CN113510872B - 晶棒线切割装置和晶棒线切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶棒线切割装置，包括：切割结构，包括相对设置的两个导线轮，绕设于两个所述导线轮之间的多条切割线，所述切割线在晶棒上的正投影为切割位置；晶棒固定结构，包括沿着第一方向间隔设置的多个固定部，所述固定部在晶棒上的正投影位于相邻两个所述切割位置之间，所述第一方向为晶棒的延伸方向；第一移动结构，用于控制所述切割结构和/或所述晶棒固定结构移动，以使得所述切割结构和所述晶棒固定结构相向移动、以对晶棒进行切割形成多个硅片；第二移动结构，用于控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动，以使得相邻两个所述硅片之间的距离大于预设值。本发明还涉及一种晶棒线切割方法。

Description

晶棒线切割装置和晶棒线切割方法

技术领域

本发明涉及晶棒切割技术领域，尤其涉及一种晶棒线切割装置和晶棒线切割方法。

背景技术

在硅片加工工艺中，硅片清洗工艺决定了硅片表面的清洁度，会直接影响半导体元件的质量。因此硅片的清洗工艺成为了半导体元件生产中重要的一环。

将晶棒切割成硅片的加工过程中，由于切割过程中会使用砂浆液体，而砂浆液体中含有一些研磨剂和油性化学品，因此砂浆液体有一定的黏性，会将切割后的相邻硅片粘在一起。这样，在清洗硅片时，因为硅片粘连在一起，导致硅片清洗不干净。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种晶棒线切割装置和晶棒线切割方法，解决由于晶棒切割形成多个硅片时，相邻硅片因砂浆液体粘接在一起而无法清洗的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：一种晶棒线切割装置，包括：

切割结构，包括相对设置的两个导线轮，绕设于两个所述导线轮之间的多条切割线，所述切割线在晶棒上的正投影为切割位置；

晶棒固定结构，包括沿着第一方向间隔设置的多个固定部，所述固定部在晶棒上的正投影位于相邻两个所述切割位置之间，所述第一方向为晶棒的延伸方向；

第一移动结构，用于控制所述切割结构和/或所述晶棒固定结构移动，以使得所述切割结构和所述晶棒固定结构相向移动、以对晶棒进行切割形成多个硅片；

第二移动结构，用于控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动，以使得相邻两个所述硅片之间的距离大于预设值。

可选的，所述固定部包括用于粘接晶棒的粘接件和用于固定所述粘接件的固定件。

可选的，所述第二移动结构包括沿所述第一方向延伸设置的滑轨，所述固定件可移动的设置于所述滑轨上。

可选的，所述固定件为平行于所述第一方向设置的板状结构，所述粘接件和所述滑轨位于所述固定件的同侧，且所述滑轨包括在垂直于所述第一方向的第二方向上相间隔设置的两条子导轨，所述粘接件位于两条所述子导轨之间。

可选的，所述粘接件在所述第二方向上的宽度等于两条所述子导轨之间的距离。

可选的，所述固定件在第三方向上的截面形状为凸字形结构，包括主体和位于所述主体的一侧的第一凸起，所述粘接件固定于所述第一凸起上，所述第一凸起在所述第三方向上的厚度大于或等于所述滑轨在所述第三方向上的厚度，所述第三方向垂直于所述第一方向，且垂直于所述第二方向。

可选的，所述固定件包括平行于所述第一方向的板状结构，所述板状结构的第一侧设置有用于与所述滑轨滑动连接的滑动部，所述板状结构的与所述第一侧相对设置的第二侧上设置有所述粘接件。

可选的，所述滑动部为所述板状结构在垂直于所述第一方向的第二方向上的两侧设置的滑槽。

可选的，所述板状结构的第二侧设置有沿第三方向延伸设置的第二凸起，所述粘接件设置于所述第二凸起上，所述第二凸起在所述第三方向上的厚度大于或等于所述滑轨在所述第三方向上的厚度，所述第三方向垂直于所述第一方向，且垂直于所述第二方向。

可选的，所述第二移动结构还包括控制部，用于控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动预设距离，使得切割晶棒后形成的多个硅片中的任意相邻两个硅片之间的距离大于所述预设值。

本发明还提供一种晶棒线切割方法，包括以下步骤：

通过晶棒固定结构固定晶棒，所述晶棒固定结构包括沿着第一方向间隔设置的多个固定部，所述固定部在晶棒上的正投影位于相邻两个所述切割位置之间，所述第一方向为晶棒的延伸方向；

通过第一移动结构，控制切割结构和所述晶棒固定结构移动，以使得所述切割结构和所述晶棒固定结构相向移动、以对晶棒进行切割形成多个硅片；

通过第二移动结构，控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动，以使得相邻两个所述硅片之间的距离大于预设值。

本发明的有益效果是：在晶棒被切割成多个硅片时，通过第二移动结构，控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动，以使得相邻两个所述硅片之间的距离大于预设值，从而加大了相邻硅片之间的距离，保证相邻硅片之间不会粘连，进而在后续清洗过程中，提高清洗效果。

附图说明

图1表示相关技术中的晶棒线切割装置结构示意图；

图2表示本发明实施例中晶棒线切割装置结构示意图；

图3表示本发明实施例中滑轨和晶棒固定结构的示意图一；

图4表示本发明实施例中滑轨和晶棒固定结构的示意图二；

图5表示本发明实施例中滑轨和晶棒固定结构的示意图三；

图6表示本发明实施例中滑轨和晶棒固定结构的示意图四；

图7表示本发明实施例中滑轨和晶棒固定结构的示意图五。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，相关技术中，晶棒线切割装置包括固定件101、粘接件102，所述粘接件102用于粘接晶棒103，切割线104和晶棒103相向运动，对晶棒103进行切割形成多个硅片，固定件101和粘接件102均是一整体结构，切割形成的硅片的位置是不变的，相邻硅片之间的间隙是固定不变的，而切割线较细，即相邻硅片距离较近，将晶棒103切割成硅片的加工过程中，由于切割过程中会使用砂浆液体，而砂浆液体中含有一些研磨剂和油性化学品，因此砂浆液体有一定的黏性，会将切割后的相邻硅片粘在一起。这样，在清洗硅片时，因为硅片粘连在一起，导致硅片清洗不干净。

相关技术中，为了提高硅片的清洗效果，可以在清洗槽中设置清洗线，清洗线可以穿过相邻硅片，且硅片清洗过程中清洗线会相对硅片的表面进行移动，可以去除研磨剂和油性化学品，避免相邻硅片粘结在一起，提高清洗质量。

但是由于晶棒切割成多个硅片时，相邻硅片之间的距离很小，且清洗线比较细，很难彻底将相邻两个硅片分隔开，不能将相邻硅片之间的研磨剂和油性化学品彻底去除干净。

如图2-图7所示，针对上述技术问题，本实施例提供一种晶棒103线切割装置，包括：

切割结构，包括相对设置的两个导线轮，绕设于两个所述导线轮之间的多条切割线104，所述切割线104在晶棒103上的正投影为切割位置；

晶棒固定结构，包括沿着第一方向间隔设置的多个固定部，所述固定部在晶棒103上的正投影位于相邻两个所述切割位置之间，所述第一方向为晶棒103的延伸方向(参考图2的X方向)；

第一移动结构，用于控制所述切割结构和/或所述晶棒固定结构移动，以使得所述切割结构和所述晶棒固定结构相向移动、以对晶棒103进行切割形成多个硅片；

第二移动结构，用于控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动，以使得相邻两个所述硅片之间的距离大于预设值。

本实施例中，晶棒固定结构包括沿着第一方向间隔设置的多个固定部，所述固定部在晶棒103上的正投影位于相邻两个所述切割位置之间，晶棒103被切割成多个硅片，多个硅片与多个所述固定部一一对应，即每个硅片可以独立控制，通过第二移动结构，控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动，以使得相邻两个所述硅片之间的距离大于预设值，从而加大了相邻硅片之间的距离，保证相邻硅片之间不会粘连，进而在后续清洗过程中，提高清洗效果。

需要说明的是，所述预设值可以根据实际需要设定，只要保证相邻的两个硅片不粘连即可，一具体实施方式中，所述预设值为0.3mm～0.7mm。

本实施例的一些实施方式中，所述第二移动结构还包括控制部，用于控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动预设距离，使得切割晶棒103后形成的多个硅片中的任意相邻两个硅片之间的距离大于所述预设值。

所述控制部用于控制多个所述固定部的滑动和停止，多个所述固定部可以单独控制，也可以整体控制。

在一些实施方式中，所述控制部包括控制开关和执行单元，所述控制开关用于手动控制所述执行单元的开启，所述执行单元用于控制所述固定部沿着所述滑轨300移动预设距离。

在一些实施方式中，所述控制部包括检测单元和执行单元，所述检测单元用于检测所述第一移动结构发送的第一信号，自动控制所述执行单元的开启，所述执行单元用于控制所述固定部沿着所述滑轨300移动预设距离，所述第一信号包括所述切割结构和/或所述晶棒固定结构停止移动的信息。

需要说明的是，所述执行单元的自动开启方式可以有多种，例如，所述检测单元可以检测所述切割结构和/或所述晶棒固定结构的运动状态，在所述切割结构和/或所述晶棒固定结构的速度为零时，控制所述执行单元的开启。

本实施例的一些实施方式中，所述固定部包括用于粘接晶棒103的粘接件102和用于固定所述粘接件102的固定件200，所述粘接件102固定设置于所述固定件200上。在使用时，所述粘接件102粘接晶棒103，所述固定件200位于所述粘接件102远离所述晶棒103的一侧。

本实施例的一些实施方式中，所述第二移动结构包括沿所述第一方向延伸设置的滑轨300，所述固定件200可移动的设置于所述滑轨300上。

参考图3，图3表示出了滑轨300与所述固定部之间的位置关系，采用上述技术方案，晶棒103被切割为多个硅片后，多个所述固定部可沿着所述滑轨300移动，从而增大相邻两个硅片之间的距离，避免相邻两个硅片粘连。

需要说明的是，所述第二移动结构并不限于上述结构形式，例如还可以为机械臂。

所述滑轨300和所述固定部的具体连接方式可以有多种，以下介绍本实施例中的几种结构形式。

参考图4，本实施例的一些实施方式中，所述固定件200为平行于所述第一方向设置的板状结构，所述粘接件102和所述滑轨300位于所述固定件200的同侧，且所述滑轨300包括在垂直于所述第一方向的第二方向(参考图3和图4中所示的Y方向)上相间隔设置的两条子导轨301，所述粘接件102位于两条所述子导轨301之间。

本实施例的一些实施方式中，所述粘接件102在所述第二方向上的宽度等于两条所述子导轨301之间的距离。

采用上述技术方案，避免了在所述固定部沿着所述滑轨300移动时摆动，但为了避免所述粘接件102与所述子导轨301粘接，可以在所述粘接件102面向所述子导轨301的两个侧面上设置隔离膜层，例如离型膜。

本实施例的一些实施方式中，为了避免所述固定部沿着所述滑轨300移动时摆动，且避免所述粘接件102与所述子导轨301粘接，所述粘接件102与相邻的所述子导轨301之间的间隙小于预设值(该预设值可以为0.1mm～0.3mm，但并不以此为限)，且大于零。

参考图5，本实施例的一些实施方式中，所述固定件200在第三方向上的截面形状为凸字形结构，包括主体和位于所述主体的一侧的第一凸起105，所述粘接件102固定于所述第一凸起105上，所述第一凸起105在所述第三方向上的厚度大于或等于所述滑轨300在所述第三方向上的厚度，所述第三方向垂直于所述第一方向，且垂直于所述第二方向。

采用上述技术方案，避免了所述粘接件102与所述子导轨301接触，利于所述固定部的滑动。

所述第一凸起105在所述第二方向上的两个侧面为平滑的平面结构，利于所述固定部沿所述滑轨300移动。

所述第一凸起105在所述第二方向上的宽度可以等于两个所述子导轨301之间的距离，避免所述固定部在沿着滑轨300移动的过程中摆动，影响晶棒103的连接稳定性。

本实施例的一些实施方式中，所述固定件200包括平行于所述第一方向的板状结构，所述板状结构的第一侧设置有用于与所述滑轨300滑动连接的滑动部，所述板状结构的与所述第一侧相对设置的第二侧上设置有所述粘接件102。

所述粘接件102和所述滑轨300分别位于所述固定件200的相对的两侧，有效的避免所述粘接件102影响所述固定部的移动。

参考图6，所述滑动部为所述板状结构在所述第二方向上的两侧设置的滑槽201。

所述固定件200包括为板状结构的主体部分202，所述滑槽201为所述主体部分202在所述第二方向上的相对的两侧分别向外延伸，并多次反向弯折形成。所述滑槽201与所述板状结构的主体部分202为一体结构，将所述子导轨301半包围，实现所述固定部的移动，且避免脱轨。

参考图7，本实施例的一些实施方式中，所述板状结构的第二侧设置有沿第三方向延伸设置的第二凸起106，所述粘接件102设置于所述第二凸起106上，所述第二凸起106在所述第三方向上的厚度大于或等于所述滑轨300在所述第三方向上的厚度，所述第三方向垂直于所述第一方向，且垂直于所述第二方向。

本发明还提供一种晶棒线切割方法，包括以下步骤：

通过晶棒固定结构固定晶棒103，所述晶棒固定结构包括沿着第一方向间隔设置的多个固定部，所述固定部在晶棒103上的正投影位于相邻两个所述切割位置之间，所述第一方向为晶棒103的延伸方向；

通过第一移动结构，控制切割结构和所述晶棒固定结构移动，以使得所述切割结构和所述晶棒固定结构相向移动、以对晶棒103进行切割形成多个硅片；

通过第二移动结构，控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动，以使得相邻两个所述硅片之间的距离大于预设值。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种晶棒线切割装置，其特征在于，包括：

切割结构，包括相对设置的两个导线轮，绕设于两个所述导线轮之间的多条切割线，所述切割线在待切割晶棒上的正投影为切割位置；

晶棒固定结构，包括沿着第一方向间隔设置的多个固定部，所述固定部在晶棒上的正投影位于相邻两个所述切割位置之间，所述第一方向为晶棒的延伸方向；

第一移动结构，用于控制所述切割结构和/或所述晶棒固定结构移动，以使得所述切割结构和所述晶棒固定结构相向移动、以对晶棒进行切割形成多个硅片；

第二移动结构，用于控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动，以使得相邻两个所述硅片之间的距离大于预设值；

所述固定部包括用于粘接晶棒的粘接件和用于固定所述粘接件的固定件；

所述第二移动结构包括沿所述第一方向延伸设置的滑轨，所述固定件可移动的设置于所述滑轨上。

2.根据权利要求1所述的晶棒线切割装置，其特征在于，所述固定件为平行于所述第一方向设置的板状结构，所述粘接件和所述滑轨位于所述固定件的同侧，且所述滑轨包括在垂直于所述第一方向的第二方向上相间隔设置的两条子导轨，所述粘接件位于两条所述子导轨之间。

3.根据权利要求2所述的晶棒线切割装置，其特征在于，所述粘接件在所述第二方向上的宽度等于两条所述子导轨之间的距离。

4.根据权利要求2所述的晶棒线切割装置，其特征在于，所述固定件在第三方向上的截面形状为凸字形结构，包括主体和位于所述主体的一侧的第一凸起，所述粘接件固定于所述第一凸起上，所述第一凸起在所述第三方向上的厚度大于或等于所述滑轨在所述第三方向上的厚度，所述第三方向垂直于所述第一方向，且垂直于所述第二方向。

5.根据权利要求1所述的晶棒线切割装置，其特征在于，所述固定件包括平行于所述第一方向的板状结构，所述板状结构的第一侧设置有用于与所述滑轨滑动连接的滑动部，所述板状结构的与所述第一侧相对设置的第二侧上设置有所述粘接件。

6.根据权利要求5所述的晶棒线切割装置，其特征在于，所述滑动部为所述板状结构在垂直于所述第一方向的第二方向上的两侧设置的滑槽。

7.根据权利要求6所述的晶棒线切割装置，其特征在于，所述板状结构的第二侧设置有沿第三方向延伸设置的第二凸起，所述粘接件设置于所述第二凸起上，所述第二凸起在所述第三方向上的厚度大于或等于所述滑轨在所述第三方向上的厚度，所述第三方向垂直于所述第一方向，且垂直于所述第二方向。

8.根据权利要求1所述的晶棒线切割装置，其特征在于，所述第二移动结构还包括控制部，用于控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动预设距离，使得切割晶棒后形成的多个硅片中的任意相邻两个硅片之间的距离大于所述预设值。

9.一种晶棒线切割方法，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一项所述的晶棒线切割装置对晶棒进行切割，包括以下步骤：

通过晶棒固定结构固定晶棒，所述晶棒固定结构包括沿着第一方向间隔设置的多个固定部，所述固定部在晶棒上的正投影位于相邻两个所述切割位置之间，所述第一方向为晶棒的延伸方向；

通过第一移动结构，控制切割结构和所述晶棒固定结构移动，以使得所述切割结构和所述晶棒固定结构相向移动、以对晶棒进行切割形成多个硅片；

通过第二移动结构，控制多个所述固定部沿着所述第一方向移动，以使得相邻两个所述硅片之间的距离大于预设值。

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