一种半导体硅晶棒切片加工设备及其硅粉回收方法与流程

1.本发明属于半导体加工技术领域，具体的说是一种半导体硅晶棒切片加工设备及其硅粉回收方法。


背景技术：

2.半导体通过控制电流来管理数据，形成各种文字、数字、声音、图象和色彩,它们被广泛用于集成电路中，制作成芯片运用于日常生活中的各种电子产品内，而半导体中硅又是其中的佼佼者，在商业应用上最具有影响力，在制成芯片前硅晶棒需要切割成硅晶片，然后在晶圆片上刻蚀出数以百万计的晶体管。
3.目前市场上对硅晶棒切片加工都是运用金刚线切割的，金刚线切割时通过用冷却液冲洗切片切缝，进而将切割时产生的硅粉带走，同时对金刚线和硅晶棒进行降温冷却，但是在金刚线切割过程中会产生大量硅粉，随着切割的进行，冷却液中的微粉含量会越来越高，当微粉量足够大时，便会粘附在硅片表面，而且金刚线切割产生的硅粉的粒型和粒径导致其更容易吸附在硅片表面，使其难以清洗干净，进而影响硅晶片表面质量。


技术实现要素：

4.为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种半导体硅晶棒切片加工设备及其硅粉回收方法。本发明主要用于解决现有技术中金刚线切割产生的硅粉进入冷却液中，随着切割的进行，冷却液中的微粉含量会越来越高，在冷却液循环的过程中当微粉量足够大时，便会粘附在硅片表面造成硅晶片表面质量下降的问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供了一种半导体硅晶棒切片加工设备，包括床身、运丝机构、工作台、丝架和冷却液循环部件；所述床身的上方设置有工作台、运丝机构和丝架；所述丝架位于所述工作台与所述运丝机构之间；所述工作台、所述运丝机构和所述丝架均固定连接在所述床身上；所述床身的内部设置有所述冷却液循环部件；
6.所述冷却液循环部件包括冷却液箱、泵、齿圈、底盘、电机、一号齿轮、支撑架、抽液环和抽液接头；所述底盘固定连接在所述床身的内壁上；所述底盘上转动连接有所述冷却液箱；所述冷却液箱的侧壁上固定连接有所述齿圈；所述齿圈外啮合所述一号齿轮；所述一号齿轮固定连接在所述电机上；所述电机的安装座固定连接在所述底盘上；所述冷却液箱上方设置所述支撑架；所述支撑架固定连接在所述冷却液箱上；所述支撑架上固定连接所述抽液环；所述抽液环上对应所述冷却液室设置抽液腔；所述抽液腔与所述冷却液室之间通过水管连通；所述抽液环上设置有抽液接头；所述抽液接头与所述抽液环滑动连接；所述抽液接头固定连接在所述床身的内壁上；所述抽液接头与所述泵的进液口端通过所述水管连通；所述泵固定连接在所述底盘上；所述泵的出液口端与冷却喷嘴之间通过所述水管连通；所述冷却液箱的内部沿圆周方向均匀间隔设置隔挡件且所述隔挡件将所述冷却液箱内部分隔形成相互独立的冷却液室；其中一个冷却液室的上方设置有回流管；所述回流管一
端固定连接在所述床身上，所述回流管所在的位置为回液位；所述抽液接头所在的位置为抽液位；所述抽液位与所述回液位相邻；所述冷却液室从抽液位向回液位转动。
7.工作时，将待切片的硅晶棒通过安装板固定在工作台上，随后控制器控制工作台和丝架运动并完成对刀，然后控制器控制冷却液循环部件和运丝机构工作，随后控制丝架对硅晶棒进行切片，从抽液位上的冷却液室内抽取冷却液通入切片的切缝处，进而冷却液对切割过程中产生的硅粉进行带走，同时对切割中的金刚石线以及硅晶棒进行降温冷却，随后含有硅粉的冷却液通过回流管回流进入回液位的冷却液室内(回液位上的冷却液室在切片之间始终不盛冷却液)，待硅晶棒的一次切片切割(从硅晶棒上切下一片硅片)完成后，泵停止抽取冷却液，控制器控制丝架退刀，退刀结束后工作台沿硅晶棒轴线方向进给，在丝架退刀和工作台移动完成的过程中，待一次切片切割完成所用的冷却液完全流入冷却液室后，随后控制器控制电机运动，进而带动一号齿轮转动，进而通过一号齿轮带动齿圈转动，进而带动冷却液箱转动，进而带动冷却液室转动，进而冷却液室从抽液位旋转至相邻的回液位，进而与旋转到回液位上的冷却液室相邻的盛有冷却液的冷却液室旋转至抽液位，同时抽液接头和抽液位上与冷却液室连接的水管连通，回流管位于回液位上的冷却液室连通，若将冷却液箱设置为一个整腔，进而含有硅粉的冷却液从回流管回流至冷却液箱的过程中会造成冷却液箱内冷却液出现拨动，进而影响冷却液的沉淀，同时无法保证泵从冷却液箱内抽取的冷却液是经过沉淀后的，进而无法控制被抽取的冷却液中硅粉的含量，因此通过隔挡件将冷却液箱沿圆周方向均分为若干个相互独立的冷却液室，进而将一次切片切割生产含有硅粉的冷却液与泵所抽取的冷却液分放在不同的冷却液室内，进而实现对一次切片切割产生含有硅粉的冷却液与所抽取的冷却液进行隔离，进而避免含有硅粉的冷却液流入冷却液箱内时对箱内的冷却液产生扰动，进而避免影响冷却液内的硅粉的沉淀，进而保证抽取的冷却液都是经过沉淀以后的，进而减少了被抽取的冷却液中硅粉的含量，过程中保证水管管口抽取冷却液时管口出的水流不扰动沉淀后的硅粉(水管抽取口距离沉淀物留有距离，使得抽取时不会扰动沉淀物)，进而避免因冷却液中含有的硅粉越来越多而粘附在硅片表面，进而造成硅片表面被污染，进而提高了硅片切割后硅片表面质量；因为冷却液箱被分隔为若干个冷却液室，进而当冷却液室再次循环到抽液位时该冷却室时依次经过其余的冷却液室的位置，进而增加了冷却液室对冷却液中硅粉的沉淀的时间，进而减少了沉淀后上清液中硅粉的含量，进而减少了抽取冷却液时冷却液中硅粉的含量，进而避免了冷却液中因硅粉含量高而造成硅片表面被污染，进而提高了硅片切割后硅片表面质量。
8.优选的，所述切片加工设备还包括过滤部件；所述过滤部件将所述冷却液室分隔形成过滤室和沉淀室。
9.工作时，通过设置的过滤部件将冷却室分隔形成过滤室和沉淀室，进而对切片时回流管回流的含有硅粉的冷却液进行过滤，进而将大部分的硅粉阻挡在过滤室中，进而减少了沉淀室内硅粉的含量，通过过滤部件的阻挡降低了过滤室内水流拨动对沉淀室内冷却液的扰动，同时从过滤室内流入沉淀室内的水流强度因过滤部件阻挡而减缓，进而降低了沉淀室内的冷却液的拨动，进而有利于沉淀池内硅粉的沉淀。
10.优选的，所述隔挡件分为一号隔板和二号隔板；所述冷却液箱的箱底分为内侧箱底和外侧箱底；所述一号隔板固定连接在所述内侧箱底上；所述二号隔板固定连接在所述外侧箱底；所述一号隔板与所述二号隔板之间和所述内侧箱底与所述外侧箱底之间均留有
间隙且所述间隙相等；所述间隙内设置有一号密封圈和二号密封圈；所述一号密封圈固定连接在所述一号隔板和所述内侧箱底上；所述二号密封圈固定连接在所述二号隔板和所述外侧箱底上；所述一号密封圈与所述二号密封圈相互抵触；
11.所述过滤部件包括过滤布、动力辊、绕卷轴、支撑座、存储箱和拉边机构；所述冷却液箱的上方对称设置有所述绕卷轴；所述绕卷轴的两端各转动连接所述支撑座；所述支撑座固定连接在所述支撑架上；所述冷却液箱的下方设置有存储箱；所述存储箱固定连接在所述冷却液箱底部的下表面上；所述存储箱内设置有两个所述动力辊；所述动力辊转轴的两端固定连接在所述存储箱的侧壁上；两个所述动力辊之间相互抵触；所述绕卷轴上绕卷有所述过滤布；所述过滤布的两个侧边均设置有所述拉边机构；所述拉边机构连接在所述支撑架上；所述拉边机构控制两个所述过滤布侧边首尾相互接触形成筒状滤布且相互接触的边处在所述一号隔板与所述二号隔板之间的间隙内；两个所述过滤布侧边首尾相互接触边所在的所述一号隔板与所述二号隔板通过连接件固定连接；所述筒状滤布的自由端穿过所述所述间隙后被夹在两个所述动力辊之间。
12.工作时，因为过滤布随着过滤时间的增加，进而过滤布表面聚集的硅粉也越来越多，进而导致过滤布的透水能力下降，进而影响过滤的效率，又因为冷却液室之间是相互独立的，若过滤布单片设置在冷却液室内，进而在更换的时候需要一片一片进行取出，进而导致更换较为麻烦；因此本方案通过将成卷的过滤布设置对称设置，并且在拉边机构的作用下拉拽两个过滤布边沿进行首尾相互接触形成筒状滤布(拉边机构的两个轮之间存在高度差，一个轮钩住过滤布的边缘，两个轮的侧面相互挤压住夹在中间的过滤布，进而实现拉拽过滤布的边沿)，然后从间隙中穿过冷却液箱，最后被夹紧在相互抵紧的转动辊之间，进而通过控制器控制相互挤压的动力辊转动，进而转动的动力辊通过摩擦力将用过的过滤布拉向存储箱内收集，进而实现过滤布的自动更换，进而缩短了更换过滤布的时间；更换后的过滤布由于表面无硅粉覆盖，进而保证了过滤布的透水能力，进而提高了过滤的效率，同时提高了切片加工设备的冷却液循环部件持续工作的能力。
13.优选的，所述过滤布位于所述过滤室一侧的侧面上对应所述过滤室的位置处沿所述过滤布的长度方向上均匀间隔设置有过滤层；所述过滤层的一边固定连接在所述过滤布上；与所述过滤层固定连接边相邻的两边设置支撑滤布；所述支撑滤布相邻的两边分别固定连接在所述过滤布上和所述支撑滤布上；所述回流管的管口朝向所述过滤室一侧的所述过滤布。
14.工作时，因为过滤布穿过间隙时是通过一号密封圈和二号密封圈相互抵触实现密封的，因此在拉动过滤布时过滤布上附着的部分硅粉被密封圈刮掉留在过滤室内，进而过滤室内的硅粉也越积越多，进而过一段时间就需要清理一次并且清理较为麻烦，同时越积越多的硅粉会造成过滤截面积减少，进而影响过滤的效率；因此本方案通过在过滤室一侧的侧面上设置过滤层和支撑滤布，进而增加了对硅粉的过滤面积，同时过滤层、支撑滤布和过滤布之间形成一个滤袋，在转动辊拉动过滤布的过程中，原本卷在过滤布内的过滤层和支撑滤布被释放出来，当在过滤布处在竖直状态时折叠的支撑滤布自然张开一定角度，同时使得过滤层倾斜，因为回流管的管口朝向过滤室一侧的过滤布，进而在冷却液通过回流管进入过滤室时在水流的作用下实现过滤层、支撑滤布和过滤布之间形成的滤袋完全张开，又因为滤袋是均匀间隔设置的，进而使得过滤的硅粉较为均匀的分布在过滤室中的所
有滤袋中，进而便于滤袋通过间隙，进而在动力辊拉动过滤布的过程中在一号密封圈和二号密封圈共同作用下实现滤袋折叠起来，进而进而防止滤袋内的硅粉被刮掉，随后被拉出过滤室，进而实现了对过滤室内硅粉的自动清理，进而保证了过滤的截面积保持稳定，进而提高了过滤效率。
15.优选的，所述沉淀室底部为漏斗状结构；所述漏斗状结构内设置有螺旋拨板；所述螺旋拨板与所述漏斗状结构内壁接触；所述漏斗状结构的小径端设置有二号齿轮；所述二号齿轮转动连接在所述漏斗状结构上；所述螺旋拨板固定连接在所述二号齿轮的端面上；所述二号齿轮的下方设置有阀门；所述阀门固定连接在所述二号齿轮端面上；所述底盘上设置有弧形齿条；所述弧形齿条固定连接在所述底盘上。
16.工作时，随着不断的对硅晶棒进行切割，进而使得沉淀室底部沉淀的硅粉越来越多，当硅粉沉淀达到一定的时，进而水管管口水流的流动能够扰动沉淀的硅粉，进而会造成抽取的冷却液中含有的硅粉量增加，进而影响硅片分割后的表面质量；因此通过将沉淀室的底部设置为漏斗状，同时在漏斗状结构内设置螺旋拨板，进而对抽液位上冷却液室内的冷却液进行抽取取完成后(此时弧形齿条刚与二号齿啮合触且未带动二号齿轮转动)，冷却液室从抽液位旋转至相邻的回液位时，与旋转到回液位上的冷却液室相邻的盛有冷却液的冷却液室旋转至抽液位，电机带动一号齿轮转动，进而一号齿轮带动齿圈转动，进而齿圈带动冷却液箱转动，进而沉淀室跟随运动，因为弧形齿条与二号齿轮啮合，进而二号齿轮转动，进而二号齿轮带动漏斗状的螺旋拨板转动，进而螺旋拨板搅动剩下的冷却液和沉淀的硅粉，(该冷却液是为了保证水管管口处水流的流动不扰动沉淀的硅粉而留下的)，进而使得沉淀的硅粉再次与冷却液混合，冷却液室从抽液位旋转至相邻的回液位的位置后控制器控制阀打开(此时二号齿轮正好脱离弧形齿条，并在再次与户型齿条啮合前都不在转动)，进而实现将混合有硅粉的冷却液排入到下方的收集箱内，进而实现了对沉淀室内的硅粉清理；因为每切割一片就对沉淀室内的硅粉进行清理，进而避免了因沉淀室底部沉淀的硅粉越来越多使得水管管口水流的流动能够扰动沉淀的硅粉，进而避免造成抽取冷却液时冷却液中含有的硅粉量增加；进而避免影响硅片分割后的表面质量；漏斗状的底面使得沉淀的硅粉向漏斗口汇聚，同时混合后有利于硅粉的快速排除。
17.优选的，所述沉淀室内设置有检测器；所述检测器固定连接在所述沉淀室的侧壁上；所述床身内设置有补液箱；所述泵的进液口端设置有电磁阀；所述抽液接头与所述补液箱通过所述水管与对所属电磁阀连通；所述电磁阀通过所述水管与所述泵的进液口端连通；所述电磁阀与所述冷却液室之间和所述电磁阀与述补液箱之间均设置有流量计。
18.工作时，由于每次抽取都需要留下一定量的冷却液(为了保证水管管口处水流的流动不扰动沉淀的硅粉)和沉淀室内的沉淀的硅粉混合后排除了，进而后面导致完成一次切片切割时所需要的冷却液的量不足，若不进行补充的话则会造成在一次切割的最后阶段无冷却液对金刚线和硅棒进行降温冷却，进而容易对金刚线和硅片表面造成损伤，影响金刚线的寿命和硅片的质量；在泵抽取沉淀室内的冷却液时，通过在沉淀室内设置的检测器对沉淀室内液面高度进行检测以及电磁阀与冷却液室之间的流量计配合确定需要补充多少冷却液，进而通过控制器控制电磁阀换向将需要补充的冷却液从补液箱中补足，进而避免因冷却液不足而造成在一次切割的最后阶段无法对金刚线和硅棒进行降温冷却，进而避免了影响金刚线的寿命和硅片的质量。
19.一种半导体硅晶棒切片加工过程中硅粉回收方法，该方法包括以下步骤：
20.s1：向硅晶棒切片的切缝位置通入冷却液；通入的冷却液将硅晶棒切片产生的硅粉带走并且对金刚石线以及硅晶棒进行降温冷却；
21.s2：含有硅粉的冷却液冲向回液位处的所述过滤布，向下流动撑开滤袋，依次流经冷却液室内的所述滤袋，得到硅粉渣和过滤后的冷却液；通过过滤布和过滤布上沿过滤布长度方向上均匀间隔设置的滤袋对含有硅粉的冷却液进行过滤，滤袋对过滤下来的硅粉进行聚集，进而方便冷却液室内硅粉渣的清理，利用冷却液向下流动的动力进行撑开滤袋，进而提高了收集的便利性。
22.s3：在一次切片结束后，进行退刀，工作平台沿硅晶棒轴线方向进给，所述冷却液室从所述抽液位旋转至相邻的所述回液位，与旋转到所述回液位上的所述冷却液室相邻的盛有冷却液的所述冷却液室旋转至所述抽液位；为再次进行切片做准备；
23.s4：重复s1-s3步骤，所述冷却液室旋转一周之前对所述过滤后的冷却液进行沉淀处理，得到上清液和硅粉混合液；
24.s5：所述冷却液室旋转一周之前停在所述抽液位上时，先抽取s4中得到的所述上清液，再通过液面高度检测传感器检测所述冷却液室内抽取前后液面高度变化和所述流量计进行判断，随后抽取所述补液箱内的冷却液；确保再次切片冷却液的用量，进而避免再次切片时因冷却液量减少而造成硅片质量发生变化；
25.s6：冷却液室旋转一周时，对s4中得到的硅粉混合液进行收集；
26.s7：重复s4-s6步骤，直至硅晶棒切片完成；
27.s8：取出s2中的所述过滤布，对所述过滤布进行清洗，得到硅粉渣液；
28.s9：将s6中收集的所述硅粉混合液与s8中得到的所述硅粉渣液一起经过过滤、除杂、清洗、烘干得到干净的硅粉；进而实现了在切片的过程中就对冷却液中的硅粉回收，进而避免冷却液中硅粉含量过高，同时方便对硅粉的回收利用。
29.本发明的有益效果如下：
30.1.本发明中将待切片的硅晶棒通过安装板固定在工作台上，随后控制器控制工作台和丝架运动并完成对刀，然后控制器控制冷却液循环部件和运丝机构工作，随后控制丝架对硅晶棒进行切片，从抽液位上的冷却液室内抽取冷却液通入切片的切缝处，进而冷却液对切割过程中产生的硅粉进行带走，同时对切割中的金刚石线以及硅晶棒进行降温冷却，随后含有硅粉的冷却液通过回流管回流进入回液位的冷却液室内(回液位上的冷却液室在切片之间始终不盛冷却液)，待硅晶棒的一次切片切割(从硅晶棒上切下一片硅片)完成后，泵停止抽取冷却液，控制器控制丝架退刀，退刀结束后工作台沿硅晶棒轴线方向进给，在丝架退刀和工作台移动完成的过程中，待一次切片切割完成所用的冷却液完全流入冷却液室后，随后控制器控制电机运动，进而带动一号齿轮转动，进而通过一号齿轮带动齿圈转动，进而带动冷却液箱转动，进而带动冷却液室转动，进而冷却液室从抽液位旋转至相邻的回液位，进而与旋转到回液位上的冷却液室相邻的盛有冷却液的冷却液室旋转至抽液位，同时抽液接头和抽液位上与冷却液室连接的水管连通，回流管位于回液位上的冷却液室连通，若将冷却液箱设置为一个整腔，进而含有硅粉的冷却液从回流管回流至冷却液箱的过程中会造成冷却液箱内冷却液出现拨动，进而影响冷却液的沉淀，同时无法保证泵从冷却液箱内抽取的冷却液是经过沉淀后的，进而无法控制被抽取的冷却液中硅粉的含量，
因此通过隔挡件将冷却液箱沿圆周方向均分为若干个相互独立的冷却液室，进而将一次切片切割生产含有硅粉的冷却液与泵所抽取的冷却液分放在不同的冷却液室内，进而实现对一次切片切割产生含有硅粉的冷却液与所抽取的冷却液进行隔离，进而避免含有硅粉的冷却液流入冷却液箱内时对箱内的冷却液产生扰动，进而避免影响冷却液内的硅粉的沉淀，进而保证抽取的冷却液都是经过沉淀以后的，进而减少了被抽取的冷却液中硅粉的含量，过程中保证水管管口抽取冷却液时管口出的水流不扰动沉淀后的硅粉(水管抽取口距离沉淀物留有距离，使得抽取时不会扰动沉淀物)，进而避免因冷却液中含有的硅粉越来越多而粘附在硅片表面，进而造成硅片表面被污染，进而提高了硅片切割后硅片表面质量；因为冷却液箱被分隔为若干个冷却液室，进而当冷却液室再次循环到抽液位时该冷却室时依次经过其余的冷却液室的位置，进而增加了冷却液室对冷却液中硅粉的沉淀的时间，进而减少了沉淀后上清液中硅粉的含量，进而减少了抽取冷却液时冷却液中硅粉的含量，进而避免了冷却液中因硅粉含量高而造成硅片表面被污染，进而提高了硅片切割后硅片表面质量。
31.2.本发明中因为过滤布随着过滤时间的增加，进而过滤布表面聚集的硅粉也越来越多，进而导致过滤布的透水能力下降，进而影响过滤的效率，又因为冷却液室之间是相互独立的，若过滤布单片设置在冷却液室内，进而在更换的时候需要一片一片进行取出，进而导致更换较为麻烦；因此本方案通过将成卷的过滤布设置对称设置，并且在拉边机构的作用下拉拽两个过滤布边沿进行首尾相互接触形成筒状滤布(拉边机构的两个轮之间存在高度差，一个轮钩住过滤布的边缘，两个轮的侧面相互挤压住夹在中间的过滤布，进而实现拉拽过滤布的边沿)，然后从间隙中穿过冷却液箱，最后被夹紧在相互抵紧的转动辊之间，进而通过控制器控制相互挤压的动力辊转动，进而转动的动力辊通过摩擦力将用过的过滤布拉向存储箱内收集，进而实现过滤布的自动更换，进而缩短了更换过滤布的时间；更换后的过滤布由于表面无硅粉覆盖，进而保证了过滤布的透水能力，进而提高了过滤的效率，同时提高了切片加工设备的冷却液循环部件持续工作的能力。
32.3.本发明中因为过滤布穿过间隙时是通过一号密封圈和二号密封圈相互抵触实现密封的，因此在拉动过滤布时过滤布上附着的部分硅粉被密封圈刮掉留在过滤室内，进而过滤室内的硅粉也越积越多，进而过一段时间就需要清理一次并且清理较为麻烦，同时越积越多的硅粉会造成过滤截面积减少，进而影响过滤的效率；因此本方案通过在过滤室一侧的侧面上设置过滤层和支撑滤布，进而增加了对硅粉的过滤面积，同时过滤层、支撑滤布和过滤布之间形成一个滤袋，在转动辊拉动过滤布的过程中，原本卷在过滤布内的过滤层和支撑滤布被释放出来，当在过滤布处在竖直状态时折叠的支撑滤布自然张开一定角度，同时使得过滤层倾斜，因为回流管的管口朝向过滤室一侧的过滤布，进而在冷却液通过回流管进入过滤室时在水流的作用下实现过滤层、支撑滤布和过滤布之间形成的滤袋完全张开，又因为滤袋是均匀间隔设置的，进而使得过滤的硅粉较为均匀的分布在过滤室中的所有滤袋中，进而便于滤袋通过间隙，进而在动力辊拉动过滤布的过程中在一号密封圈和二号密封圈共同作用下实现滤袋折叠起来，进而进而防止滤袋内的硅粉被刮掉，随后被拉出过滤室，进而实现了对过滤室内硅粉的自动清理，进而保证了过滤的截面积保持稳定，进而提高了过滤效率。
附图说明
33.下面结合附图对本发明作进一步说明。
34.图1是本发明中切片加工设备的整体结构示意图；
35.图2是本发明中冷却液循环部件的结构示意图；
36.图3是本发明中冷却液循环部件的爆炸视图；
37.图4是本发明中冷却液箱的结构示意图；
38.图5是本发明中冷却液箱和过滤部件的结构示意图；
39.图6是本发明中过滤部件的结构示意图；
40.图7是本发明中冷却液循环部件的内部结构示意图；
41.图8是图7中a处的局部放大图；
42.图9是本发明中过滤部件的内部结构示意图；
43.图10是本发明中拉边机构的示意图；
44.图中：床身1、运丝机构2、工作台3、丝架4、冷却液循环部件5、冷却液箱50、冷却液室500、过滤室501、沉淀室502、内侧箱底503、外侧箱底504、泵51、齿圈52、底盘53、电机54、一号齿轮55、支撑架56、抽液环57、抽液接头58、回流管59、隔挡件6、一号隔板61、二号隔板62、间隙63、一号密封圈64、二号密封圈65、过滤部件7、过滤布71、过滤层710、支撑滤布711、动力辊72、绕卷轴73、支撑座74、存储箱75、拉边机构76、螺旋拨板8、二号齿轮81、阀门82、弧形齿条83、检测器9、补液箱91、电磁阀92、流量计93。
具体实施方式
45.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
46.如图1至图10所示，一种半导体硅晶棒切片加工设备，包括床身1、运丝机构2、工作台3、丝架4和冷却液循环部件5；所述床身1的上方设置有工作台3、运丝机构2和丝架4；所述丝架4位于所述工作台3与所述运丝机构2之间；所述工作台3、所述运丝机构2和所述丝架4均固定连接在所述床身1上；所述床身1的内部设置有所述冷却液循环部件5；
47.所述冷却液循环部件5包括冷却液箱50、泵51、齿圈52、底盘53、电机54、一号齿轮55、支撑架56、抽液环57和抽液接头58；所述底盘53固定连接在所述床身1的内壁上；所述底盘53上转动连接有所述冷却液箱50；所述冷却液箱50的侧壁上固定连接有所述齿圈52；所述齿圈52外啮合所述一号齿轮55；所述一号齿轮55固定连接在所述电机54上；所述电机54的安装座固定连接在所述底盘53上；所述冷却液箱50上方设置所述支撑架56；所述支撑架56固定连接在所述冷却液箱50上；所述支撑架56上固定连接所述抽液环57；所述抽液环57上对应所述冷却液室500设置抽液腔；所述抽液腔与所述冷却液室500之间通过水管连通；所述抽液环57上设置有抽液接头58；所述抽液接头58与所述抽液环57滑动连接；所述抽液接头58固定连接在所述床身1的内壁上；所述抽液接头58与所述泵51的进液口端通过所述水管连通；所述泵51固定连接在所述底盘53上；所述泵51的出液口端与冷却喷嘴之间通过所述水管连通；所述冷却液箱50的内部沿圆周方向均匀间隔设置隔挡件6且所述隔挡件6将所述冷却液箱50内部分隔形成相互独立的冷却液室500；其中一个冷却液室500的上方设置有回流管59；所述回流管59一端固定连接在所述床身1上，所述回流管59所在的位置为回液
位；所述抽液接头58所在的位置为抽液位；所述抽液位与所述回液位相邻；所述冷却液室500从抽液位向回液位转动。
48.工作时，将待切片的硅晶棒通过安装板固定在工作台3上，随后控制器控制工作台3和丝架4运动并完成对刀，然后控制器控制冷却液循环部件5和运丝机构2工作，随后控制丝架4对硅晶棒进行切片，从抽液位上的冷却液室500内抽取冷却液通入切片的切缝处，进而冷却液对切割过程中产生的硅粉进行带走，同时对切割中的金刚石线以及硅晶棒进行降温冷却，随后含有硅粉的冷却液通过回流管59回流进入回液位的冷却液室500内(回液位上的冷却液室500在切片之间始终不盛冷却液)，待硅晶棒的一次切片切割(从硅晶棒上切下一片硅片)完成后，泵51停止抽取冷却液，控制器控制丝架4退刀，退刀结束后工作台3沿硅晶棒轴线方向进给，在丝架4退刀和工作台3移动完成的过程中，待一次切片切割完成所用的冷却液完全流入冷却液室500后，随后控制器控制电机54运动，进而带动一号齿轮55转动，进而通过一号齿轮55带动齿圈52转动，进而带动冷却液箱50转动，进而带动冷却液室500转动，进而冷却液室500从抽液位旋转至相邻的回液位，进而与旋转到回液位上的冷却液室500相邻的盛有冷却液的冷却液室500旋转至抽液位，同时抽液接头58和抽液位上与冷却液室500连接的水管连通，回流管59位于回液位上的冷却液室500连通，若将冷却液箱50设置为一个整腔，进而含有硅粉的冷却液从回流管59回流至冷却液箱50的过程中会造成冷却液箱50内冷却液出现拨动，进而影响冷却液的沉淀，同时无法保证泵51从冷却液箱50内抽取的冷却液是经过沉淀后的，进而无法控制被抽取的冷却液中硅粉的含量，因此通过隔挡件6将冷却液箱50沿圆周方向均分为若干个相互独立的冷却液室500，进而将一次切片切割生产含有硅粉的冷却液与泵51所抽取的冷却液分放在不同的冷却液室500内，进而实现对一次切片切割产生含有硅粉的冷却液与所抽取的冷却液进行隔离，进而避免含有硅粉的冷却液流入冷却液箱50内时对箱内的冷却液产生扰动，进而避免影响冷却液内的硅粉的沉淀，进而保证抽取的冷却液都是经过沉淀以后的，进而减少了被抽取的冷却液中硅粉的含量，过程中保证水管管口抽取冷却液时管口出的水流不扰动沉淀后的硅粉(水管抽取口距离沉淀物留有距离，使得抽取时不会扰动沉淀物)，进而避免因冷却液中含有的硅粉越来越多而粘附在硅片表面，进而造成硅片表面被污染，进而提高了硅片切割后硅片表面质量；因为冷却液箱50被分隔为若干个冷却液室500，进而当冷却液室500再次循环到抽液位时该冷却室时依次经过其余的冷却液室500的位置，进而增加了冷却液室500对冷却液中硅粉的沉淀的时间，进而减少了沉淀后上清液中硅粉的含量，进而减少了抽取冷却液时冷却液中硅粉的含量，进而避免了冷却液中因硅粉含量高而造成硅片表面被污染，进而提高了硅片切割后硅片表面质量。
49.如图2、图5、图7和图9所示，所述切片加工设备还包括过滤部件7；所述过滤部件7将所述冷却液室500分隔形成过滤室501和沉淀室502。
50.工作时，通过设置的过滤部件7将冷却室分隔形成过滤室501和沉淀室502，进而对切片时回流管59回流的含有硅粉的冷却液进行过滤，进而将大部分的硅粉阻挡在过滤室501中，进而减少了沉淀室502内硅粉的含量，通过过滤部件7的阻挡降低了过滤室501内水流拨动对沉淀室502内冷却液的扰动，同时从过滤室501内流入沉淀室502内的水流强度因过滤部件7阻挡而减缓，进而降低了沉淀室502内的冷却液的拨动，进而有利于沉淀池内硅粉的沉淀。
51.如图2、图4、图5、图6、图7和图9所示，所述隔挡件6分为一号隔板61和二号隔板62；所述冷却液箱50的箱底分为内侧箱底503和外侧箱底504；所述一号隔板61固定连接在所述内侧箱底503上；所述二号隔板62固定连接在所述外侧箱底504；所述一号隔板61与所述二号隔板62之间和所述内侧箱底503与所述外侧箱底504之间均留有间隙63且所述间隙63相等；所述间隙63内设置有一号密封圈64和二号密封圈65；所述一号密封圈64固定连接在所述一号隔板61和所述内侧箱底503上；所述二号密封圈65固定连接在所述二号隔板62和所述外侧箱底504上；所述一号密封圈64与所述二号密封圈65相互抵触；
52.所述过滤部件7包括过滤布71、动力辊72、绕卷轴73、支撑座74、存储箱75和拉边机构76；所述冷却液箱50的上方对称设置有所述绕卷轴73；所述绕卷轴73的两端各转动连接所述支撑座74；所述支撑座74固定连接在所述支撑架56上；所述冷却液箱50的下方设置有存储箱75；所述存储箱75固定连接在所述冷却液箱50底部的下表面上；所述存储箱75内设置有两个所述动力辊72；所述动力辊72转轴的两端固定连接在所述存储箱75的侧壁上；两个所述动力辊72之间相互抵触；所述绕卷轴73上绕卷有所述过滤布71；所述过滤布71的两个侧边均设置有所述拉边机构76；所述拉边机构76连接在所述支撑架56上；所述拉边机构76控制两个所述过滤布71侧边首尾相互接触形成筒状滤布且相互接触的边处在所述一号隔板61与所述二号隔板62之间的间隙63内；两个所述过滤布71侧边首尾相互接触边所在的所述一号隔板61与所述二号隔板62通过连接件固定连接；所述筒状滤布的自由端穿过所述所述间隙63后被夹在两个所述动力辊72之间。
53.工作时，因为过滤布71随着过滤时间的增加，进而过滤布71表面聚集的硅粉也越来越多，进而导致过滤布71的透水能力下降，进而影响过滤的效率，又因为冷却液室500之间是相互独立的，若过滤布71单片设置在冷却液室500内，进而在更换的时候需要一片一片进行取出，进而导致更换较为麻烦；因此本方案通过将成卷的过滤布71设置对称设置，并且在拉边机构76的作用下拉拽两个过滤布71边沿进行首尾相互接触形成筒状滤布(拉边机构76的两个轮之间存在高度差，一个轮钩住过滤布71的边缘，两个轮的侧面相互挤压住夹在中间的过滤布71，进而实现拉拽过滤布71的边沿)，然后从间隙63中穿过冷却液箱50，最后被夹紧在相互抵紧的转动辊之间，进而通过控制器控制相互挤压的动力辊72转动，进而转动的动力辊72通过摩擦力将用过的过滤布71拉向存储箱75内收集，进而实现过滤布71的自动更换，进而缩短了更换过滤布71的时间；更换后的过滤布71由于表面无硅粉覆盖，进而保证了过滤布71的透水能力，进而提高了过滤的效率，同时提高了切片加工设备的冷却液循环部件5持续工作的能力。
54.如图2、图6和图9所示，所述过滤布71位于所述过滤室501一侧的侧面上对应所述过滤室501的位置处沿所述过滤布71的长度方向上均匀间隔设置有过滤层710；所述过滤层710的一边固定连接在所述过滤布71上；与所述过滤层710固定连接边相邻的两边设置支撑滤布711；所述支撑滤布711相邻的两边分别固定连接在所述过滤布71上和所述支撑滤布711上；所述回流管59的管口朝向所述过滤室501一侧的所述过滤布71。
55.工作时，因为过滤布71穿过间隙63时是通过一号密封圈64和二号密封圈65相互抵触实现密封的，因此在拉动过滤布71时过滤布71上附着的部分硅粉被密封圈刮掉留在过滤室501内，进而过滤室501内的硅粉也越积越多，进而过一段时间就需要清理一次并且清理较为麻烦，同时越积越多的硅粉会造成过滤截面积减少，进而影响过滤的效率；因此本方案
通过在过滤室501一侧的侧面上设置过滤层710和支撑滤布711，进而增加了对硅粉的过滤面积，同时过滤层710、支撑滤布711和过滤布71之间形成一个滤袋，在转动辊拉动过滤布71的过程中，原本卷在过滤布71内的过滤层710和支撑滤布711被释放出来，当在过滤布71处在竖直状态时折叠的支撑滤布711自然张开一定角度，同时使得过滤层710倾斜，因为回流管59的管口朝向过滤室501一侧的过滤布71，进而在冷却液通过回流管59进入过滤室501时在水流的作用下实现过滤层710、支撑滤布711和过滤布71之间形成的滤袋完全张开，又因为滤袋是均匀间隔设置的，进而使得过滤的硅粉较为均匀的分布在过滤室501中的所有滤袋中，进而便于滤袋通过间隙63，进而在动力辊72拉动过滤布71的过程中在一号密封圈64和二号密封圈65共同作用下实现滤袋折叠起来，进而进而防止滤袋内的硅粉被刮掉，随后被拉出过滤室501，进而实现了对过滤室501内硅粉的自动清理，进而保证了过滤的截面积保持稳定，进而提高了过滤效率。
56.如图9所示，所述沉淀室502底部为漏斗状结构；所述漏斗状结构内设置有螺旋拨板8；所述螺旋拨板8与所述漏斗状结构内壁接触；所述漏斗状结构的小径端设置有二号齿轮81；所述二号齿轮81转动连接在所述漏斗状结构上；所述螺旋拨板8固定连接在所述二号齿轮81的端面上；所述二号齿轮81的下方设置有阀门82；所述阀门82固定连接在所述二号齿轮81端面上；所述底盘53上设置有弧形齿条83；所述弧形齿条83固定连接在所述底盘53上。
57.工作时，随着不断的对硅晶棒进行切割，进而使得沉淀室502底部沉淀的硅粉越来越多，当硅粉沉淀达到一定的时，进而水管管口水流的流动能够扰动沉淀的硅粉，进而会造成抽取的冷却液中含有的硅粉量增加，进而影响硅片分割后的表面质量；因此通过将沉淀室502的底部设置为漏斗状，同时在漏斗状结构内设置螺旋拨板8，进而对抽液位上冷却液室500内的冷却液进行抽取取完成后(此时弧形齿条83刚与二号齿啮合触且未带动二号齿轮81转动)，冷却液室500从抽液位旋转至相邻的回液位时，与旋转到回液位上的冷却液室500相邻的盛有冷却液的冷却液室500旋转至抽液位，电机54带动一号齿轮55转动，进而一号齿轮55带动齿圈52转动，进而齿圈52带动冷却液箱50转动，进而沉淀室502跟随运动，因为弧形齿条83与二号齿轮81啮合，进而二号齿轮81转动，进而二号齿轮81带动漏斗状的螺旋拨板8转动，进而螺旋拨板8搅动剩下的冷却液和沉淀的硅粉，(该冷却液是为了保证水管管口处水流的流动不扰动沉淀的硅粉而留下的)，进而使得沉淀的硅粉再次与冷却液混合，冷却液室500从抽液位旋转至相邻的回液位的位置后控制器控制阀打开(此时二号齿轮81正好脱离弧形齿条83，并在再次与户型齿条啮合前都不在转动)，进而实现将混合有硅粉的冷却液排入到下方的收集箱内，进而实现了对沉淀室502内的硅粉清理；因为每切割一片就对沉淀室502内的硅粉进行清理，进而避免了因沉淀室502底部沉淀的硅粉越来越多使得水管管口水流的流动能够扰动沉淀的硅粉，进而避免造成抽取冷却液时冷却液中含有的硅粉量增加；进而避免影响硅片分割后的表面质量；漏斗状的底面使得沉淀的硅粉向漏斗口汇聚，同时混合后有利于硅粉的快速排除。
58.如图2、图7和图9所示，所述沉淀室502内设置有检测器9；所述检测器9固定连接在所述沉淀室502的侧壁上；所述床身1内设置有补液箱91；所述泵51的进液口端设置有电磁阀92；所述抽液接头58与所述补液箱91通过所述水管与对所属电磁阀92连通；所述电磁阀92通过所述水管与所述泵51的进液口端连通；所述电磁阀92与所述冷却液室500之间和所
述电磁阀92与述补液箱91之间均设置有流量计93。
59.工作时，由于每次抽取都需要留下一定量的冷却液(为了保证水管管口处水流的流动不扰动沉淀的硅粉)和沉淀室502内的沉淀的硅粉混合后排除了，进而后面导致完成一次切片切割时所需要的冷却液的量不足，若不进行补充的话则会造成在一次切割的最后阶段无冷却液对金刚线和硅棒进行降温冷却，进而容易对金刚线和硅片表面造成损伤，影响金刚线的寿命和硅片的质量；在泵51抽取沉淀室502内的冷却液时，通过在沉淀室502内设置的检测器9对沉淀室502内液面高度进行检测以及电磁阀92与冷却液室500之间的流量计93配合确定需要补充多少冷却液，进而通过控制器控制电磁阀92换向将需要补充的冷却液从补液箱91中补足，进而避免因冷却液不足而造成在一次切割的最后阶段无法对金刚线和硅棒进行降温冷却，进而避免了影响金刚线的寿命和硅片的质量。
60.本发明还公开了一种半导体硅晶棒切片加工过程中硅粉回收方法，包括以下步骤：
61.s1：向硅晶棒切片的切缝位置通入冷却液；通入的冷却液将硅晶棒切片产生的硅粉带走并且对金刚石线以及硅晶棒进行降温冷却；
62.s2：含有硅粉的冷却液冲向回液位处的所述过滤布71，向下流动撑开滤袋，依次流经冷却液室500内的所述滤袋，得到硅粉渣和过滤后的冷却液；通过过滤布71和过滤布71上沿过滤布71长度方向上均匀间隔设置的滤袋对含有硅粉的冷却液进行过滤，滤袋对过滤下来的硅粉进行聚集，进而方便冷却液室500内硅粉渣的清理，利用冷却液向下流动的动力进行撑开滤袋，进而提高了收集的便利性。
63.s3：在一次切片结束后，进行退刀，工作平台沿硅晶棒轴线方向进给，所述冷却液室500从所述抽液位旋转至相邻的所述回液位，与旋转到所述回液位上的所述冷却液室500相邻的盛有冷却液的所述冷却液室500旋转至所述抽液位；为再次进行切片做准备；
64.s4：重复s1-s3步骤，所述冷却液室500旋转一周之前对所述过滤后的冷却液进行沉淀处理，得到上清液和硅粉混合液；
65.s5：所述冷却液室500旋转一周之前停在所述抽液位上时，先抽取s4中得到的所述上清液，再通过液面高度检测传感器检测所述冷却液室500内抽取前后液面高度变化和所述流量计93进行判断，随后抽取所述补液箱91内的冷却液；确保再次切片冷却液的用量，进而避免再次切片时因冷却液量减少而造成硅片质量发生变化；
66.s6：冷却液室500旋转一周时，对s4中得到的硅粉混合液进行收集；
67.s7：重复s4-s6步骤，直至硅晶棒切片完成；
68.s8：取出s2中的所述过滤布71，对所述过滤布71进行清洗，得到硅粉渣液；
69.s9：将s6中收集的所述硅粉混合液与s8中得到的所述硅粉渣液一起经过过滤、除杂、清洗、烘干得到干净的硅粉；进而实现了在切片的过程中就对冷却液中的硅粉回收，进而避免冷却液中硅粉含量过高，同时方便对硅粉的回收利用。
70.工作时，将待切片的硅晶棒通过安装板固定在工作台上，随后控制器控制工作台和丝架运动并完成对刀，然后控制器控制冷却液循环部件和运丝机构工作，随后控制丝架对硅晶棒进行切片，从抽液位上的冷却液室500内抽取冷却液通入切片的切缝处，进而冷却液对切割过程中产生的硅粉进行带走，同时对切割中的金刚石线以及硅晶棒进行降温冷却，随后含有硅粉的冷却液通过回流管回流进入回液位的冷却液室500内(回液位上的冷却
液室500在切片之间始终不盛冷却液)，待硅晶棒的一次切片切割(从硅晶棒上切下一片硅片)完成后，泵停止抽取冷却液，控制器控制丝架退刀，退刀结束后工作台沿硅晶棒轴线方向进给，在丝架退刀和工作台移动完成的过程中，待一次切片切割完成所用的冷却液完全流入冷却液室500后，随后控制器控制电机运动，进而带动一号齿轮转动，进而通过一号齿轮带动齿圈转动，进而带动冷却液箱转动，进而带动冷却液室500转动，进而冷却液室500从抽液位旋转至相邻的回液位，进而与旋转到回液位上的冷却液室500相邻的盛有冷却液的冷却液室500旋转至抽液位，同时抽液接头和抽液位上与冷却液室500连接的水管连通，回流管位于回液位上的冷却液室500连通，通过将成卷的过滤布71设置对称设置，并且在拉边机构76的作用下拉拽两个过滤布71边沿进行首尾相互接触形成筒状滤布(拉边机构76的两个轮之间存在高度差，一个轮钩住过滤布71的边缘，两个轮的侧面相互挤压住夹在中间的过滤布71，进而实现拉拽过滤布71的边沿)，然后从间隙63中穿过冷却液箱50，最后被夹紧在相互抵紧的转动辊之间，进而通过控制器控制相互挤压的动力辊72转动，进而转动的动力辊72通过摩擦力将用过的过滤布71拉向存储箱75内收集。
71.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。