CN111168868B - 线切割装置及工件切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线切割装置及工件切割方法，线切割装置包括：进击机构、轴承组件及绕线轮，进击机构包括进击轴及固定面，进击轴的固定侧与固定面相连接；轴承组件至少包括第一主轴、第二主轴；线切割装置还包括进击轴温度感知器，进击轴温度感知器设在固定面上；主轴温度感知器，包括左侧主轴温度感知器和右侧主轴温度感知器；进击轴温度感知器通过检测固定面内的温度，以控制固定面的膨胀收缩状况，来控制进击轴的移动方向及移动量，主轴温度感知器检测第一主轴和第二主轴左右两侧的温度，以控制轴承组件及其上绕线轮的移动方向及移动量。根据本发明的线切割装置及工件切割方法，可调整切割线在晶棒上相对应的位置，改善晶圆片的翘曲度。

Description

线切割装置及工件切割方法

技术领域

本发明涉及线切割技术领域，尤其是涉及一种线切割装置及工件切割方法。

背景技术

在半导体和太阳能领域，随着后续制程对晶圆片的要求越来越高，特别是晶圆片的平坦度。晶圆片通常采用多线切割方式进行切片，多线切割时，被切割工件粘结在进击机构上，通过进击机构将工件推向一组平行钢线阵列，来完成晶圆片的多线切割。切割会影响晶圆片，特别是大直径晶圆片如300mm、450mm的平坦度，尤其是弯曲度、翘曲度以及硅片的形状。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种线切割装置，所述线切割装置通过控制温度来调整切割线在晶棒上对应的位置，以此来改善晶圆片翘曲度。

本发明的另一个目的在于提出一种工件切割方法，通过控制进击轴上晶棒的移动方向及移动量，及轴承组件上绕线轮的移动方向及移动量，以此达到调整切割线在晶棒上相对应的位置，以此来改善晶圆片翘曲度。

根据本发明第一方面实施例的线切割装置，包括进击机构、轴承组件及绕线轮，所述进击机构包括进击轴及固定面，所述进击轴的固定侧与所述固定面相连接，所述进击轴的下端与粘结晶棒的工件相连；所述轴承组件至少包括第一主轴、第二主轴，所述第一主轴和所述第二主轴间隔分布并轴向平行，所述第一主轴和所述第二主轴的左右两侧端面都各自处于同一平面内；所述绕线轮套设在所述第一主轴和所述第二主轴上，多个平行均匀间隔分布的切割线绕设在所述绕线轮上，所述进击轴沿竖直方向行进并将晶棒压于所述切割线上，所述晶棒被切割成晶圆片；所述线切割装置还包括：进击轴温度感知器，所述进击轴温度感知器设置在所述固定面上，以检测所述固定面内的温度；主轴温度感知器，所述主轴温度感知器包括左侧主轴温度感知器和右侧主轴温度感知器，所述左侧主轴温度感知器设置在所述第一主轴和所述第二主轴的左侧以检测其处的温度，所述右侧主轴温度感知器设置在所述第一主轴和所述第二主轴的右侧以检测其处的温度；所述进击轴温度感知器通过检测所述固定面内的温度，以控制固定面的膨胀收缩状况，来控制所述进击轴的移动方向及移动量，所述主轴温度感知器检测所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度，以控制所述轴承组件及其上绕线轮的移动方向及移动量。

根据本发明实施例的线切割装置，通过进击轴温度感知器可以检测固定面内的温度，从而可以控制固定面的膨胀收缩状况，进而可以控制进击轴的移动方向及移动量；通过主轴温度感知器可以检测第一主轴和第二主轴左右两侧的温度，这样可以控制轴承组件及其上绕线轮的移动方向及移动量。由此，可以调整切割线在晶棒上对应的位置，以此来改善晶圆片的翘曲度。

另外，根据本发明上述实施例的线切割装置还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述线切割装置还包括：进击轴温度调节机构，所述进击轴温度调节机构设在所述固定面内，以调节所述固定面内温度。

进一步地，所述进击轴温度调节机构包括：换热管路，循环水适于流经所述换热管路；加热器，所述加热器用于对所述循环水进行加热。

更进一步地，还包括：轴承温度调节机构，所述轴承温度调节机构设在所述轴承组件处以调节所述轴承组件的温度。

进一步地，所述轴承温度调节机构包括：冷却管路，冷却水适于流经所述冷却管路；控制阀，所述控制阀用于控制所述冷却水的进出量，以通过调节所述控制阀的开度控制所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度。

根据本发明第二方面实施例的工件切割方法，所述工件切割方法将绕线轮套设在间隔分布并轴向平行的第一主轴和第二主轴上，多个平行均匀间隔分布的切割线绕设在所述绕线轮上，进击机构沿竖直方向行进并将晶棒压于所述切割线上，所述晶棒被切割成晶圆片；所述工件切割方法还包括：步骤S1：进击轴温度感知器通过检测所述固定面的温度，以控制所述进击轴的移动方向及移动量；和/或步骤S2：主轴温度感知器检测所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度，以控制所述轴承组件及其上绕线轮的移动方向及移动量。

进一步地，在进行步骤S1和/或步骤S2之前，所述工件切割方法还包括：步骤S0：确定上一次切割完成后所述晶圆片的形状。

进一步地，当所述工件切割方法中包含步骤S2时，所述第一主轴和所述第二主轴的工作温度不得超过26℃。

在本发明的一些实施例中，通过进击轴温度调节机构调节所述固定面内的温度，通过轴承温度调节机构调节所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度。

进一步地，所述轴承温度调节机构包括：冷却管路，冷却水适于流经所述冷却管路；控制阀，所述控制阀用于控制所述冷却水的进出量，以通过调节所述控制阀的开度控制所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度。

在本发明的一些实施例中，所述进击轴温度调节结构包括：换热管路，循环水适于流经所述换热管路；加热器，所述加热器用于对所述循环水进行加热。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是金属材料的温度与位移关系图；

图2是根据本发明线切割装置实施例的部分结构示意图；

图3是根据本发明工件切割方法第一实施例中晶棒与绕线轮的轴向变化关系图；

图4是未采用本发明工件切割方法的硅片形状示意图；

图5是采用本发明工件切割方法的硅片形状示意图；

图6是图3中采用本发明工件切割方法的第一实施例中温度-工件切割深度的示意图；

图7是未采用本发明工件切割方法的硅片形状示意图；

图8是采用本发明工件切割方法的第二实施例的硅片形状示意图；

图9是采用本发明工件切割方法的第二实施例中温度-工件切割深度的示意图；

图10是采用本发明工件切割方法的第三实施例中硅片翘曲度在调整前后的示意图；

图11是采用本发明工件切割方法的第三实施例中活动侧温度曲线在调整前后的示意图；

图12是采用本发明工件切割方法的第三实施例中固定侧温度曲线在调整前后的示意图；

图13是采用本发明工件切割方法的第三实施例中进击轴固定侧温度曲线在调整前后的示意图。

图14是根据本发明工件切割方法第四实施例中晶棒与绕线轮的轴向变化关系图；

图15是未采用本发明工件切割方法的硅片形状示意图；

图16是采用本发明工件切割方法第四实施例的硅片形状示意图；

图17是图14中采用本发明工件切割方法的第四实施例中温度-工件切割深度的曲线图。

附图标记：

线切割装置100，

进击机构1，进击轴10，固定面11，导轨12，进击轴温度感知器13，

晶棒2，绕线轮3，

轴承组件4，主轴温度感知器40，左侧主轴温度感知器401，右侧主轴温度感知器402，第一主轴41，第二主轴42。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

现有技术中，利用线切割装置来切断晶棒的方法中，切割会影响晶圆片的平坦度，尤其是弯曲、翘曲和硅片的形状，发明人发现晶圆片的弯曲、翘曲和形状，与晶棒及钢线的对应位置发生偏移有关，该偏移的产生主要与切割线摩擦引起主轴及晶棒的温度升高有关，温度升高会导致主轴与晶棒膨胀。

根据金属膨胀理论得出温度与金属工件位移的曲线图，具体参照图1所示的曲线。从图1中可以看出，在一定的温度范围内(T1-T2)，温度与金属工件位移成线性关系。基于该线性关系，在该温度范围(T1-T2)内，调整金属工件温度，以达到控制金属工件收缩或膨胀的目的。

如图1中线性部分的斜率与金属材料的膨胀系数相关，在实际生产中通常会依设备配置金属材料来测试温度及位移关系，测量在40℃、35℃、30℃、25℃、20℃等一系列温度时对应地位移，画出该金属工件的温度-位移曲线，得到线性变化部分。本领域技术人员或控制系统根据该温度-位移的线性图，可实时调整温度变化，控制金属工件的膨胀量或收缩量。

本发明线切割装置中绕线轮设置在主轴上，主轴采用金属材质。根据上述金属膨胀理论在温度-位移的线性范围内，通过温度升降来控制主轴轴向上的膨胀或收缩，以此来控制绕线轮的移动量。同理，固定面也采用金属材质，也可通过温度升降来控制固定面的膨胀或收缩，以此来控制进击轴的基准位置，对应地控制晶棒的移动量。

针对在实际生产中，晶棒及主轴会沿着轴向的两个方向膨胀或收缩，不容易控制其在两个方向上对应地移动量，造成几乎每个晶圆片都会形成弯曲、翘曲。因此，发明人提出，在金属材质的温度-位移线性范围内，控制晶棒及主轴沿着轴向往某一方向膨胀或收缩，来达到准确控制其移动量的目的。

实际生产中，根据晶圆片的翘曲度或形状，可得到翘曲方向及翘曲度明显的变化位置及变化量。依据该翘曲度曲线或形状，通过控制形状变化明显位置处温度，以改善晶圆片的翘曲度，特别可以改善形状变化明显处的纳米形貌。对此，本发明通过温度的控制来改变晶棒与主轴上绕线轮之间的相对位置，以此来调整切割线在晶棒上的对应位置,达到改善晶圆片的翘曲度及纳米形貌。

上述所述晶圆片的形状可以是整体呈现凹形、凸形，或者局部呈现凹形、凸形或者局部形状变化比较明显的情况等，只要在可控制的形状范围内，皆能透过本发明进行调节的操作。

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的线切割装置100。

本实施例的线切割装置100，包括进击机构1、轴承组件4及绕线轮3，进击机构1包括进击轴10及固定面11，进击轴10的固定侧与固定面11相连接，进击轴10的下端与粘结晶棒2的工件相连(如直接相连的方式)，进击轴10沿着导轨12在竖直方向运动。参考图2，进击轴10的固定侧处于该线切割装置100的左侧。在实际生产中，进击轴10的固定侧也可处于该线割装置的右侧，进击轴固定侧的具体位置不影响该线切割装置100的运行，仅仅是方便叙述。

轴承组件4至少包括第一主轴41和第二主轴42，第一主轴41和第二主轴42间隔分布并轴向平行，第一主轴41和第二主轴42的左右两侧端面都各自处于同一平面内。例如，第一主轴41和第二主轴42间隔分布，并且第一主轴41的轴线和第二主轴42的轴线平行，第一主轴41的左侧端面和第二主轴42的左侧端面处于同一平面内，第一主轴41的右侧端面和第二主轴42的右侧端面处于同一平面内。本实施例中第一主轴41及第二主轴42的左侧及右侧，具体见参考图2。

在本发明的一些实施例中，轴承组件4可以包括第一主轴41、第二主轴42、第三主轴和/或第四主轴等；其中，仅有第一主轴41和第二主轴42上绕线轮3的移动与晶圆片形状的控制有关

绕线轮3套设在第一主轴41和第二主轴42上，如图2所示，绕线轮3套设在第一主轴41和第二主轴42的外侧。多个平行均匀间隔分布的切割线例如钢线绕设在绕线轮3上，进击轴10沿竖直方向行进并将晶棒2压于切割线上，晶棒2被切割成晶圆片，例如当晶棒2为硅棒时，所述晶圆片为硅片。

线切割装置100还包括：进击轴温度感知器13和主轴温度感知器40。具体地，进击轴温度感知器13设置在固定面11上，以检测固定面11内的温度。具体地，如图2所示，通过将进击轴温度感知器13设置在固定面11上，这样便于通过进击轴温度感知器13检测固定面11内的温度。

主轴温度感知器40包括左侧主轴温度感知器401和右侧主轴温度感知器402，左侧主轴温度感知器401设置在第一主轴41和第二主轴42的左侧以检测其处的温度，右侧主轴温度感知器402设置在第一主轴41和第二主轴42的右侧以检测其处的温度。

具体地参考图2，左侧主轴温度感知器401设置在第一主轴41的左侧以检测第一主轴41的左侧处的温度，左侧主轴温度感知器401设置在第二主轴42的左侧以检测第二主轴42的左侧处的温度，右侧主轴温度感知器402设置在第一主轴41的右侧以检测第一主轴41的右侧处的温度，右侧主轴温度感知器402设置在第二主轴42的右侧以检测第二主轴42的右侧处的温度。

进击轴温度感知器13通过检测固定面11内的温度，以控制固定面11的膨胀收缩状况，以此来控制进击轴10的移动方向及移动量，主轴温度感知器40检测第一主轴41和第二主轴42左右两侧的温度，以控制轴承组件4及其上绕线轮3的移动方向及移动量。具体地参考图2，通过进击轴温度感知器13检测固定面11内的温度，从而可以控制固定面11的膨胀收缩状况，进而可影响进击轴10的移动方向及移动量；通过主轴温度感知器40可以检测第一主轴41和第二主轴42左右两侧的温度，这样可以控制轴承组件4及其上绕线轮3的移动方向及移动量。由此，便于调整切割线在晶棒2上相对应的位置，以此来控制晶圆片的翘曲度。

在本发明的一些实施例中，第一主轴41或第二主轴42温度调整量＝(T2-T1)/(X2-X1)*W，其中，X1为T1温度时第一主轴41(或第二主轴42)对应位置，X2为T2温度时第一主轴41(或第二主轴42)的对应位置，W为晶圆片形状需要修正量。具体参见图1。

这里，需要说明的是，上述对线切割装置100结构的描述只是示例性，不能理解为对本发明的限制，这对本领域的技术人员来说是可以理解的。

根据本发明的一些实施例，绕线轮3与轴承组件4的连接处采用钢材材质，这样可以使绕线轮3与轴承组件4容易传导热量达到同步膨胀。

根据本发明的一些实施例，线切割装置100还包括：轴承温度调节机构，所述轴承温度调节机构设在轴承组件4处以调节轴承组件4的温度。由此，通过所述轴承温度调节机构可对轴承组件4的温度进行调节，从而有利于控制轴承组件4的膨胀。

更进一步地，所述轴承温度调节机构包括：冷却管路以及控制阀。具体地，冷却水适于流经所述冷却管路；控制阀用于控制冷却水的进出量，以通过调节所述控制阀的开度控制第一主轴41和第二主轴42左右两侧的温度。

因轴承组件4切割时持续旋转，会自动产生热量,无需另外使用加热器去提高其温度,只需要控制冷却水的进出量。当所述控制阀的开度变小时，轴承组件4的温度自然会提升；当需要降温时,则将所述控制阀的开度变大。通过控制所述控制阀的开度即可控制轴承组件4的温度。

具体地，在本发明的一些具体实施例中，第一主轴41和第二主轴42左侧端面控制阀的开度变大，使其温度下降，同时第一主轴41和第二主轴42右侧端面控制阀的开度变小，使得第一主轴41和第二主轴42右侧端面温度上升，结果使得第一主轴41和第二主轴42的左侧端面基准位置往左移动，第一主轴41和第二主轴42右侧端面基准位置也往左移动，这样即可同步控制绕线轮3整体往左。反之亦然。

根据本发明的一些实施例，线切割装置100还包括：进击轴温度调节机构，所述进击轴温度调节机构设在固定面11内，以调节固定面11内温度。由此，通过所述进击轴温度调节机构可对进击轴10的温度进行调节，从而能进一步控制晶棒2的膨胀或收缩。

进一步地，所述进击轴温度调节机构包括：换热管路以及加热器，具体地，所述加热器对循环水进行加热，循环水流经所述换热管路，通过热交换，使得固定面11内的温度升高；同理，循环水直接经过换热管路，使得固定面11内的温度下降。现有的温度调节机构只要能达到调节固定面11内温度的目的都适用。

具体地，可以通过所述加热器控制循环水的温度，然后循环水的会流到固定面11内部并做循环，因此，通过控制水温的升降就可控制固定面11的膨胀或收缩，即可控制进击轴10的基准位置。具体地参考图2，当升温时进击轴10的基准位置会往机台右边移动，当降温时进击轴10的基准位置会往机台左边移动。

当然，本发明不限于此，现有温度调节机构只要能达到调节固定面11内温度或主轴(包括第一主轴41和第二主轴42)两侧温度的目的，都适用本发明，不限于以上方式。

根据本发明的工件切割方法，所述工件切割方法将绕线轮套设在间隔分布并轴向平行的第一主轴和第二主轴上，多个平行均匀间隔分布的切割线绕设在绕线轮上，进击机构沿竖直方向行进并将晶棒压于切割线上，晶棒被切割成晶圆片。

本发明的工件切割方法还包括：步骤S1：进击轴温度感知器通过检测固定面的温度，以控制进击轴的移动方向及移动量；和/或步骤S2：主轴温度感知器检测第一主轴和第二主轴左右两侧的温度，以控制轴承组件及其上绕线轮的移动方向及移动量。

具体地，在本发明的一些实施例中，该工件切割方法可包括上述所述的步骤S1和步骤S2中的至少一个步骤。具体地，在本发明的一些实施例中，所述工件切割方法包括所述步骤S1，此时，可通过调整固定面内温度的方法，使得进击轴的基准位置发生移动。在一些实施例中，所述工件切割方法还可以包括所述步骤S2，此时，通过调整轴承组件的温度，使得轴承组件的基准位置也发生移动。在一些实施例中，所述工件切割方法可以包括所述步骤S1和所述步骤S2，此时，需要同时调整固定面内的温度与轴承组件的温度，二者相配合，以上实施方法都能改善晶圆片翘曲度。

根据本发明实施例的工件切割方法，根据上一步骤得到晶圆片翘曲方向及程度不同，所采用的工艺方法也不同，例如，根据所获得晶圆片的翘曲度，可以选择调整固定面内温度的方法；也可以选择调整轴承组件温度的方法；还可以选择固定面内的温度和轴承组件的温度同时调整的方法，本发明对此不作具体限定。

进一步地，本发明实施例的工件切割方法，在进行步骤S1和/或步骤S2之前，所述工件切割方法还包括：步骤S0：确定上一次切割过程中所述晶圆片的形状。

具体地，根据已切割出晶圆片的形状，为改善其翘曲度先判定晶棒及绕线轮的移动方向，再根据主轴材质及固定面材质的温度-位移的线性关系图，确定温度变化对应地移动量的大小，最后确定采用步骤S1和/或步骤S2。

进一步地，当所述工件切割方法中包含所述步骤S2时，所述第一主轴和所述第二主轴的工作温度不得超过26℃。

这里，需要说明的是，从实际生产的角度，一般先优先调节所述第一主轴和所述第二主轴的温度(不高于26℃)，固定面内的温度不调节；若所述第一主轴和所述第二主轴的温度达到了极限，可同时调节固定面内的温度，二者相配合以达到改善晶圆片翘曲度的目的。

具体为，根据本发明实施例的工件切割方法，藉由晶圆片形状的转折程度来决定调整的幅度，初步微调可以通过调节所述第一主轴和所述第二主轴的温度来控制或可以通过调节固定面内的温度，来改善晶圆片翘曲度。若主轴调节的温度高于26℃以上时，会容易造成所述第一主轴和所述第二主轴膨胀过大，导致间隙过小，在高速旋转的情况下容易损伤硬体。故晶圆片形状有较大变化时，可采用同时调整固定面内的温度及第一主轴和第二主轴的温度，二者相配合以改善晶圆片的翘曲度。

本发明的工件切割方法，一些实施例中采用步骤S1和步骤S2，具体为，固定面上的进击轴温度感知器通过测量固定面内的温度，来控制固定面的伸缩，进而控制进击轴基准位置的移动方向和移动量，主轴温度感知器检测第一主轴及第二主轴的温度以控制其移动方向和移动量。

具体为，固定面内水温升高，使得固定面膨胀，造成进击轴的基准位置往右边移动，为控制晶圆片的形状，需要绕线轮往左边移动。具体为先控制第一主轴和第二主轴左侧的控制阀，将其开度变大使得温度下降，使得第一主轴和第二主轴左侧收缩，其基准位置会往左移动，同时控制第一主轴和第二主轴右侧的控制阀，将其开度变小使得第一主轴和第二主轴右侧的温度升高，进而使第一主轴和第二主轴右侧的基准位置往左移动，这样即可同步控制绕线轮整体往左移动。二者移动方向相互配合，从而改善晶圆片翘曲度。

进一步地，所述轴承温度调节机构包括：冷却管路以及控制阀，具体地，冷却水适于流经所述冷却管路；所述控制阀用于控制冷却水的进出量，以通过调节所述控制阀的开度控制所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度。

具体地，轴承组件切割时持续旋转,所以会自动产生热量,无需另外使用加热器去提高其温度,只需要控制冷却水的进出量,当所述控制阀的开度变小时，轴承组件的温度自然会提升；当需要降温时,则将所述控制阀的开度变大。通过控制所述控制阀的开度即可控制轴承组件的温度。具体地实施步骤见本发明的线切割装置中详述部分。

在本发明的一些实施例中，所述进击轴温度调节机构包括：换热管路以及加热器。具体地，所述加热器对循环水进行加热，循环水流经所述换热管路，通过热交换，使得固定面内的温度升高；同理冷却水直接经过换热管路，使得固定面内的温度下降。

在本发明的一些具体实施例中，可以通过所述加热器控制循环水的温度,然后循环水会流到固定面内并循环。因此，通过控制水温的升降来控制固定面的膨胀收缩状况,即可控制进击轴的位置。具体参考如图2在本发明的实施例中，当升温时进击轴的基准位置会往右侧移动，当降温时进击轴的基准位置会往机台左侧移动。

当然，现有的温度调节机构只要能达到升降温度的目的，都适用本发明。不限于以上方式。

下面结合附图描述根据本发明的工件切割方法的几个具体实施例。其中，进击轴固定侧可以参照进击轴的固定面所在的一侧。以下实施例都是以硅棒及硅片为例来说明。

实施例一：

参照图3至图6，图4显示硅片仅在切入点位置翘曲度变化比较明显，根据该硅片的形状，采用步骤S2，即通过调整轴承组件的方法来改善硅片的翘曲度。

固定面的温度不需要调整，仅调整轴承组件的温度，采取调整第一主轴及第二主轴左右两侧的温度。具体而言，参照图3及图6，在切入点深度范围内，进击轴固定侧温度保持不变，先控制左侧控制阀的开关，将其变大使得第一主轴和第二主轴左侧端面处温度降低，即使得左侧轴承基准位置往左移动，然后右侧控制阀的开度同步变小，使第一主轴和第二主轴右侧端面处的温度升高，使得右侧轴承基准位置往左侧移动，即可同步带动绕线轮往左侧移动，从而修正切入点位置的形状。之后进击轴固定侧温度及第一主轴、第二主轴温度一直保持在某一参考温度不变。其中该参考温度一般选取基准面温度，即硅片翘曲度变化比较小时对应的工作温度。

采用上述切割方法得到的硅片翘曲度见如图5所示，与图4对比发现改善了硅片的翘曲度，特别改善了在切入点处的纳米形貌。

实施例二：

如图7所示，硅片仅在切入点位置有比较明显的变形，根据该硅片的翘曲方向及位置，采用步骤S1即调整进击轴固定侧温度。

具体参照图3及图9，选取非切入点处温度为基准面参考温度，在切入点深度范围内，第一主轴及第二主轴左右两侧温度保持不变，降低进击轴固定侧温度，使得进击轴基准位置往左侧移动，同步带动硅棒也往左侧移动，再根据金属材质的位移与温度线性关系，确定移动量大小，之后进击轴固定侧保持在某一参考温度不变。其中该参考温度一般选取基准面温度，即硅片翘曲度变化小时对应的工作温度。

采用上述的切割方法所得到的硅片翘曲度如图8所示，对比图7很明显改善了硅片翘曲度，也改善了切入点处的纳米形貌。

根据上述实施例一及实施例二，同理，若硅片仅在出切点位置有比较明显的变形，根据硅片的翘曲方向及位置，可相应地采用步骤S1或步骤S2的切割方法，通过采用本发明的工件切割方法，达到了改善硅片翘曲度及该出切点处的纳米形貌。

实施例三：

参照图10至图13，图10中示出了本实施例的硅片翘曲度在调整前后的对比图；图11示出了本实施例的活动侧温度曲线在调整前后的对比图；图12示出了本实施例的固定侧温度曲线在调整前后的对比图；图13示出了本实施例的进击轴固定侧温度曲线在调整前后的对比图；其中，所述活动侧可以参照第一主轴和第二主轴的右侧，所述固定侧可以参照第一主轴和第二主轴的左侧。

如图10直观地显示出调整前硅片的整体翘曲方向及程度，特别在硅片的入切点和出切点处形状变化比较大，为改善其翘曲度，采用切割方法中步骤S1和步骤S2，在入切和去切时控制主轴及进击轴固定面内的温度变化，以此调整晶棒与绕线轮的相对应位置。具体为，参照图11调节轴承活动侧温度，参照图12调节固定侧温度及参照图13调节进击轴固定侧温度。

采用上述工件切割方法后，明显地改善了硅片的翘曲度，具体参见图10中调整后的硅片翘曲度曲线。从图10中调整后的硅片翘曲度曲线中发现，在入切处和出切处翘曲的程度明显地降低，整体的翘曲度变化范围减小，同时也改善了入切处和出切处的纳米形貌。

实施例四：

参照图14至图17，从图15中发现硅片的翘曲度变化很大，根据该硅片的形状，采用步骤S1和步骤S2，即采用调整固定面内的温度与调整轴承组件的温度相配合的方法来调整硅片翘曲度。

先调节(例如升高)进击轴的温度，使得硅棒往右移动；同时调节第一主轴和第二主轴的温度，使得绕线轮往左移动。具体而言，参照图2、图14及图17所示，通过调节固定面内的循环水、加热器及控制阀等装置，使得固定面内水温升高，引起固定面膨胀，同时带动进击轴基准位置往右边移动，使得硅棒位置也往右边移动，为改善硅片的翘曲度，需要绕线轮往左边移动。具体为先控制第一主轴和第二主轴右侧端面的控制阀，将其开度变大使得温度下降，使得第一主轴和第二主轴左侧端面收缩，其基准位置会往左移动，同时控制第一主轴和第二主轴右侧端面的控制阀，将其开度变小使得第一主轴和第二主轴右侧端面温度升高，进而使第一主轴和第二主轴右侧端面基准位置往左移动，这样即可同步控制绕线轮整体往左移动。二者移动方向相互配合，且根据金属材质的温度与位移的线性关系确定移动量大小，从而达到改善硅片翘曲度的目的。

采用上述所述的切割方法得到硅片形状如图16所示，与图15对比很明显地改善硅片的翘曲度，特别是改善形状转折部分的纳米形貌。

同理，若硅片翘曲度变化很大但翘曲度方向与实施例四的相反，也可采用步骤S1和步骤S2相配合的方法来调整硅片的翘曲度。

总之，采用本发明实施例的工件切割方法，根据晶圆片的形状或翘曲度，依据客户的要求或后续制程的需求，通过温度控制来改善其翘曲度，以达到客户或后续制程的需求。对比发现，采用本发明的工件切割方法，改善了晶圆片的翘曲度，使得翘曲度数值范围减小，减小或消除后续制程的处理操作，提高后续制程的良率，降低制造成本。

本发明中未提及的线切割装置100的组成、以及线切割装置的工件切割方法可以采用或者参照常规的方式进行，在此不再赘述。

根据本发明实施例的线切割装置100及其工件切割方法的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种线切割装置，包括进击机构、轴承组件及绕线轮，

所述进击机构包括进击轴及固定面，所述进击轴的固定侧与所述固定面相连接，所述进击轴的下端与粘结晶棒的工件相连；

所述轴承组件至少包括第一主轴、第二主轴，所述第一主轴和所述第二主轴间隔分布并轴向平行，所述第一主轴和所述第二主轴的左右两侧端面都各自处于同一平面内；

所述绕线轮套设在所述第一主轴和所述第二主轴上，多个平行均匀间隔分布的切割线绕设在所述绕线轮上，所述进击轴沿竖直方向行进并将晶棒压于所述切割线上，所述晶棒被切割成晶圆片；

其特征在于，还包括：

进击轴温度感知器，所述进击轴温度感知器设置在所述固定面上，以检测所述固定面内的温度；

主轴温度感知器，所述主轴温度感知器包括左侧主轴温度感知器和右侧主轴温度感知器，所述左侧主轴温度感知器设置在所述第一主轴和所述第二主轴的左侧以检测其处的温度，所述右侧主轴温度感知器设置在所述第一主轴和所述第二主轴的右侧以检测其处的温度；

所述进击轴温度感知器通过检测所述固定面内的温度，以控制固定面的膨胀收缩状况，来控制所述进击轴的移动方向及移动量，所述主轴温度感知器检测所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度，以控制所述轴承组件及其上绕线轮的移动方向及移动量。

2.根据权利要求1所述的线切割装置，其特征在于，还包括：

进击轴温度调节机构，所述进击轴温度调节机构设在所述固定面内，以调节所述固定面内温度。

3.根据权利要求2所述的线切割装置，其特征在于，所述进击轴温度调节机构包括：

换热管路，循环水适于流经所述换热管路；

加热器，所述加热器用于对所述循环水进行加热。

4.根据权利要求3所述的线切割装置，其特征在于，还包括：

轴承温度调节机构，所述轴承温度调节机构设在所述轴承组件处以调节所述轴承组件的温度。

5.根据权利要求4所述的线切割装置，其特征在于，所述轴承温度调节机构包括：

冷却管路，冷却水适于流经所述冷却管路；

控制阀，所述控制阀用于控制所述冷却水的进出量，以通过调节所述控制阀的开度控制所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度。

6.一种工件切割方法，所述工件切割方法将绕线轮套设在间隔分布并轴向平行的轴承组件的第一主轴和第二主轴上，多个平行均匀间隔分布的切割线绕设在所述绕线轮上，进击机构沿竖直方向行进并将晶棒压于所述切割线上，所述晶棒被切割成晶圆片；

其特征在于，所述工件切割方法还包括：

步骤S1：进击轴温度感知器通过检测所述进击机构的固定面内的温度，控制所述进击轴的移动方向及移动量；

和/或步骤S2：主轴温度感知器检测所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度，以控制所述轴承组件及其上绕线轮的移动方向及移动量。

7.根据权利要求6所述的工件切割方法，其特征在于，在进行步骤S1和/或步骤S2之前，还包括：

步骤S0：确定上一次切割完成后所述晶圆片的形状。

8.根据权利要求6或7所述的工件切割方法，其特征在于，当所述工件切割方法中包含步骤S2时，所述第一主轴和所述第二主轴的工作温度不得超过26℃。

9.根据权利要求8所述的工件切割方法，其特征在于，通过进击轴温度调节机构调节所述固定面内的温度，通过轴承温度调节机构调节所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度。

10.根据权利要求9所述的工件切割方法，其特征在于，所述轴承温度调节机构包括：

冷却管路，冷却水适于流经所述冷却管路；

控制阀，所述控制阀用于控制所述冷却水的进出量，以通过调节所述控制阀的开度控制所述第一主轴和所述第二主轴左右两侧的温度。

11.根据权利要求9所述的工件切割方法，其特征在于，所述进击轴温度调节机构 包括：

换热管路，循环水适于流经所述换热管路；

加热器，所述加热器用于对所述循环水进行加热。

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