CN115107178A

CN115107178A - 一种线切割机的晶棒固定装置

Info

Publication number: CN115107178A
Application number: CN202210911632.8A
Authority: CN
Inventors: 张舸
Original assignee: Xian Eswin Material Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Eswin Material Technology Co Ltd
Priority date: 2022-07-30
Filing date: 2022-07-30
Publication date: 2022-09-27
Also published as: TW202310996A; TWI832523B

Abstract

本发明实施例公开了一种线切割机的晶棒固定装置，所述晶棒固定装置包括：本体；由贯穿所述本体的通道的开口形成的第一喷口，所述第一喷口用于将液体喷淋至所述本体，以湿润并软化在线切割晶棒的过程中溅射并粘附在所述本体上的砂浆；由贯穿所述本体的通道的开口形成的第二喷口，所述第二喷口用于使气体朝向所述本体喷射，以将湿润并软化的所述砂浆从所述本体清除。

Description

一种线切割机的晶棒固定装置

技术领域

本发明涉及半导体晶圆生产领域，尤其涉及一种线切割机的晶棒固定装置。

背景技术

通常利用多线切割机来完成对比如单晶硅棒之类的晶棒的切割以获得比如单晶硅片之类的片状的晶圆。具体地，晶棒需要被固定至切割机的晶棒固定装置，而切割机的驱动装置驱动固定装置朝向多条平行的切割线移动以对晶棒进行切割。更具体地，切割线上粘附有砂浆并且沿着自身的延伸方向高速运动，以通过砂浆颗粒的研磨作用实现切割，这样一来，砂浆不可避免地会溅射至晶棒固定装置。

溅射至晶棒固定装置的砂浆是需要及时清洁的，否则带来的问题是，比如在完成了一次晶棒切割之后需要对下一晶棒进行切割时，在固定晶棒的过程中砂浆颗粒会被夹在晶棒与固定装置之间，导致晶棒无法相对于固定装置被固定在所需要的方向上和/或位置处，由此造成实际切割角度偏差而严重影响晶圆品质、钢线入切位置偏差引发断线等，另外在固定装置形成有凹槽，而晶棒首先被固定至工件板，而工件板上的凸起沿着凹槽滑动以使工件板配合至固定装置从而使晶棒固定至固定装置的情况下，溅射并粘附在凹槽中的砂浆可能会导致工件板无法顺利地沿着凹槽滑动，从而导致晶棒无法固定至切割机的问题。

目前，晶棒固定装置的整个清洁过程完全依靠人力完成，但固定装置清洁要求高，清洁难度大，因此耗时长且清洁效果无法稳定保证，人力清洁完成后可能仍会有砂浆粘附在晶棒固定装置上，由此导致上述问题仍然存在。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种线切割机的晶棒固定装置，不再需要通过人力来完成清洁，使晶棒固定装置的洁净度得到保证。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种线切割机的晶棒固定装置，所述晶棒固定装置包括：

本体；

由贯穿所述本体的通道的开口形成的第一喷口，所述第一喷口用于将液体喷淋至所述本体，以湿润并软化在线切割晶棒的过程中溅射并粘附在所述本体上的砂浆；

由贯穿所述本体的通道的开口形成的第二喷口，所述第二喷口用于使气体朝向所述本体喷射，以将湿润并软化的所述砂浆从所述本体清除。

本发明实施例提供了一种线切割机的晶棒固定装置，不需要设置额外的或独立的部件来获得第一喷口和第二喷口，对于同样能够确保洁净而言减少了零部件的数量并由此节省了成本，更重要地，本发明中并没有利用气体来直接对砂浆进行清除，因为晶棒的完整的切割过程需要花费较长时间，砂浆中的比如水分之类的液体成分有足够的时间挥发导致砂浆会固结在本体上，在这种情况下即使喷射的气体也是难以对砂浆进行清除的，而是首先利用液体对砂浆进行湿润和软化，使得即使是固结的砂浆也是容易被清除的，而且也没有利用液体来直接对砂浆进行清除，因为与对气体加压以便产生用于清除砂浆的高速气流相比，对液体加压以便产生用于清除砂浆的高速液流是较为困难的或者说需要耗费更多的能量，因此，利用清除作用更容易产生的气体来对砂浆进行清除，可以节约能量进而节省了成本。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的晶棒固定装置的立体示意图；

图2为包括根据本发明的实施例的晶棒固定装置的线切割机的立体示意图；

图3为根据本发明的另一实施例的晶棒固定装置的截面示意图；

图4为根据本发明的另一实施例的晶棒固定装置的截面示意图。

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。

参见图1并结合图2，本发明实施例提供了一种线切割机1的晶棒固定装置10，如在图2中示出的，线切割机1可以包括切割线30，切割线30沿着自身延伸方向往复运动，如在图2中通过箭头A1示意性地示出的，这样当晶棒R被固定至晶棒固定装置10(其中图2中出于清楚的目的示出了晶棒R未被固定至晶棒固定装置10的情形)并且随晶棒固定装置10一起沿着箭头A2的方向移动时，切割线30便可以完成对晶棒R的切割并得到多个晶圆，此外，线切割机1还可以包括为切割线30供应砂浆S的砂浆供应装置40，砂浆S的性质类似于可以流动的液体并且在图1中通过黑色实心圆点示意性地示出，也就是说事实上，晶棒R的切割是通过砂浆S的研磨作用而实现的，可以理解的是，由于切割线30高速往复运动，因此砂浆S不可避免地会溅射至线切割机1的晶棒固定装置10，特别是在切割的末尾阶段晶棒固定装置10非常靠近切割线30时，具体地参见图1，所述晶棒固定装置10可以包括：

本体11；

由贯穿所述本体11的通道11T的开口形成的第一喷口12，所述第一喷口12用于将如在图1中通过短实线示意性地示出的液体L喷淋至所述本体11，以湿润并软化在线切割晶棒R的过程中溅射并粘附在所述本体11上的砂浆S；

由贯穿所述本体11的通道11T的开口形成的第二喷口13，所述第二喷口13用于使如在图1中通过短虚线示意性地示出的气体G朝向所述本体11喷射，以将湿润并软化的所述砂浆S从所述本体11清除。

在根据本发明的晶棒固定装置10中，不需要设置额外的或独立的部件来获得第一喷口12和第二喷口13，对于同样能够确保洁净而言减少了零部件的数量并由此节省了成本，更重要地，本发明中并没有利用气体G来直接对砂浆S进行清除，因为晶棒R的完整的切割过程需要花费较长时间，砂浆S中的比如水分之类的液体成分有足够的时间挥发导致砂浆S会固结在本体11上，在这种情况下即使喷射气体G也是难以对砂浆S进行清除的，而是首先利用液体L对砂浆S进行湿润和软化，使得即使是固结的砂浆S也是容易被清除的，而且也没有利用液体L来直接对砂浆S进行清除，因为与对气体加压以便产生用于清除砂浆S的高速气流相比，对液体加压以便产生用于清除砂浆S的高速液流是较为困难的或者说需要耗费更多的能量，因此，利用清除作用更容易产生的气体G来对砂浆S进行清除，可以节约能量进而节省了成本。

在本发明的优选实施例中，所述液体L的流速可以介于1m/s至2m/s之间，这一较低的流速尽管对砂浆S的冲刷和清洁的作用较小，但却足以实现对砂浆的湿润和软化，由此最大程度地节约了对液体L进行加压以获得所需的流速的能量。

在本发明的优选实施例中，所述气体G的流速可以介于60m/s至80m/s之间，这一流速尽管出于清除砂浆S的目的是较大的，但气体G的加压与液体相比是更为容易的，因此仍然在总体上节省了能量成本。

在本发明的优选实施例中，仍然参见图1和图2，所述本体11的与所述线切割机1的切割线30相邻的底部处可以形成有凹槽11G，所述凹槽11G用于与所述线切割机1的工件板20的凸起21配合以固定所述工件板20，其中所述工件板20用于固定所述晶棒R，在这种情况下，容易理解的是，主要需要将该凹槽11G中的砂浆S清除即可，由此便不再会导致晶棒R无法相对于晶棒固定装置10被固定在所需要的方向上和/或位置处，更不会导致晶棒R无法固定至线切割机1，为此，所述第一喷口12和所述第二喷口13可以设置在所述本体11的限定出所述凹槽11G的内壁11W上，由此可以以更直接的方式对凹槽11G或者说对内壁11W进行清洁。

在上述情形下，在本发明的优选实施例中，仍然参见图1，所述凹槽11G可以形成为长条形，如在图1中示出的沿着纵向轴线X的方向延伸，使得所述凸起21能够通过在所述凹槽11G中滑动而配合至所述本体11，结合图2可以理解的是，在将晶棒R沿着该纵向轴线X固定的情况下，能够使晶棒R以最稳固的方式被固定，而在这种情况下，所述第一喷口12可以包括沿着所述凹槽11G的纵向轴线X排列的多个第一喷嘴，如在图1中示例性地示出的两个第一喷嘴121和122，所述第二喷口13可以包括沿着所述凹槽11G的纵向轴线X排列的多个第二喷嘴，如在图1中示例性地示出的两个第二喷嘴131和132，这样的布置方式便于第一喷口12喷出的液体L喷淋至整个内壁11W，使得粘附在内壁11W任意位置处的砂浆S都能够得到湿润和软化，也便于第二喷口13喷出的气体G喷射至整个内壁11W，使得粘附在内壁11W任意位置处的砂浆S都能够得清除。

此外，图1中示出了所述多个第一喷嘴比如两个第一喷嘴121和122相对于纵向轴线X排列在本体11的一侧，而所述多个第二喷嘴比如两个第二喷嘴131和132相对于纵向轴线X排列在本体11的另一侧，但是本发明不限于此，比如在本体11中在纵向轴线X的同一侧，也可以是第一喷嘴和第二喷嘴交替地排列，由此能够更容易地使粘附在内壁11W任意位置处的砂浆S都得到湿润和软化以及清除。

在上述情形下，在本发明的优选实施例中，参见图3，所述凹槽11G的横截面CS可以包括与所述凹槽11G的开口11O相邻的矩形部分CS1，如在图3中通过密度较小的点填充的区域示意性地示出的，以及与所述矩形部分CS1相邻并且朝向所述开口11O渐缩的梯形部分CS2，如在图3中通过密度较大的点填充的区域示意性地示出的，这样，参考图1容易理解的是，在晶棒R固定至晶棒固定装置10下方的情况下，凹槽11G的上述截面形状能够克服晶棒R的重力实现对晶棒R的悬吊以便于切割，此时，每个第一喷嘴比如图3中示出的喷嘴121可以均设置在所述梯形部分CS2的斜边处并且构造成以散射的方式喷射所述液体L，并且每个第二喷嘴比如图3中示出的喷嘴131可以均设置在所述梯形部分的斜边处并且构造成以散射的方式喷射所述气体G，这样，比如与图1中示出的第一喷嘴和第二喷嘴设置在凹槽11G的底部相比，更容易实现将液体L或气体G喷淋或喷射至凹槽11G的底部，或者说，即使散射的张开角度较小，也能够将液体L或气体G喷淋或喷射至凹槽11G的底部，而且，比如在气体G被喷射至凹槽11G的底部之后，由于流速较高，气体G会沿着凹槽11G的内壁11W继续行进，因此有利于对整个内壁11W进行清除。

在上述情形下，在本发明的优选实施例中，尽管在附图中未详细示出，但可以理解的是，如图1中示出的每个第一喷嘴121和122以及每个第二喷嘴131和132可以均呈沿着所述凹槽11G的纵向轴线X延伸的狭缝状。这样，在第一喷嘴和第二喷嘴由贯穿本体11的通道11T的开口形成的情况下，通过本体11的较少的中空部分便能够实现对整个内壁11W进行清除，最大程度地确保了本体11的强度。

在前述情形下，在本发明的优选实施例中，参见图4，所述晶棒固定装置10还可以包括挡罩14，另外结合图2，所述挡罩14设置在所述本体11的与所述线切割机1的切割线30相邻的底部处，以阻挡从所述切割线30朝向所述本体11溅射的砂浆S。这样，结合图4和图2容易理解的是，最大程度地避免了砂浆S溅射至本体11，不会有溅射至本体11的顶部的砂浆S在重力的作用下流入凹槽11G中的情况发生。

在上述情形下，所述挡罩14可以成形为引导被阻挡的砂浆S流动至所述切割线30，如结合图2容易理解地。由此不会导致溅射的砂浆S的浪费，节约了生产成本。

在本发明的优选实施例中，所述液体L可以为在所述线切割机1作业过程中使用的冷却液。由此确保了线切割机1的液体环境的稳定性。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种线切割机的晶棒固定装置，其特征在于，所述晶棒固定装置包括：

本体；

2.根据权利要求1所述的晶棒固定装置，其特征在于，所述液体的流速介于1m/s至2m/s之间。

3.根据权利要求1所述的晶棒固定装置，其特征在于，所述气体的流速介于60m/s至80m/s之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的晶棒固定装置，其特征在于，所述本体的与所述线切割机的切割线相邻的底部处形成有凹槽，所述凹槽用于与所述线切割机的工件板的凸起配合以固定所述工件板，其中所述工件板用于固定所述晶棒，所述第一喷口和所述第二喷口设置在所述本体的限定出所述凹槽的内壁上。

5.根据权利要求4所述的晶棒固定装置，其特征在于，所述凹槽形成为长条形，使得所述凸起能够通过在所述凹槽中滑动而配合至所述本体，所述第一喷口包括沿着所述凹槽的纵向轴线排列的多个第一喷嘴，所述第二喷口包括沿着所述凹槽的纵向轴线排列的多个第二喷嘴。

6.根据权利要求5所述的晶棒固定装置，其特征在于，所述凹槽的横截面包括与所述凹槽的开口相邻的矩形部分和与所述矩形部分相邻并且朝向所述开口渐缩的梯形部分，每个第一喷嘴均设置在所述梯形部分的斜边处并且构造成以散射的方式喷射所述液体，并且每个第二喷嘴均设置在所述梯形部分的斜边处并且构造成以散射的方式喷射所述气体。

7.根据权利要求5所述的晶棒固定装置，其特征在于，每个第一喷嘴和每个第二喷嘴均呈沿着所述凹槽的纵向轴线延伸的狭缝状。

8.根据权利要求4所述的晶棒固定装置，其特征在于，所述晶棒固定装置还包括挡罩，所述挡罩设置在所述本体的所述底部处，以阻挡从所述切割线朝向所述本体溅射的砂浆。

9.根据权利要求8所述的晶棒固定装置，其特征在于，所述挡罩成形为引导被阻挡的砂浆流动至所述切割线。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的晶棒固定装置，其特征在于，所述液体为在所述线切割机作业过程中使用的冷却液。