晶圆切片设备及其加工工艺的制作方法

1.本发明涉及晶圆切片技术领域，具体为晶圆切片设备及其加工工艺。


背景技术：

2.晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，晶圆在切片机上进行切片后，形成很薄的圆片，由于晶圆在进行切片前呈圆柱体结构，而夹持设备仅仅对晶圆的一端外侧表面进行装夹，利用转动的刀具对晶圆进行切割操作，转动的刀具对晶圆进行切片时，易产生震动，导致晶圆切片的端部出现呈梯度的切面，从而导致晶圆尺寸出现误差，晶圆切片无法满足使用需求，所以这里设计了晶圆切片设备及其加工工艺，以便于解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供晶圆切片设备及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：晶圆切片设备，包括切割台和切割机构，切割机构包括靠板、基板、柱形结构的刀座和若干个切割刀片，基板垂直固定在切割台的上端左侧，靠板的底端固定设有两个倒立t型杆，基板上端开设有与倒立t型杆滑动插接的倒立t型槽，靠板与基板相对侧壁均开设有放置缺口，靠板与基板上下分布，组成能够夹持待切割晶圆的夹持件，将待切割晶圆一端置于靠板和基板的放置缺口内，随后将靠板的倒立t型杆沿着基板的倒立t型槽内部下滑，直至两个放置缺口将晶圆夹持住。
5.靠板上开设有两个弧形导向孔，且弧形导向孔内部固定设有弧形导向杆，弧形导向杆的外壁滑动套接有倒立l型杆，且弧形导向杆的外壁套接有能够实时下压倒立l型杆的第一弹簧，两个倒立l型杆的端部均转动设有两个压辊，基板的放置缺口内转动设有两个延伸至两个压辊下方的支撑辊，将晶圆的一端至于两个支撑辊和两个压辊之间，根据晶圆的直径大小来调整压辊的辊压位置，即将倒立l型杆沿着弧形导向杆外壁滑动，直至压辊能够辊压在晶圆的外壁上，利用第一弹簧的弹性确保压辊能够实时辊压在晶圆的外壁上。
6.靠板的左端固定设有t型杆，t型杆的外壁滑动套接有抽拉套筒，且t型杆的外壁套接有位于抽拉套筒内部的第二弹簧，抽拉套筒的端部下方固定设有电机，电机的动力轴连接有伞齿轮，其中一个压辊的端部开设有齿槽，伞齿轮与齿槽啮合，利用第二弹簧垫弹力能够将抽拉套筒沿着t型杆的外壁实时向靠近靠板的一端滑动，即将电机向靠近靠板的一端调整，确保伞齿轮靠近压辊的齿槽，使得伞齿轮与齿槽啮合，电机提供动力带动伞齿轮转动，转动的伞齿轮能够带动压辊转动，转动的压辊能够驱动被夹持的晶圆转动。
7.刀座一端转动插接在靠板右端面，且插接处设有扭簧，若干个切割刀片呈螺旋型结构设置在刀座的外壁，将刀座一端转动插接在靠板右端面，并将若干个切割刀片呈螺旋型结构设置在刀座的外壁，将最外侧一个切割刀片刀刃与被夹持的晶圆外壁接触，启动电机即可实现晶圆转动，利用扭簧的扭转势能能够将刀座带动切割刀片顺势转动，能够逐渐
切入晶圆。
8.在进一步的实施例中，柱形结构的刀座外壁开设有若干组安装孔，且每组安装孔均设有若干个，刀座的内部设有轴向分布的调节空腔，切割刀片的刀柄处固定设有插接块，插接块贯穿安装孔后延伸至调节空腔内，根据晶圆切片的厚度，设置相邻两个切割刀片之间的间隙，即可晶圆切片的厚度，将切割刀片的插接块贯穿对应位置的安装孔后延伸至调节空腔内，同时要确保安装的若干个切割刀片沿着刀座的外壁呈螺旋型结构分布，以便于满足对晶圆的顺序切片操作。
9.在进一步的实施例中，调节空腔内部靠近靠板的一端固定设有中空柱，中空柱的外壁固定设有若干个与每个安装孔正对的矩形块，插接块的端部开设有与矩形块插接的矩形槽，切割刀片的插接块贯穿对应位置的安装孔后延伸至调节空腔内以后，插接块端部的矩形槽能够插入矩形块外壁，这样即可确保切割刀片切割过程中，不会在安装孔内发生转动，避免切割刀片的刀刃与晶圆外壁错位，影响晶圆的有效切片操作。
10.在进一步的实施例中，插接块的侧壁开设有限位槽，中空柱端部滑动插接有抽拉杆，中空柱的外壁开设有若干个调节孔，抽拉杆的外壁固定设有能够滑动贯穿调节孔的l型限位块，抽拉杆沿着中空柱的内部轴向方向抽拉，能够带动l型限位块沿着调节孔内滑动，直至l型限位块端部插入插接块的限位槽内部，避免插接块的矩形槽与矩形块分离，从而避免切割刀片脱离安装孔，确保切割刀片的有效安装。
11.抽拉杆的端部滑动贯穿中空柱后固定连接有能够滑动贯穿刀座端部侧壁的t型拉杆，抽拉杆的外壁套接有位于中空柱和t型拉杆之间的第三弹簧，利用第三弹簧的弹力，将t型拉杆沿着刀座的轴向方向顶起滑动，即可将抽拉杆的l型限位块沿着调节孔内滑动，使得l型限位块端部插入插接块的限位槽内部。
12.在进一步的实施例中，基板的右端固定设有两个支撑杆，利用两个支撑杆配合两个支撑辊稳定支撑切割过程中的晶圆，提高切割稳定性。
13.其中一个支撑杆的外壁滑动套接有若干个套环，套环的外壁固定设有弧形支撑架，弧形支撑架的端部固定设有c型卡座，c型卡座与另一个支撑杆外壁卡接，弧形支撑架向上弯曲，利用向上弯曲的切割刀片有助于将晶圆向上托起，这样使得切割刀片切割过程中不会接触支撑杆，有助于切割刀片完全切割晶圆。
14.在进一步的实施例中，套接有套环的一个支撑杆内部内嵌有磁铁块，套环为铁质环。
15.在进一步的实施例中，切割台的上端开设有收集槽，且切割台的前端面开设有与收集槽连通的抽拉口，收集槽的开口处设有向下弯曲的过滤网。
16.在进一步的实施例中，收集槽内部滑动设有刮板，刮板的前端面两侧均固定设有连杆，两侧连杆的端部之间固定设有用于封堵抽拉口的封盖。
17.在进一步的实施例中，靠板的后端面底端固定设有安装板，且安装板通过螺纹孔转动插接有螺纹调节杆，基板的后端面上端固定设有对接板，且对接板上开设有与螺纹调节杆转动插接的螺纹匹配孔，当晶圆一端被夹持在两个夹持缺口内以后，徒手转动螺纹调节杆，使得螺纹调节杆的端部转动旋进对接板的螺纹匹配孔内，继续转动螺纹调节杆，直至螺纹调节杆无法转动给进为止，确保靠板与基板之间的间隙不发生变化，实现晶圆被稳定夹持，避免切割过程中发生震动。
18.优选的，基于上述晶圆切片设备的切片加工工艺，包括如下步骤：a1、将晶圆的一端置于两个支撑辊和两个压辊之间，根据晶圆的直径大小来调整压辊的辊压位置，即将倒立l型杆沿着弧形导向杆外壁滑动，直至压辊能够辊压在晶圆的外壁上，利用第一弹簧的弹性确保压辊能够实时辊压在晶圆的外壁上；a2、将刀座一端转动插接在靠板右端面，并将若干个切割刀片呈螺旋型结构设置在刀座的外壁，将最外侧一个切割刀片刀刃与被夹持的晶圆外壁接触，启动电机即可实现晶圆转动，利用扭簧的扭转势能能够将刀座带动切割刀片顺势转动，能够逐渐切入晶圆。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为晶圆切片设备及其加工工艺，改变传统采用转动的刀具对晶圆进行切割操作的切片方式，现采用切割刀片不转动，而通过两个压辊和两个支撑辊配合夹持不同直径大小的晶圆，同时电机带动伞齿轮转动，伞齿轮与压辊的齿槽啮合，转动的压辊能够带动被夹持的晶圆转动，将刀座一端转动插接在靠板右端面，并将若干个切割刀片呈螺旋型结构设置在刀座的外壁，将最外侧一个切割刀片刀刃与被夹持的晶圆外壁接触，启动电机即可实现晶圆转动，利用扭簧的扭转势能能够将刀座带动切割刀片顺势转动，能够逐渐切入晶圆，外侧一个切割刀片还未切割完成时，相邻一个切割刀片能够接触晶圆进行切割操作，借助扭簧扭转势能能够将晶圆依次被切片，直至扭簧的扭转势能耗尽为止，不会产生震动，改变现有技术中采用多组切割刀片同时对晶圆进行切割操作的方式，确保晶圆切片的端部不出现呈梯度的切面，提高晶圆切割尺寸精度，满足晶圆切片需求。
附图说明
20.图1为本发明主体结构示意图；图2为本发明的套环、弧形支撑架以及c型卡座结构示意图；图3为本发明的图1中a处结构放大图；图4为本发明的切割刀片结构局部剖视图；图5为本发明的柱形结构的刀座结构剖视图；图6为本发明的图5中b处结构放大图；图7为本发明的靠板结构剖视图；图8为本发明的刮板以及封盖结构示意图。
21.图中：1、切割台；2、封盖；21、连杆；22、刮板；3、切割机构；31、基板；32、靠板；33、倒立t型杆；34、t型杆；35、抽拉套筒；36、电机；37、伞齿轮；38、压辊；39、齿槽；310、弧形导向孔；311、倒立l型杆；312、支撑辊；313、刀座；314、切割刀片；315、t型拉杆；316、支撑杆；317、套环；318、弧形支撑架；319、c型卡座；320、安装孔；321、插接块；322、矩形槽；323、限位槽；324、抽拉杆；325、中空柱；326、第三弹簧；327、矩形块；328、l型限位块；329、弧形导向杆；330、安装板；331、螺纹调节杆。
具体实施方式
22.下面将结合本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的
范围。
23.实施例一请参阅图1、图7和图8，本实施例提供了晶圆切片设备及其加工工艺，包括切割台1和切割机构3，切割机构3包括靠板32、基板31、柱形结构的刀座313和若干个切割刀片314，基板31垂直固定在切割台1的上端左侧，靠板32的底端固定设有两个倒立t型杆33，基板31上端开设有与倒立t型杆33滑动插接的倒立t型槽，靠板32与基板31相对侧壁均开设有放置缺口，靠板32与基板31上下分布，组成能够夹持待切割晶圆的夹持件，将待切割晶圆一端置于靠板32和基板31的放置缺口内，随后将靠板32的倒立t型杆33沿着基板31的倒立t型槽内部下滑，直至两个放置缺口将晶圆夹持住。
24.另外，可在倒立t型杆33的外壁套接位于倒立t型槽内部的弹簧，利用弹簧的弹性，能够将倒立t型杆33沿着倒立t型槽内部实时下滑，有助于增强晶圆夹持的稳定性，避免靠板32与基板31之间随意相对调整位置。
25.当晶圆一端被夹持在基板31和靠板32之间以后，晶圆处于偏心状态，因此受到另一端重力影响会向上顶起靠板32，导致晶圆脱离两个夹持缺口，影响晶圆的有效切片操作，为了确保晶圆能够有效被切割，在靠板32的后端面底端固定设有安装板330，且安装板330通过螺纹孔转动插接有螺纹调节杆331，基板31的后端面上端固定设有对接板，且对接板上开设有与螺纹调节杆331转动插接的螺纹匹配孔，当晶圆一端被夹持在两个夹持缺口内以后，徒手转动螺纹调节杆331，使得螺纹调节杆331的端部转动旋进对接板的螺纹匹配孔内，继续转动螺纹调节杆331，直至螺纹调节杆331无法转动给进为止，确保靠板32与基板31之间的间隙不发生变化，实现晶圆被稳定夹持，避免切割过程中发生震动。
26.靠板32上开设有两个弧形导向孔310，且弧形导向孔310内部固定设有弧形导向杆329，弧形导向杆329的外壁滑动套接有倒立l型杆311，且弧形导向杆329的外壁套接有能够实时下压倒立l型杆311的第一弹簧，两个倒立l型杆311的端部均转动设有两个压辊38，基板31的放置缺口内转动设有两个延伸至两个压辊38下方的支撑辊312，将晶圆的一端置于两个支撑辊312和两个压辊38之间，根据晶圆的直径大小来调整压辊38的辊压位置，即将倒立l型杆311沿着弧形导向杆329外壁滑动，直至压辊38能够辊压在晶圆的外壁上，利用第一弹簧的弹性确保压辊38能够实时辊压在晶圆的外壁上。
27.靠板32的左端固定设有t型杆34，t型杆34的外壁滑动套接有抽拉套筒35，且t型杆34的外壁套接有位于抽拉套筒35内部的第二弹簧，抽拉套筒35的端部下方固定设有电机36，电机36的动力轴连接有伞齿轮37，其中一个压辊38的端部开设有齿槽39，伞齿轮37与齿槽39啮合，利用第二弹簧垫弹力能够将抽拉套筒35沿着t型杆34的外壁实时向靠近靠板32的一端滑动，即将电机36向靠近靠板32的一端调整，确保伞齿轮37靠近压辊38的齿槽39，使得伞齿轮37与齿槽39啮合，电机36提供动力带动伞齿轮37转动，转动的伞齿轮37能够带动压辊38转动，转动的压辊38能够驱动被夹持的晶圆转动。
28.刀座313一端转动插接在靠板32右端面，且插接处设有扭簧，若干个切割刀片314呈螺旋型结构设置在刀座313的外壁，将刀座313一端转动插接在靠板32右端面，并将若干个切割刀片314呈螺旋型结构设置在刀座313的外壁，将最外侧一个切割刀片314刀刃与被夹持的晶圆外壁接触，启动电机36即可实现晶圆转动，利用扭簧的扭转势能能够将刀座313带动切割刀片314顺势转动，能够逐渐切入晶圆。
29.外侧一个切割刀片314还未切割完成时，相邻一个切割刀片314能够接触晶圆进行切割操作，借助扭簧扭转势能能够将晶圆依次被切片，直至扭簧的扭转势能耗尽为止，改变传统采用转动的刀具对晶圆进行切割操作的切片方式，现采用切割刀片314不转动，不会产生震动，改变现有技术中采用多组切割刀片314同时对晶圆进行切割操作的方式，确保晶圆切片的端部不出现呈梯度的切面，提高晶圆切割尺寸精度，满足晶圆切片需求。
30.切割台1的上端开设有收集槽，且切割台1的前端面开设有与收集槽连通的抽拉口，收集槽的开口处设有向下弯曲的过滤网，切割过程中产生的碎屑透过过滤网掉入切割台1的收集槽内，而切下的晶圆切片掉落在过滤网上。
31.收集槽内部滑动设有刮板22，刮板22的前端面两侧均固定设有连杆21，两侧连杆21的端部之间固定设有用于封堵抽拉口的封盖2，向外抽拉封盖2，封盖2通过连杆21拉动着刮板22沿着收集槽内部底端面向外滑动，能够将碎屑向靠近抽拉口的一侧推动，最终通过抽拉口将收集在收集槽内的碎屑导出。
32.基于上述晶圆切片设备的切片加工工艺，包括如下步骤：a1、将晶圆的一端置于两个支撑辊312和两个压辊38之间，根据晶圆的直径大小来调整压辊38的辊压位置，即将倒立l型杆311沿着弧形导向杆329外壁滑动，直至压辊38能够辊压在晶圆的外壁上，利用第一弹簧的弹性确保压辊38能够实时辊压在晶圆的外壁上；a2、将刀座313一端转动插接在靠板32右端面，并将若干个切割刀片314呈螺旋型结构设置在刀座313的外壁，将最外侧一个切割刀片314刀刃与被夹持的晶圆外壁接触，启动电机36即可实现晶圆转动，利用扭簧的扭转势能能够将刀座313带动切割刀片314顺势转动，能够逐渐切入晶圆。
33.实施例二请参阅图1、图3、图4、图5和图6，在实施例一的基础上做了进一步改进：在柱形结构的刀座313外壁开设有若干组安装孔320，且每组安装孔320均设有若干个，刀座313的内部设有轴向分布的调节空腔，切割刀片314的刀柄处固定设有插接块321，插接块321贯穿安装孔320后延伸至调节空腔内，根据晶圆切片的厚度，设置相邻两个切割刀片314之间的间隙，即可晶圆切片的厚度，将切割刀片314的插接块321贯穿对应位置的安装孔320后延伸至调节空腔内，同时要确保安装的若干个切割刀片314沿着刀座313的外壁呈螺旋型结构分布，以便于满足对晶圆的顺序切片操作。
34.切割刀片314切割过程中，只有切割刀片314的刀刃能够正对晶圆才能实现有效切割，因此在调节空腔内部靠近靠板32的一端固定设有中空柱325，中空柱325的外壁固定设有若干个与每个安装孔320正对的矩形块327，插接块321的端部开设有与矩形块327插接的矩形槽322，切割刀片314的插接块321贯穿对应位置的安装孔320后延伸至调节空腔内以后，插接块321端部的矩形槽322能够插入矩形块327外壁，这样即可确保切割刀片314切割过程中，不会在安装孔320内发生转动，避免切割刀片314的刀刃与晶圆外壁错位，影响晶圆的有效切片操作。
35.插接块321的侧壁开设有限位槽323，中空柱325端部滑动插接有抽拉杆324，中空柱325的外壁开设有若干个调节孔，抽拉杆324的外壁固定设有能够滑动贯穿调节孔的l型限位块328，抽拉杆324沿着中空柱325的内部轴向方向抽拉，能够带动l型限位块328沿着调节孔内滑动，直至l型限位块328端部插入插接块321的限位槽323内部，避免插接块321的矩
形槽322与矩形块327分离，从而避免切割刀片314脱离安装孔320，确保切割刀片314的有效安装。
36.抽拉杆324的端部滑动贯穿中空柱325后固定连接有能够滑动贯穿刀座313端部侧壁的t型拉杆315，抽拉杆324的外壁套接有位于中空柱325和t型拉杆315之间的第三弹簧326，利用第三弹簧326的弹力，将t型拉杆315沿着刀座313的轴向方向顶起滑动，即可将抽拉杆324的l型限位块328沿着调节孔内滑动，使得l型限位块328端部插入插接块321的限位槽323内部。
37.实施例三请参阅图1-图2，在实施例二的基础上做了进一步改进：通过在基板31的右端固定设有两个支撑杆316，利用两个支撑杆316配合两个支撑辊312稳定支撑切割过程中的晶圆，提高切割稳定性。
38.两个支撑杆316虽然能够支撑晶圆远离夹持的一端，但是会影响切割刀片314彻底切断晶圆，为避免支撑杆316影响切割刀片314的有效切割操作，其中一个支撑杆316的外壁滑动套接有若干个套环317，套环317的外壁固定设有弧形支撑架318，弧形支撑架318的端部固定设有c型卡座319，c型卡座319与另一个支撑杆316外壁卡接，弧形支撑架318一端通过套环317套在其中一个支撑杆316外壁，另一端通过c型卡座319卡在另一个支撑杆316外壁，弧形支撑架318向上弯曲，利用向上弯曲的切割刀片314有助于将晶圆向上托起，这样使得切割刀片314切割过程中不会接触支撑杆316，有助于切割刀片314完全切割晶圆。
39.并且切割过程中，将套环317以及c型卡座319分别沿着两个支撑杆316滑动，确保弧形支撑架318与切割刀片314错位分布，不影响切割刀片314的有效切割操作。
40.套接有套环317的一个支撑杆316内部内嵌有磁铁块，套环317为铁质环，利用磁铁块实时吸附铁质环，避免套环317沿着支撑杆316外壁随意滑动，避免切割刀片314与弧形支撑架318正对分布，影响切割刀片314的有效切割操作。
41.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。