半导体设备 - 切片机,你知道多少?
失效分析 赵工 半导体工程师 2023-11-12 08:27 发表于北京
半导体设备对整个半导体行业起着重要的支撑作用。因半导*造工艺复杂,各个环节需要的设备也不同,从流程工序分类来看,半导体设备主要可分为晶圆制造设备(前道工序)、封装测试设备(后道工序)等。
本文是半导体设备专题栏目的第 2 篇文章,介绍单晶炉后第二个工序设备——切片机。
单晶炉拉出硅棒后,经硅棒切断、外园整形,便用切片机切成薄片,供后续工艺使用。切片机也用于玻璃、陶瓷、 大理石、花岗岩等硬脆材料的切割。
半导体行业使用的切片机按结构形式可分为立式切片机、卧式切片机,按刀片形式可分内圆切片机、外园切片机、多刀切片机、线切割机等如下图所示。
现以立式内圆切片机为例,介绍其工作原理和功能特点:
切片机的切割刀具的基片是不锈钢环形薄片,内口镀有金刚砂(如下图),当刀片高速旋转时,不断磨削硅棒,从而完成切割硅片。
切割中不断向刀口浇注冷却润滑液,以减少刀片磨损,延长刀片使用寿命。
切片机主要由以下几部分构成:
1.主轴
这是切片机的核心部件。用液体静压轴承支承,以保证主轴旋转的稳定性。主轴中心为较大空腔,以便方便取出切下的硅片。
2.刀环
采用液压装置使刀片张紧固定在刀环上。
3.单晶的定向和固定装置
一般采用激光进行单晶晶格方向的定位。单晶用树脂胶粘接在送料滑板上,滑板用两根导柱和燕尾导轨导向。单晶硅的送料进给由步进电机通过涡轮蜗杆和丝杆系统驱动。
4.切割进给装置
由油缸驱动工作台,从而使与工作台固联的刀环完成切割进给运动。
5.晶片的传送
切下的硅片通过一套机械手,自动取片,传送到收片盒里。
6.晶片的测量和分类
切片机会把切下的晶片进行片子厚度和平整度的自动测量,然后进行分类。
7.液压气动系统
切片中静压轴承和切割进给都采用了液压作为动力,取片采用了压缩空气,所以该机还配备了液压气动单元。
8.电控系统
设备的全部动作和数据采集处理都由电控系统进行指挥控制。
国外切片机主要生产厂家概况:
国内的主要生产厂家有上海无线电专用设备厂(上无专)和中电科第45研究所等。
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