TW201829144A - 晶棒線切割裝置及晶棒線切割方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種晶棒線切割裝置及晶棒線切割方法，所述晶棒線切割裝置包括：晶棒進給裝置、切割線及切割線驅動裝置；所述晶棒進給裝置用於固定待切割晶棒，並驅動待切割晶棒向所述切割線運動；所述切割線驅動裝置用於驅動所述切割線運動，並對待切割晶棒進行線切割；所述切割線對所述待切割晶棒進行線切割時，所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均為弧線。本發明的晶棒線切割裝置透過在所述切割線對所述待切割晶棒進行線切割時，將所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均調整為弧線，使得所述切割線切割待切割晶棒的切割面積增大，從而提高了切割速度及切割效率。

Description

晶棒線切割裝置及晶棒線切割方法

本發明屬於半導體技術領域，特別是涉及一種晶棒線切割裝置及晶棒線切割方法。

在矽片製造過程中，需要將矽單晶晶棒切成具有精確厚度的薄晶片，這一製程往往決定了矽片翹曲度的大小，同時也對後續製程的效率產生重要的影響。在早期的小尺寸矽片切片製程上，內徑切割機是常用的加工機台，而隨著矽片尺寸擴展至300mm，線切割機已取代內徑切割機，在切片製程上被廣泛應用。

切片設備需要符合以下幾個特點，才能滿足300mm矽片的要求：(1)對大尺寸晶棒的切片效率高；(2)具有較低的切損(kerfloss)；(3)具有較好的表面粗糙度。

如圖1所示，現有的線切割裝置包括：晶棒進給裝置11、滾輪14及切割線15，所述晶棒進給裝置11包括：石墨砧板111及晶棒進給驅動裝置112，所述石墨砧板111通過樹脂13固定待切割晶棒12，所述晶棒進給驅動裝置112驅動所述石墨砧板111帶動所述待切割晶棒12運動；所述切割線15繞置於所述滾輪14上且用於在所述滾輪14的驅動下運動並對所述待切割晶棒12進行線切割。

上述線切割裝置由於採用多線切割，切片效率相較於內徑切割已有大幅提高。然而，由於上述切割裝置的所述切割線15在切割所述待切割晶棒12時，所述切割線15與所述待切割晶棒12的接觸部分為直線，如圖1中所示，即所述切割線15與所述待切割晶棒12線接觸，切割面積小，切割速度較慢，切割效率較低。

鑒於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種晶棒線切割裝置及晶棒線切割方法，用於解決現有技術中的線切割裝置由於切割線與待切割晶棒的接觸部分為直線而導致的切割速度慢、切割效率低的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種晶棒線切割裝置，所述晶棒線切割裝置包括：晶棒進給裝置、切割線及切割線驅動裝置；所述晶棒進給裝置用於固定待切割晶棒，並驅動待切割晶棒向所述切割線運動；所述切割線驅動裝置適於驅動所述切割線運動，並對待切割晶棒進行線切割；所述切割線對所述待切割晶棒進行線切割時，所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均為弧線。

作為本發明的晶棒線切割裝置的一種優選方案，所述切割線驅動裝置為滾輪，所述切割線繞置於所述滾輪上；所述滾輪的數量為數個，數個所述滾輪位於所述待切割晶棒運動路徑的兩側，用於在所述待切割晶棒接觸到所述切割線時，透過調整滾輪之位置使所述切割線繞置於所述待切割晶棒遠離所述晶棒進給裝置的一側並繃緊。

作為本發明的晶棒線切割裝置的一種優選方案，所述晶棒進 給裝置包括：石墨砧板及晶棒進給驅動裝置；所述石墨砧板一端固定所述待切割晶棒；所述晶棒進給驅動裝置與所述石墨砧板相連接，用於驅動所述石墨砧板及所述待切割晶棒運動。

作為本發明的晶棒線切割裝置的一種優選方案，所述待切割晶棒表面塗覆有保護層。

本發明還提供一種晶棒線切割方法，使用切割線對待切割晶棒進行線切割，且在對所述待切割晶棒進行切割時，每根所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均為弧線。

作為本發明的晶棒線切割方法的一種優選方案，所述切割方法包括如下步驟：(1)驅動所述待切割晶棒向所述切割線運動；(2)在所述待切割晶棒與所述切割線接觸時，使所述切割線繞置於所述待切割晶棒遠離晶棒進給裝置的一側並繃緊；(3)使用所述滾輪驅動所述切割線對運動的所述待切割晶棒進行線切割。

作為本發明的晶棒線切割方法的一種優選方案，步驟(2)中，結合所述切割棒的運動調整滾輪的位置，使所述切割線繞置於所述待切割晶棒遠離晶棒進給裝置的一側並繃緊。

作為本發明的晶棒線切割方法的一種優選方案，步驟(2)中調整所述滾輪以放鬆所述切割線，所述切割線與所述待切割晶棒接觸的部分沿所述待切割晶棒運動方向的運動速度與所述待切割晶棒的運動速度相同，以確保所述切割線不向所述待切割晶棒施加與運動方向相反的作用力。

作為本發明的晶棒線切割方法的一種優選方案，步驟(1)之前還包括在所述待切割晶棒表面塗覆保護層的步驟。

作為本發明的晶棒線切割方法的一種優選方案，步驟(3)中包括如下步驟：(3-1)對位於所述待切割晶棒表面的所述保護層進行切割，切割速度由第一切割速度向第二切割速度漸變，所述第一切割速度小於所述第二切割速度；(3-2)使用第二切割速度對所述待切割晶棒進行切割。

如上所述，本發明的晶棒線切割裝置及晶棒線切割方法，具有以下有益效果：本發明的晶棒線切割裝置透過在所述切割線對所述待切割晶棒進行線切割時，將每根所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均調整為弧線，使得所述切割線切割待切割晶棒的切割面積增大，從而提高了切割速度及切割效率。

本發明的晶棒線切割方法透過在所述切割線對所述待切割晶棒進行線切割時，將每根所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均調整為弧線，使得所述切割線切割待切割晶棒的切割面積增大，從而提高了切割速度及切割效率；透過在所述待切割晶棒表面塗覆保護層，可以減小開始切割時對所述待切割晶棒邊緣造成的邊緣切損。

11‧‧‧晶棒進給裝置

111‧‧‧石墨砧板

112‧‧‧晶棒進給驅動裝置

12‧‧‧待切割晶棒

13‧‧‧樹脂

14‧‧‧滾輪

15‧‧‧切割線

21‧‧‧晶棒進給裝置

211‧‧‧石墨砧板

212‧‧‧晶棒進給驅動裝置

22‧‧‧待切割晶棒

23‧‧‧保護層

24‧‧‧滾輪

25‧‧‧切割線

圖1顯示為現有技術中的晶棒線切割裝置的結構示意圖。

圖2至圖4顯示為本發明提供的晶棒線切割方法中對應的晶棒線切割裝置與待切割晶棒不同位置時的結構示意圖；其中，圖2為晶棒線切割裝置與待切割晶棒剛接觸時的結構示意圖；圖3為調整滾輪後晶棒線切割裝置中的切割線繞置於待切割晶棒遠離晶棒進給裝置的一側並繃緊時的結構示意圖；圖4為晶棒線切割裝置中的切割線對待切割晶棒進行線切割時 的結構示意圖。

以下透過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地瞭解本發明的其他優點與功效。本發明還可以透過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖2至圖4。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，雖圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的元件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各元件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其元件佈局形態也可能更為複雜。

請參閱圖2至圖4，本發明提供一種晶棒線切割裝置，所述晶棒線切割裝置包括：晶棒進給裝置21、切割線25及切割線驅動裝置；所述晶棒進給裝置21適於固定待切割晶棒22，並驅動待切割晶棒22向所述切割線25運動；所述切割線25驅動裝置用於驅動所述切割線25運動，並對待切割晶棒22進行線切割；所述切割線25對所述待切割晶棒22進行線切割時，每根所述切割線25與所述待切割晶棒22的接觸部分均為弧線，所述切割線25對所述待切割晶棒22進行切割時的結構示意圖如圖4所示。本發明的所述晶棒線切割裝置通過在所述切割線25對所述待切割晶棒22進行線切割時，將每根所述切割線25與所述待切割晶棒22的接觸部分均調整為弧線，使得所述切割線25切割待切割晶棒22的切割面積增大，從而提高了切割速度及 切割效率。

作為示例，所述切割線25可以為但不僅限於鋼線。

作為示例，所述切割線驅動裝置為滾輪24，所述切割線25繞置於所述滾輪24上；所述滾輪24的數量為數個，數個所述滾輪24位於所述待切割晶棒22運動路徑的兩側。在所述待切割晶棒22未接觸到所述切割線25時，所述切割線25繞置於所述滾輪24的狀態(如圖2所示)，即所述待切割晶棒22橫跨運動路徑的部分為與所述待切割晶棒22的端面相平行的直線；當所述待切割晶棒22接觸到所述切割線25時，通過調整所述滾輪24的位置可以使所述切割線25繞置於所述待切割晶棒22遠離所述晶棒進給裝置的一側並繃緊(如圖3所示)。

當然，在其他示例中，所述晶棒線切割裝置的所述滾輪24可以一直固定在如圖3中所示的位置，使得所述切割線25在所述待切割晶棒22運動路徑上向所述待切割晶棒22運動的方向延伸為弧形，當所述待切割晶棒22運動至與所述切割線25接觸時，不用再調節所述滾輪24的位置即可使得所述切割線25與所述待切割晶棒22的接觸部分為弧形。

優選地，本實施例中，所述滾輪24的位置最終固定後，位於所述待切割晶棒22兩側、不與所述待切割晶棒22相接觸且最鄰近所述待切割晶棒22的所述切割線25相平行，以確保與所述待切割晶棒22接觸部分的所述切割線25環繞所述待切割晶棒22端面的半周，即與所述待切割晶棒22接觸部分的所述切割線25的長度為所述待切割晶棒22端面周長的一半，以使得所述切割線25對所述待切割晶棒22進行切割時切割達到面積最大。

作為示例，所述晶棒進給裝置21包括：石墨砧板211及晶棒 進給驅動裝置212；所述石墨砧板211一端固定所述待切割晶棒22；所述晶棒進給驅動裝置212與所述石墨砧板211相連接，用於驅動所述石墨砧板211及所述待切割晶棒22運動。

需要說明的是，圖2至圖4中左側的所述切割線25與右側的所述切割線25相連接，以形成一個封閉的環形。

作為示例，所述待切割晶棒22表面塗覆有保護層23；在所述待切割晶棒22表面塗覆所述保護層23，可以減小開始切割時對所述待切割晶棒22邊緣造成的邊緣切損。優選地，本實施例中，所述保護層23可以為但不僅限於樹脂。

請繼續參閱圖2至圖4，本實施例還提供第一實施例之晶棒線切割方法，本實施例所述的晶棒線切割方法基於所述的晶棒線切割裝置，所述晶棒線切割方法具體為：使用切割線對待切割晶棒進行線切割，且在對所述待切割晶棒進行切割時，每根所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均為弧線。

更為具體的，所述切割方法包括如下步驟(1)：驅動所述待切割晶棒22向所述切割線25運動；所述待切割晶棒22未與所述切割線25接觸時或所述待切割晶棒22剛與所述切割線25接觸時所述切割線25為如圖2中所示的橫跨運動路徑的部分為與所述待切割晶棒22的端面相平行的直線；步驟(2)：在所述待切割晶棒22與所述切割線25接觸時，結合所述待切割晶棒22的運動調整滾輪24的位置，使所述切割線25放鬆並繞置於所述待切割晶棒22遠離晶棒進給裝置21的一側並繃緊(如圖3所示)；需要說明的是，在步驟(2)之前，所述滾輪24不驅動所述切割線25運動；以及步驟(3)： 使用所述滾輪24驅動所述切割線25對運動的所述待切割晶棒22進行線切割(如圖4所示)。

作為示例，在步驟(1)之前，還包括在所述待切割晶棒22表面塗覆保護層23的步驟。在所述待切割晶棒22表面塗覆所述保護層23，可以減小開始切割時對所述待切割晶棒22邊緣造成的邊緣切損，進而保證切片的品質。作為示例，所述保護層23可以為但不僅限於樹脂。

作為示例，在步驟(2)中，調整所述滾輪24以放鬆所述切割線25，所述切割線25與所述待切割晶棒22接觸的部分沿所述待切割晶棒22運動方向的運動速度與所述待切割晶棒22的運動速度相同，以確保所述切割線25不向所述待切割晶棒22施加與運動方向相反的作用力，減小該步驟中所述切割線25與所述待切割晶棒22的摩擦，從而減少對所述待切割晶棒22邊緣的損傷。

作為示例，第一實施例之晶棒線切割方法的步驟(3)包括子步驟(3-1)：在切割初始時，使用低速的第一切割速度對位於所述待切割晶棒22表面的所述保護層23進行切割，；以及子步驟(3-2)：所述待切割晶棒22繼續運動並逐漸提高切割速度，並在對所述保護層23切割完畢時，所述切割速度由第一切割速度提高至第二切割速度。

請繼續參閱圖2至圖4，本實施例還提供第二實施例之晶棒線切割方法，本實施例中所述的晶棒線切割方法基於所述的晶棒線切割裝置，所述晶棒線切割方法具體為：使用切割線對待切割晶棒進行線切割，且在對所述待切割晶棒進行切割時，每根所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均為弧線。

更為具體的，第二實施例之晶棒線切割方法包括步驟(1)：使用如圖3所示的晶棒線切割裝置對所述待切割晶棒22進行線切割，此時將所述切割線25在所述待切割晶棒22運動路徑上向所述待切割晶棒22運動的方向延伸為弧形，當所述待切割晶棒22運動至與所述切割線25接觸時，相較於第一實施例之切割方法，本實施例不用再調節所述滾輪24的位置即可使得所述切割線25與所述待切割晶棒22的接觸部分為弧形；以及步驟(2)：使用所述滾輪24驅動所述切割線25對運動的所述待切割晶棒22進行線切割(如圖4所示)。

作為示例，在步驟(1)之前還包括在所述待切割晶棒22表面塗覆保護層23的步驟。在所述待切割晶棒22表面塗覆所述保護層23，可以減小開始切割時對所述待切割晶棒22邊緣造成的邊緣切損，進而保證切片的品質。作為示例，所述保護層23可以為但不僅限於樹脂。

作為示例，第二實施例之晶棒線切割方法的步驟(2)包括子步驟(2-1)：在切割初始時，使用低速的第一切割速度對位於所述待切割晶棒22表面的所述保護層23進行切割；以及子步驟(2-2)：所述待切割晶棒22繼續運動並逐漸提高切割速度，並在對所述保護層23切割完畢時，所述切割速度由第一切割速度提高至第二切割速度。

綜上所述，本發明提供一種晶棒線切割裝置及晶棒線切割方法，所述晶棒線切割裝置包括：晶棒進給裝置、切割線及切割線驅動裝置；所述晶棒進給裝置適於固定待切割晶棒，並驅動待切割晶棒向所述切割線運動；所述切割線驅動裝置適於驅動所述切割線運動，並對待切割晶棒進行線切割；所述切割線對所述待切割晶棒進行線切割時，每根所述切割線 與所述待切割晶棒的接觸部分均為弧線。本發明的晶棒線切割裝置通過在所述切割線對所述待切割晶棒進行線切割時，將每根所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均調整為弧線，使得所述切割線切割待切割晶棒的切割面積增大，從而提高了切割速度及切割效率。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的申請專利範圍所涵蓋。

Claims (10)

1. 一種晶棒線切割裝置，包括：晶棒進給裝置、切割線及切割線驅動裝置；所述晶棒進給裝置用於固定待切割晶棒，並驅動所述待切割晶棒向所述切割線運動；所述切割線驅動裝置用於驅動所述切割線運動，並對所述待切割晶棒進行線切割；當所述切割線對所述待切割晶棒進行線切割時，所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均為弧線。
2. 如請求項1所述的晶棒線切割裝置，其中所述切割線驅動裝置為滾輪，所述切割線繞置於所述滾輪上；所述滾輪的數量為數個，數個所述滾輪位於所述待切割晶棒運動路徑的兩側且用於在所述待切割晶棒接觸到所述切割線時，透過調整所述滾輪之位置使所述切割線繞置於所述待切割晶棒遠離所述晶棒進給裝置的一側並繃緊。
3. 如請求項1所述的晶棒線切割裝置，其中所述晶棒進給裝置包括：石墨砧板及晶棒進給驅動裝置；所述石墨砧板一端固定所述待切割晶棒；所述晶棒進給驅動裝置與所述石墨砧板相連接且用於驅動所述石墨砧板及所述待切割晶棒運動。
4. 如請求項1所述的晶棒線切割裝置，其中所述待切割晶棒表面塗覆有保護層。
5. 一種晶棒線切割方法，包括：使用切割線對待切割晶棒進行線切割，且在對所述待切割晶棒進行切割時，所述切割線與所述待切割晶棒的接觸部分均為弧線。
6. 如請求項5所述的晶棒線切割方法，更包括如下步驟：(1)驅動所述待切割晶棒向所述切割線運動；(2)在所述待切割晶棒與所述切割線接觸時，使所述切割線繞置於所述待切割晶棒遠離晶棒進給裝置的一側並繃緊； (3)使用滾輪驅動所述切割線對運動的所述待切割晶棒進行線切割。
7. 如請求項6所述的晶棒線切割方法，其中在步驟(2)中，結合所述切割晶棒的運動調整滾輪的位置，使所述切割線繞置於所述待切割晶棒遠離晶棒進給裝置的一側並繃緊。
8. 如請求項7所述的晶棒線切割方法，其中在步驟(2)中，調整所述滾輪以放鬆所述切割線，所述切割線與所述待切割晶棒接觸的部分沿所述待切割晶棒運動方向的運動速度與所述待切割晶棒的運動速度相同，以確保所述切割線不向所述待切割晶棒施加與運動方向相反的作用力。
9. 如請求項6所述的晶棒線切割方法，其中在步驟(1)之前還包括在所述待切割晶棒表面塗覆保護層的步驟。
10. 如請求項9所述的晶棒線切割方法，其中使用滾輪驅動所述切割線對運動的所述待切割晶棒進行線切割之步驟包括：起初使用一第一切割速度對位於所述待切割晶棒表面的所述保護層進行切割；以及接著逐漸將所述第一切割速度提高至一第二切割速度來對所述待切割晶棒進行切割。