CN102152410A - 一种旋转单晶棒调整晶向偏移的切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转单晶棒调整晶向偏移的切割方法，该方法在单晶棒粘结时将参考面朝上，平行于粘结钢板，保持晶棒的水平偏移方向向右，然后通过晶向测试仪测出晶棒x轴和y轴的晶向偏离度，根据矢量原理计算出晶棒的偏移值和旋转角度，将y轴保持水平不动并通过旋转角度进行调节获得正确的晶向偏移值。采用本发明方法，通过晶棒一定角度、一定方向的旋转，在y轴保持水平不动，仅x轴进行偏移来完成晶向偏移切割，既简单易行，又能提高硅片机械指标，同时大大提高偏晶向晶棒的切割片的成品率。

Description

一种旋转单晶棒调整晶向偏移的切割方法

技术领域

本发明涉及一种旋转单晶棒调整晶向偏移的切割方法。

背景技术

通常情况下，单晶棒的切割采取正晶向切割，晶向误差以不影响器件特性为准。但根据集成电路衬底硅片外延工艺要求，很多客户要求提供的硅片在平行于主参考面向最近的<110>面偏离4±0.5°进行切割，同时，硅双极电路衬底用的<111>晶向的硅片，在外延工艺上有时也要求偏<111>晶向2°-4°进行切割。按原来的切割方法是在水平方向的x轴上左右角度偏移的同时，在垂直方向的y轴上进行上下角度调整。这种方法在多线切割机上不能得到完成，只有采用定向抬高y轴的粘接装置来完成，这样线切入晶棒时，线的运行方向与晶棒方向就不是垂直方向，这样切出的硅片机械指标尺寸偏差较大，严重影响切片质量与成品率。

发明内容

本发明的目的是提供防止硅片机械偏差较大，能提高机械指标与成品率的一种旋转单晶棒调整晶向偏移的切割方法。

本发明采取的技术方案是：一种旋转单晶棒调整晶向偏移的切割方法，其特征在于在单晶棒粘结时将参考面朝上，平行于粘结钢板，保持晶棒的水平偏移方向向右，然后通过晶向测试仪测出晶棒x轴和y轴的晶向偏离度，根据矢量原理计算出晶棒的偏移值和旋转角度，将y轴保持水平不动并通过旋转角度进行调节获得正确的晶向偏移值。

所述的当参考面朝左所测的晶向偏离度小于要求旋转角度，而参考面朝右所测的晶向偏离度大于要求旋转角度，粘结单晶棒时朝顺时针方向旋转；反之则粘结单晶棒时朝逆时针方向旋转。

采用本发明方法，通过晶棒一定角度、一定方向的旋转，在y轴保持水平不动，仅x轴进行偏移来完成晶向偏移切割，既简单易行，又能提高硅片机械指标，同时大大提高偏晶向晶棒的切割片的成品率。

附图说明

图1是本发明的矢量示意图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。

一、计算公式的推导：

参照图1，设单晶棒长

径纵偏向角∠AOB＝α，径横偏向角∠AOD＝β，径向平面调整角∠AOC＝φ，硅标准面转动角∠BEF＝ψ。其中的AOD为初始切割平台面，AOC为最终切割平台面，BOC为单晶棒标准面，ABC为刀片切割面，

为切割方向。初始单晶硅径向为

调整后径向为

那么，(1)AB＝tanα    AD＝tanβ

则 $\mathrm{AC}=\sqrt{{\mathrm{BC}}^2+{\mathrm{AB}}^2}=\sqrt{{\left(\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}$

得： $\tan \mathrm{\&phi;}=\frac{\mathrm{AC}}{\mathrm{AO}}=\sqrt{{\left(\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}$

实际操作中得出调整量AC，即

$\mathrm{AC}=\mathrm{OA}\&times;\tan \mathrm{\&phi;}$

$=\mathrm{OA}\&times;\sqrt{{\left(\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}$

$\left(2\right),\mathrm{OC}=\sqrt{{\left(\mathrm{OD}\right)}^2+{\left(\mathrm{DC}\right)}^2}=\sqrt{{\left(\frac{1}{\cos \mathrm{\&beta;}}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}$

$\mathrm{OB}=\frac{1}{\cos \mathrm{\&alpha;}}$

□OBC面积公式得：OC×BE＝BC×OB

$\sqrt{{\left(\frac{1}{\mathrm{COS\&beta;}}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}\&times;\mathrm{BE}=\tan \mathrm{\&beta;}\&times;\frac{1}{\cos \mathrm{\&alpha;}}$

$\mathrm{BE}=\frac{\tan \mathrm{\&beta;}}{\cos \mathrm{\&alpha;}\sqrt{{\left(\frac{1}{\cos \mathrm{\&beta;}}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}}$

□ABC面积公式得：AC×BF＝BC×AB

$\sqrt{{\left(\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}\&times;\mathrm{BF}=\tan \mathrm{\&beta;}\tan \mathrm{\&alpha;}$

$\mathrm{BF}=\frac{\tan \mathrm{\&beta;}\tan \mathrm{\&alpha;}}{\sqrt{{\left(\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}}$

得： $\sin \mathrm{\&psi;}=\frac{\mathrm{BF}}{\mathrm{BE}}=\frac{\tan \mathrm{\&beta;}\tan \mathrm{\&alpha;}\cos \mathrm{\&alpha;}\sqrt{{\left(\frac{1}{\cos \mathrm{\&beta;}}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}}{\sqrt{{\left(\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}\tan \mathrm{\&beta;}}$

$=\sqrt{\frac{{\left(\sin \mathrm{\&alpha;}\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}{{\left(\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}}$

$\mathrm{\&psi;}=\arcsin \sqrt{\frac{{\left(\sin \mathrm{\&alpha;}\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}{{\left(\tan \mathrm{\&beta;}\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}}$

二、具体实施例：

1、在单晶棒粘结时将参考面朝上，平行于粘结钢板，保持晶棒的偏移方向向右，

2、参照图1，设单晶棒长度OA＝310mm，通过晶向测试仪测出晶棒水平偏向β＝3.5度，向上偏α＝1.5度。根据上述计算公式计算得：调整量AC＝20.625mm，转动角ψ＝23.223度。

3、将y轴保持水平不动并通过旋转23.223度角度进行调节偏移值20.625mm。如果参考面朝左所测的晶向偏离度小于要求旋转角度，即β＜ψ，而参考面朝右所测的晶向偏离度大于要求旋转角度，即β＞ψ时粘结单晶棒时朝顺时针方向旋转；反之则粘结单晶棒时朝逆时针方向旋转。

Claims (2)

1.一种旋转单晶棒调整晶向偏移的切割方法，其特征在于在单晶棒粘结时将参考面朝上，平行于粘结钢板，保持晶棒的水平偏移方向向右，然后通过晶向测试仪测出晶棒x轴和y轴的晶向偏离度，根据矢量原理计算出晶棒的偏移值和旋转角度，将y轴保持水平不动并通过旋转角度进行调节获得正确的晶向偏移值。

2.根据权利要求1所述的一种旋转单晶棒调整晶向偏移的切割方法，其特征在于当参考面朝左所测的晶向偏离度小于要求旋转角度，而参考面朝右所测的晶向偏离度大于要求旋转角度，粘结单晶棒时朝顺时针方向旋转；反之则粘结单晶棒时朝逆时针方向旋转。