CN111730771B - 一种晶圆切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆切割机，属于晶圆加工领域。一种晶圆切割机，包括：机座、切割刀具、夹具与载物台；所述夹具固定安装在所述机座上，用于夹紧固定硅棒；所述载物台设置于所述夹具的正下方，所述载物台包括外环部与中心部，所述中心部的上端面水平布置，且所述硅棒抵靠在所述中心部的上端面上，且所述硅棒沿竖直方向的投影落在所述中心部外；所述环形部围绕在所述中心部外侧且所述硅棒沿竖直方向的投影落在所述环形部上，所述环形部沿其外缘形成凸缘，所述凸缘贴合在所述硅棒的外壁，且围绕所述硅棒布置。与现有技术相比，本申请的晶圆切割机能够进行稳固的夹持，避免晶片发生破片与卷边。

Description

一种晶圆切割机
技术领域
本发明涉及晶圆加工领域，具体涉及一种晶圆切割机。
背景技术
众所周知，在目前的晶圆加工工艺中，首先需要获得单晶硅棒，然后切割硅棒，得到晶片，对晶片进行边角切割与整体的研磨减薄之后，才最终得到晶圆。由于晶圆本身较薄，人工切割难以保证精度与质量，因此，市场上出现了一些专用于晶圆加工的切割机。
在现有的切割机大都只能代替人工进行硅棒的切割，无法精确研磨掉晶片外缘的卷边与碎屑，导致最终得到的晶圆并不圆整，对于一些薄晶圆，切割时甚至会破片，降低成品率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种晶圆切割机。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种晶圆切割机，包括：
机座、切割刀具、夹具与载物台；
所述夹具固定安装在所述机座上，用于夹紧固定硅棒；
所述载物台设置于所述夹具的正下方，所述载物台包括外环部与中心部，所述中心部的上端面水平布置，且所述硅棒抵靠在所述中心部的上端面上，且所述硅棒沿竖直方向的投影落在所述中心部外；
所述环形部围绕在所述中心部外侧且所述硅棒沿竖直方向的投影落在所述环形部上，所述环形部沿其外缘形成凸缘，所述凸缘贴合在所述硅棒的外壁，且围绕所述硅棒布置；
所述切割刀具水平布置，且与所述环形部的凸缘上端对齐；所述机座上固定安装有驱动机构，所述驱动机构能够驱动所述环形部沿竖直方向升降。
进一步地，还包括研磨刀具，所述研磨刀具与所述中心的上端面对齐，用于研磨所述晶片的外缘。
进一步地，所述环形部中心部之间具有间隙。
进一步地，所述夹具包括导向管与夹具本体，所述导向管的内壁上设有内螺纹，所述导线管内套装有定位管，所述定位管用于插入所述硅棒；所述定位管的外壁上设有外螺纹，所述导向管与定位管螺纹连接；所述夹具本体固定安装在所述定位管上，所述夹具本体用于固定所述硅棒。
进一步地，所述环形部上开设有若干凹槽，所述研磨刀具下侧固定安装有卡块，所述研磨刀具沿着所述硅棒的外周布置，且所述研磨刀具通过所述卡块可拆卸地与所述凹槽配合。
进一步地，所述研磨刀具呈环形，且围绕所述晶圆的外缘布置。
进一步地，所述中心部呈圆柱形。
进一步地，所述中心部上端面上设有缓冲垫。
本发明的有益效果：
通过上述技术方案，硅棒能够垂直抵靠在中心部的水平的上端面上，减少切割时硅棒的抖动，确保了切割的稳定性，使得切口更加平整，也能有效避免切割时晶片破碎或边缘翘曲。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本申请的晶圆切割机的立体结构示意图；
图2为本申请的晶圆切割机的待加工时的主视图；
图3为本申请的晶圆切割机的硅棒抵靠在中心部的剖视图；
图4为本申请的晶圆切割机进行晶圆边缘研磨的剖视图。
图中各标号对应的部件如下：
1、环形部；2、切割刀具；3、中心部；4、硅棒；5、定位管；6、导向管；7、研磨刀具；8、卡块；9、晶片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
如图1与图2所示，一种晶圆切割机，包括：机座、切割刀具2、夹具与载物台；夹具固定安装在机座上，用于夹紧固定硅棒4；载物台设置于夹具的正下方，载物台包括外环部与中心部3，中心部3的上端面水平布置，且硅棒4抵靠在中心部3的上端面上，且硅棒4沿竖直方向的投影落在中心部3外；环形部1围绕在中心部3外侧且硅棒4沿竖直方向的投影落在环形部1上，环形部1沿其外缘形成凸缘，凸缘贴合在硅棒4的外壁，且围绕硅棒4布置；切割刀具2水平布置，且与环形部1的凸缘上端对齐；机座上固定安装有驱动机构，驱动机构能够驱动环形部1沿竖直方向升降。
具体地说，在进行切割时，应当先将硅棒4固定在夹具上，且装载初始状态下，环形部1与中心部3的上端面对齐。夹具可移动，在加工时，可以移动夹具，使得硅棒4抵靠在中心部3与环形部1的上端面。然后可以驱动切割刀具2执行切割，切割刀具2水平移动，且沿着凸缘切割硅棒4。可以理解的是，由于硅棒4垂直抵靠在中心部3的水平的上端面上，减少切割时硅棒4的抖动，确保了切割的稳定性，使得切口更加平整，也能有效避免切割时晶片9破碎或边缘翘曲。
进一步地，在本实施例中，本装置还包括研磨刀具7，研磨刀具7与中心的上端面对齐，用于研磨晶片9的外缘。
切割完毕后，切下的晶片9仍然位于环形部1与中心部3的上端面上，操作者可以移动夹具，用硅棒4将晶圆压紧在中心部3的上端面上，或者撤去硅棒4，通过其他专用夹具，将晶片9压紧在中心部3上端面上。再通过驱动机构，驱动环形部1下移。这样，撤去环形部1后，原本被凸缘遮挡住的晶片9外缘裸露出来。操作者可以使用研磨刀具7打磨晶片9的边缘，除去碎屑与切割时产生的翘曲部分。
因此，通过载物台设置为中心部3与环形部1的组合体，一方面，在切割硅棒4获得晶片9之后，不需要将晶片9转移到研磨器械上，而是在原切割载物台上就可以进行镜片边缘的研磨，减少工序，并且将降低了晶片9在转移过程中破碎的风险，提高成品率。另一方面，撤去环形部1之后，可以使晶片9的边缘暴露出来，而晶片9的其他部位仍受到夹紧与支撑，避免了切割时晶片9破碎，更便于边缘的研磨加工。
当切割完成后，撤去夹具与硅棒4，研磨完成后获得的晶圆位于中心部3上端面，而其边缘位于中心部3上端面之外，这样，操作者可以更轻松地夹持到晶圆的边缘，放方便切割完毕后的取料。
环形部1中心部3之间具有间隙，该间隙可以同于排除产生的切屑。
夹具包括导向管6与夹具本体，导向管6的内壁上设有内螺纹，导线管内套装有定位管5，定位管5用于插入硅棒4；定位管5的外壁上设有外螺纹，导向管6与定位管5螺纹连接；夹具本体固定安装在定位管5上，夹具本体用于固定硅棒4。通过此种设置，操作者能够通过旋转定位管5，就能进行进给，操作更加方便，并且压紧效果较好。
如图3与图4所示，环形部1上开设有若干凹槽，研磨刀具7下侧固定安装有卡块8，研磨刀具7沿着硅棒4的外周布置，且研磨刀具7通过卡块8可拆卸地与凹槽配合，驱动机构还能够驱动环形部1转动。可以理解的是，通过此种设置，可将研磨刀具7整合在环形部1上，使得装置结构更加紧凑，使用更加方便。当完成切割后，先驱动环形部1下移，再装上研磨刀具7，然后升起环形部1，使得研磨刀具7抵靠在晶片9的边缘，再启动驱动机构旋转环形部1，使得研磨刀具7研磨晶片9边缘。而驱动机构可以采用伸摆气缸。
更具体地，研磨刀具7呈环形，且围绕晶圆的外缘布置。中心部3呈圆柱形。
中心部3上端面上设有缓冲垫，防止压紧晶片9或晶圆时导致破片。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (5)

1.一种晶圆切割机，其特征在于，包括：
机座、切割刀具、夹具、研磨刀具与载物台；
所述夹具固定安装在所述机座上，用于夹紧固定硅棒；
所述载物台设置于所述夹具的正下方，所述载物台包括环形部与中心部，所述中心部的上端面水平布置，且所述硅棒抵靠在所述中心部的上端面上，且所述硅棒沿竖直方向的投影落在所述中心部外；
所述环形部围绕在所述中心部外侧且所述硅棒沿竖直方向的投影落在所述环形部上，所述环形部沿其外缘形成凸缘，所述凸缘贴合在所述硅棒的外壁，且围绕所述硅棒布置；
所述切割刀具水平布置，且与所述环形部的凸缘上端对齐；所述机座上固定安装有驱动机构，所述驱动机构能够驱动所述环形部沿竖直方向升降；
所述夹具包括导向管与夹具本体，所述导向管的内壁上设有内螺纹，所述导向管内套装有定位管，所述定位管用于插入所述硅棒；所述定位管的外壁上设有外螺纹，所述导向管与定位管螺纹连接；所述夹具本体固定安装在所述定位管上，所述夹具本体用于固定所述硅棒；
所述研磨刀具与所述中心的上端面对齐，用于研磨所述晶圆的外缘；
所述环形部上开设有若干凹槽，所述研磨刀具下侧固定安装有卡块，所述研磨刀具沿着所述硅棒的外周布置，且所述研磨刀具通过所述卡块可拆卸地与所述凹槽配合。
2.根据权利要求1所述的晶圆切割机，其特征在于，所述环形部中心部之间具有间隙。
3.根据权利要求1所述的晶圆切割机，其特征在于，所述研磨刀具呈环形，且围绕所述晶圆的外缘布置。
4.根据权利要求1所述的晶圆切割机，其特征在于，所述中心部呈圆柱形。
5.根据权利要求1所述的晶圆切割机，其特征在于，所述中心部上端面上设有缓冲垫。
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