CN107379294B - 金刚线重复利用切割硅片的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金刚线重复利用切割硅片的方法，包括步骤：利用放线轮输送的旧金刚线由零切割位置开始切割硅块，同时利用收线轮收线；旧金刚线切割结束后，利用放线轮输送的新金刚线将硅块剩余未切割部分全部切割；反向走线，将新产生的旧金刚线向放线轮输送。上述方法，先利用上次切割后返回的旧金刚线切割硅块，达到重复利用金刚线的目的；然后利用新线将硅块切透，因此切割末端是利用新线切割，避免造成硅片崩边；然后在硅块切透后自动返旧金刚线至放线轮，缩短跑线操作时间，返回的旧金刚线供下次开始切割硅块时使用。

Description

金刚线重复利用切割硅片的方法

技术领域

本发明涉及硅片切割领域，特别是涉及一种金刚线重复利用切割硅片的方法。

背景技术

利用金刚线切割硅片的原理图如图1所示，切割流程则如图2所示：切割开始后，通过放线轮输送新线，利用收线轮收绕旧金刚线。晶棒从零点下压切割，切割至设定深度164mm后切割结束。

图3示意了切割过程中金刚线的一种传统的新线使用过程。可以看到，放线轮开始具有50km新线，晶棒下压过程中，收线轮收绕切割后的旧金刚线，放线轮上的新线逐步减少。其中，切割至设定深度80mm后，收线轮收绕走3km旧金刚线，剩余新线47km；继续切割至设定深度164mm后，收线轮收绕走5km旧金刚线，如此，当切割完成后，放线轮上只剩余45km新线，收线轮上收绕了5km的旧金刚线。这种切割方式，主要问题是硅块完成后，金刚线使用量太大，每切割完一次需5km。如此加工成本高，企业无市场竞争力；需将每刀的金刚线耗线降下来。

鉴于传统金刚线切割主要的加工成本为金刚线成本，金刚线成本占加工成本的75％，基于当前激烈的市场竞争状况下，金刚线成本需进行管控，于是出现将已切割过的金刚线进行再次切割利用。

参考图4和图5，示意了传统技术中一种利用已切割过的金刚线再次切割使用流程图和示意图。

仍以放线轮开始具有50km新线为例，晶棒从0mm开始下压，切割至设定深度120mm后，收线轮收绕了3km旧金刚线，放线轮上剩余新线47km。此时，开始反向走线，即收线轮的旧金刚线向放线轮输送，使得切割设定深度120mm至设定深度164mm之间的切割是在利用返回的旧金刚线进行切割。

当切割完成后，收线轮的旧金刚线往放线轮输送了2.5km旧金刚线，这些旧金刚线在返线的过程中参与切割设定深度120mm至设定深度164mm。此时，由于线网上有部分新线未被使用，加上放线轮原来的新线47km，放线轮上剩余的新线为49.5km。当再次切割(下一刀切割)开始前，由于线网中是旧金刚线，需要手动跑线至少2km以将这部分旧金刚线跑掉，以保证再次切割前还是先使用新线切割，然后至设定深度120mm时反向走线，如此循环，实现每次在切割后期使用部分旧金刚线进行切割，达到降低金刚线损耗的目的。

图4和图5示意的切割方法虽然实现了利用旧金刚线切割的目的，但是存在的问题是：切割结束后，需要手动将放线轮的旧金刚线跑至收线轮，费时；在切割末端，使用旧金刚线进行切割，切割能力下降，硅片损失层扩大，崩边不良率达5％。

发明内容

基于此，有必要针对利用旧金刚线切割导致的切割结束后需手动跑线较为费时、旧金刚线切割硅块末端造成硅片崩边不良率的问题，提供一种金刚线重复利用切割硅片的方法。

一种金刚线重复利用切割硅片的方法，包括步骤：

利用放线轮输送的旧金刚线由零切割位置开始切割硅块，同时利用收线轮收线；

旧金刚线切割结束后，利用放线轮输送的新金刚线将硅块剩余未切割部分全部切割；

反向走线，将新产生的旧金刚线向放线轮输送。

上述方法，先利用上次切割后返回的旧金刚线切割硅块，达到重复利用金刚线的目的；然后利用新线将硅块切透，因此切割末端是利用新线切割，避免造成硅片崩边；然后在硅块切透后自动返旧金刚线至放线轮，缩短跑线操作时间，返回的旧金刚线供下次开始切割硅块时使用。

在其中一个实施例中，由所述零切割位置至反向走线时，总的切割深度大于所述硅块在切割方向上的尺寸。

在其中一个实施例中，所述硅块在切割方向上的尺寸为160mm。

在其中一个实施例中，所述硅块粘结在晶托上，由所述零切割位置至反向走线时，总的切割深度为163mm。

在其中一个实施例中，所述硅块自金刚线形成的线网上方下压以朝向线网运动。

在其中一个实施例中，所述硅块由机械手臂带动下压。

在其中一个实施例中，所述反向走线通过放线轮和收线轮反转实现。

附图说明

图1为利用金刚线切割硅块的原理图；

图2为利用金刚线切割硅块的流程图；

图3为传统技术中金刚线切割过程中新线使用的流程图；

图4为传统技术中的利用金刚线再次切割的示意图；

图5为传统技术中的利用金刚线再次切割的流程图；

图6为本发明金刚线重复利用切割硅片的方法的流程图；

图7为本发明一个实施例的切割硅片的方法中金刚线切割过程的示意图；

图8为本发明一个实施例的切割硅片的方法中新线使用的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，则不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，详细说明金刚线重复利用切割硅片的方法的较佳实施方式。

参考图6，一个实施例的金刚线重复利用切割硅片的方法，包括以下步骤。

S100、利用放线轮输送的旧金刚线由零切割位置开始切割硅块，同时利用收线轮收线。

切割开始后，硅块下压，自金刚线形成的线网的上方朝向线网运动。硅块是粘结在晶托上，并由机械手臂带动下压，实现自动化切割。

放线轮输送金刚线，此时线网为旧金刚线。旧金刚线来自于上一次切割结束后返回的旧金刚线。换言之，本步骤中，利用上次切割后形成的旧金刚线来切割硅块的前半部分。放线轮上也可能收绕有旧金刚线，理论上也可以是返回的旧金刚线未收绕在放线轮上，全部用来形成线网。

金刚线形成的线网可以仅切割一个硅块。也可以是同时切割多组硅块。

S200、旧金刚线切割结束后，利用放线轮输送的新金刚线将硅块剩余未切割部分全部切割。

随着切割继续进行，硅块持续下压，上一次切割后返回的旧金刚线在此次切割中使用完毕，此时硅块仅被切割了部分深度。然后，放线轮输送的新金刚线组成的线网开始切割硅块剩余未切割部分，直到硅块全部被切割，换言之，利用新金刚线继续切割直到硅块被切透。

S300、反向走线，将新产生的旧金刚线向放线轮输送。

硅块被切透后，反向走线，通过反向旋转放线轮和收线轮实现反向走线，从而实现自动返线，从而缩短跑线时间，提高效率。返回至放线轮的旧金刚线用于下一次的切割，即在下一次切割时用来切割硅块的前半部分。从而实现连续的切割，且每次切割都在切割开始时先使用旧金刚线切割。

一个实施例中，由零切割位置至反向走线时，总的切割深度大于硅块在切割方向上的尺寸，充分保证硅块能够被切透。

例如，一个可实施的例子中，硅块在切割方向上的尺寸为160mm，硅块粘结在晶托上，由所述零切割位置至反向走线时，总的切割深度为163mm。即晶托和硅块下压163mm后才开始返向走线，避免由于下压时线网的线弓的影响导致硅块不能被切透。

上述方法，先利用上次切割后返回的旧金刚线切割硅块，达到重复利用金刚线的目的；然后利用新线将硅块切透，因此切割末端是利用新线切割，避免造成硅片崩边；然后在硅块切透后自动返旧金刚线至放线轮，缩短跑线操作时间，返回的旧金刚线供下次开始切割硅块时使用。

下面结合附图7和8，详细介绍上述金刚线重复利用切割硅片的方法的原理及实施过程。

图7示意了金刚线重复利用切割硅片的方法的切割原理。其中，以放线轮具有50km新线为例进行说明。

切割深度0mm(零切割位置)至切割深度163mm后，此时放线轮剩余45km新线，收线轮收绕了5km旧金刚线，然后开始反向走线，将旧金刚线朝向放线轮输送，这部分旧金刚线可以用来切割硅块的前半部分。

由此，在利用本发明的方法切割之前，先进行一次准备工作，该准备工作也是正常的切割。具体地，该准备工作时是在利用线切割设备实施本发明的方法之前进行，由于第一次使用线切割设备时尚无旧金刚线可以用来切割，故第一次切割时，硅片的前半部分也是用新线切割，切割结束后的旧金刚线返回。这样，后面即可以连续地实施本发明的方法。

参考图8示意了切割过程中新金刚线的使用流程，仍以放线轮开始具有50km新线为例，晶棒从0mm开始下压，切割至设定深度163mm后，收线轮收绕了5km旧金刚线，放线轮上剩余新线45km。此时，开始反向走线，即收线轮的旧金刚线往放线轮输送，设定深度163mm至设定深度164mm之间的切割利用返回的旧金刚线进行切割。切割至设定深度164mm后，收线轮的旧金刚线往放线轮输送了3km旧金刚线，放线轮剩余48km新线，收线轮上剩余2km旧金刚线。切割结束，继续返旧金刚线至放线轮直到收线轮上没有旧金刚线缠绕。收线轮没有旧金刚线时，线网由旧金刚线形成，而放线轮上的金刚线仍为50km。上述过程中，放线轮上剩余48km新线，金刚线消耗较少。

本发明的金刚线重复利用切割硅片的方法与图4和图5的传统方法的差异如下表所示：

可以看到，图4和图5的传统方法，硅块的前半部分使用新线切割，后半部分使用旧金刚线切割，导致需要先手动跑线以保证下次切割前使用新线切割，且容易导致硅片崩边不良。而本发明的方法，使用旧金刚线切割硅块的前半部分，达到使用旧线切割的目的同时又不影响硅片质量，而硅块的尾部则用新线切割，避免硅片崩边不良，切割硅块的前半部分的旧金刚线在前一次切割后自动返线获得，由于是在切透硅块但尚未完全结束切割之间的时间内返线，既不影响硅片，又缩短跑线时间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种金刚线重复利用切割硅片的方法，其特征在于，包括步骤：

利用放线轮输送的旧金刚线由零切割位置开始切割硅块，同时利用收线轮收线，旧金刚线的切割的深度范围为0mm～80mm；

旧金刚线切割结束后，利用放线轮输送的新金刚线将硅块剩余未切割部分全部切割，新金刚线切割的深度范围为80mm～163mm；

在163mm～164mm的切割深度范围内反向走线，将新产生的旧金刚线向放线轮输送；

所述硅块在切割方向上的尺寸为160mm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅块粘结在晶托上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅块自金刚线形成的线网上方下压以朝向线网运动。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硅块由机械手臂带动下压。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反向走线通过放线轮和收线轮反转实现。