专利名称：用于减少硅单晶棒截断崩边的工具的制作方法
专利说明
一.技术领域本实用新型涉及一种半导体棒加工时所用的工具，更具体地说是加工硅单晶棒截断时，特别是大直径硅单晶棒截断时减少其崩边的工具。
二.
背景技术：
半导体硅单晶体的大部分用切克劳斯基(Zochralski)法制造。在这种方法中，将多晶硅装进石英坩埚内，加热熔化。然后，将熔硅略做降温，给予一定的过冷度，把一支特定晶向的硅单晶体(称作籽晶)与熔体硅接触，通过调整熔体的温度和籽晶向上的提升速度，使籽晶体长大至近目标直径时，提高提升速度，使单晶体近恒直径生长。在硅晶体生长过程的尾期，此时埚内的硅熔体尚未完全消失，通过增加硅晶体的提升速度和调整向坩埚的供热量，将硅晶体直径渐渐减小，而形成一个尾形锥体，当锥体的尖足够小时，晶体就会与熔体脱离，从而完成晶体的生长过程。
硅单晶棒在生长出来以后，其硅单晶棒包括头部、尾部在内的圆柱体(见图1，头部A，尾部B，圆柱体C)，要在金刚石刀具的机器上(目前常用的机器有内圆切断机，外圆切断机，带锯和线锯)，被截断成数段(见图2，头部A，中段1、2、3，尾部B)，并按照规范的要求进行取样，进行电学和结构性能测试合格后，才进行下面工序的加工。在硅单晶体截断时，硅单晶体的一端悬空，在将近截断结束的时候，由于重力的作用在硅单晶体截断面边缘上造成崩边等切断损失(见图3)。以前，对于小直径的硅单晶体(直径小于100毫米)，采用在硅单晶棒体的悬空端加垫片的方法，例如加橡胶垫片，以减少重力的拉裂作用，减少崩边的损失。现在随着硅单晶棒直径的加大，如仍采用加垫片的方法，由于垫片软，在重力的作用下有向下沉的现象，已不能很好地控制崩边的发生。为此需要研制出一种工具，用于控制硅单晶棒截断时崩边的发生，尤其是控制大直径硅单晶棒截断时崩边的发生。
对于被截断单晶的要求主要有(1)切口断面尽可能少的崩边，用截断面崩裂长度来衡量；(2)切口断面尽可能平直，用截断面的斜度表示；截断面的斜度可以通过控制硅单晶棒体与带锯的垂直度来控制，硅单晶体与带锯的垂直度用“V”型槽来控制。因此要控制硅单晶棒截断的崩边损失就要考虑控制硅单晶棒与带锯的垂直度和硅单晶棒悬空端受重力的状态。
三.
发明内容
本实用新型的目的就在于研制出减少硅单晶棒被截断时发生崩边的一种工具，尤其是减少大直径硅单晶被截断时发生崩边的工具。
本实用新型的一种用于减少硅单晶棒截断崩边的工具，它包含垫槽、二个夹紧块和一个直杆，直杆依次穿过二个夹紧块的中间孔，所说的垫槽为两边带有凹槽的垫槽，使二个夹紧块可在两边带有凹槽的垫槽内及直杆上移动，二个夹紧块的底面与两边带有凹槽的垫槽相互接触。
在使用时根据硅单晶棒直径的大小，调节二个夹紧块到一个适宜的距离，将硅单晶棒的悬空端放在二个夹紧块上，在单晶硅棒被截断时，减轻或消除了重力的拉裂作用，减少或消除硅单晶棒被截断时崩边的发生。
由于二个夹紧块均可以在直杆上移动，在硅单晶棒直径较大时，在重力的作用下，可使两个夹紧块向两边滑动，使硅单晶棒被截断时，落到直杆上，而发生崩边损失。为了克服这一缺点，使直杆为一个螺杆，在螺杆的一端安装一个转动钮与螺杆固定连接，所说的夹紧块的中间孔为与螺杆配合的螺孔，在螺杆的另一端安装有一个螺母。二个夹紧块依次位于转动钮(9)与螺母(8)之间。在使用时根据硅单晶棒直径的大小，调节二个夹紧块之间到一个适宜的距离夹紧硅单晶棒，用转动钮和螺母将二个夹紧块的位置固定，避免二个夹紧块向两边的滑动。
两边带有凹槽的垫槽可以由不锈钢、钢、聚四氟乙烯制作，带有中间孔的夹紧块和螺杆可以用不锈钢、聚四氟乙烯、聚乙烯制成。夹紧块更可以粘接上橡胶聚乙烯中的一种材料为好，转动钮、螺母亦可以用不锈钢、聚四氟乙烯、钢、聚乙烯等材料制作。
所说的带有中间孔或螺孔的夹紧块为长方体、上部四个侧面为梯形的棱台，下部为长方体所形成的多面体、上部为半圆柱体，下部为长方体，半圆柱体长方形底面与长方体上底面相连接的多面体其中的一种。带有中间孔或中间螺孔的夹紧块的下端的左右边上带有飞边，飞边嵌入两边带有凹槽的垫槽的两边的凹槽中。
本实用新型的用于减少硅单晶棒截断崩边的工具的优点在于，其结构简单、使用方便、减少或避免硅单晶棒被截断时发生崩边损失，尤其是减少或避免了大直径硅单晶棒被截断时发生崩边的损失。
四.
图1硅单晶棒的示意图图中，A为头部，B为尾部，C为圆柱体。
图2硅单晶棒截断的示意图图中，A为头部，1、2、3均为中段，B为尾部。
图3硅单晶棒截断崩边的示意图图中，4为崩边。
图4用于硅单晶棒截断崩边工具的立体示意图图中，5为两边带凹槽的垫槽，6为带有中间螺孔的夹紧块，7为螺杆，8为螺母，9为转动钮，10为两边带凹槽的垫槽的凹槽。
五.具体实施方式
以下非限定性实施例对本实用新型作进一步说明，会有助于对本实用新型的一种减少或避免硅单晶棒截断崩边工具的优点更好的理解。下述实施例不限定本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由权利要求来决定。
实施例1本实施例的用于减少硅单晶棒被截断时崩边的工具，它包含有垫槽、二个夹紧块6和一个直杆，直杆依次穿过二个夹紧块6的中间孔，所说的垫槽为两边带有凹槽10的垫槽5，二个夹紧块6可在两边带有凹槽10的垫槽5内及直杆上移动。二个夹紧块6的底面与两边带有凹槽10的垫槽5相互接触。将上述的直杆制成为螺杆7。在螺杆7的一端安装一个转动钮9，转动钮9与螺杆7固定连接(例如螺接或在制作时使转动钮与螺杆连成一体)，夹紧槽6的中间孔为与螺杆7配合的螺孔，在螺杆7的另一端安装一个螺母8，使二个夹紧块6依次在转动钮9与螺母8之间。在使用时根据硅单晶棒的直径大小，调节两个夹紧块6之间至一个适宜的距离，夹紧硅单晶棒，用转动钮9和螺母8，将二个夹紧块6的位置固定，避免二个夹紧块6向两边滑动。两边带有凹槽的垫槽5，螺杆7用不锈钢制成。中间带有螺孔的二个夹紧块6是上部为四个侧面为梯形的棱台，下部为长方体的形成的多面体，见图4。带有中间螺孔的夹紧块6的下端左右边上带有飞边，飞边嵌入两边带有凹槽的垫槽5的两边的凹槽10中。中间带有螺孔的二个夹紧块6用聚四氟乙烯制成。
权利要求1.一种用于减少硅单晶棒截断崩边的工具，其特征是，它包含垫槽，二个夹紧块(6)和一个直杆，直杆依次穿过二个夹紧块(6)的中间孔，所说的垫槽为两边带有凹槽的垫槽(5)，使二个夹紧块(6)可在两边带有凹槽的垫槽(6)内及直杆上移动，二个夹紧块(6)的底面与两边带有凹槽的垫槽相互接触。
2.根据权利要求1的一种用于减少硅单晶棒截断崩边的工具，其特征是，所说的直杆为一个螺杆(7)，在螺杆(7)的一端安装一个转动钮(9)，转动钮(9)与螺杆(7)固定连接，所说的夹紧块(6)的中间孔为与螺杆(7)配合的螺孔，在螺杆(7)的另一端安装有一个螺母(8)，二个夹紧块(6)依次位于转动钮(9)与螺母(8)之间。
3.根据权利要求1的一种用于减少硅单晶棒截断崩边的工具，其特征是，所说的带有中间孔的夹紧块(6)为长方体、上部四个侧面为梯形的棱台，下部为长方体所形成的多面体、上部为半圆柱体，下部为长方体，半圆柱体的长方形底面与长方体上底面相连接的多面体，其中之一的多面体。
4.根据权利要求2的一种用于减少硅单晶棒截断崩边的工具，其特征是，所说的带有中间螺孔的夹紧块(6)为长方体，上部四个侧面为梯形的棱台，下部为长方体所形成的多面体、上部为半圆柱体，下部为长方体，半圆柱体的长方形底面与长方体上底面相连接的多面体其中之一的多面体。
5.根据权利要求1、3、4其中之一的一种用于减少硅单晶棒截断崩边的工具，其特征是，带有中间孔或中间螺孔的夹紧块(6)的下端的左右边上带有飞边，飞边嵌入两边带有凹槽的垫槽(5)的两边的凹槽(10)中。
专利摘要本实用新型涉及一种加工半导体硅单晶棒截断时，特别是大直径硅单晶棒截断时减少其崩边的工具，用于硅单晶棒的截断。它包含垫槽、二个夹紧块和一个直杆、直杆依次穿过二个夹紧块的中间孔，所说的垫槽为两边带有凹槽的垫槽，使二个夹紧块可在两边带有凹槽的垫槽内及直杆上移动。二个夹紧块的底面与两边带有凹槽的垫槽相互接触。该工具的优点是结构简单，使用方便，减少或避免硅单晶棒被截断时发生崩边的损失，尤其是减少或避免大直径硅单晶棒被截断时发生崩边的损失。
文档编号C30B15/00GK2663437SQ20032010321
公开日2004年12月15日 申请日期2003年11月11日 优先权日2003年11月11日
发明者王学锋, 吴志强, 戴小林, 周旗钢, 张果虎, 万关良, 王敬, 杨卫国 申请人:北京有色金属研究总院, 有研半导体材料股份有限公司