本發(fā)明涉及硅片加工，特別涉及高精度的單晶硅片切割裝置及其切割方法。

背景技術(shù)：

1、單晶硅作為一種重要的新型半導(dǎo)體材料，在各個(gè)領(lǐng)域尤其是光伏發(fā)電與電子信息領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，在太陽(yáng)能發(fā)電和集成電路中起到舉足輕重的作用。單晶硅是一種硬脆材料，具有硬度高、脆性大等特點(diǎn)，材料切削加工性能差，零件加工要求高。

2、傳統(tǒng)的硅片切割對(duì)切割速度，壓力和刀片位置的確定沒(méi)有一個(gè)精確的控制和檢測(cè)方法，造成得到的單晶硅片的良率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種高精度的單晶硅片切割裝置及其切割方法，用以解決背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、一種高精度的單晶硅片切割裝置，包括：

3、排列確定模塊，用于基于待切割單晶硅片的尺寸參數(shù)，確定待切割單晶硅片的切割排列特征；

4、切割確定模塊，用于基于切割排列特征和切割裝置特征，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定對(duì)待切割單晶硅片的切割速度，壓力和刀片位置；

5、切割控制模塊，用于基于切割速度，壓力和刀片位置，確定對(duì)切割裝置的控制參數(shù)，并按照控制參數(shù)對(duì)待切割單晶硅片進(jìn)行切割；

6、參數(shù)調(diào)整模塊，用于基于切割后得到的目標(biāo)單晶硅片與標(biāo)準(zhǔn)單晶硅片之間的差異，確定對(duì)控制參數(shù)的調(diào)整方案。

7、優(yōu)選的，所述排列確定模塊，包括：

8、序列確定單元，用于基于待切割單晶硅片的尺寸參數(shù)和目標(biāo)單晶硅片的尺寸參數(shù)，按照預(yù)設(shè)排列方式確定出多個(gè)切割排列序列；

9、選取單元，用于基于生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，結(jié)合切割裝置特征，從多個(gè)切割排列序列中選取出最優(yōu)的切割排列序列作為待切割單晶硅片的切割排列特征。

10、優(yōu)選的，所述切割確定模塊，包括：

11、參數(shù)確定單元，用于基于所述切割排列特征確定切割方向和切割角度，基于切割裝置特征確定刀片尺寸，刀片材質(zhì)和驅(qū)動(dòng)參數(shù)，并確定待切割單晶硅片的材料參數(shù)；

12、影響確定單元，用于基于驅(qū)動(dòng)參數(shù)，確定切割裝置特征對(duì)切割的第一切割影響參數(shù)，并基于將切割方向，切割角度，材料參數(shù)與刀片尺寸，刀片材質(zhì)進(jìn)行約束分析，確定切割裝置特征中其他結(jié)構(gòu)對(duì)切割的第二切割影響參數(shù)；

13、切割確定單元，用于基于所述切割排列特征和切割裝置特征，結(jié)合第一切割影響參數(shù)和第二切割影響參數(shù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行參數(shù)確定，得到對(duì)待切割單晶硅片的切割速度，壓力和刀片位置。

14、優(yōu)選的，所述影響確定單元，包括：

15、第一確定單元，用于基于驅(qū)動(dòng)參數(shù)確定驅(qū)動(dòng)偏差值，基于驅(qū)動(dòng)偏差值的屬性，確定驅(qū)動(dòng)偏差值的單個(gè)影響權(quán)重，并確定驅(qū)動(dòng)偏差值之間的相互影響權(quán)重，基于單個(gè)影響權(quán)重和相互影響權(quán)重對(duì)驅(qū)動(dòng)偏差值進(jìn)行加權(quán)，得到第一切割影響參數(shù)；

16、第二確定單元，用于獲取切割方向，切割角度，材料參數(shù)與刀片尺寸，刀片材質(zhì)之間的相互約束特征，獲取切割裝置特征中其他結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征，并確定相互約束特征與結(jié)構(gòu)特征之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，基于關(guān)聯(lián)關(guān)系，結(jié)合相互約束特征的特征值，確定結(jié)構(gòu)特征的影響值，基于全部結(jié)構(gòu)特征的影響值，確定第二切割影響參數(shù)。

17、優(yōu)選的，所述切割控制模塊，包括：

18、初始確定單元，用于基于切割速度，壓力和刀片位置，結(jié)合切割裝置的動(dòng)力特征，確定對(duì)切割裝置的初始控制參數(shù)；

19、運(yùn)行分析單元，用于基于切割裝置的動(dòng)力特征建立動(dòng)力仿真模型，并基于所述初始控制參數(shù)進(jìn)行動(dòng)力仿真模型的運(yùn)行測(cè)試，得到初始控制參數(shù)的靈敏度，并確定運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)力裝置的溫度變化曲線和能耗曲線；

20、數(shù)值分析單元，用于基于靈敏度確定切割裝置動(dòng)力系統(tǒng)的偏移量，基于溫度變化曲線確定切割裝置的動(dòng)力效力影響權(quán)重，基于能耗曲線確定切割裝置的動(dòng)力效力；

21、關(guān)系確定單元，用于基于所述動(dòng)力效力和動(dòng)力效力影響權(quán)重，確定動(dòng)力效力與運(yùn)行參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從所述對(duì)應(yīng)關(guān)系中確定最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)；

22、變量確定單元，用于基于最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)，結(jié)合切割裝置動(dòng)力系統(tǒng)的偏移量，確定對(duì)偏移量的初始優(yōu)化變量，并基于所述對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合切割裝置動(dòng)力系統(tǒng)的偏移量，確定對(duì)偏移量的優(yōu)化變量序列，基于所述優(yōu)化變量序列確定變量權(quán)重，且基于所述初始優(yōu)化變量和變量權(quán)重，得到目標(biāo)優(yōu)化變量；

23、參數(shù)確定單元，用于基于所述目標(biāo)優(yōu)化變量對(duì)初始控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到對(duì)切割裝置的控制參數(shù)；

24、切割單元，用于按照控制參數(shù)對(duì)待切割單晶硅片進(jìn)行切割。

25、優(yōu)選的，所述參數(shù)調(diào)整模塊，包括：

26、范圍判斷單元，用于基于切割后得到的目標(biāo)單晶硅片與標(biāo)準(zhǔn)單晶硅片之間的差異，獲取差異類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)的差異數(shù)值，并判斷差異數(shù)值是否在差異類(lèi)型對(duì)應(yīng)的差異范圍內(nèi)；

27、若是，確定控制參數(shù)的控制精度未達(dá)標(biāo)；

28、否則，確定控制參數(shù)存在異常，并基于差異類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)的差異數(shù)值對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行重新確定；

29、方案確定單元，用于當(dāng)確定控制參數(shù)的控制精度未達(dá)標(biāo)后，基于差異類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)的差異數(shù)值，確定對(duì)控制參數(shù)的調(diào)整方案。

30、優(yōu)選的，所述方案確定單元，包括：

31、判斷單元，用于當(dāng)確定控制參數(shù)的控制精度未達(dá)標(biāo)后，獲取差異類(lèi)型的數(shù)量，當(dāng)所述差異類(lèi)型的數(shù)量為1時(shí)，確定對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行局部調(diào)整，當(dāng)所述差異類(lèi)型的數(shù)量大于1時(shí)，確定差異類(lèi)型之間的關(guān)聯(lián)度，若所述關(guān)聯(lián)度大于預(yù)設(shè)關(guān)聯(lián)度，確定對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行局部調(diào)整，否則，確定對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行整體調(diào)整；

32、第一調(diào)整單元，用于確定對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行局部調(diào)整后，基于差異類(lèi)型確定對(duì)控制參數(shù)的參數(shù)調(diào)整類(lèi)型，基于差異數(shù)值確定對(duì)參數(shù)調(diào)整類(lèi)型的調(diào)整幅度，基于所述參數(shù)調(diào)整類(lèi)型和調(diào)整幅度，生成對(duì)控制參數(shù)的調(diào)整方案；

33、第二調(diào)整單元，用于確定對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行整體調(diào)整后，基于差異類(lèi)型確定主參數(shù)調(diào)整類(lèi)型，將其他控制參數(shù)作為次參數(shù)調(diào)整類(lèi)型，基于差異數(shù)值確定主參數(shù)調(diào)整類(lèi)型的主調(diào)整幅度，并基于所述主參數(shù)調(diào)整類(lèi)型及其主調(diào)整幅度，結(jié)合主參數(shù)調(diào)整類(lèi)型與次參數(shù)調(diào)整類(lèi)型之間的關(guān)聯(lián)，確定對(duì)次參數(shù)調(diào)整類(lèi)型的次調(diào)整幅度，基于所述主參數(shù)調(diào)整類(lèi)型及其主調(diào)整幅度，次參數(shù)調(diào)整類(lèi)型及其次調(diào)整幅度，生成對(duì)控制參數(shù)的調(diào)整方案。

34、一種高精度的單晶硅片切割裝置的切割方法，其特征在于，包括：

35、s1：基于待切割單晶硅片的尺寸參數(shù)，確定待切割單晶硅片的切割排列特征；

36、s2：基于切割排列特征和切割裝置特征，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定對(duì)待切割單晶硅片的切割速度，壓力和刀片位置；

37、s3：基于切割速度，壓力和刀片位置，確定對(duì)切割裝置的控制參數(shù)，并按照控制參數(shù)對(duì)待切割單晶硅片進(jìn)行切割；

38、s4：基于切割后得到的目標(biāo)單晶硅片與標(biāo)準(zhǔn)單晶硅片之間的差異，確定對(duì)控制參數(shù)的調(diào)整方案。

39、優(yōu)選的，所述s3中，基于切割速度，壓力和刀片位置，確定對(duì)切割裝置的控制參數(shù)，并按照控制參數(shù)對(duì)待切割單晶硅片進(jìn)行切割，包括：

40、基于切割速度，壓力和刀片位置，結(jié)合切割裝置的動(dòng)力特征，確定對(duì)切割裝置的初始控制參數(shù)；

41、基于切割裝置的動(dòng)力特征建立動(dòng)力仿真模型，并基于所述初始控制參數(shù)進(jìn)行動(dòng)力仿真模型的運(yùn)行測(cè)試，得到初始控制參數(shù)的靈敏度，并確定運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)力裝置的溫度變化曲線和能耗曲線；

42、基于靈敏度確定切割裝置動(dòng)力系統(tǒng)的偏移量，基于溫度變化曲線確定切割裝置的動(dòng)力效力影響權(quán)重，基于能耗曲線確定切割裝置的動(dòng)力效力；

43、基于所述動(dòng)力效力和動(dòng)力效力影響權(quán)重，確定動(dòng)力效力與運(yùn)行參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從所述對(duì)應(yīng)關(guān)系中確定最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)；

44、基于最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)，結(jié)合切割裝置動(dòng)力系統(tǒng)的偏移量，確定對(duì)偏移量的初始優(yōu)化變量，并基于所述對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合切割裝置動(dòng)力系統(tǒng)的偏移量，確定對(duì)偏移量的優(yōu)化變量序列，基于所述優(yōu)化變量序列確定變量權(quán)重，且基于所述初始優(yōu)化變量和變量權(quán)重，得到目標(biāo)優(yōu)化變量；

45、基于所述目標(biāo)優(yōu)化變量對(duì)初始控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到對(duì)切割裝置的控制參數(shù)；

46、按照控制參數(shù)對(duì)待切割單晶硅片進(jìn)行切割。

47、優(yōu)選的，所述s4中，基于切割后得到的目標(biāo)單晶硅片與標(biāo)準(zhǔn)單晶硅片之間的差異，確定對(duì)控制參數(shù)的調(diào)整方案，包括：

48、基于切割后得到的目標(biāo)單晶硅片與標(biāo)準(zhǔn)單晶硅片之間的差異，獲取差異類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)的差異數(shù)值，并判斷差異數(shù)值是否在差異類(lèi)型對(duì)應(yīng)的差異范圍內(nèi)；

49、若是，確定控制參數(shù)的控制精度未達(dá)標(biāo)；

50、否則，確定控制參數(shù)存在異常，并基于差異類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)的差異數(shù)值對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行重新確定；

51、當(dāng)確定控制參數(shù)的控制精度未達(dá)標(biāo)后，基于差異類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)的差異數(shù)值，確定對(duì)控制參數(shù)的調(diào)整方案。

52、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得了以下有益效果：

53、通過(guò)基于待切割單晶硅片的尺寸參數(shù)，確定需要待切割單晶硅片的切割排列特征，為切割參數(shù)的確定提供基礎(chǔ)，基于切割排列特征，基于切割裝置特征，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定對(duì)待切割單晶硅片的切割速度，壓力和刀片位置，在切割前準(zhǔn)確確定出切割參數(shù)，然后基于切割速度，壓力和刀片位置，確定對(duì)切割裝置的控制參數(shù)，并按照控制參數(shù)對(duì)待切割單晶硅片進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)對(duì)待切割單晶硅片的高精度控制切割，最后，基于切割后得到的目標(biāo)單晶硅片與標(biāo)準(zhǔn)單晶硅片之間的差異，確定對(duì)控制參數(shù)的調(diào)整方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整，提高單晶硅片的良率。

54、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在本技術(shù)文件中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

55、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。