CN221436811U - 一种晶棒截断机的支撑装置及晶棒截断机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶棒截断机的支撑装置及晶棒截断机，所述晶棒截断机的支撑装置包括：承载机构，所述承载机构用于将晶棒承载成使得所述晶棒形成有相对于所述承载机构外悬的外悬节段；吸附机构，所述吸附机构用于当所述晶棒截断机截断所述晶棒的切缝形成在所述外悬节段中时对所述外悬节段的端部进行吸附，其中，所述外悬节段的端部呈锥状，所述吸附机构包括与所述外悬节段的端部相匹配的锥状的吸盘以贴合所述外悬节段的端部。能够避免在对晶棒进行截断的过程中，未切割完成处发生折断并由此导致崩边。

Description

一种晶棒截断机的支撑装置及晶棒截断机

技术领域

本实用新型涉及半导体晶圆制造领域，尤其涉及一种晶棒截断机的支撑装置及晶棒截断机。

背景技术

在广泛应用于半导体产业和光伏产业等多个领域的晶圆的生产过程中，首先需要通常利用直拉法拉制出晶棒，由于晶棒的尺寸较大，在使用之前需要将晶棒截断成多个节段，随后将每个晶棒节段通过比如多线切割的方式切割成薄片状的初始晶圆，然后使初始晶圆经历研磨、抛光以及可能的外延等处理之后，便可以获得成品晶圆。

目前，多采用晶棒截断机截断晶棒。在晶棒截断机中，需要将晶棒置于晶棒截断机的支承台或称切割台上，并通过截断装置例如线切割装置或带锯切割装置对该晶棒进行切割截断。对于带锯切割装置而言，环状无端的带锯围绕在两个锯轮上，锯轮在同一方向作连续回转运动并且沿着垂直于晶棒轴向的方向朝向晶棒移动，以将晶棒切割成多个一定长度的短棒，其中为了保证晶棒切割面的品质，需要带锯在旋转运行及上下切割移动的过程中有很好的垂直度和张紧度，因而会使用到带锯夹持装置。

另一方面，对于直拉法拉制出的晶棒而言，晶棒是以非常缓慢的方式逐渐形成的，在时间上先形成的部分称作晶棒的头部，在时间上后形成的部分称作晶棒的尾部。拉制出的晶棒的头部是呈锥形成的，其原因在于，在直接法的引晶阶段，晶棒的直径是逐渐增大的。拉制出的晶棒的尾部也是呈锥形的，其原因在于，在直拉法的缩颈阶段，晶棒的直径是逐渐减小的。这样，参见图1，当晶棒R被置于晶棒截断机的支承台10A上时，晶棒R的头部RH和尾部RT或者说晶棒R的两个端部都无法得到支承，利用晶棒截断机在晶棒R的与端部邻近的位置处进行切割时，在切割快要结束的时候，或者说比如图1中示出的切割线20A即将切割至晶棒R的周面处的时候，由于锥形的端部自身的重量G，会导致未切割完成处发生折断并由此导致崩边，如在图1中通过锯齿状边缘示意性地示出的，或者说未切割完成处无法获得与切割面一样平整的断裂面，在这种情况下，就需要进行重新切割，造成时间成本和产能损失。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型实施例期望提供一种用于将单晶硅棒切割成硅片的装置，在利用带锯或切割线对晶棒进行切割从而截断晶棒的情况下，能够避免在切割快要结束的时候，导致未切割完成处发生折断并由此导致崩边，或者说未切割完成处无法获得与切割面一样平整的断裂面，并由此避免重新切割以及时间成本和产能损失。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种晶棒截断机的支撑装置，所述支撑装置包括：

承载机构，所述承载机构用于将晶棒承载成使得所述晶棒形成有相对于所述承载机构外悬的外悬节段；

吸附机构，所述吸附机构用于当所述晶棒截断机截断所述晶棒的切缝形成在所述外悬节段中时对所述外悬节段的端部进行吸附，

其中，所述外悬节段的端部呈锥状，所述吸附机构包括与所述外悬节段的端部相匹配的锥状的吸盘以贴合所述外悬节段的端部。

在根据本实用新型的上述实施例的支撑装置中，由于除了承载机构以外还设置有吸附机构，因此，即使在截断过程中比如切割线即将切割至晶棒的周面处的时候，或者说晶棒截断机在晶棒中切割出的切缝即将延伸至晶棒的周面处的时候，切缝也不会在切缝与晶棒末端之间的远端部分的重力的作用下导致晶棒的未切割完成处发生折断并由此导致崩边，因为吸盘可以提供支承作用使该远端部分保持固定不动，或者说吸盘可以对该远端部分提供相对于自身重力的反作用力，这样，只有切割线行进至晶棒的周面处晶棒才会被彻底切断，或者说只有切缝延伸至晶棒的周面处晶棒才会被彻底切断，因此，整个断裂面都能够形成为平整的平面，避免了需要进行重新切割，由此避免了造成时间成本和产能损失。

在本实用新型的优选实施例中，所述吸附机构还包括：

导轨；

与所述导轨相配合的滑块；

驱动器，所述驱动器用于驱动所述滑块沿着所述导轨平移，

其中，所述吸盘设置成相对于所述滑块保持固定，以便通过所述滑块的平移贴合或远离所述外悬节段的端部。

这样，通过使吸盘能够相对于外悬节段的端部进行移动，确保了吸盘能够与外悬节段的端部进行良好的贴合，由此能够充分地使上述的远端部分保持固定不动，同时也能够避免因晶棒的进给导致的与吸盘的干涉。

在本实用新型的优选实施例中，所述吸附机构还包括支架，所述支架固定在所述滑块上并且用于安装所述吸盘。

在本实用新型的优选实施例中，所述支架包括竖直支撑板以及固定地设置在所述竖直支撑板上的至少三个水平支撑杆，所述吸盘的锥面固定至所述至少三个水平支撑杆的端部。

这样，实现了能够在多个位置处对吸盘进行支撑，由此使得能够更为稳定、可靠地保持吸盘固定不动。

在本实用新型的优选实施例中，所述驱动器为伺服电机。

由于伺服电机的响应时间短，并且能够以更高的精度对速度、位置进行控制，因此能够实现对吸盘更为精确的控制，使吸盘贴合外悬节段的端部后及时制动。

在本实用新型的优选实施例中，所述吸盘中与所述外悬节段的端部接触的表层由硅胶制成。

硅胶具有良好的韧性和耐老化性，并且十分适于外表粗糙的制品，因此即使外悬节段的端部的平滑性较差也能够实现非常可靠的吸附。

在本实用新型的优选实施例中，所述吸附机构还包括压力传感器，所述压力传感器用于感测所述吸盘贴合所述外悬节段的端部时所述吸盘与所述外悬节段的端部之间的压力。

这样，通过感测到的压力便可以判断吸盘是否充分贴合外悬节段的端部，另外比如在如上所述的通过驱动器使吸盘朝向外悬节段的端部移动以实现贴合的情况下，当感测到的压力达到设定压力时，便可以由例如压力传感器向驱动器发送信号，以使驱动器的驱动作用中止。

在本实用新型的优选实施例中，所述吸附机构还包括真空源，所述真空源用于所述吸盘贴合所述外悬节段的端部时在所述吸盘与所述外悬节段的端部之间提供真空。

这样，外悬节段可以更可靠地被吸附在吸盘上，避免了因吸附力不足而导致在切缝延伸至晶棒的周面处之前就发生折断并由此导致崩边。

在本实用新型的优选实施例中，所述真空源通过管道连接至所述吸盘，所述管道上设置有用于使所述吸盘与所述外悬节段的端部之间的真空保持或释放的阀门。

这样，比如当吸盘贴合外悬节段的端部时，可以对阀门进行致动，以使吸盘与外悬节段的端部之间的空气进行到真空源中，而比如在切割完成后需要将前述的远端部分从吸盘取下时，可以对阀门进行致动，以使外界空气进入到吸盘与外悬节段的端部之间，使吸盘不再对外悬节段的端部RE产生吸附作用。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种棒截断机，所述晶棒截断机包括根据第一方面所述的支撑装置。

附图说明

图1为示出了常规的晶棒截断机会导致晶棒产生崩边的示意图；

图2为示出了根据本实用新型的实施例的晶棒截断机的示意图；

图3为示出了根据本实用新型的实施例的晶棒截断机中用于使吸盘平移的部件的示意图；

图4为示出了根据本实用新型的实施例的晶棒截断机中用于支撑吸盘的部件的示意图；

图5为示出了根据本实用新型的实施例的晶棒截断机的压力传感器以及真空源的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图2，本实用新型实施例提供了一种晶棒截断机1的支撑装置10，其中，图2中出于附图清楚性的目的，仅示出了晶棒截断机1的根据本实用新型的实施例的支撑装置10、比如切割线20的切割用具，并没有示出切割线20所绕制于的线轮，在比如晶棒截断机1中切割线20的横向位置保持不变而晶棒R相对于切割线20横向移动以实现晶棒R的进给并且能够被切割成多个节段的情况下，也没有示出用于相对于切割线20进给晶棒R的进给机构，另外也没有示出比如用于驱动上述线轮旋转的驱动器、用于使切割线20升降的升降机构、用于对晶棒R进行上料以及用于对切割出的多个节段进行下料的上下料机械手等晶棒截断机1的其他部件，除此以外切割用具为切割线20也仅仅是示例性的，本实用新型不限于此，比如切割用具还可以是带锯，该支撑装置10可以包括：

承载机构100，该承载机构100用于将晶棒R承载成使得晶棒R形成有相对于承载机构100外悬的外悬节段RS；

吸附机构200，吸附机构200用于当晶棒截断机1截断晶棒R的切缝SG形成在外悬节段RS中时对外悬节段RS的端部RE进行吸附，

其中，外悬节段RS的端部RE呈锥状，吸附机构200包括与外悬节段RS的端部RE相匹配的锥状的吸盘210以贴合外悬节段RS的端部RE。

在根据本实用新型的上述实施例的支撑装置10中，由于除了承载机构100以外还设置有吸附机构200，因此，即使在截断过程中比如图2中示出的切割线SG即将切割至晶棒R的周面处的时候，或者说晶棒截断机1在晶棒R中切割出的切缝SG即将延伸至晶棒R的周面处的时候，切缝SG也不会在切缝SG与晶棒末端之间的远端部分的重力的作用下导致晶棒R的未切割完成处发生折断并由此导致崩边，因为吸盘210可以提供支承作用使该远端部分保持固定不动，或者说吸盘210可以对该远端部分提供相对于自身重力的反作用力，这样，只有切割线SG行进至晶棒R的周面处晶棒R才会被彻底切断，或者说只有切缝SG延伸至晶棒R的周面处晶棒R才会被彻底切断，因此，整个断裂面都能够形成为平整的平面，避免了需要进行重新切割，由此避免了造成时间成本和产能损失。

通常在晶棒截断机1中，需要将晶棒R相对于切割线20进行进给，或者说，参见图2，需要使晶棒R相对于切割线20向左侧移动，由此将晶棒R切割成多个节段。在这种情况下，需要避免吸附机构200的吸盘210是固定不动的，因为这样会导致比如晶棒R在被进给至需要进行切割的位置时吸盘210无法贴合外悬节段RS的端部RE，并由此导致无法充分地使上述的远端部分保持固定不动。对此，在本实用新型的优选实施例中，参见图3，吸附机构200还可以包括：

导轨220；

与导轨220相配合的滑块230；

驱动器240，驱动器240用于驱动滑块230沿着导轨220平移，比如在图3中虚线示出的位置与实线示出的位置之间往复移动；

其中，吸盘210设置成相对于滑块230保持固定，以便通过滑块230的平移贴合或远离外悬节段RS的端部RE，如在图3中示出的，当滑块230从虚线示出的位置平移至实线示出的位置时，吸盘210便会从远离外悬节段RS的端部RE的位置处移动至与外悬节段RS的端部RE贴合的位置处，而当滑块230从实线示出的位置平移至虚线示出的位置时，吸盘210便会从与外悬节段RS的端部RE贴合的位置处移动至远离外悬节段RS的端部RE的位置处。

这样，通过使吸盘210能够相对于外悬节段RS的端部RE进行移动，确保了吸盘210能够与外悬节段RS的端部RE进行良好的贴合，由此能够充分地使上述的远端部分保持固定不动，同时也能够避免因晶棒R的进给导致的与吸盘210的干涉。

对于上述的吸盘210相对于滑块230保持固定而言，在本实用新型的优选实施例中，仍然参见图3，吸附机构200还可以包括支架250，支架250固定在滑块230上并且用于安装吸盘210。

对于上述的用于安装吸盘210的支架250而言，在本实用新型的优选实施例中，参见图4，该支架250可以包括竖直支撑板251以及固定地设置在竖直支撑板251上的至少三个水平支撑杆252，其中图4中具体地示出了三个支撑杆252，吸盘210的锥面固定至所述至少三个水平支撑杆251的端部。

这样，实现了能够在多个位置处对吸盘210进行支撑，由此使得能够更为稳定、可靠地保持吸盘210固定不动。更具体地，吸盘210的锥面能够在周向上均匀分布的位置处被所述至少三个水平支撑杆251的端部固定。

在本实用新型的优选实施例中，驱动器240可以为伺服电机。

由于伺服电机的响应时间短，并且能够以更高的精度对速度、位置进行控制，因此能够实现对吸盘210更为精确的控制，使吸盘210贴合外悬节段RS的端部RE后及时制动。

在本实用新型的优选实施例中，吸盘210中与外悬节段RS的端部RE接触的表层可以由硅胶制成。

硅胶具有良好的韧性和耐老化性，并且十分适于外表粗糙的制品，因此即使外悬节段RS的端部RE的平滑性较差也能够实现非常可靠的吸附。

在本实用新型的优选实施例中，参见图5，吸附机构200还可以包括压力传感器260，压力传感器260用于感测吸盘210贴合外悬节段RS的端部RE时吸盘210与外悬节段RS的端部RE之间的压力。

这样，通过感测到的压力便可以判断吸盘210是否充分贴合外悬节段RS的端部RE，另外比如在如上所述的通过驱动器240使吸盘210朝向外悬节段RS的端部RE移动以实现贴合的情况下，当感测到的压力达到设定压力时，便可以由例如压力传感器260向驱动器240发送信号，以使驱动器240的驱动作用中止。

在本实用新型的优选实施例中，仍然参见图5，吸附机构200还可以包括真空源270，该真空源270用于当吸盘210贴合外悬节段RS的端部RE时在吸盘210与外悬节段RS的端部RE之间提供真空。

这样，外悬节段RS可以更可靠地被吸附在吸盘210上，避免了因吸附力不足而导致在切缝SG延伸至晶棒R的周面处之前就发生折断并由此导致崩边。

在本实用新型的优选实施例中，仍然参见图5，真空源270可以通过管道280连接至吸盘210，管道280上可以设置有用于使吸盘210与外悬节段RS的端部RE之间的真空保持或释放的阀门281。

这样，比如当吸盘210贴合外悬节段RS的端部RE时，可以对阀门281进行致动，以使吸盘210与外悬节段RS的端部RE之间的空气进行到真空源270中，而比如在切割完成后需要将前述的远端部分从吸盘210取下时，可以对阀门281进行致动，以使外界空气进入到吸盘210与外悬节段RS的端部RE之间，使吸盘210不再对外悬节段RS的端部RE产生吸附作用。

返回参见图1，本实用新型实施例还提供了一种晶棒截断机1，该晶棒截断机1可以包括根据本实用新型前述各实施例所述的支撑装置10。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种晶棒截断机的支撑装置，其特征在于，所述支撑装置包括：

承载机构，所述承载机构用于将晶棒承载成使得所述晶棒形成有相对于所述承载机构外悬的外悬节段；

吸附机构，所述吸附机构用于当所述晶棒截断机截断所述晶棒的切缝形成在所述外悬节段中时对所述外悬节段的端部进行吸附，

其中，所述外悬节段的端部呈锥状，所述吸附机构包括与所述外悬节段的端部相匹配的锥状的吸盘以贴合所述外悬节段的端部。

2.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述吸附机构还包括：

导轨；

与所述导轨相配合的滑块；

驱动器，所述驱动器用于驱动所述滑块沿着所述导轨平移，

其中，所述吸盘设置成相对于所述滑块保持固定，以便通过所述滑块的平移贴合或远离所述外悬节段的端部。

3.根据权利要求2所述的支撑装置，其特征在于，所述吸附机构还包括支架，所述支架固定在所述滑块上并且用于安装所述吸盘。

4.根据权利要求3所述的支撑装置，其特征在于，所述支架包括竖直支撑板以及固定地设置在所述竖直支撑板上的至少三个水平支撑杆，所述吸盘的锥面固定至所述至少三个水平支撑杆的端部。

5.根据权利要求2所述的支撑装置，其特征在于，所述驱动器为伺服电机。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的支撑装置，其特征在于，所述吸盘中与所述外悬节段的端部接触的表层由硅胶制成。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的支撑装置，其特征在于，所述吸附机构还包括压力传感器，所述压力传感器用于感测所述吸盘贴合所述外悬节段的端部时所述吸盘与所述外悬节段的端部之间的压力。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的支撑装置，其特征在于，所述吸附机构还包括真空源，所述真空源用于所述吸盘贴合所述外悬节段的端部时在所述吸盘与所述外悬节段的端部之间提供真空。

9.根据权利要求8所述的支撑装置，其特征在于，所述真空源通过管道连接至所述吸盘，所述管道上设置有用于使所述吸盘与所述外悬节段的端部之间的真空保持或释放的阀门。

10.一种晶棒截断机，其特征在于，所述晶棒截断机包括根据权利要求1至9中任一项所述的支撑装置。