CN216400146U - 一种用于切割单晶硅棒的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于切割单晶硅棒的装置，所述装置包括：切割线；驱动器，所述驱动器用于驱动所述单晶硅棒移动，使得所述切割线沿着所述单晶硅棒的切割面对所述单晶硅棒进行切割；控制器，所述控制器用于控制所述驱动器驱动所述单晶硅棒移动的速度，使得所述切割线在单位时间内对所述切割面中相同面积的部分进行切割。
Description
技术领域
本实用新型涉及硅片生产领域，尤其涉及一种用于切割单晶硅棒的装置。
背景技术
通过直拉法拉制出的单晶硅棒被切割之后便可以获得硅片，而目前通常采用多线切割工艺来切割单晶硅棒。在多线切割工艺中，处于同一平面中并且相互平行的多根切割线在粘附有浆状磨料的情况下沿着自身的延伸方向高速往复运动，同时硅棒以纵向轴线平行于所述多根切割线所处平面并且垂直于切割线的方式被驱动以产生相对于所述多根切割线的进给运动，由此硅棒在磨料的研磨作用下被切割成若干个薄片。
在上述多线切割工艺中，切割线与硅棒之间的摩擦、浆状磨料与切割线之间的摩擦以及浆状磨料与硅棒之间的摩擦都会导致在硅棒的被切割位置处产生大量的摩擦热量。
由于硅棒的横截面为圆形，因此在硅棒被切割的过程中，切割线与硅棒的接触长度会发生变化，比如在切割硅棒径向边缘处时接触长度较小，此时对硅棒的切割较为容易并且因摩擦热导致的硅棒温度的升高的幅度会较小，而在切割硅棒径向中心处时接触长度较大，此时对硅棒的切割较为困难并且因摩擦热导致的硅棒温度的升高的幅度会较大，或者说，在对硅棒进行切割的整个过程中硅棒的温度是存在差异的，而这会导致最终切割出的硅片产生翘曲。
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，该装置能够使整个切割过程中硅棒温度存在差异的状况得到改善，由此切割出翘曲状况得到改善的硅片。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型实施例提供了一种用于切割单晶硅棒的装置，所述装置包括：
切割线；
驱动器，所述驱动器用于驱动所述单晶硅棒移动，使得所述切割线沿着所述单晶硅棒的切割面对所述单晶硅棒进行切割；
控制器，所述控制器用于控制所述驱动器驱动所述单晶硅棒移动的速度，使得所述切割线在单位时间内对所述切割面中相同面积的部分进行切割。
本实用新型实施例提供了一种用于切割单晶硅棒的装置，由于在单位时间内对切割面中相同面积的部分进行切割，因此，在整个切割过程中单位时间内因摩擦产生的热量相同，从而缓减了单晶硅棒的温度变化，使得切割后形成的截断面的平坦性更好，或者说截断面的数量为多个而单晶硅棒被切割成硅片的情况下能够使得硅片的翘曲得到改善。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于切割单晶硅棒的装置的示意图；
图2为将根据本发明的切割面分成面积相同的不同部分的示意图；
图3为根据本发明另外的实施例的用于切割单晶硅棒的装置的示意图；
图4为根据本发明另外的实施例的用于切割单晶硅棒的装置的示意图。
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。
考虑到比如在对硅棒进行切割的过程中在切割至硅棒横截面的直径位置处时，停止对硅棒进行驱动使得硅棒不再产生相对于所述多根切割线的进给运动，则切割线与硅棒之间以及浆状磨料与切割线之间以及浆状磨料与硅棒之间便不再会产生摩擦，由此也不再会产生摩擦热量，这样，本来在切割至该位置处时会发生的硅棒具有较高温度的状况便能够得到改善。由此可以考虑到在切割至硅棒横截面的直径位置处时减小单晶硅棒的进给速度以在单位时间内产生较少的热量。进一步考虑到，在对硅棒的切割过程中，因摩擦产生的热量应当与对硅棒的去除量是成正比的，而切缝的宽度大致等于切割线的直径或者说并不发生变化，因此，因摩擦产生的热量事实上与硅棒已被切割出的面积成正比。由此可知，只要单位时间内切割出的面积相同，则单位时间内产生的热量相同，在假设单位时间内硅棒散失的热量保持不变的情况下，硅棒的温度便是保持恒定的。
基于此，参见图1，本发明实施例提供了一种用于切割单晶硅棒SR的装置1，所述装置1可以包括：
切割线10；
驱动器20，所述驱动器20用于驱动所述单晶硅棒SR例如沿着图1中示出的空心箭头的方向移动，使得所述切割线10沿着所述单晶硅棒SR的切割面10F对所述单晶硅棒SR进行切割；
控制器30，所述控制器用于控制所述驱动器20驱动所述单晶硅棒SR移动的速度，使得所述切割线10在单位时间内对所述切割面10F中相同面积的部分进行切割。
具体地，如在图2中示出的，上述的切割面10F被示例性地分成了8个部分，这8个部分具有相同的面积并且在相同的时间内通过图1中示出的单晶硅棒SR也即是切割面10F沿着空心箭头的方向移动被切割线10切割出。更具体地，从图2中可以看出，当切割线10对单晶硅棒SR也即是切割面10F中的径向边缘部分进行切割时，切割面10F移动速度较快，随着切割线对切割面10F中的更靠近径向中心部分的部分进行切割，切割面10F的移动速度逐渐减慢，而当切割线10对切割面10F的径向中心部分进行切割时，切割面10F的移动速度最慢。
这样，由于在单位时间内对切割面10F中相同面积的部分进行切割，因此，在整个切割过程中单位时间内因摩擦产生的热量相同，从而缓减了单晶硅棒SR的温度变化，使得切割后形成的截断面的平坦性更好，或者说截断面的数量为多个而单晶硅棒SR被切割成硅片的情况下能够使得硅片的翘曲得到改善。
可以理解的是，假设在切割线10在对切割面10F的各个部分进行切割时单晶硅棒SR的移动速度是相同的，将切割面10F按照图2中示出的方式分成越多个面积相同的部分，则越能够及时对单晶硅棒SR的移动速度做出调整，从而越能够在整个切割过程中使摩擦产生的热量的变化幅度减小。因此，在本发明的优选实施例中，所述单位时间可以不大于所述切割线10将所述单晶硅棒SR切断的总时间的十分之一，或者说可以将切割面10F按照图2中示出的方式分成不少于10个面积相同的部分，从而将摩擦产生的热量的变化幅度限制在一定范围内。
为了在单晶硅棒SR的单次移动过程中将单晶硅棒SR切割成若干薄片以得到硅片，参见图3，所述切割线10可以包括多个切割线股10T以在所述单晶硅棒SR的相应的多个位置处进行切割。
仍然参见图3，所述多个切割线股10T可以处于同一平面中并且可以相互平行。在所述多个切割线股10T处于同一平面中的情况下，可以使单晶硅棒SR以最短的移动距离被切断，在所述多个切割线股10T相互平行的情况下，可以使切割出的硅片具有均匀的厚度。
如图3中示出的所述多个切割线股10T可以沿着自身的延伸方向往复运动，如在图3中通过黑色箭头示意性地示出的，由此有利于对单晶硅棒SR的切割。
仍然参见图3，在所述单晶硅棒SR被驱动的过程中，所述单晶硅棒SR的纵向轴线X可以平行于所述多个切割线股10T所处平面并且可以垂直于所述多个切割线股10T。在单晶硅棒SR的纵向轴线X平行于所述多个切割线股10T所处平面的情况下，可以使单晶硅棒SR以最短的移动距离被切断，在单晶硅棒SR的纵向轴线X垂直于所述多个切割线股10T的情况下，可以切割出具有圆形表面的硅片。
在所述多个切割线股10T往复运动的情况下，仍然参见图3，所述装置1还可以包括用于为所述多个切割线股10T供应如在图3中通过黑色小圆点示意性地示出的浆状磨料的供应器40。这样可以通过切割线股10T的往复运动使浆状磨料对单晶硅棒SR产生研磨作用，并通过研磨作用对单晶硅棒SR进行材料去除以实现切割。
优选地，如图3所示，所述供应器40的数量可以为两个并且两个所述供应器40可以设置在所述单晶硅棒SR的不同侧。
对于使所述多个切割线股10T实现往复运动而言，参见图4，所述多个切割线股10T可以缠绕在对置的驱动轮50上并且通过所述驱动轮50的转动产生所述往复运动。
仍然参见图4，所述装置1还包括用于夹持所述单晶硅棒SR的夹具60，并且所述驱动器20通过驱动所述夹具60使所述单晶硅棒SR移动。
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)
1.一种用于切割单晶硅棒的装置，其特征在于，所述装置包括：
切割线；
驱动器，所述驱动器用于驱动所述单晶硅棒移动，使得所述切割线沿着所述单晶硅棒的切割面对所述单晶硅棒进行切割；
控制器，所述控制器用于控制所述驱动器驱动所述单晶硅棒移动的速度，使得所述切割线在单位时间内对所述切割面中相同面积的部分进行切割。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述单位时间不大于所述切割线将所述单晶硅棒切断的总时间的十分之一。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述切割线包括多个切割线股以在所述单晶硅棒的相应的多个位置处进行切割。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个切割线股处于同一平面中并且相互平行。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述多个切割线股沿着自身的延伸方向往复运动。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述单晶硅棒被驱动的过程中，所述单晶硅棒的纵向轴线平行于所述多个切割线股所处平面并且垂直于所述多个切割线股。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于为所述多个切割线股供应浆状磨料的供应器。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述多个切割线股缠绕在对置的驱动轮上并且通过所述驱动轮的转动产生所述往复运动。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述供应器的数量为两个并且两个所述供应器设置在所述单晶硅棒的不同侧。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于夹持所述单晶硅棒的夹具，并且所述驱动器通过驱动所述夹具使所述单晶硅棒移动。
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| CN202123091731.6U CN216400146U (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 一种用于切割单晶硅棒的装置 |
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| CN (1) | CN216400146U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115990955A (zh) * | 2022-12-24 | 2023-04-21 | 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 | 用于线切割硅棒的装置、设备、硅片及其制造方法 |
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2021
- 2021-12-09 CN CN202123091731.6U patent/CN216400146U/zh active Active
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