CN108608591A - 改善晶圆表面切割形貌的线切割系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，包括：晶锭进给装置、切割线及切割线驱动装置；还包括：压力传感器，位于晶锭进给装置上，适于侦测待切割晶锭对切割线的压力；第一位移传感器，位于晶锭进给装置上，适于侦测待切割晶锭的运动及位置偏移；第一温度传感器，适于侦测待切割晶锭与切割线接触区域的温度；速度传感器，适于侦测切割线的运动速度。通过增设压力传感器、第一位移传感器、第一温度传感器及速度传感器，可以实时侦测待切割晶锭对切割线的压力、待切割晶锭的运动及位置偏移、待切割晶锭与切割线接触区域的温度及切割线的运动速度，可以根据侦测的上述数据调整设定线切割工艺程式，改善切割得到的晶圆表面的形貌。

Description

改善晶圆表面切割形貌的线切割系统

技术领域

本发明属于半导体设备技术领域，特别是涉及一种改善晶圆表面切割形貌的线切割系统。

背景技术

在晶圆制造过程中，需要将晶锭进行切割以得到所需的晶圆。目前最常用的晶圆切割设备即为线切割机，现有的线切割机的结构如图1所示，由图1可知，所述线切割机包括：线锯11、夹轨12、切割线导轨14及切割线15；所述夹轨12一端固定于所述线锯11上，另一端经由键合树脂层13固定待切割晶锭16，所述夹轨12适于在所述线锯11的驱动下带动所述待切割晶锭16向所述切割线15运动；所述切割线15绕置于所述切割线导轨14上，适于在所述切割线导轨14的驱动下运动并对所述待切割晶锭16进行线切割。

但由于所述切割线15会存在表面缺陷，这些表面缺陷会导致切割的晶圆表面存在纳米拓扑结构形貌(nanotopology)，所谓纳米拓扑结构形貌是指在晶圆表面形成具有0.2mm～20mm左右的空间波长偏差。但现有的线切割机并不能通过自身改善从所述待切割晶锭16切割晶圆时造成的所述纳米拓扑结构形貌。为了减轻或改善所述纳米拓扑结构形貌偏差，一般需要额外的工艺步骤对切割的晶圆进行处理，但这无疑会造成时间与成本的浪费。

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改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，用于解决现有技术中的线切割机无法通过自身改善切割得到的晶圆表面形态，而必须借助额外的工艺步骤而导致的时间与成本浪费的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，所述改善晶圆表面切割形貌的线切割系统包括：晶锭进给装置、切割线及切割线驱动装置；所述晶锭进给装置适于固定待切割晶锭，并驱动所述待切割晶锭向所述切割线运动，所述切割线驱动装置适于驱动所述切割线运动，并对所述待切割晶锭进行线切割；还包括：

压力传感器，位于所述晶锭进给装置上，适于侦测所述待切割晶锭对所述切割线的压力；

第一位移传感器，位于所述晶锭进给装置上，适于侦测所述待切割晶锭的运动及位置偏移；

第一温度传感器，适于侦测待切割晶锭与所述切割线接触区域的温度；

速度传感器，适于侦测所述切割线的运动速度。

作为本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的一种优选方案，所述晶锭进给装置包括线锯及夹轨；所述夹轨一端固定所述待切割晶锭，另一端与所述线锯相连接；所述线锯适于驱动所述夹轨及所述切割晶锭运动。

作为本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的一种优选方案，所述晶锭进给装置还包括键合树脂层，所述键合树脂层位于所述夹轨与所述待切割晶锭之间，适于将所述待切割晶锭固定于所述夹轨上。

作为本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的一种优选方案，所述第一位移传感器为六轴加速度传感器。

作为本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的一种优选方案，所述第一温度传感器为红外传感器。

作为本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的一种优选方案，所述线切割系统还包括：

数据存储器，与所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器通讯连接，适于将所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器侦测的数据进行存储；

处理器，与所述数据存储器相连接，适于提取所述数据存储器中存储的所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器侦测的数据，并依据提取的数据设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制。

作为本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的一种优选方案，所述线切割系统还包括处理器，所述处理器与所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器通讯连接，适于依据与所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器侦测的数据设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制。

作为本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的一种优选方案，所述切割线驱动装置包括切割线导轨，所述切割线绕置于所述切割线导轨上；所述切割线导轨的数量为若干个，若干个所述切割线导轨位于所述待切割晶锭运动路径的两侧，适于驱动所述切割线运动以对所述待切割晶锭进行线切割。

作为本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的一种优选方案，所述线切割系统还包括：

固定部，位于各所述切割线导轨的两端；所述固定部内设有第一冷却管路，所述固定部表面设有与所述第一冷却管路相连接的第一进口及第一出口；

所述切割线导轨内设有第二冷却管路，所述切割线导轨端面设有与所述第二冷却管路相连通的第二进口及第二出口；

热交换器，与所述第一进口、第一出口、第二进口及第二出口相连接，适于向所述第一冷却管路及所述第二冷却管路内提供冷却液体；

第二温度传感器，位于所述切割线导轨端面，并与所述数据存储器相连接，适于侦测所述切割线导轨的温度及流经所述切割线导轨的冷却液体的温度，并将侦测的温度数据存储于所述数据存储器内；

第三温度传感器，位于所述固定部表面，并与所述数据存储器相连接，适于侦测所述固定部的温度及流经所述固定部的冷却液体的温度，并将侦测的温度数据存储于所述数据存储器内；

第二位移传感器，位于所述切割线导轨端面，并与所述数据存储器相连接，适于侦测所述切割线导轨的运动及轴向位移，并将侦测的数据存储于所述数据存储器内；

第三位移传感器，位于所述固定部表面，并与所述数据存储器相连接，适于侦测所述固定部的运动，并将侦测的数据存储于所述数据存储器内；

所述处理器适于提取所述数据存储器中存储的所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器、所述速度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第二位移传感器及所述第三位移传感器侦测的数据，并依据提取的数据设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制。

如上所述，本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，具有以下有益效果：本发明的线切割系统通过增设压力传感器、第一位移传感器、第一温度传感器及速度传感器，可以实时侦测待切割晶锭对切割线的压力、待切割晶锭的运动及位置偏移、待切割晶锭与切割线接触区域的温度及切割线的运动速度，使用者可以根据侦测的上述数据调整设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制，从而改善切割得到的晶圆表面的形貌，避免切割得到的晶圆表面存在纳米拓扑结构形貌。

附图说明

图1显示为现有技术的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的结构示意图。

图2至图5显示为本发明的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统的结构示意图。

元件标号说明

11 线锯

12 夹轨

13 键合树脂层

14 切割线导轨

15 切割线

16 待切割晶锭

211 线锯

212 夹轨

213 键合树脂层

22 切割线

23 切割线导轨

231 第二进口

232 第二出口

24 固定部

241 第一进口

242 第二进口

25 压力传感器

26 第一位移传感器

27 第一温度传感器

28 速度传感器

29 数据存储器

30 处理器

31 热交换器

32 第二温度传感器

33 第三温度传感器

34 第二位移传感器

35 第三位移传感器

36 待切割晶锭

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露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施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，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2至图5。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，虽图示中仅显示与本发明中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，且其组件布局形态也可能更为复杂。

请参阅图2，本发明提供一种改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，所述改善晶圆表面切割形貌的线切割系统包括：晶锭进给装置、切割线22及切割线驱动装置；所述晶锭进给装置适于固定待切割晶锭36，并驱动所述待切割晶锭36向所述切割线22运动，所述切割线驱动装置适于驱动所述切割线22运动，并对所述待切割晶锭36进行线切割；所述线切割系统还包括：压力传感器25，所述压力传感器25位于所述晶锭进给装置上，适于侦测所述待切割晶锭36对所述切割线22的压力；第一位移传感器26，所述第一位移传感器26位于所述晶锭进给装置上，适于侦测所述待切割晶锭36的运动及位置偏移；第一温度传感器27，所述第一温度传感器27适于侦测所述待切割晶锭36与所述切割线22接触区域的温度；速度传感器28，所述速度传感器28适于侦测所述切割线22的运动速度。

作为示，所述晶锭进给装置包括线锯211及夹轨212；所述夹轨212一端固定所述待切割晶锭36，另一端与所述线锯211相连接；所述线锯211适于驱动所述夹轨212及所述切割晶锭36运动。

作为示例，所述晶锭进给装置还包括键合树脂层213，所述键合树脂层213位于所述夹轨212与所述待切割晶锭36之间，适于将所述待切割晶锭36固定于所述夹轨212上。

作为示例，所述第一位移传感器26可以为但不仅限于六轴加速度传感器。

作为示例，所述第一温度传感器27由于用于侦测所述待切割晶锭36与所述切割线22接触区域的温度，所述第一温度传感器27为了不影响所述切割线22对所述待切割晶锭36的切割，所述第一温度传感器27设置于所述待切割晶锭36的外侧；优选地，本实施例中，所述第一温度传感器27可以为红外传感器。

在一示例中，如图3所示，所述线切割系统还包括：数据存储器29，所述数据存储器29与所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27及所述速度传感器28通讯连接，适于将所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27及所述速度传感器28侦测的数据进行存储；所述数据存储器29与所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27及所述速度传感器28之间可以通过任意一种无线通讯方式或有线通讯方式进行通讯连接；优选地，本实施例中，所述数据存储器29与所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27及所述速度传感器28之间通过任蓝牙、2G、3G、4G或Wifi等无线通讯方式进行通讯连接；处理器30，所述处理器30与所述数据存储器29相连接，适于提取所述数据存储器29中存储的所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27及所述速度传感器28侦测的数据，并依据提取的数据设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制。

在另一示例中，如图4所示，所述线切割系统还包括处理器30，所述处理器30与所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27及所述速度传感器28通讯连接，适于依据与所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27及所述速度传感器28侦测的数据设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制。

本发明的线切割系统通过增设所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27及所述速度传感器28，可以实时侦测所述待切割晶锭36对所述切割线22的压力、所述待切割晶锭36的运动及位置偏移、所述待切割晶锭36与所述切割线22接触区域的温度及所述切割线22的运动速度，使用者可以通过所述处理器30根据侦测的上述数据调整设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制，从而改善切割得到的晶圆表面的形貌，避免切割得到的晶圆表面存在纳米拓扑结构形貌。

作为示例，请参阅图5,，所述切割线驱动装置包括切割线导轨23，所述切割线22绕置于所述切割线导轨23上；所述切割线导轨23的数量为若干个，若干个所述切割线导轨23位于所述待切割晶锭36运动路径的两侧，适于驱动所述切割线22运动以对所述待切割晶锭36进行线切割。

作为示例，请继续参阅图5，所述线切割系统还包括：固定部24，所述固定部24位于各所述切割线导轨23的两端；所述固定部24内设有第一冷却管路(未示出)，所述固定部24表面设有与所述第一冷却管路相连接的第一进口241及第一出口242；所述切割线导轨23内设有第二冷却管路(未示出)，所述切割线导轨23端面设有与所述第二冷却管路相连通的第二进口231及第二出口232；热交换器31，所述热交换器31与所述第一进口241、第一出口242、第二进口231及第二出口232相连接，适于向所述第一冷却管路及所述第二冷却管路内提供冷却液体；第二温度传感器32，所述第二温度传感器32位于所述切割线导轨23端面，并与所述数据存储器29相连接，适于侦测所述切割线导轨23的温度及流经所述切割线导轨23的冷却液体的温度，并将侦测的温度数据存储于所述数据存储器29内；第三温度传感器33，所述第三温度传感器33位于所述固定部24表面，并与所述数据存储器29相连接，适于侦测所述固定部24的温度及流经所述固定部24的冷却液体的温度，并将侦测的温度数据存储于所述数据存储器29内；第二位移传感器34，所述第二位移传感器34位于所述切割线导轨23端面，并与所述数据存储器29相连接，适于侦测所述切割线导轨23的运动及轴向位移，并将侦测的数据存储于所述数据存储器29内；第三位移传感器35，所述第三位移传感器35位于所述固定部24表面，并与所述数据存储器29相连接，适于侦测所述固定部24的运动，并将侦测的数据存储于所述数据存储器29内；所述处理器30适于提取所述数据存储器29中存储的所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27、所述速度传感器28、所述第二温度传感器32、所述第三温度传感器33、所述第二位移传感器34及所述第三位移传感器35侦测的数据，并依据提取的数据设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制。当然，在其他示例中，若所述线切割系统不包括所述数据存储器29，所述压力传感器25、所述第一位移传感器26、所述第一温度传感器27、所述速度传感器28、所述第二温度传感器32、所述第三温度传感器33、所述第二位移传感器34及所述第三位移传感器35侦测的数据直接传输于所述处理器30。

综上所述，本发明提供一种改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，所述改善晶圆表面切割形貌的线切割系统包括：晶锭进给装置、切割线及切割线驱动装置；所述晶锭进给装置适于固定待切割晶锭，并驱动所述待切割晶锭向所述切割线运动，所述切割线驱动装置适于驱动所述切割线运动，并对所述待切割晶锭进行线切割；还包括：压力传感器，位于所述晶锭进给装置上，适于侦测所述待切割晶锭对所述切割线的压力；第一位移传感器，位于所述晶锭进给装置上，适于侦测所述待切割晶锭的运动及位置偏移；第一温度传感器，适于侦测待切割晶锭与所述切割线接触区域的温度；速度传感器，适于侦测所述切割线的运动速度。本发明的线切割系统通过增设压力传感器、第一位移传感器、第一温度传感器及速度传感器，可以实时侦测待切割晶锭对切割线的压力、待切割晶锭的运动及位置偏移、待切割晶锭与切割线接触区域的温度及切割线的运动速度，使用者可以根据侦测的上述数据调整设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制，从而改善切割得到的晶圆表面的形貌，避免切割得到的晶圆表面存在纳米拓扑结构形貌。

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。任何熟悉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。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，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，包括：晶锭进给装置、切割线及切割线驱动装置；所述晶锭进给装置适于固定待切割晶锭，并驱动所述待切割晶锭向所述切割线运动，所述切割线驱动装置适于驱动所述切割线运动，并对所述待切割晶锭进行线切割；其特征在于，还包括：

压力传感器，位于所述晶锭进给装置上，适于侦测所述待切割晶锭对所述切割线的压力；

第一位移传感器，位于所述晶锭进给装置上，适于侦测所述待切割晶锭的运动及位置偏移；

第一温度传感器，适于侦测待切割晶锭与所述切割线接触区域的温度；

速度传感器，适于侦测所述切割线的运动速度。

2.根据权利要求1所述的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，其特征在于：所述晶锭进给装置包括线锯及夹轨；所述夹轨一端固定所述待切割晶锭，另一端与所述线锯相连接；所述线锯适于驱动所述夹轨及所述切割晶锭运动。

3.根据权利要求2所述的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，其特征在于：所述晶锭进给装置还包括键合树脂层，所述键合树脂层位于所述夹轨与所述待切割晶锭之间，适于将所述待切割晶锭固定于所述夹轨上。

4.根据权利要求1所述的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，其特征在于：所述第一位移传感器为六轴加速度传感器。

5.根据权利要求1所述的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，其特征在于：所述第一温度传感器为红外传感器。

6.根据权利要求1所述的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，其特征在于：所述线切割系统还包括：

数据存储器，与所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器通讯连接，适于将所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器侦测的数据进行存储；

处理器，与所述数据存储器相连接，适于提取所述数据存储器中存储的所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器侦测的数据，并依据提取的数据设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制。

7.根据权利要求1所述的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，其特征在于：所述线切割系统还包括处理器，所述处理器与所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器通讯连接，适于依据与所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器及所述速度传感器侦测的数据设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制。

8.根据权利要求6或7所述的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，其特征在于：所述切割线驱动装置包括切割线导轨，所述切割线绕置于所述切割线导轨上；所述切割线导轨的数量为若干个，若干个所述切割线导轨位于所述待切割晶锭运动路径的两侧，适于驱动所述切割线运动以对所述待切割晶锭进行线切割。

9.根据权利要求8所述的改善晶圆表面切割形貌的线切割系统，其特征在于：所述线切割系统还包括：

固定部，位于各所述切割线导轨的两端；所述固定部内设有第一冷却管路，所述固定部表面设有与所述第一冷却管路相连接的第一进口及第一出口；

所述切割线导轨内设有第二冷却管路，所述切割线导轨端面设有与所述第二冷却管路相连通的第二进口及第二出口；

热交换器，与所述第一进口、第一出口、第二进口及第二出口相连接，适于向所述第一冷却管路及所述第二冷却管路内提供冷却液体；

第二温度传感器，位于所述切割线导轨端面，并与所述数据存储器相连接，适于侦测所述切割线导轨的温度及流经所述切割线导轨的冷却液体的温度，并将侦测的温度数据存储于所述数据存储器内；

第三温度传感器，位于所述固定部表面，并与所述数据存储器相连接，适于侦测所述固定部的温度及流经所述固定部的冷却液体的温度，并将侦测的温度数据存储于所述数据存储器内；

第二位移传感器，位于所述切割线导轨端面，并与所述数据存储器相连接，适于侦测所述切割线导轨的运动及轴向位移，并将侦测的数据存储于所述数据存储器内；

第三位移传感器，位于所述固定部表面，并与所述数据存储器相连接，适于侦测所述固定部的运动，并将侦测的数据存储于所述数据存储器内；

所述处理器适于提取所述数据存储器中存储的所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述第一温度传感器、所述速度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第二位移传感器及所述第三位移传感器侦测的数据，并依据提取的数据设定线切割工艺程式，以对线切割工艺进行控制。