒子”的上限和下限代表数据组的第一和第三四分位数(quartile)。从“盒子”的相对侧延伸的线在数据组的最大和最小值处终止。在图表900的第一数据组中,每个晶片使用4米的锯线,以便将晶锭切割成晶片,并且不借助于图1-13的超声清洗系统。在第二数据组中,每个晶片使用6米的锯线,并且使用图1-13的超声清洗系统来清洗锯线。类似地,在第三数据组中,使用超声清洗系统来清洗锯线,但是针对每个晶片使用4米的锯线以便将晶锭切成晶片。如图17所示,与不使用这种清洗系统的现有系统相比,在使用超声清洗系统的锯中进行切分的晶片的总厚度变化大大减小了。
当介绍本发明或其实施例的元件时,冠词“一”、“该”和“所述”意味着具有一个或多个这种元件。术语“包含”、“包括”和“具有”是开放性的,意味着除了所列出的元件外还可以有额外的元件。
在不偏离本发明的范围的情况下,对于上述结构可以进行各种改变,上述说明中包含的以及附图中示出的所有内容都应解释为示意性的而非限制性的。
Claims (15)
1.一种用于超声清洗线锯的一根或多根锯线的系统,所述线锯用于将半导体或太阳能材料切成晶片,所述系统包括:
与超声波发生器连接的超声波换能器;
超声波发生器板,所述超声波发生器板邻近所述一根或多根锯线设置,并具有将所述超声波发生器暴露于所述一根或多根锯线的超声波发生器开口;
用于输送液体流的箱体,所述液体流用于接触所述超声波发生器和所述一根或多根锯线,所述箱体设置在所述锯线的与所述超声波发生器板相同的一侧;
其中,所述超声波换能器构造成发生振动并在液体中形成空穴现象,以便清除所述一根或多根锯线的表面上的污染物。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述一根或多根锯线覆有金刚石。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述一根或多根锯线形成由多根平行锯线构成的锯线网。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述超声波发生器的宽度与所述锯线网的宽度基本相同。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统包括用于向所述箱体供给液体的一个或多个总管。
6.一种用于超声清洗线锯的一根或多根锯线的方法,所述线锯用于将半导体或太阳能材料切成晶片,所述方法包括:
超声搅动与所述一根或多根锯线接触的液体,以便在所述液体中引起空穴现象;以及
通过利用所述液体中的空穴现象清除沉积在所述一根或多根锯线上的污染物,来清洗所述一根或多根锯线。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述一根或多根锯线设置在所述线锯中的同时,超声搅动所述液体和清洗所述锯线。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述一根或多根锯线未设置在所述线锯中时,超声搅动所述液体和清洗所述锯线。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:通过控制所述超声波换能器输出的功率量来控制所述液体的超声搅动,其中,所述超声波换能器输出的功率量控制在约50W/m2和200W/m2之间。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,对所述一根或多根锯线执行时间约4小时至约70小时的清洗。
11.一种用于超声清洗线锯的一根或多根锯线的系统,所述线锯用于将半导体或太阳能材料切成晶片,所述系统包括:
与超声波发生器连接的超声波换能器,所述超声波发生器邻近所述一根或多根锯线设置;
用于输送液体流的箱体,所述液体流用于接触所述超声波发生器和所述一根或多根锯线,所述箱体设置在所述锯线的与所述超声波发生器相对的一侧;
其中,所述超声波换能器构造成使所述超声波发生器振动并在液体中形成空穴现象,以便清除所述一根或多根锯线的表面上的污染物。
12.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述一根或多根锯线覆有金刚石。
13.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述一根或多根锯线形成由多根基本平行的锯线构成的锯线网。
14.根据权利要求13所述的系统,其特征在于,所述超声波发生器的宽度与所述锯线网的宽度基本相同。
15.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述系统包括用于向所述箱体供给液体的一个或多个总管。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161524981P | 2011-08-18 | 2011-08-18 | |
US61/524,981 | 2011-08-18 | ||
PCT/IB2012/054168 WO2013024451A2 (en) | 2011-08-18 | 2012-08-15 | Methods and systems for removing contamination from a wire of a saw |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103732332A true CN103732332A (zh) | 2014-04-16 |
Family
ID=47278346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280040330.2A Pending CN103732332A (zh) | 2011-08-18 | 2012-08-15 | 用于清除锯线的污染物的方法和系统 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130206163A1 (zh) |
EP (1) | EP2744608A2 (zh) |
KR (1) | KR20140046465A (zh) |
CN (1) | CN103732332A (zh) |
WO (1) | WO2013024451A2 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104439510A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 杭州电子科技大学 | 一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置及方法 |
CN109732411A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-10 | 上海理工大学 | 采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置及其使用方法 |
CN112536477A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-23 | 浙江工业大学 | 一种带锯丝清洗装置的静电喷雾金刚石线锯切割机 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3034334B1 (fr) * | 2015-03-31 | 2017-09-29 | Commissariat Energie Atomique | Procede et machine de decoupe d'une piece a l'aide d'un fil a abrasif |
KR102070705B1 (ko) * | 2018-02-13 | 2020-01-29 | 에스케이실트론 주식회사 | 웨이퍼 랩핑 장치의 정반 홈파기 장치 |
CN218902847U (zh) * | 2022-11-16 | 2023-04-25 | 天津市环欧新能源技术有限公司 | 一种线切机线下喷淋清洗装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3635762A (en) * | 1970-09-21 | 1972-01-18 | Eastman Kodak Co | Ultrasonic cleaning of a web of film |
JPH01216759A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Osaka Titanium Co Ltd | スライス加工法および装置 |
SU1590145A1 (ru) * | 1987-12-28 | 1990-09-07 | Предприятие П/Я Г-4710 | Устройство дл ультразвуковой обработки микропроволоки |
US5512335A (en) * | 1994-06-27 | 1996-04-30 | International Business Machines Corporation | Fluid treatment device with vibrational energy means |
CN1216008A (zh) * | 1997-02-10 | 1999-05-05 | 希尔舍博士有限公司 | 清洗线形或者带形特别是线形物品的方法 |
CN101073140A (zh) * | 2004-11-04 | 2007-11-14 | 施蒂格哈马技术股份公司 | 用于对基片进行处理的方法和装置以及用于这种处理作业的喷嘴单元 |
US20110174285A1 (en) * | 2008-11-07 | 2011-07-21 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Ingot cutting apparatus and ingot cutting method |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2270025A (en) * | 1992-08-28 | 1994-03-02 | Nestle Sa | Ultrasonic cutting |
US20110126813A1 (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-02 | Diamond Wire Technology, Inc. | Multi-wire wafer cutting apparatus and method |
-
2012
- 2012-08-14 US US13/585,547 patent/US20130206163A1/en not_active Abandoned
- 2012-08-15 CN CN201280040330.2A patent/CN103732332A/zh active Pending
- 2012-08-15 EP EP12794767.9A patent/EP2744608A2/en not_active Withdrawn
- 2012-08-15 KR KR1020147003940A patent/KR20140046465A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-08-15 WO PCT/IB2012/054168 patent/WO2013024451A2/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3635762A (en) * | 1970-09-21 | 1972-01-18 | Eastman Kodak Co | Ultrasonic cleaning of a web of film |
SU1590145A1 (ru) * | 1987-12-28 | 1990-09-07 | Предприятие П/Я Г-4710 | Устройство дл ультразвуковой обработки микропроволоки |
JPH01216759A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Osaka Titanium Co Ltd | スライス加工法および装置 |
US5512335A (en) * | 1994-06-27 | 1996-04-30 | International Business Machines Corporation | Fluid treatment device with vibrational energy means |
CN1216008A (zh) * | 1997-02-10 | 1999-05-05 | 希尔舍博士有限公司 | 清洗线形或者带形特别是线形物品的方法 |
CN101073140A (zh) * | 2004-11-04 | 2007-11-14 | 施蒂格哈马技术股份公司 | 用于对基片进行处理的方法和装置以及用于这种处理作业的喷嘴单元 |
US20110174285A1 (en) * | 2008-11-07 | 2011-07-21 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Ingot cutting apparatus and ingot cutting method |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104439510A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 杭州电子科技大学 | 一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置及方法 |
CN109732411A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-10 | 上海理工大学 | 采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置及其使用方法 |
CN112536477A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-23 | 浙江工业大学 | 一种带锯丝清洗装置的静电喷雾金刚石线锯切割机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140046465A (ko) | 2014-04-18 |
WO2013024451A2 (en) | 2013-02-21 |
US20130206163A1 (en) | 2013-08-15 |
WO2013024451A3 (en) | 2013-04-11 |
EP2744608A2 (en) | 2014-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103732332A (zh) | 用于清除锯线的污染物的方法和系统 | |
US8065995B2 (en) | Method and apparatus for cutting and cleaning wafers in a wire saw | |
JP4763061B2 (ja) | 物体、特に薄いディスクを洗浄する装置及び方法 | |
US8261730B2 (en) | In-situ wafer processing system and method | |
US20100126488A1 (en) | Method and apparatus for cutting wafers by wire sawing | |
EP2218004B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum reinigen von gegenständen | |
CN106079126A (zh) | 一种半导体单晶硅多线切割夹紧装置及方法 | |
CN102257603A (zh) | 线锯装置和在线锯切割期间连续去除磁性杂质的方法 | |
CN113319673A (zh) | 玻璃加工设备和加工玻璃的方法 | |
JPH11198020A (ja) | 固定砥粒ワイヤソー | |
KR101177038B1 (ko) | 물품의 세정 장치 및 방법 | |
DE102011110360A1 (de) | Drahtsägeanordnung | |
JP2000218504A (ja) | 固定砥粒付ワイヤ及び固定砥粒ワイヤソーの切断方法 | |
CN1219628C (zh) | 一种线状锯及其切割方法 | |
JPH1170456A (ja) | 固定砥粒ワイヤソーのワイヤクリーニング装置 | |
WO2009098042A1 (en) | Device for cleaning flat substrates | |
US20140150826A1 (en) | Wafer cleaning apparatus and methods | |
CN204748351U (zh) | 一种带有照明灯的可移动喷砂设备 | |
Yang et al. | Influence of cutting parameters on wear of diamond wire during multi-wire rocking sawing with reciprocating motion | |
CN206326513U (zh) | 玻璃加工设备 | |
KR101951736B1 (ko) | 불순물 포집 트레이 및 그를 구비한 잉곳 절단용 와이어 쏘잉 장치 | |
EP3027538A1 (de) | Schwingförderer und verfahren zur förderung von siliciumbruchstücken | |
CN106737215A (zh) | 玻璃加工设备 | |
KR101072118B1 (ko) | 반도체 제조설비용 집진장치 | |
JP2004066389A (ja) | インゴットのスライス方法及びワイヤソー切断装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140416 |