阅读说明：本技术 一种可防热变形的半导体晶圆切割装置 (Semiconductor wafer cutting device capable of preventing thermal deformation ) 是由 张海朋 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可防热变形的半导体晶圆切割装置,包括机体,所述机体内设有向上和向右开口的送料腔,所述送料腔的前后壁间左右滑动设有滑块,所述滑块的顶面上设有可用于夹持硅锭的夹块,所述送料腔的下侧连通设有从动腔,所述从动腔内设有可控制所述滑块带动所述硅锭向左步进移动的步进机构,本发明可有效降低半导体制作原料晶圆在切割时所产生的发热变形问题,并且也能降低硅锭在移动送料切割过程中,由于长时间连续工作导致主轴位置偏移导致切割不准的问题,其中,步进机构能够通过旋转联动水平步进移动的传动方式,使硅锭在连续切割时能够稳定送料。(The invention discloses a semiconductor wafer cutting device capable of preventing thermal deformation, which comprises a machine body, wherein a feeding cavity with an upward opening and a rightward opening is arranged in the machine body, a slide block is arranged between the front wall and the rear wall of the feeding cavity in a left-right sliding manner, a clamping block used for clamping a silicon ingot is arranged on the top surface of the slide block, the lower side of the feeding cavity is communicated with a driven cavity, and a stepping mechanism capable of controlling the slide block to drive the silicon ingot to move leftwards in a stepping manner is arranged in the driven cavity, so that the problem of heating deformation generated during cutting of a raw material wafer for manufacturing a semiconductor can be effectively solved, and can also reduce the problem of inaccurate cutting caused by the main shaft position deviation caused by long-time continuous work in the moving, feeding and cutting processes of the silicon ingot, the stepping mechanism can stably feed the silicon ingot during continuous cutting through a transmission mode of rotating linkage horizontal stepping movement.)

一种可防热变形的半导体晶圆切割装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体为一种可防热变形的半导体晶圆切割装置。

背景技术

目前，随着科技水平的提高，半导体元件被使用的越来越广泛，半导体在制作过程中，其中一项工序为把硅锭通过切割的方式制作成硅晶圆，一般的硅晶圆切割装置，是通过电机螺杆传动送料的，这种送料方式会使硅锭的移动不够准确，导致每个晶圆的厚度不均匀，并且螺杆长时间连续工作容易发生发热扭曲变形，最终导致切割位置偏移，另外，切割片在连续切割时，容易发热，导致晶圆受热变形，但由于晶圆很薄，无法用直接喷冷却水的方式冷却，会导致晶圆在切割过程中被冲击变形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可防热变形的半导体晶圆切割装置，用于克服现有技术中的上述缺陷。

根据本发明的实施例的一种可防热变形的半导体晶圆切割装置，包括机体，所述机体内设有向上和向右开口的送料腔，所述送料腔的前后壁间左右滑动设有滑块，所述滑块的顶面上设有可用于夹持硅锭的夹块，所述送料腔的下侧连通设有从动腔，所述从动腔内设有可控制所述滑块带动所述硅锭向左步进移动的步进机构，所述滑块的右侧面固设有横板，所述横板内设有开口向上的限制腔，所述送料腔内设有可在切割状态时限制所述滑块左右晃动，并在所述滑块移动状态时打开的稳定机构，所述送料腔的左侧连通设有切割腔，所述切割腔内设有可用于切割的切割片，所述切割腔的左侧连通设有升降腔，所述升降腔的内壁上设有可带动所述切割片升降的升降块，所述升降腔的下侧开设有动力腔，所述动力腔内设有可控制所述升降块间歇性往返升降，来达到连续切割状态的动力机构，所述切割腔靠上侧位置设有两个左右对称，且能用来冷却所述切割片的海绵，所述切割腔的靠上侧位置左右两侧连通设有冷却水腔，是冷却水腔的上侧连通设有传动腔，所述传动腔内设有可控制所述海绵在所述切割片上升时抵接所述切割片，达到冷却效果的传动机构，所述传动机构与所述动力机构联动运转。

进一步的技术方案，所述步进机构包括固设在所述滑块底面上的步进块，所述步进块位于所述从动腔内，所述步进块的底面固设有第一齿牙，所述从动腔的后壁上转动设有两个左右对称的旋转轴，所述旋转轴的外周上固设有第一连杆，所述从动腔的后壁上铰接设有两个左右对称的第二连杆，所述第二连杆与所述第一连杆之间铰接设有三叉连杆，所述三叉连杆另一侧铰接设有旋转轴，两个所述旋转轴的顶面上固设有一个横条，所述横条的顶面上固设有第二齿牙，所述第二齿牙可与所述第一齿牙啮合。

进一步的技术方案，所述从动腔的后侧开设有蜗轮腔，所述旋转轴向后延伸部分均伸入所述蜗轮腔内，且其位于所述蜗轮腔内的外周上均固设有蜗轮，所述蜗轮腔的左壁固设有第一电机，所述第一电机的右侧面动力连接设有蜗杆，所述蜗杆的右侧面与所述蜗轮腔的右壁转动连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合。

进一步的技术方案，所述稳定机构包括限制块，所述横板向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有手拉块，所述横板内设有开口向上的限制腔，所述从动腔的上侧连通设有滑动腔，所述滑动腔与所述送料腔连通，所述限制块滑动设在所述滑动腔的右壁上，所述限制块向下滑动可***所述限制腔内，所述限制块向下延伸部分贯穿所述送料腔，并伸入所述从动腔内，且其位于所述横条上侧，所述第二齿牙可与所述限制块抵接，所述限制块的顶面固设有拉杆，所述拉杆向上延伸部分伸出外界，且其顶面固设有手握球，所述限制块顶面与所述滑动腔的顶壁之间固定安装有弹簧。

进一步的技术方案，所述升降块的内壁里固嵌有第二电机，所述第二电机的右侧面动力连接设有切割轴，所述切割片固设在所述切割轴的右侧面上，所述切割腔靠下位置向前开口设置，所述切割腔的底面上前后滑动设有接收箱，所述接收箱内设有开口向上的接收腔，所述接收腔与所述切割腔连通，所述接收腔内存有清水，所述接收箱的前侧面固设有手拉杆。

进一步的技术方案，所述动力机构包括固设在所述动力腔底壁上的第三电机，所述第三电机的顶面动力连接设有电机轴，所述电机轴的顶面固设有第一转盘，所述升降腔的上下壁之间转动设有第一螺杆，所述第一螺杆贯穿所述升降块，并与所述升降块螺纹连接，所述第一螺杆向下延伸部分伸入所述动力腔内，且其底面固设有第二轮盘，所述第二轮盘的底面与所述第一转盘的顶面铰接设有第三连杆，所述第二轮盘直径大于所述第一转盘的直径。

进一步的技术方案，所述传动机构包括滑动设在所述移动腔前后壁上的移动块，所述海绵向所述移动腔延伸部分伸入所述移动腔内，并与所述移动块固定连接，所述移动腔的下侧连通设有冷却水腔，所述冷却水腔内存有冷却水，所述海绵向下延伸部分伸入所述冷却水腔内，所述移动块的顶面固设有第四连杆，所述传动腔的底壁上转动设有第二螺杆，所述第二螺杆的外周上螺纹连接设有螺套，所述螺套与所述第四连杆之间铰接设有第五连杆。

进一步的技术方案，所述传动腔的上侧开设有皮带腔，所述皮带腔的底壁上转动设有竖轴，所述第二螺杆向上延伸部分伸入所述皮带腔内，所述第二螺杆与所述竖轴之间传动连接设有皮带传动装置，所述竖轴向下延伸部分伸入所述动力腔内，且其底面固设有第一齿轮，位于所述动力腔内的所述第一螺杆外周上固设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

进一步的技术方案，所述夹块分为上下两部分，位于上侧所述夹块固设有两个前后对称的卡扣，所述切割腔的前侧固设有玻璃窗。

本发明的有益效果是：本发明可有效降低半导体制作原料晶圆在切割时所产生的发热变形问题，并且也能降低硅锭在移动送料切割过程中，由于长时间连续工作导致主轴位置偏移导致切割不准的问题，其中，步进机构能够通过旋转联动水平步进移动的传动方式，使硅锭在连续切割时能够稳定送料，避免了使用螺杆传动移动送料的偏移缺陷，稳定机构能够在切割状态时限制硅锭左右晃动，让切割晶圆的厚度更加准确，动力机构和传动机构能够联动运转，且能使切割片在向下切割完成并向上移动时，能够得到海绵相互挤压的冷却效果，降低切割片表面温度，进而可降低晶圆在切割时产生的热变形。

附图说明

图1是本发明的内部整体结构示意图；

图2是本发明中夹块的左视图；

图3是本发明图1中A-A方向的局部结构示意图；

图4是本发明中蜗轮腔的内部结构示意图；

图5是本发明中玻璃窗和接收箱示意图。

具体实施方式

下面结合图1-5对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

参照图1-5，根据本发明的实施例的一种可防热变形的半导体晶圆切割装置，包括机体11，所述机体11内设有向上和向右开口的送料腔68，所述送料腔68的前后壁间左右滑动设有滑块47，所述滑块47的顶面上设有可用于夹持硅锭48的夹块49，所述送料腔68的下侧连通设有从动腔62，所述从动腔62内设有可控制所述滑块47带动所述硅锭48向左步进移动的步进机构101，所述滑块47的右侧面固设有横板41，所述横板41内设有开口向上的限制腔42，所述送料腔68内设有可在切割状态时限制所述滑块47左右晃动，并在所述滑块47移动状态时打开的稳定机构102，所述送料腔68的左侧连通设有切割腔27，所述切割腔27内设有可用于切割的切割片50，所述切割腔27的左侧连通设有升降腔18，所述升降腔18的内壁上设有可带动所述切割片50升降的升降块15，所述升降腔18的下侧开设有动力腔26，所述动力腔26内设有可控制所述升降块15间歇性往返升降，来达到连续切割状态的动力机构103，所述切割腔27靠上侧位置设有两个左右对称，且能用来冷却所述切割片50的海绵52，所述切割腔27的靠上侧位置左右两侧连通设有冷却水腔14，是冷却水腔14的上侧连通设有传动腔55，所述传动腔55内设有可控制所述海绵52在所述切割片50上升时抵接所述切割片50，达到冷却效果的传动机构104，所述传动机构104与所述动力机构103联动运转。

另外，在一个实施例中，所述步进机构101包括固设在所述滑块47底面上的步进块37，所述步进块37位于所述从动腔62内，所述步进块37的底面固设有第一齿牙38，所述从动腔62的后壁上转动设有两个左右对称的旋转轴36，所述旋转轴36的外周上固设有第一连杆32，所述从动腔62的后壁上铰接设有两个左右对称的第二连杆30，所述第二连杆30与所述第一连杆32之间铰接设有三叉连杆31，所述三叉连杆31另一侧铰接设有旋转轴36，两个所述旋转轴36的顶面上固设有一个横条33，所述横条33的顶面上固设有第二齿牙34，所述第二齿牙34可与所述第一齿牙38啮合，通过所述旋转轴36的旋转，可使所述第一连杆32带动所述三叉连杆31绕圆弧方向左右晃动，从而可使所述连接台35带动所述横条33绕圆弧方向左右晃动，当所述横条33沿圆弧方向向上移动时，所述第二齿牙34可与所述第一齿牙38啮合，进而可带动上所述滑块47向左移动，则可使所述夹块49向左移动。

另外，在一个实施例中，所述从动腔62的后侧开设有蜗轮腔69，所述旋转轴36向后延伸部分均伸入所述蜗轮腔69内，且其位于所述蜗轮腔69内的外周上均固设有蜗轮64，所述蜗轮腔69的左壁固设有第一电机63，所述第一电机63的右侧面动力连接设有蜗杆65，所述蜗杆65的右侧面与所述蜗轮腔69的右壁转动连接，所述蜗杆65与所述蜗轮64啮合，通过所述第一电机63的运转，可使所述蜗杆65带动所述旋转轴36转动。

另外，在一个实施例中，所述稳定机构102包括限制块39，所述横板41向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有手拉块40，所述横板41内设有开口向上的限制腔42，所述从动腔62的上侧连通设有滑动腔43，所述滑动腔43与所述送料腔68连通，所述限制块39滑动设在所述滑动腔43的右壁上，所述限制块39向下滑动可***所述限制腔42内，所述限制块39向下延伸部分贯穿所述送料腔68，并伸入所述从动腔62内，且其位于所述横条33上侧，所述第二齿牙34可与所述限制块39抵接，所述限制块39的顶面固设有拉杆45，所述拉杆45向上延伸部分伸出外界，且其顶面固设有手握球46，所述限制块39顶面与所述滑动腔43的顶壁之间固定安装有弹簧44，当所述横条33带动所述第二齿牙34向上移动时，所述第二齿牙34可抵接所述限制块39，并使所述限制块39向上移动，进而可使所述限制块39离开所述限制腔42，则可使所述滑块47能够正常向左移动，当所述滑块47需要向右移动时，手动向上拉动所述手握球46，使所述限制块39向上移动，并手动向右拉动所述手拉块40，则所述横板41可带动所述滑块47向右移动。

另外，在一个实施例中，所述升降块15的内壁里固嵌有第二电机16，所述第二电机16的右侧面动力连接设有切割轴51，所述切割片50固设在所述切割轴51的右侧面上，所述切割腔27靠下位置向前开口设置，所述切割腔27的底面上前后滑动设有接收箱28，所述接收箱28内设有开口向上的接收腔29，所述接收腔29与所述切割腔27连通，所述接收腔29内存有清水，所述接收箱28的前侧面固设有手拉杆67，通过所述第二电机16的运转，可使所述切割轴51带动所述切割片50转动，则可达到切割效果，通过所述接收腔29内的清水，可使切割掉落的产品能够受到缓冲作用，通过手动向前拉动所述手拉杆67，可使所述接收箱28向前滑动，进而可取出产品。

另外，在一个实施例中，所述动力机构103包括固设在所述动力腔26底壁上的第三电机25，所述第三电机25的顶面动力连接设有电机轴24，所述电机轴24的顶面固设有第一转盘23，所述升降腔18的上下壁之间转动设有第一螺杆17，所述第一螺杆17贯穿所述升降块15，并与所述升降块15螺纹连接，所述第一螺杆17向下延伸部分伸入所述动力腔26内，且其底面固设有第二轮盘21，所述第二轮盘21的底面与所述第一转盘23的顶面铰接设有第三连杆22，所述第二轮盘21直径大于所述第一转盘23的直径，通过所述第三电机25的运转，可使所述电机轴24带动所述第一转盘23转动，进而可使所述第二轮盘21带动所述第一螺杆17间歇性往返转动，则可使所述升降块15间歇性升降，继而可使所述切割片50能够连续切割所述硅锭48。

另外，在一个实施例中，所述传动机构104包括滑动设在所述移动腔13前后壁上的移动块53，所述海绵52向所述移动腔13延伸部分伸入所述移动腔13内，并与所述移动块53固定连接，所述移动腔13的下侧连通设有冷却水腔14，所述冷却水腔14内存有冷却水，所述海绵52向下延伸部分伸入所述冷却水腔14内，所述移动块53的顶面固设有第四连杆54，所述传动腔55的底壁上转动设有第二螺杆57，所述第二螺杆57的外周上螺纹连接设有螺套58，所述螺套58与所述第四连杆54之间铰接设有第五连杆56，通过所述第二螺杆57的间歇性正反转动，可使所述螺套58间歇性升降移动，进而可使所述第五连杆56带动所述第四连杆54间歇性往返左右移动，从而可使所述移动块53带动所述海绵52间歇性往返左右移动，则可使所述海绵52在所述切割片50上升时向所述切割片50移动并抵接，以及在所述切割片50下降时向所述移动腔13方向打开，通过所述冷却水腔14内的冷却水，可保证所述海绵52处于吸水状态。

另外，在一个实施例中，所述传动腔55的上侧开设有皮带腔60，所述皮带腔60的底壁上转动设有竖轴12，所述第二螺杆57向上延伸部分伸入所述皮带腔60内，所述第二螺杆57与所述竖轴12之间传动连接设有皮带传动装置59，所述竖轴12向下延伸部分伸入所述动力腔26内，且其底面固设有第一齿轮20，位于所述动力腔26内的所述第一螺杆17外周上固设有第二齿轮19，所述第二齿轮19与所述第一齿轮20啮合，通过所述第三电机25的运转，可使所述第一螺杆17带动所述竖轴12往返转动，进而可使所述皮带传动装置59传动来动所述第二螺杆57往返转动。

另外，在一个实施例中，所述夹块49分为上下两部分，位于上侧所述夹块49固设有两个前后对称的卡扣61，所述切割腔27的前侧固设有玻璃窗66，通过所述卡扣61，可使所述夹块49夹紧所述硅锭48，通过所述玻璃窗66可便于观测切割情况。

初始状态时，滑块47与送料腔68右壁抵接，切割片50处于上侧，两个海绵52抵接切割片50，接收箱28位于切割腔27下侧，并接收腔29内存有清水，横条33位于最下侧，第二齿牙34与第一齿牙38不接触，第二齿牙34与限制块39不接触，限制块39***限制腔42内。

当使用时，通过第一电机63的运转，可使蜗杆65带动旋转轴36转动，通过旋转轴36的旋转，可使第一连杆32带动三叉连杆31绕圆弧方向左右晃动，从而可使连接台35带动横条33绕圆弧方向左右晃动，当横条33沿圆弧方向向上移动时，第二齿牙34可与第一齿牙38啮合，进而可带动上滑块47向左移动，则可使夹块49向左移动，当横条33带动第二齿牙34向上移动时，第二齿牙34可抵接限制块39，并使限制块39向上移动，进而可使限制块39离开限制腔42，则可使滑块47能够正常向左移动，当滑块47需要向右移动时，手动向上拉动手握球46，使限制块39向上移动，并手动向右拉动手拉块40，则横板41可带动滑块47向右移动，通过第二电机16的运转，可使切割轴51带动切割片50转动，则可达到切割效果，通过接收腔29内的清水，可使切割掉落的产品能够受到缓冲作用，通过手动向前拉动手拉杆67，可使接收箱28向前滑动，进而可取出产品，通过第三电机25的运转，可使电机轴24带动第一转盘23转动，进而可使第二轮盘21带动第一螺杆17间歇性往返转动，则可使升降块15间歇性升降，继而可使切割片50能够连续切割硅锭48，通过第三电机25的运转，可使第一螺杆17带动竖轴12往返转动，进而可使皮带传动装置59传动来动第二螺杆57往返转动，通过第二螺杆57的间歇性正反转动，可使螺套58间歇性升降移动，进而可使第五连杆56带动第四连杆54间歇性往返左右移动，从而可使移动块53带动海绵52间歇性往返左右移动，则可使海绵52在切割片50上升时向切割片50移动并抵接，以及在切割片50下降时向移动腔13方向打开，通过冷却水腔14内的冷却水，可保证海绵52处于吸水状态。

本发明的有益效果是：本发明可有效降低半导体制作原料晶圆在切割时所产生的发热变形问题，并且也能降低硅锭在移动送料切割过程中，由于长时间连续工作导致主轴位置偏移导致切割不准的问题，其中，步进机构能够通过旋转联动水平步进移动的传动方式，使硅锭在连续切割时能够稳定送料，避免了使用螺杆传动移动送料的偏移缺陷，稳定机构能够在切割状态时限制硅锭左右晃动，让切割晶圆的厚度更加准确，动力机构和传动机构能够联动运转，且能使切割片在向下切割完成并向上移动时，能够得到海绵相互挤压的冷却效果，降低切割片表面温度，进而可降低晶圆在切割时产生的热变形。

本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。