CN105845560A - 可降低园片坏率的晶块切割方法 - Google Patents

Abstract

一种可降低园片坏率的晶块切割方法，其包含：在一晶块的至少一表面形成一纳米结构层；在该纳米结构层上沉积或涂布一缓冲层；在该缓冲层和一固定板之间施加一层树脂以使该晶块固定在该固定板上；对该晶块执行一切割程序以获得复数片园片；以及对所述复数片园片执行一树脂去除程序。

Description

可降低园片坏率的晶块切割方法

技术领域

本发明是有关晶块切割方法，特别是关于一种可降低园片坏率的晶块切割方法。

背景技术

一般的晶块切割程序包括以下步骤：

(a)由在一玻璃平板的背面和一钢制夹具的正面间施加一层树脂以使该玻璃平板贴附在该钢制夹具上；

(b)由在一晶块的背面和该玻璃平板的正面间施加一层树脂以使该晶块贴附在该玻璃平板上；

(c)以线切割的方式切割该晶块以获得复数片园片；以及

(d)去除所述复数片园片上的残余树脂。

在上述工艺中，当该玻璃平板被切割到时，即代表该晶块已被完全切割；而其残余树脂一般由将该玻璃平板和所述园片置于热水中一段时间而去除。

然而，由于所述的晶块(可具有一圆形截面或一方形截面以供制造半导体产品或光伏产品)一般是由脆性材料制成，部分的园片会在切割的过程中受损。

在一典型的制造设施中，由切割程序所造成的园片损失约有2％，而此问题在园片被要求尽量薄型化以降低材料成本的情况下会更加恶化。

为避免园片损坏，US8256407提出一较为精巧的线切割装置。US8256407所揭为一多线切割装置，其在开始切割一晶块时是由一线-提升(wire-lifting)限制部件避免一切割线脱离导引转轮的沟槽，以改善切割质量。

虽然此方法可改进晶块切割的性能，然而，由于继承了晶块的脆性，被切割出来的园片仍然容易脆裂。

为解决上述问题，亟需一新颖的晶块切割方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶块切割方法，以改进公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的晶块切割方法，包含：

在一晶块的至少一表面形成一纳米结构层；

在该纳米结构层上沉积一缓冲层；

在该缓冲层和一固定板之间施加一层树脂以使该晶块固定在该固定板上；

对该晶块执行一切割程序以获得复数片园片；以及

对所述复数片园片执行一树脂去除程序。

在一实施例中，该缓冲层是包含二氧化硅的材料。

在一实施例中，该纳米结构层是由一电化学程序形成。

在一实施例中，该纳米结构层是由一蚀刻程序形成。

在一实施例中，该纳米结构层是由一沉积程序形成。

在一实施例中，所述的树脂去除程序包括将所述复数片园片和该固定板置于热水中。

在一实施例中，该晶块是一单晶晶块。

在一实施例中，该晶块是一多晶晶块。

在一实施例中，该纳米结构层的深度介于约1微米至10微米之间。

在一实施例中，该缓冲层的深度介于约0.1微米至约2微米之间。

在一实施例中，该缓冲层的深度介于约1微米至约10微米之间。

在一实施例中，该缓冲层的深度介于约10微米至约100微米之间。

在一实施例中，该晶块的材料是由玻璃、硅、锗、碳、铝、氮化镓、砷化镓、磷化镓、氮化铝、蓝宝石、尖晶石、氧化铝、碳化硅、氧化锌、氧化镁、氧化铝锂和氧化镓锂所组成的群组所选择的一种材料。

在一实施例中，该晶块具有圆形截面。

在一实施例中，该晶块具有方形截面。

本发明的晶块切割方法，还包含：

在一晶块的至少一表面形成一纳米结构层，其中，该晶块具有由圆形截面和方形截面所组成的群组所选择的一种截面，且该纳米结构层的深度介于约1微米至10微米之间；

在该纳米结构层上涂布一缓冲层，其中该缓冲层的深度介于约100微米至约2毫米之间且其材料包含二氧化硅；

在该缓冲层和一固定板之间施加一层树脂以使该晶块固定在该固定板上；

对该晶块执行一切割程序以获得复数片园片；以及

对所述复数片园片执行一树脂去除程序。

本发明的晶块切割方法，可将一晶块的园片切割过程中所产生的应力分散到该晶块的至少一侧边以保护被切割出来的园片。

本发明的晶块切割方法，可增强自一晶块被切割出来的园片的强度。

本发明的晶块切割方法，是在一晶块的至少一侧边设置一缓冲层以避免残余树脂黏在被切割出来的园片上。

本发明的晶块切割方法，可在切割一晶块以产生复数片园片的过程中提供一高良率。

附图说明

图1显示本发明晶块切割方法一实施例的流程图。

图2为用于图1所示晶块切割方法中的一电化学程序的示意图。

图3为在一晶块的一侧边形成有一层纳米结构的示意图。

图4为在一晶块的一纳米结构层上沉积有一层二氧化硅的示意图。

图5a为本发明的一晶块被固定在一固定板上的示意图。

图5b为本发明的一晶块与一固定板间的一边界区域的剖面示意图。

图6为一本发明的晶块正在被线切割的示意图。

图7为依本发明的方法所切割出的一园片的一边缘区域的剖面示意图。

图8a绘示一传统晶块由树脂被固定在一固定板上时的一拉伸强度测试结果。

图8b绘示一本发明的晶块由树脂被固定在一固定板上时的一拉伸强度测试结果。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，结合附图及较佳具体实施例作详细说明。

请参照图1，其显示本发明晶块切割方法一实施例的流程图。如图1所示，该方法包括以下诸步骤：

在一晶块的至少一表面形成一纳米结构层(步骤A)；

在该纳米结构层上沉积一缓冲层(步骤B)；

在该缓冲层和一固定板之间施加一层树脂以使该晶块固定在该固定板上(步骤C)；

对该晶块执行一切割程序以获得复数片园片(步骤D)；以及

对所述复数片园片执行一树脂去除程序(步骤E)。

在步骤a中，该纳米结构层可由一电化学程序、一蚀刻程序、或一沉积程序形成，且该纳米结构层的深度较佳为介于约1微米至10微米之间。请参照图2，其为一电化学程序的示意图。由图2可看出，一晶块100是在一容器200中经历该电化学程序。

在经过该电化学程序之后，一层纳米结构即可形成在晶块100的至少一侧边上。请参照图3，其为在晶块100的一侧边形成有一纳米结构层的示意图。该纳米结构层的深度可由改变一处理时间而加以调整。例如，若选用侵蚀率为每分钟0.1微米的电化学程序，则形成2微米深的纳米结构层约需20分钟。

由于该纳米结构层可吸收施加在该晶块上的作用力，故由该晶块的一园片切割过程中所产生的应力可分散到该晶块的至少一侧边，从而提升被切割出来的园片的良率。

该晶块可为一单晶晶块或一多晶晶块，而其材料可为由玻璃(SiO₂)、硅(Si)、锗(Ge)、碳(C)、铝(Al)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、氮化铝(AlN)、蓝宝石、尖晶石、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化铝锂(LiAlO₂)、和氧化镓锂(LiGaO₂)所组成的群组所选择的一种材料。

在步骤b中，该缓冲层是沉积在该纳米结构层上以提供该晶块一保护层。请参照图4，其为在晶块100的一纳米结构层101上沉积有一缓冲层102以充作一保护层的示意图，其中该缓冲层102的材料包含二氧化硅，且其深度可为介于约0.1微米至约2微米之间，或介于约1微米至约10微米之间，或介于约10微米至约100微米之间。

形成该缓冲层102所需的处理时间跟一沉积速率有关。例如，若沉积速率为每秒0.002微米，则形成0.1微米的深度需50秒。

在步骤c中，一层树脂被用以将该晶块固定在一固定板上。请参照图5a，其为本发明的晶块100被固定在一固定板300上的示意图；及图5b，其为本发明的晶块100与固定板300间的一边界区域的剖面示意图。由图5b可看出，一层树脂层103被施加在该缓冲层102与固定板300之间。

在步骤d中，该切割程序可为一线切割程序。请参照图6，其为晶块100正在被线切割的示意图。在该线切割程序中，纳米结构层101可吸收由该线切割程序所产生的作用力以避免所切割出的园片受损。

在步骤e中，该树脂去除程序包括将所述复数片园片和该固定板置于热水中一段时间。由于该缓冲层102上的树脂可轻易去除，故本发明即可避免残余树脂黏着在由晶块100所切割出的复数片园片上。请参照图7，其为依本发明的方法所切割出的一园片的一边缘区域的剖面示意图。由图7可看出，在该树脂去除程序后即可获得干净的园片110—园片110的缓冲层102上未见残余树脂。

在上述的方法中，缓冲层102的采用是为了防止树脂黏附在纳米结构层101上，其原因在于：纳米结构层101除了可增强晶块100的强度，亦具备强大的黏附力。请参照图8a，其绘示一传统晶块由树脂被固定在一固定板上时的一拉伸强度测试结果；以及图8b，其绘示一本发明的晶块由树脂被固定在一固定板上时的一拉伸强度测试结果。

由图8a及图8b可看出，在该传统晶块的案例中其拉伸强度约为1100N，而本发明的拉伸强度则超过2500N，远高于该传统案例的拉伸强度。因此，若树脂层直接沉积在纳米结构层101上，则将很难去除纳米结构层101上的残余树脂，而所切割出的园片的良率将会不理想。所以，本发明将缓冲层102沉积在纳米结构层101上以提供一平坦的接触平面与树脂层103介接，从而使树脂层103容易被去除。

依上述的设计，本发明可提供以下功效：

1、本发明的晶块切割方法可将一晶块的园片切割过程中所产生的应力分散到该晶块的至少一侧边以保护被切割出来的园片。

2、本发明的晶块切割方法可增强自一晶块被切割出来的园片的强度。

3、本发明的晶块切割方法可由在一晶块的至少一侧边设置一缓冲层以避免残余树脂黏在被切割出来的园片上。

4、本发明的晶块切割方法可在切割一晶块以产生复数片园片的过程中提供一高良率。

本发明所揭示的较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本发明的技术思想而为本领域技术人员所易于推知的，例如，将缓冲层102改为以涂布的方式实施，且其深度改为介于约100微米至约2毫米之间，俱不脱本发明的权利要求范畴。

Claims (12)

1.一种可降低园片坏率的晶块切割方法，其包含：

在一晶块的至少一表面形成一纳米结构层；

在该纳米结构层上沉积一缓冲层；

在该缓冲层和一固定板之间施加一层树脂以使该晶块固定在该固定板上；

对该晶块执行一切割程序以获得复数片园片；以及

对所述复数片园片执行一树脂去除程序。

2.根据权利要求1所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，该缓冲层是包含二氧化硅的材料。

3.根据权利要求1所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，该纳米结构层是由一电化学程序、一蚀刻程序和一沉积程序所组成的群组所选择的一种程序而形成。

4.根据权利要求1所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，所述的树脂去除程序包括将所述复数片园片和该固定板置于热水中。

5.根据权利要求1所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，该晶块为一单晶晶块或一多晶晶块。

6.根据权利要求1所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，该纳米结构层的深度介于1微米至10微米之间。

7.根据权利要求2所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，该缓冲层的深度介于0.1微米至2微米之间。

8.根据权利要求2所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，该缓冲层的深度介于1微米至10微米之间。

9.根据权利要求2所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，该缓冲层的深度介于10微米至100微米之间。

10.根据权利要求1所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，该晶块的材料由玻璃、硅、锗、碳、铝、氮化镓、砷化镓、磷化镓、氮化铝、蓝宝石、尖晶石、氧化铝、碳化硅、氧化锌、氧化镁、氧化铝锂和氧化镓锂所组成的群组所选择的一种材料。

11.根据权利要求1所述可降低园片坏率的晶块切割方法，其中，该晶块具有由圆形截面和方形截面所组成的群组所选择的一种截面。

12.一种可降低园片坏率的晶块切割方法，其包含：

在一晶块的至少一表面形成一纳米结构层，其中，该晶块具有由圆形截面和方形截面所组成的群组所选择的一种截面，且该纳米结构层的深度介于1微米至10微米之间；

在该纳米结构层上涂布一缓冲层，其中该缓冲层的深度介于100微米至2毫米之间且其材料包含二氧化硅；

在该缓冲层和一固定板之间施加一层树脂以使该晶块固定在该固定板上；

对该晶块执行一切割程序以获得复数片园片；以及

对所述复数片园片执行一树脂去除程序。