TW202227248A - 晶棒帶鋸機噴嘴 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種晶棒帶鋸機噴嘴，包括殼體、進液口、排液口、分流板及分層板，該噴嘴可改變自排液口排出的液體形狀，可在帶鋸上附著一層均勻分佈的帶狀液體薄膜。在帶鋸高速運轉及切削晶棒時，可避免不均勻流體變成不規則的流線束的現象。從而可獲得具有良好平坦度的晶圓，降低晶圓表面產生棱線、裂紋等缺陷的概率，以節約人力及物力資源，提高產品品質，降低成本。

Description

晶棒帶鋸機噴嘴

本發明屬於半導體設備領域，涉及一種晶棒帶鋸機噴嘴。

半導體元件的製造是自切割晶棒製作晶圓開始，目前，市場上普通採用帶鋸機對晶棒進行切割，以獲得晶圓。其中，帶鋸機一般由機體、支撐架、帶鋸、輸液噴嘴及調節輪等部分構成。作業時，晶棒固定在支撐架上，帶鋸在高速運轉的作用下切割晶棒，輸液噴嘴則噴出冷卻液以持續冷卻高速運轉的帶鋸刀口以實現潤滑、降溫及排汙的作用，從而獲得晶圓。

在傳統的帶鋸機中，輸液噴嘴的形貌通常為圓形，在切割晶棒時，由於輸液噴嘴的形貌，使得自所述輸液噴嘴噴出的冷卻液的形狀為柱狀形態，且柱狀形態的冷卻液在噴射到帶鋸上時，則會形成圓環狀水環，該圓環狀水環由於對帶鋸表面的作用力不均勻（中心區域大於邊緣區域），因此隨著帶鋸的高速運轉，冷卻液會加速運行，形成一束不均勻的水層刀具，並形成不規則的流線束，從而在帶鋸切削晶棒時，易造成平坦度差，使得切割下來的晶圓的表面存在棱線、裂紋等缺陷。

因此，提供一種晶棒帶鋸機噴嘴，實屬必要。

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帶鋸機噴嘴，用於解決現有技術中的晶棒帶鋸機噴嘴難以在帶鋸表面形成厚度均勻的液體薄膜，從而造成切割下來的晶圓的表面存在棱線、裂紋等缺陷的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種晶棒帶鋸機噴嘴，所述晶棒帶鋸機噴嘴包括：殼體，所述殼體具有容納腔，所述殼體為面對稱圖形，且在具有原點O的X軸、Y軸及Z軸坐標系中，所述殼體的對稱面為XY平面以及XZ平面；進液口，所述進液口與所述容納腔相連通；排液口，所述排液口與所述容納腔相連通，且所述排液口與所述進液口對應設置，所述排液口的中心線及進液口的中心線相重合以作為所述X軸；分流板，所述分流板位於所述容納腔內，所述分流板包括第一分流板及第二分流板，所述第一分流板及第二分流板沿所述X軸對稱分佈，臨近所述進液口的分流板入口的寬度小於臨近所述排液口的分流板出口的寬度，且所述分流板入口與所述進液口之間具有間距；及分層板，所述分層板位於所述容納腔內，並與所述Y軸平行設置，且所述分層板位於所述分流板出口與所述排液口之間。

可選地，自所述進液口至所述排液口的延伸方向上，所述容納腔包括依次相貫通的第一腔室、第二腔室及第三腔室，且所述第一腔室的高度依次減小，所述第二腔室的高度依次增大，所述第三腔室的高度依次減小。

可選地，自所述進液口至所述排液口的延伸方向上，所述第一腔室的寬度逐漸增大。

可選地，自所述進液口至所述排液口的延伸方向上，所述分流板的寬度逐漸增大。

可選地，所述排液口與帶鋸具有相同的寬度；所述排液口的形貌包括長方形或正方形；自所述排液口排出的液體具有均勻的流動性。

可選地，在沿所述X軸的延伸方向上，所述分流板包括N≥2組。

可選地，在沿所述Y軸的延伸方向上，所述分流板包括M≥2組。

可選地，在所述容納腔中，所述分流板呈樹狀分佈。

可選地，在沿所述Z軸的延伸方向上，所述分層板包括P≥2個。

可選地，製備所述噴嘴的工藝包括模塑成型、焊接及黏接中的一種或組合；所述噴嘴的材質包括金屬、有機及無機非金屬中的一種或組合。

如上所述，本發明的晶棒帶鋸機噴嘴，包括殼體、進液口、排液口、分流板及分層板，該噴嘴可改變自排液口排出的液體形狀，可在帶鋸上附著一層均勻分佈的帶狀液體薄膜，在帶鋸高速運轉及切削晶棒時，可避免不均勻流體變成不規則的流線束的現象，從而可獲得具有良好平坦度的晶圓，降低晶圓表面產生棱線、裂紋等缺陷的概率，以節約人力及物力資源，提高產品品質，降低成本。

以下通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。本發明還可以通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。

如在詳述本發明實施例時，為便於說明，表示元件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明保護的範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。

為了方便描述，此處可能使用諸如“之下”、“下方”、“低於”、“下面”、“上方”、“上”等的空間關係詞語來描述附圖中所示的一個元件或特徵與其他元件或特徵的關係。將理解到，這些空間關係詞語意圖包含使用中或操作中的元件的、除了附圖中描繪的方向之外的其他方向。此外，當一層被稱為在兩層“之間”時，它可以是所述兩層之間僅有的層，或者也可以存在一個或多個介於其間的層。本文使用的“介於……之間”表示包括兩端點值。

在本申請的上下文中，所描述的第一特徵在第二特徵 “之上”的結構可以包括第一和第二特徵形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特徵形成在第一和第二特徵之間的實施例，這樣第一和第二特徵可能不是直接接觸。

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，遂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組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，其組件佈局型態也可能更為複雜。

如圖1及圖2所示，本實施例提供一種晶棒帶鋸機噴嘴，所述噴嘴包括殼體100、進液口120、排液口130、分流板140及分層板150。其中，所述殼體100具有容納腔110，所述殼體100為面對稱圖形，且在具有原點O的X軸、Y軸及Z軸坐標系中，所述殼體100的對稱面為XY平面以及XZ平面；所述進液口120與所述容納腔110相連通；所述排液口130與所述容納腔110相連通，且所述排液口130與所述進液口120對應設置，所述排液口130的中心線及進液口120的中心線均相重合以作為所述X軸；所述分流板140位於所述容納腔110內，所述分流板140包括第一分流板1401及第二分流板1402，所述第一分流板1401及第二分流板1402沿所述X軸對稱分佈，臨近所述進液口120的分流板入口1403的寬度小於臨近所述排液口130的分流板出口1404的寬度，且所述分流板入口1403與所述進液口120之間具有間距；所述分層板150位於所述容納腔110內，並與所述Y軸平行設置，且所述分層板150位於所述分流板出口1404與所述排液口130之間。

其中，本實施例中的高度是指沿Z軸方向上的距離，寬度是指沿Y軸方向上的距離，間距是指沿X軸方向上的距離。

本實施例中，通過所述噴嘴可在帶鋸上附著一層均勻分佈的帶狀液體薄膜，在帶鋸高速運轉及切削晶棒時，可避免不均勻流體變成不規則的流線束的現象，從而可獲得具有良好平坦度的晶圓，降低晶圓表面產生棱線、裂紋等缺陷的概率，以節約人力及物力資源，提高產品品質，降低成本。當在將所述噴嘴應用於實驗樣品晶圓的切割過程中，通過所述噴嘴可徹底改善實驗晶圓的品質、降低晶圓的報廢率、及時準確的獲取實驗數據，以提高效率及準確性。

具體的，現有的帶鋸機噴嘴由於為圓形形貌，且噴口面積較小，基於噴嘴的形貌，所噴射出來的液體在遇到帶鋸時則會形成圓環狀的水環，該圓環狀的水環在遇到高速旋轉的帶鋸的表面時，圓環狀的水環的邊緣與中心區域的液體的流動性不同，包括流速、流量及壓力等具有差異，從而液體在作用到帶鋸表面時，會產生不均勻的作用力，則液體會在帶鋸表面形成厚度不均勻的液體薄膜，從而在帶鋸切削晶棒時，易造成1.2mm~1.5mm的平坦度差，使得切割下來的晶圓的表面存在棱線、裂紋等缺陷。因此，本申請中的所述噴嘴，當液體經由所述進液口120進入所述容納腔110後，液體在所述容納腔110的中心區域處的流體的流動性比液體在所述容納腔110的邊緣區域的要大，因此，通過所述分流板140，可使液體分流，以減小中心區域的液體流動性，從而使得液體在流經所述分流板140後，液體可具有均勻的流動性，而通過所述分層板150則可減小液體的黏性及流速，避免液體的過渡流現象，從而最終可在所述排液口130形成均勻的液體帶。

其中，所述噴嘴還可設置與其相連接的流量計、控壓器等，以對流入所述進液口120的液體的流量、壓力、速度等進行控制，以滿足實際工藝中對所述排液口130排出的液體的不同需求，此處不作過分限制。

作為示例，自所述進液口120至所述排液口130的延伸方向上，所述容納腔110包括依次相貫通的第一腔室A、第二腔室B及第三腔室C，且所述第一腔室A的高度依次減小，所述第二腔室B的高度依次增大，所述第三腔室C的高度依次減小。

具體的，通過高度漸變的所述第一腔室A、第二腔室B及第三腔室C可進一步的對流經所述容納腔110中的液體的壓力、流量及流速等進行緩釋，其中，有關所述第一腔室A、第二腔室B及第三腔室C的具體尺寸此處不作過分限制，可根據需要進行設置。

作為示例，自所述進液口120至所述排液口130的延伸方向上，所述第一腔室A的寬度逐漸增大，以進一步的對進入所述第一腔室A中的液體進行緩釋，其中，所述第一腔室A的寬度可呈線性逐漸增大或呈階梯式逐漸增大，有關所述第一腔室A的尺寸及具體的形貌此處不作過分限制。

作為示例，自所述進液口120至所述排液口130的延伸方向上，所述分流板140逐漸增大，可呈線性逐漸增大或呈階梯式逐漸增大，有關所述分流板140的尺寸及具體的形貌此處不作過分限制。

作為示例，所述排液口130與帶鋸具有相同的寬度；所述排液口130的形貌可包括長方形或正方形；自所述排液口130排出的液體具有均勻的流動性。

具體的，優選所述排液口130與帶鋸具有相同的寬度，從而通過控制所述排液口130與帶鋸之間的距離，以及所述噴嘴的結構設置，可使得液體自所述排液口130噴出時具有均勻的流動性，從而可在帶鋸表面形成均勻的液體薄膜。當然所述排液口130的寬度也可大於帶鋸的寬度，或小於所述帶鋸的寬度並通過多個所述噴嘴的協同，以最終實現液體在帶鋸表面形成均勻的液體薄膜，所述噴嘴的數目、結構及與帶鋸的位置設置均可根據需要設定，此處不作過分限制。所述排液口130的形貌可包括長方形或正方形等，具體可根據需要進行選擇，有關所述排液口130的具體形貌及尺寸，此處不作過分限制。最終實現所述自所述排液口130排出的液體具有均勻的流動性，包括液體流速、流量、壓力等，其中，液體可包括冷卻水，但並非侷限於此。

作為示例，在沿所述X軸的延伸方向上，所述分流板140包括N≥2組。

具體的，參閱圖3，在沿所述X軸的延伸方向上，所述分流板140可包括2組，即包括由第一分流板1411及第二分流板1412組成的第一組分流板，以及由第一分流板1421及第二分流板1422組成的第二組分流板，其中，在沿所述X軸的延伸方向上，遠離原點O的分流板入口大於臨近原點O的分流板入口的寬度，即所述第二組分流板所形成的分流板入口1423的寬度大於所述第一組分流板所形成的分流板入口1413的寬度，所述第二組分流板形成的分流板出口1424的寬度大於所述第一組分流板形成的分流板出口1414的寬度，以使得自所述第一組分流板形成的分流板出口1414排出的液體可通過所述分流板入口1423進入所述第二組分流板，以進一步的緩釋中心區域的液體，使得液體具有均勻的流動性，如液體壓力、流速、流量等。其中，在沿所述X軸的延伸方向上，所述分流板140中N組的取值並非侷限於2組，也可為3組、4組、5組等，具體可根據需要進行選擇，此處不作過分限制。

作為示例，在沿所述Y軸的延伸方向上，所述分流板包括M≥2組。

具體的，參閱圖4，在沿所述Y軸的延伸方向上，所述分流板140可包括2組，即包括由第一分流板1411及第二分流板1412組成的第一組分流板，以及由第一分流板1421及第二分流板1422組成的第二組分流板，其中，所述第二組分流板位於所述第一組分流板的外圍，即所述第二組分流板所形成的分流板入口1423的寬度大於所述第一組分流板所形成的分流板入口1413的寬度，分流板出口1424的寬度大於分流板出口1414的寬度，使得自所述進液口120流入的液體可通過所述分流板分成5個區域，從而可進一步的緩釋中心區域的液體，使得液體具有均勻的流動性，如液體壓力、流速、流量等。其中，在沿所述Y軸的延伸方向上，所述分流板140中所述M組的取值並非侷限於2組，也可為3組、5組等，具體可根據需要進行選擇，此處不作過分限制。

作為示例，在所述容納腔110中，所述分流板140呈樹狀分佈。

具體的，如圖5所示，所述分流板140可包括3組，即包括由第一分流板1411及第二分流板1412組成的第一組分流板、由第一分流板1421及第二分流板1422組成的第二組分流板，以及由第一分流板1431及第二分流板1432組成的第三組分流板，其中，所述第二組分流板的分流板入口1423及第三組分流板的分流板入口1433分別位於所述第一分流板1411及第二分流板1412的末端，即自分流板入口1413進入的液體，當從分流板出口1414流出後會進入所述分流板入口1423及分流板入口1433，而後再自對應的分流板出口1424及分流板出口1434引出，從而可進一步的緩釋中心區域的液體，使得液體具有均勻的流動性，如液體壓力、流速、流量等。其中，在沿所述X軸的延伸方向上以及沿所述Y軸的延伸方向上，所述分流板140中N組的取值並非侷限於此，具體可根據需要進行選擇，此處不作過分限制，如沿所述X軸的延伸方向上以及沿所述Y軸的延伸方向上均可包括多個所述分流板組，如在沿所述X軸的延伸方向上可包括1個、2個、3個、4個、5個、6個等分流板組，以及在沿所述Y軸的延伸方向上可包括1個、2個、3個、4個、5個、6個等分流板組，以形成樹狀分佈形貌，具體結構及尺寸此處不作限定。

作為示例，在沿所述Z軸的延伸方向上，所述分層板150包括P≥2個。

具體的，如圖1及圖2所示，所述分層板150可包括1個，但所述P值的取值並非侷限於此，又如圖6所示，所述分層板150可包括3個，即分層板151、分層板152及分層板153，當然所述P還可為2個、4個、5個、6個等，具體可根據需要進行選擇。

作為示例，製備所述噴嘴的工藝可採用模塑成型、焊接及黏接中的一種或組合；所述噴嘴的材質可採用金屬、有機或無機非金屬中的一種或組合。

具體的，所述噴嘴優選採用具有良好的穩定性的有機材質，如PVC、PET等，但並非侷限於此。關於所述噴嘴的具體製備工藝、材質、結構及尺寸等均可根據需要進行選擇，此處不作過分限制。

作為示例，所述進液口120與外接液管的連接方式可採用螺紋連接或卡扣連接等，此處不作過分限制。

綜上所述，本發明的晶棒帶鋸機噴嘴，包括殼體、進液口、排液口、分流板及分層板，該噴嘴可改變自排液口排出的液體形狀，可在帶鋸上附著一層均勻分佈的帶狀液體薄膜，在帶鋸高速運轉及切削晶棒時，可避免不均勻流體變成不規則的流線束的現象，從而可獲得具有良好平坦度的晶圓，降低晶圓表面產生棱線、裂紋等缺陷的概率，以節約人力及物力資源，提高產品品質，降低成本。

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，仍應由本發明的請求項所涵蓋。

100:殼體 120:進液口 130:排液口 140:分流板 150, 151, 152, 153:分層板 1401, 1411, 1421, 1431:第一分流板 1402, 1412, 1422, 1432:第二分流板 1403, 1413, 1423, 1433:分流板入口 1404, 1414, 1424, 1434:分流板出口 A:第一腔室 B:第二腔室 C:第三腔室

圖1顯示為實施例中的晶棒帶鋸機噴嘴沿XY平面剖切後的三維結構示意圖。

圖2顯示為實施例中的晶棒帶鋸機噴嘴沿XZ平面剖切後的三維結構示意圖。

圖3顯示為實施例中在沿X軸的延伸方向上具有2組分流板時的結構示意圖。

圖4顯示為實施例中在沿Y軸的延伸方向上具有2組分流板時的結構示意圖。

圖5顯示為實施例中在容納腔中呈樹狀分佈的分流板的結構示意圖。

圖6顯示為實施例中在沿Z軸的延伸方向上具有3個分層板的結構示意圖。

100:殼體

120:進液口

130:排液口

140:分流板

150:分層板

1401:第一分流板

1402:第二分流板

1403:分流板入口

1404:分流板出口

Claims (10)

1. 一種晶棒帶鋸機噴嘴，包括： 一殼體，該殼體具有一容納腔，該殼體為面對稱圖形，且在具有原點O的X軸、Y軸及Z軸坐標系中，該殼體的對稱面為XY平面以及XZ平面； 一進液口，該進液口與該容納腔相連通； 一排液口，該排液口與該容納腔相連通，且該排液口與該進液口對應設置，該排液口的中心線及進液口的中心線相重合以作為該X軸； 一分流板，該分流板位於該容納腔內，該分流板包括一第一分流板及一第二分流板，該第一分流板及該第二分流板沿該X軸對稱分佈，臨近該進液口的分流板入口的寬度小於臨近該排液口的分流板出口的寬度，且該分流板入口與該進液口之間具有一間距；及 一分層板，該分層板位於該容納腔內，並與該Y軸平行設置，且該分層板位於該分流板出口與該排液口之間。
2. 如請求項1所述的晶棒帶鋸機噴嘴，其中，自該進液口至該排液口的延伸方向上，該容納腔包括依次相貫通的一第一腔室、一第二腔室及一第三腔室，且該第一腔室的高度依次減小，該第二腔室的高度依次增大，該第三腔室的高度依次減小。
3. 如請求項2所述的晶棒帶鋸機噴嘴，其中，自該進液口至該排液口的延伸方向上，該第一腔室的寬度逐漸增大。
4. 如請求項1所述的晶棒帶鋸機噴嘴，其中，自該進液口至該排液口的延伸方向上，該分流板的寬度逐漸增大。
5. 如請求項1所述的晶棒帶鋸機噴嘴，其中，該排液口與一帶鋸具有相同的寬度；該排液口的形貌包括長方形或正方形；自該排液口排出的液體具有均勻的流動性。
6. 如請求項1所述的晶棒帶鋸機噴嘴，其中，在沿該X軸的延伸方向上，該分流板包括N≥2組。
7. 如請求項1所述的晶棒帶鋸機噴嘴，其中，在沿該Y軸的延伸方向上，該分流板包括M≥2組。
8. 如請求項1所述的晶棒帶鋸機噴嘴，其中，在該容納腔中，該分流板呈樹狀分佈。
9. 如請求項1所述的晶棒帶鋸機噴嘴，其中，在沿該Z軸的延伸方向上，該分層板包括P≥2個。
10. 如請求項1所述的晶棒帶鋸機噴嘴，其中，製備該噴嘴的工藝包括模塑成型、焊接及黏接中的一種或組合；該噴嘴的材質包括金屬、有機及無機非金屬中的一種或組合。

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