CN102990792B - 一种八英寸硅单晶硅片切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种八英寸硅单晶硅片多线切割机及其切割方法，包括导轨丝杠、工作台、砂浆喷嘴、槽轮和接片槽；所述导轨丝杠设于工作台上，所述导轨丝杠与工作台间从上到下依次设有工作台铁垫和绝缘垫，所述工作台配有喷浆沙嘴，所述喷浆沙嘴下设有接片槽，所述接片槽的两侧设有槽轮，所述槽轮上部布有线网，所述工作台的下表面的中间位置设有一倒梯型内凹槽，用于夹持工件。本发明的有益效果是可以满足大直径硅片生产的需求，并使其具备更高的加工能力，达到节约成本，提高效率的目的。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，尤其是涉及一种八英寸硅硅单晶片多线切割机及其切割方法。
背景技术
经过几十年的快速发展，半导体硅单晶的切割由最初的内(外)圆切割技术发展为目前普遍采用的多线切割技术，在成本降低以及产品质量提高方面都取得极大的进步。作为半导体硅材料加工的关键技术-多线切割技术近年来得到飞速发展，随着大直径硅单晶的批量生产，满足大直径硅片切割技术成为迫切解决的技术难题。
日本进口MWM442DM多线切割机广泛用于对硅硅单晶片的加工，其切割精度和切割效率都较高，但无法完成对八英寸硅硅单晶片的加工。另外，在加工8英寸硅单晶片，配合适当的切割工艺可获得更好的硅片参数：TTV≤15um、warp≤30um，硅片的warp、BOW等几何参数是在硅单晶切割过程中产生，后续无法进行改良，如果硅片warp得不到满足，将会带来非常大的经济损失，整颗NTD、气掺硅单晶将会报废。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种八英寸硅硅单晶片多线切割机。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种八英寸硅硅单晶片多线切割机，包括导轨丝杠、工作台、砂浆喷嘴、槽轮和接片槽；所述导轨丝杠设于工作台上，所述导轨丝杠与工作台间从上 到下依次设有工作台铁垫和绝缘垫，所述工作台配有砂浆喷嘴，所述砂浆喷嘴下设有接片槽，所述接片槽的两侧设有槽轮，所述槽轮上部布有线网，所述工作台的下表面的中间位置设有一倒梯型内凹槽，用于夹持工件。所述砂浆喷嘴由两根水平管和九根下砂管组成，第一水平管下表面与第一至五根所述下砂管的上端垂直相交，所述第一至五根下砂管的下端又与第二水平管的上表面相交，所述第二水平管长于第一水平管，所述第二水平管的下表面与第六至九根所述下砂管垂直相交，所述第六至九根下砂管平均分为两组，两组分别位于所述第二水平管的两端，两两下砂管间平行。
进一步，所述槽轮直径为250±5mm。所述接片槽深230±5mm。
本发明的另一目的在于提供一种使用八英寸硅硅单晶片多线切割机切割硅单晶的方法，包括以下步骤：(1)硅单晶安放在所述工作台中，并与所述工作台的内凹槽夹紧；(2)调整供线侧线网张力和回收侧线网张力，在所述槽轮上饶上钢线形成所述线网；(3)向下移动硅单晶，使硅单晶接触到所述线网，设定切割起始位置，然后将硅单晶提升1mm；(4)在砂浆搅拌桶中放入切削液，设置所述砂浆喷嘴的砂浆流量；(5)设置切速与线网运转速度，预热30分钟后，切削液流经所述砂浆喷嘴的水平管及下砂管，从所述第六至九根下砂管管口喷至所述线网上，硅单晶下降，所述轮槽带动线网开始转动，开始切割；(6)切割完成后，确认切割位置是否完全切透，将工作台上升至原点，卸下硅单晶，进行去胶清洗。其中，步骤(2)中的供线侧线网张力为26-28N，回收侧线网张力为25-26N。步骤(4)中的切削液 为碳化硅：聚乙二醇＝1∶0.95。步骤(4)中的砂浆流量设置为：40-60L/min。步骤(5)中的切速设置为0.3mm/min-0.45mm/min；线网运转速度设置为600-900m/min。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，对现有技术关键部位进行巧妙改造，完全可以满足大直径硅片生产的需求，并使其具备更高的加工能力，达到节约成本，提高效率的目的。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图
图2是本发明工作台的结构示意图
图3是本发明砂浆喷嘴的俯视结构示意图
图中：
1、导轨丝杠 2、线网 3、工作台铁垫 4、绝缘垫 5、工作台 6、砂浆喷嘴 7、槽轮 8、接片槽 9、水平管 10、水平管 11、下砂管 12、下砂管
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明包括导轨丝杠1、工作台5、砂浆喷嘴6、槽轮7和接片槽8；导轨丝杠1设于工作台5上，导轨丝杠1与工作台5间从上到下依次设有工作台铁垫3和绝缘垫4，工作台5配有砂浆喷嘴6，砂浆喷嘴6下设有接片槽8，接片槽8深230±5mm；接片槽8的两侧设有槽轮7，槽轮7直径为250±5mm。
如图1、2所示，槽轮7上部布有线网2，工作台5的下表面的中间位置设有一倒梯型内凹槽，用于夹持工件。如图3所示，砂浆喷嘴6由两根水平管9、10和九根下砂管11、12组成，水平管9下表面与第一至五根下砂管12的上端垂直相交，第一至五根下砂管12的下端又与水平管10的上表面相交，水平管10长于水平管9，水平管10的下表面与第六至九根下砂管11垂直相交，第六至九根下砂管11平均分为两组，每组均位于水平管10的两端，两两下砂管11、12间平行。
本实例的工作过程：根据硅单晶长度，输入八英寸硅单晶切割工艺，将预先准备好的料板和硅单晶安放在工作台5的内凹槽中，放入夹紧横梁用8mm内六角扳手将硅单晶底座与工作台5夹紧，按照供线侧线网2张力28N，回收侧线网2张力为26N在槽轮7上绕上0.14mm直径的钢线，向下移动硅单晶使硅单晶接触到线网2，设定切割起始位置，然后将硅单晶提升1mm，然后在砂浆搅拌桶中放入按照质量比＝1：0.95的SiC(碳化硅)和聚乙二醇切削液，设置砂浆喷嘴6的砂浆流量为60L/min，切速设置为0.4mm/min；线网2运转速度设置为800m/min；预热30分钟后，打开机舱，确认线网2有无跳线，工作台5夹持机构是否松动；未发现异常启动设备，按照切割工艺进行加工，切削液流经砂浆喷嘴6的水平管9、10及下砂管11、12，从第六至九根下砂管11管口喷至所述线网2上，硅单晶下降，轮槽7带动线网2开始转动，开始切割；切割完成以后，确认切割位置是否将硅单晶完全切透，将工作台5上升至原点，卸下硅单 晶片，进行去胶清洗。
检测结果：
使用ADE7200硅片自动检测仪器检测硅片表面粗糙度Ra≤10um，Rz≤0.5um，TTV≤15um，WARP≤35um，满足SEMI标准。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种切割八英寸硅单晶硅片的方法，该方法采用多线切割机作为设备，该设备包括导轨丝杠、工作台、砂浆喷嘴、槽轮和接片槽；所述导轨丝杠设于工作台上，所述导轨丝杠与工作台间从上到下依次设有工作台铁垫和绝缘垫，所述工作台配有砂浆喷嘴，所述砂浆喷嘴下设有接片槽，所述接片槽的两侧设有槽轮，所述槽轮上布有线网，所述工作台的下表面的中间位置设有一倒梯型内凹槽，用于夹持工件；所述砂浆喷嘴由两根水平管和九根下砂管组成，第一水平管下表面与第一至五根所述下砂管的上端垂直相交，所述第一至五根下砂管的下端又与第二水平管的上表面相交，所述第二水平管长于第一水平管，所述第二水平管的下表面与第六至九根所述下砂管垂直相交，所述第六至九根下砂管平均分为两组，两组分别位于所述第二水平管的两端，两两下砂管间平行；其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)硅单晶安放在所述工作台中，并与所述工作台的内凹槽夹紧；(2)调整供线侧线网张力和回收侧线网张力，在所述槽轮上绕上钢线形成所述线网；(3)向下移动硅单晶，使硅单晶接触到所述线网，设定切割起始位置，然后将硅单晶提升1mm；(4)在砂浆搅拌桶中放入按照质量比=1：0.95的碳化硅和聚乙二醇切削液混合液，设置所述砂浆喷嘴的砂浆流量；(5)设置切速与线网运转速度，预热30分钟后，切削液流经所述砂浆喷嘴的水平管及下砂管，从所述第六至九根下砂管管口喷至所述线网上，硅单晶下降，所述槽轮带动线网开始转动，开始切割；(6)切割完成后，确认切割位置是否完全切透，将工作台上升至原点，卸下硅单晶，进行去胶清洗。
2.根据权利要求1所述的切割八英寸硅单晶硅片的方法，其特征在于：所述槽轮直径为250±5mm。
3.根据权利要求1所述的切割八英寸硅单晶硅片的方法，其特征在于：所述接片槽深230±5mm。
4.根据权利要求1所述的切割八英寸硅单晶硅片的方法，其特征在于：步骤(2)中的供线侧线网张力为26‐28N，回收侧线网张力为25‐26N。
5.根据权利要求1所述的切割八英寸硅单晶硅片的方法，其特征在于：步骤(4)中的砂浆流量设置为：40‐60L/min。
6.根据权利要求1所述的切割八英寸硅单晶硅片的方法，其特征在于：步骤(5)中的切速设置为0.3mm/min‐0.45mm/min；线网运转速度设置为600‐900m/min。
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