金刚线切割晶棒的控制方法和控制系统
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及金刚线切割晶棒的控制方法和控制系统。
背景技术
传统的金刚线切割晶棒采用线网高速转动，晶棒Z轴向下进给的方式来实现切割，在切割过程中随着切割深度的加长，由于晶棒是沿治具板方向粘接，且垂直于线网，在切割过程中，金刚线与晶棒材料的接触面会由零呈现逐渐增大，到晶棒直径位置为最大，而后逐渐减小，直至完整切完晶棒。由于金刚线与晶棒接触面增大，切割阻力加大，金刚线产生的线弓也会随之增大，切割润滑及降温质量下降，从而在切割表面产生不同弧长的切割纹路，影响晶片表面质量。
发明内容
鉴于目前现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种切割质量较好的金刚线切割晶棒的控制方法和控制系统。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种金刚线切割晶棒的控制方法，所述金刚线设置于两大小相同等高设置的切割主辊之间，所述晶棒位于两切割主辊之间的中轴线上沿垂直于两切割主辊之间连线的方向进行切割，所述控制方法包括判断金刚线切割晶棒时的实际线弓是否满足回退条件，如果满足则将所述晶棒或所述金刚线后退第一距离然后继续切割，如果不满足则不做任何变动。
进一步，所述判断金刚线切割晶棒时的实际线弓是否满足回退条件包括：判断实际线弓高度、实际线弓夹角、实际切割距离或实际切割时长是否高于第一阀值，如果高于则满足，如果不高于则不满足。
进一步，所述实际线弓高度按下述公式一计算：
公式一：H = L * tan（θ），
其中，H为实际线弓高度，为水平基准线到实际线弓弧顶的直线距离，L为两切割主辊的圆心之间的距离的一半，θ为实际线弓夹角，为实际线弓与水平基准线的夹角，所述水平基准线与两切割主辊相切且平行于两切割主辊的圆心之间的连线。
进一步，所述实际线弓夹角、实际切割距离通过视觉拍照或投影成像方式测绘、自动计算获得。
进一步，所述控制方法还包括获取实际线弓弧顶位于晶棒直径的位置，所述实际线弓弧顶位于晶棒直径的位置不同，所述第一阀值的取值不同。
进一步，所述第一阀值根据晶棒的材料、尺寸、切割速度以及所需张力的不同进行不同的设置。
进一步，所述判断金刚线切割晶棒时的实际线弓是否满足回退条件，如果满足则将所述晶棒或所述金刚线后退第一距离然后继续切割，还包括，对张力进行设置。
进一步，所述晶棒粘接于治具板上，在切割过程中，所述治具板带动晶棒进行摆动和/或所述金刚线进行摆动。
一种金刚线切割晶棒的控制系统，所述控制系统包括：
金刚线，设置于两大小相同等高设置的切割主辊之间；
晶棒，位于两切割主辊之间的中轴线上沿垂直于两切割主辊之间连线的方向进行切割；
控制器，执行如前面所述的控制方法。
本发明所述金刚线切割晶棒的控制方法和控制系统，所述金刚线设置于两大小相同等高设置的切割主辊之间，所述晶棒位于两切割主辊之间的中轴线上沿垂直于两切割主辊之间连线的方向进行切割，所述控制方法包括判断金刚线切割晶棒时的实际线弓是否满足回退条件，如果满足则将所述晶棒或所述金刚线后退第一距离然后继续切割，如果不满足则不做任何变动。即只要满足回退条件，晶棒或金刚线就后退第一距离，只要满足回退条件，晶棒或金刚线就后退第一距离，如此反复，可以保证金刚线与晶棒的实际接触面总是在线弓弧顶附近左右的一段距离，较多的维持在小线弓切割的情形，如此具有较好的切割润滑及降温效果，从而获得较好的切割表面品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施方式一种金刚线切割晶棒的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对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。
本发明一实施方式一种金刚线切割晶棒的控制方法，所述金刚线设置于两大小相同等高设置的切割主辊之间，所述晶棒位于两切割主辊之间的中轴线上沿垂直于两切割主辊之间连线的方向进行切割，所述控制方法包括判断金刚线切割晶棒时的实际线弓是否满足回退条件，如果满足则将所述晶棒或所述金刚线后退第一距离然后继续切割，如果不满足则不做任何变动。
即只要满足回退条件，晶棒或金刚线就后退第一距离，只要满足回退条件，晶棒或金刚线就后退第一距离。如此反复，可以保证金刚线与晶棒的实际接触面总是在线弓弧顶附近左右的一段距离，较多的维持在小线弓切割的情形，如此具有较好的切割润滑及降温效果，从而获得较好的切割表面品质。其中，后退的第一距离可以根据实际情况和需要进行设置。
其中，所述判断金刚线切割晶棒时的实际线弓是否满足回退条件包括：判断实际线弓高度、实际线弓夹角、实际切割距离或实际切割时长是否高于第一阀值，如果高于则满足，如果不高于则不满足。即判断是否满足回退条件可以有多种方式，可以根据需要进行选择。当然，选择不同的判断方式，相应的第一阀值的取值也即不同。比如，实际线弓高度，一般保持在10毫米以内，切割品质较好，所以第一阀值可取值为10毫米。而实际线弓角度，则一般保持在30°以内比较好，所以第一阀值可取值为30°。实际切割距离，可考虑每切割2毫米就回退。实际切割时长，可考虑每切割2分钟就回退。其中，实际线弓高度可根据实际线弓夹角以及固定参数进行计算获得（具体可参见后面描述），实际线弓夹角、实际切割距离通过视觉拍照或投影成像方式测绘、自动计算获得，实际切割时长可通过直接计时获得。相对而言，通过实际线弓高度或实际线弓夹角进行判断，切割效率较高，只是需要的硬件设施和判断计算稍微复杂一点；通过实际切割距离或实际切割时长进行判断，则切割效率稍低一点，但切割效果更好，所需要的硬件设施和判断计算也稍微简单一点。
请参见图1所示，为本发明一实施方式一种金刚线切割晶棒的控制系统的结构示意图。所述控制系统包括：金刚线，设置于两大小相同等高设置的切割主辊之间；晶棒，位于两切割主辊之间的中轴线上沿垂直于两切割主辊之间连线的方向进行进给切割；控制器（未图示），执行前面所述的控制方法，即判断金刚线切割晶棒时的实际线弓是否满足回退条件，如果满足则将所述晶棒或所述金刚线后退第一距离然后继续切割，如果不满足则不做任何变动。
图1所示一具体实施例中，采用判断实际线弓高度是否高于第一阀值的方式。H为实际线弓高度，为水平基准线到实际线弓弧顶的直线距离，所述实际线弓高度按下述公式一计算：
公式一：H = L * tan（θ），
L为两切割主辊的圆心之间的距离的一半，θ为实际线弓夹角，为实际线弓与水平基准线的夹角，所述水平基准线与两切割主辊相切且平行于两切割主辊的圆心之间的连线。如前所述，所述实际线弓夹角通过视觉拍照或投影成像方式测绘、自动计算获得，而两切割主辊的圆心之间的距离是一个固定数值，所以实际线弓高度通过公式一即可计算出。
进一步，所述控制方法还包括获取实际线弓弧顶位于晶棒直径的位置，所述实际线弓弧顶位于晶棒直径的位置不同，所述第一阀值的取值不同。其中，所述实际线弓弧顶位于晶棒直径的位置，如同实际切割距离，通过视觉拍照或投影成像方式测绘、自动计算获得。在一具体实施例中，4寸蓝宝石晶棒在切割到直径最大处，即100毫米处，所述第一阈值可取值为15毫米；当切割到晶棒直径1/2，即50毫米处，所述第一阈值可取值为10毫米，如此可以进一步保证金刚线与晶棒的实际接触面总是在线弓弧顶附近左右较短的一段距离。总的来说，所述第一阀值可以根据晶棒的材料、尺寸、切割速度以及所需张力的不同进行不同的设置。
另外，所述判断金刚线切割晶棒时的实际线弓是否满足回退条件，如果满足则将所述晶棒或所述金刚线后退第一距离然后继续切割，还包括，对张力进行设置。如前述具体实施例，4寸蓝宝石晶棒在切割到直径最大处，即100毫米处，如果检测到实际线弓高度高于所述第一阈值15毫米，则将晶棒后退15毫米，同时还将张力设置为35N，然后继续切割。此时，金刚线将从上一次切割产生的弧顶开始，逐步向下切割，配合张力的设置，可以获得更好的切割品质。
另外，所述晶棒粘接于治具板上，在切割过程中，所述治具板带动晶棒进行摆动和/或所述金刚线进行摆动。如此，也能同时改变金刚线与晶棒的接触面，改善切割润滑及有效降温，提高产品的切割品质。
本发明所述金刚线切割晶棒的控制方法和控制系统，所述金刚线设置于两大小相同等高设置的切割主辊之间，所述晶棒位于两切割主辊之间的中轴线上沿垂直于两切割主辊之间连线的方向进行切割，所述控制方法包括判断金刚线切割晶棒时的实际线弓是否满足回退条件，如果满足则将所述晶棒或所述金刚线后退第一距离然后继续切割，如果不满足则不做任何变动。即只要满足回退条件，晶棒或金刚线就后退第一距离，只要满足回退条件，晶棒或金刚线就后退第一距离，如此反复，可以保证金刚线与晶棒的实际接触面总是在线弓弧顶附近左右的一段距离，较多的维持在小线弓切割的情形，如此具有较好的切割润滑及降温效果，从而获得较好的切割表面品质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
