CN108724490A - 提高晶片用晶棒利用率的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种提高晶片用晶棒利用率的方法，该方法包括：(1)开方机上料前，采取四角放置空晶托，下压工作台，对线网与晶托进行校准；(2)通过晶棒截断机上料台上的V形夹具进行上料；(3)采取双向对棱线方式进行粘胶。该方法的校准方法简单，校准结果理想，可有效控制圆弧偏差；该方法还可减少晶棒的直径、扭曲程度、斜面等引起的粘胶倾斜现象，从而在切割过程中避免切割面产生斜面，从而减少损失，提高晶棒利用率；该方法没有挥发性有机气体产生，不会对环境造成污染，不会对操作工人的健康带来损害，并且使脱胶过程变的容易，直接用水清洗即可，避免有机清洗剂的使用，从而实现绿色生产。

Description

提高晶片用晶棒利用率的方法

技术领域

本申请涉及半导体晶棒加工技术领域，尤其涉及一种提高晶片用晶棒利用率的方法。

背景技术

太阳能晶体硅材料是最主要的光伏材料，它应用于太阳能电池，可以将太阳能转化为电能，在常规能源紧缺的今天，太阳能具有巨大的应用价值，近年来，全球太阳能光伏产业迅速增长，太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的急剧膨胀。太阳能晶体硅材料包括单晶硅和多晶硅材料。太阳能级晶体硅材料高昂的制造成本以及复杂的制备工艺是制约光伏产业大发展的瓶颈，严重阻碍了我国太阳能电池的推广和使用。我国能够自主生产的太阳能晶体硅严重不能满足中国市场的需求，绝大部分原材料需要进口，开发适合我国国情的太阳能晶体硅尤其是单晶硅制备技术符合国家能源战略的要求，是我国光伏产业大发展的必由之路。

目前对多晶锭进行加工制得切片用硅晶棒的工艺方法一般是：先利用钢线(可以是普通钢线、结构钢线或金刚线)或带锯对整个晶锭开方，在开方的同时截除四周的边皮；然后对开方后的每个小硅晶棒分别截除杂质层、顶部低少子寿命层及尾部低少子寿命层，总共需要截除75刀。目前该方法的缺点是：工序多且复杂、硅料损耗大、成本高，硅晶棒制作中工序多导致硅晶梓崩边的几率增大；同时，由于晶锭高度有限，硅晶棒的有效长度一般在300mm以内，不会超过400mm，与目前行业使用的切片设备装载量不能完全匹配，需要通过多个硅晶棒拼接保证装载量，硅晶棒拼接会导致硅料、产能、成本和质量的损失，同时拼接过程中产生的端面甚至直接导致切片过程中断线的发生，严重影响了切片车间的效益。

一根单晶硅棒由放肩部分、等径部分和收尾部分组成，肩部和尾部在切割机上切除作废料处理，等径部分在滚磨机床上进行滚圆加工成目标直径的晶锭。由于单晶生长的异常，偶尔会出现等径部分单晶段直径偏小，滚圆加工无法达到目标直径，如加工成更小尺寸的晶锭既需要很大的加工量又浪费原料，所以一般以废单晶入库作其他用途。

这样一来，一根单晶硅棒会存在肩部、尾部和不合格部分(包括电阻率脱档和直径不足)这三种材料浪费，其中肩部和尾部是每根单晶硅棒都有的。如今市场竞争日益激烈，对生产成本的控制尤为关键，而且多晶原料又比较昂贵，因此，如何将这些废单晶重新有效地利用起来以提高多晶原料的利用率是各单晶厂家非常注重的。

目前，在晶棒进行截断切割过程中，粘胶时采用简单的对棱线方法，会导致粘接倾斜，使得晶棒外观扭曲严重，难以控制截断斜面，从而导致晶棒损失严重，很大程度上浪费了原材料。因此，如何提高晶棒的利用率是后续晶棒加工过程亟待解决的技术问题。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种提高晶片用晶棒利用率的方法，该方法包括：(1)开方机上料前，采取四角放置空晶托，下压工作台，对线网与晶托进行校准；(2)通过晶棒截断机上料台上的V形夹具进行上料；(3)采取双向对棱线方式进行粘胶。

步骤(1)中，通过在四角上放置空晶托，下压工作台，来校准线网与晶托，可有效控制圆弧偏差，从而避免晶棒截断后出现斜面，提高晶棒截断合格率。

在一示例中，步骤(2)中的V形夹具为刚性V形夹具。

在一示例中，优选的，步骤(2)中的刚性V形夹具的材质是高硬度高刚性合金钢。

在一示例中，步骤(2)中的V形夹具的内接触面是光滑平整表面。

在一示例中，优选的，步骤(2)中的V形夹具的光滑平整表面为抗压合金涂层。

在一示例中，步骤(2)中的V形夹具是上下可调整的，不管所要切割的晶棒的尺寸大小、形状差异，都能保证晶棒在切割时处于最佳位置上，因此所切割出的产品符合实际需求。

在一示例中，步骤(3)的双向对棱线方式是采用线网实现的。

在一示例中，步骤(3)中的粘胶使用的是水性胶，使用水性胶，没有挥发性有机气体产生，不会对环境造成污染，不会对操作工人的健康带来损害，并且使脱胶过程变的容易，直接用水清洗即可，避免有机清洗剂的使用，从而实现绿色生产。

在一示例中，优选的，水性胶可为水性聚氨酯胶粘剂、水性丙烯酸胶粘剂、水性聚乙烯醇胶粘剂、水性环氧树脂胶粘剂、水性氨基树脂胶粘剂、水性酚醛树脂胶粘剂中的一种或多种。

通过本申请提出标定方式能够带来如下有益效果：

1.本申请通过在晶棒截断机上料台上安装V形夹具，使得能处理晶棒的直径范围较宽，晶棒的直径可为7cm-50cm；

2.本申请在开方机校准中采取四角放置空晶托，校准方法简单，校准结果理想，可有效控制圆弧偏差；

3.本申请的粘胶对准方式采用双向对棱线方式，这样可减少晶棒的直径、扭曲程度、斜面等引起的粘胶倾斜现象，从而在切割过程中避免切割面产生斜面，从而减少损失，提高晶棒利用率；

4.本申请在粘胶过程采用水性胶，没有挥发性有机气体产生，不会对环境造成污染，不会对操作工人的健康带来损害，并且使脱胶过程变的容易，直接用水清洗即可，避免有机清洗剂的使用，从而实现绿色生产。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书实施例的方式进行详细说明。

在晶棒后续加工中，晶棒截断是重要步骤，晶棒截断后晶棒的状态将会影响后续加工的质量，如果晶棒截断后出现斜面，后续加工中可能会造成晶棒的浪费。对于晶棒截断步骤来说，晶棒粘胶步骤是非常关键的一步，粘胶的质量将直接影响截断后晶棒的质量，比如粘胶不齐将会使得晶棒截断后出现斜面，将会导致截断后出现废品。因此，本申请通过提高粘胶质量并且改善截断工艺，解决了截断后晶棒出现斜面的技术问题。

本申请提供了一种提高晶片用晶棒利用率的方法，避免了晶棒截断后晶棒出现斜面的技术问题。

该方法采取特定的校准方式对线网与晶托进行校准，该校准方式为：在开方机上料前，采取四角放置空晶托，下压工作台，对线网与晶托进行校准，可有效控制圆弧偏差。

该方法还对晶棒截断机上料台进行了改善，通过在上料台上安装特定的V形夹具，用来减少斜面误差。

该方法还对晶棒粘胶方式进行改进，采取双向对棱线方式进行粘胶，该粘胶方式可减少斜面带来的粘胶倾斜现象。

针对本申请提出的双向对棱线方式粘胶作如下解释：在晶棒的粘胶过程中，对晶棒的双向棱线进行对准。减少晶棒的直径、扭曲程度、斜面等引起的粘胶倾斜现象，从而在切割过程中避免切割面产生斜面，从而减少损失，提高晶棒利用率。

本申请中对上述V形夹具未作具体要求，只要能实现V形夹具的功能即可。为更好的保证截断效果，本申请优选为刚性V形夹具，采用刚性夹具能够避免截断过程中晶棒因受力而使晶棒位置发生变化的可能性，从而进一步减少截断斜面的产生。

本申请对上述刚性V形夹具的材质未作具体要求，只要能满足V形夹具的刚性要求即可。本申请对刚性V形夹具的材质优选为高硬度高刚性合金钢，之所以采用高硬度高刚性合金钢材质，是因为这种合金钢耐用性好，耐疲劳性能好，能够经久耐用。因此上述合金钢材料更能满足刚性夹具的使用需求，更有利于避免截断斜面的产生。

本申请对上述V形夹具的内接触面优选为光滑平整表面，采用光滑平整表面，不至于对晶棒表面造成额外的缺陷，比如斑点、凹陷等。

本申请对上述V形夹具的光滑平整表面未作具体要求，只要能实现表面的光滑平整性能即可。本申请对光滑平整表面的实现优选为在V形夹具表面喷涂一层抗压合金涂层，这种抗压涂层。

本申请优选的将V形夹具设置为是可调整的，尤其设置为是上下可调整的。将V形夹具设置为可调整的夹具后，可以消除晶棒的尺寸大小、形状差异对晶棒在切割时是否处于最佳位置的影响，从而有利于避免截断斜面的产生，进一步保证切割出的产品符合实际需求。

本申请的双向对棱线方式优选采用线网来实现，更有利于减少斜面带来的粘胶倾斜现象，提高截断产品合格率。

本申请对粘胶未作具体限定，能实现粘胶功能即可。本申请上述粘胶优选使用水性胶，没有挥发性有机气体产生，不会对环境造成污染，不会对操作工人的健康带来损害，并且使脱胶过程变的容易，直接用水清洗即可，避免有机清洗剂的使用，从而实现绿色生产。

本申请对水性胶不作具体限定，只要是水性胶粘剂即可。作为优选，水性胶可为水性聚氨酯胶粘剂、水性丙烯酸胶粘剂、水性聚乙烯醇胶粘剂、水性环氧树脂胶粘剂、水性氨基树脂胶粘剂、水性酚醛树脂胶粘剂、水性聚酯胶粘剂、水性硅氧烷胶粘剂中的一种或多种。

使用本申请实施例中提供的提高晶片用晶棒利用率的方法，该方法的校准方法简单，校准结果理想，可有效控制圆弧偏差；该方法还可减少晶棒的直径、扭曲程度、斜面等引起的粘胶倾斜现象，从而在切割过程中避免切割面产生斜面，从而减少损失，提高晶棒利用率；该方法没有挥发性有机气体产生，不会对环境造成污染，不会对操作工人的健康带来损害，并且使脱胶过程变的容易，直接用水清洗即可，避免有机清洗剂的使用，从而实现绿色生产。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种提高晶片用晶棒利用率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)开方机上料前，采取四角放置空晶托，下压工作台，对线网与晶托进行校准；

(2)通过晶棒截断机上料台上的V形夹具进行上料；

(3)采取双向对棱线方式进行粘胶。

2.根据权利要求1所述的提高晶片用晶棒利用率的方法，其特征在于，步骤(2)中所述V形夹具为刚性V形夹具。

3.根据权利要求2所述的提高晶片用晶棒利用率的方法，其特征在于，所述刚性V形夹具的材质是高硬度高刚性合金钢。

4.根据权利要求1所述的提高晶片用晶棒利用率的方法，其特征在于，步骤(2)中所述V形夹具的内接触面是光滑平整表面。

5.根据权利要求4所述的提高晶片用晶棒利用率的方法，其特征在于，所述V形夹具的光滑平整表面为抗压合金涂层。

6.根据权利要求1所述的提高晶片用晶棒利用率的方法，其特征在于，步骤(2)中所述V形夹具是上下可调整的。

7.根据权利要求1所述的提高晶片用晶棒利用率的方法，其特征在于，步骤(3)中所述双向对棱线方式是采用线网实现的。

8.根据权利要求1所述的提高晶片用晶棒利用率的方法，其特征在于，步骤(3)中所述粘胶是水性胶。

9.根据权利要求8所述的提高晶片用晶棒利用率的方法，其特征在于，所述水性胶可为水性聚氨酯胶粘剂、水性丙烯酸胶粘剂、水性聚乙烯醇胶粘剂、水性环氧树脂胶粘剂、水性氨基树脂胶粘剂、水性酚醛树脂胶粘剂中的一种或多种。