CN104441281B - 一种超薄硅片的切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超薄硅片的切割方法，其包括如下步骤：(1)粘棒；(2)配制冷却液；(3)上料；(4)切割预热；(5)切割；(6)下料。本发明的优点在于，通过提升主切速度缩短单晶切片时间，在保证单晶切片几何参数的基础上，通过使用较小直径的金刚石切割线可以提升单晶切片的出片率，从而降低硅片加工成本。

Description

一种超薄硅片的切割方法
技术领域：
本发明涉及一种硅片的切割方法，特别是涉及一种超薄硅片的切割方法。
背景技术：
硅片是太阳能电池组件的重要部件，随着太阳能行业的快速发展，硅片需求量不断上升以及硅片加工行业的竞争日益激烈，降低硅片的加工成本成为提升企业竞争力最关键的因素。由于硅片厚度对太阳能电池的光电转换效率无影响，因此提高硅材料利用率成为降低硅片加工成本的重要途径之一。目前国内硅片加工大多采用游离磨料多线切割工艺，即通过金属丝的高速往复运动将SiC磨料带入加工区域(硅棒)进行研磨，这种切割工艺的优点为可以将一颗硅棒或铸锭一次性全部加工为硅片。但是，上述切割工艺存在以下弊端：1、切割过程中所使用的游离磨料，即以一定比例配制而成的切割液加绿碳化硅砂粉，简称砂浆。砂浆在经过数刀切割后，由于切割过程产生的大量硅粉进入砂浆中导致其无法继续使用，需将旧砂浆进行回收重新利用，这在无形中提升了硅片的加工成本；2、砂浆线切割工艺的切割机理从根本上限制了该工艺的效率提升，目前金刚线切割工艺效率较砂浆切割工艺高1～2.5倍；3、使用砂浆线切割工艺所加工硅片表面微裂纹密度较高，不利于降低硅片加工厚度。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可以提高切割工艺效率、在保证切片几何参数的基础上提升切片的出片率、降低硅片加工成本的超薄硅片的切割方法。
本发明由如下技术方案实施：一种超薄硅片的切割方法，其包括如下步骤：(1)粘棒；(2)配制冷却液；(3)上料；(4)切割预热；(5)切割；(6)下料；
所述步骤(1)配制冷却液：冷却液由电导率为1～5μs/cm去离子水和水溶性冷却液混合配制而成，配制成的所述冷却液的体积比浓度为0.15％～0.2％；
所述步骤(5)切割：切割钢线采用线芯直径为70～80μm，颗粒粒径为6～12μm的电镀金刚线；设定硅片目标厚度120～140μm，多线切割机主辊布线槽槽距205～215μm，槽深280～300μm，槽夹角25°～35°；所述切割钢线张力设定为20～22N，单片用线量为0.7～1.0m/pcs，主切割速度为1～1.2mm/min，进行双向切割；整个切割过程中，保证所述冷却液流量稳定在180～220L/min；
所述步骤(6)下料：切割完成后，进给台以30～40mm/min慢速上升，进给台完全升起后，下料进行硅片脱胶处理。
优选的，所述水溶性冷却液为梅耶博格冷却液或常州庆宏冷却液。
本发明的优点在于，通过提升主切速度缩短单晶切片时间，在保证单晶切片几何参数的基础上，通过使用较小直径的金刚石切割线可以提升单晶切片的出片率，从而降低硅片加工成本。
具体实施方式：
实施例1：一种超薄硅片的切割方法，其包括如下步骤：(1)粘棒；(2)配制冷却液；(3)上料；(4)切割预热；(5)切割；(6)下料；
步骤(2)配制冷却液：冷却液由电导率为1μs/cm去离子水和水溶性液体混合配制而成，水溶性液体为梅耶博格冷却液，配制成的冷却液的体积比浓度为0.15％；
步骤(5)切割：切割钢线采用线芯直径为70μm，颗粒粒径为8.5μm的电镀金刚线；设定硅片目标厚度120μm，多线切割机主辊布线槽槽距205μm，槽深280μm，槽夹角25°；切割钢线张力设定为20N，单片用线量为1.0m/pcs，主切割速度为1.0mm/min，进行双向切割，切割硅棒长度为500mm；整个切割过程中，保证冷却液流量稳定在220L/min；
步骤(6)下料：切割完成后，进给台以30mm/min慢速上升，进给台完全升起后，下料进行硅片脱胶处理。
由现有技术与实施例1所切割的硅片参数对比如表1所示。
表1 现有技术与实施例1所切割的硅片参数对比
切片时间(h) 表面粗糙度(μm) TTV(μm)
现有技术 6.5 6.2 14
实施例1 2.8 5.5 6
TTV值是在厚度扫描或一系列点的厚度测量中，最大厚度与最小厚度之间的绝对差值，表示该晶片的总厚度变化，即TTV值越大，表示晶片切割厚度越不均匀。
由表1可知，采用实施例1的切割方法与现有技术相比，切割时间减少了3.7h，表面粗糙度降低了0.7μm，TTV降低了8μm，所切割硅片单片成本降低0.95元/片。
实施例2：
一种超薄硅片的切割方法，其包括如下步骤：(1)粘棒；(2)配制冷却液；(3)上料；(4)切割预热；(5)切割；(6)下料；
步骤(1)配制冷却液：冷却液由电导率为3μs/cm去离子水和水溶性液体混合配制而成，水溶性液体为梅耶博格冷却液，配制成的冷却液的体积比浓度为0.18％；
步骤(5)切割：切割钢线采用线芯直径为75μm，颗粒粒径为9μm的电镀金刚线；设定硅片目标厚度130μm，多线切割机主辊布线槽槽距210μm，槽深290μm，槽夹角30°；切割钢线张力设定为21N，单片用线量为0.85m/pcs，主切割速度为1.1mm/min，进行双向切割，切割硅棒长度为500mm；整个切割过程中，保证冷却液流量稳定在200L/min；
步骤(6)下料：切割完成后，进给台以35mm/min慢速上升，进给台完全升起后，下料进行硅片脱胶处理。
由现有技术与实施例2所切割的硅片参数对比如表2所示。
表2 现有技术与实施例2所切割的硅片参数对比
切片时间(h) 表面粗糙度(μm) TTV(μm)
现有技术 6.5 6.2 14
实施例1 2.6 5 5
TTV值是在厚度扫描或一系列点的厚度测量中，最大厚度与最小厚度之间的绝对差值，表示该晶片的总厚度变化，即TTV值越大，表示晶片切割厚度越不均匀。
由表2可知，采用实施例2的切割方法与现有技术相比，切割时间减少了3.9h，表面粗糙度降低了1.2μm，TTV降低了9μm，所切割硅片单片成本降低0.9元/片。
实施例3：
一种超薄硅片的切割方法，其包括如下步骤：(1)粘棒；(2)配制冷却液；(3)上料；(4)切割预热；(5)切割；(6)下料；
步骤(1)配制冷却液：冷却液由电导率为5μs/cm去离子水和水溶性液体混合配制而成，水溶性液体为梅耶博格冷却液，配制成的冷却液的体积比浓度为0.2％；
步骤(5)切割：切割钢线采用线芯直径为80μm，颗粒粒径为12μm的电镀金刚线；设定硅片目标厚度140μm，多线切割机主辊布线槽槽距215μm，槽深300μm，槽夹角35°；切割钢线张力设定为22N，单片用线量为0.7m/pcs，主切割速度为1.2mm/min，进行双向切割，切割硅棒长度为500mm；整个切割过程中，保证冷却液流量稳定在220L/min；
步骤(6)下料：切割完成后，进给台以40mm/min慢速上升，进给台完全升起后，下料进行硅片脱胶处理。
由现有技术与实施例3所切割的硅片参数对比如表3所示。
表3 现有技术与实施例3所切割的硅片参数对比
切片时间(h) 表面粗糙度(μm) TTV(μm)
现有技术 6.5 6.2 14
实施例1 2.5 4.8 5
TTV值是在厚度扫描或一系列点的厚度测量中，最大厚度与最小厚度之间的绝对差值，表示该晶片的总厚度变化，即TTV值越大，表示晶片切割厚度越不均匀。
由表3可知，采用实施例3的切割方法与现有技术相比，切割时间减少了4h，表面粗糙度降低了1.4μm，TTV降低了9μm，所切割硅片单片成本降低0.8元/片。

Claims (1)

1.一种超薄硅片的切割方法，其包括如下步骤：(1)粘棒；(2)配制冷却液；(3)上料；(4)切割预热；(5)切割；(6)下料；
步骤(2)配制冷却液：冷却液由电导率为1μs/cm去离子水和水溶性液体混合配制而成，水溶性液体为梅耶博格冷却液，配制成的冷却液的体积比浓度为0.15％；
步骤(5)切割：切割钢线采用线芯直径为70μm，颗粒粒径为8.5μm的电镀金刚线；设定硅片目标厚度120μm，多线切割机主辊布线槽槽距205μm，槽深280μm，槽夹角25°；切割钢线张力设定为20N，单片用线量为1.0m/pcs，主切割速度为1.0mm/min，进行双向切割，切割硅棒长度为500mm；整个切割过程中，保证冷却液流量稳定在220L/min；
步骤(6)下料：切割完成后，进给台以30mm/min慢速上升，进给台完全升起后，下料进行硅片脱胶处理。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106217665B (zh) * 2016-08-12 2018-08-21 上海申和热磁电子有限公司 一种超细钢线切割超薄硅片的方法
CN107160576B (zh) * 2017-07-10 2018-08-14 杨凌美畅新材料股份有限公司 一种电镀金刚线快速切割硅片的方法
CN107718333A (zh) * 2017-08-24 2018-02-23 天津市环欧半导体材料技术有限公司 一种60um直径金刚线切割硅的工艺
CN108262647A (zh) * 2018-01-23 2018-07-10 滁州英诺信电器有限公司 一种光电材料的切割方法
CN108927909A (zh) * 2018-07-20 2018-12-04 无锡中环应用材料有限公司 一种硅片加工成型的新型工艺
CN110370442B (zh) * 2019-08-08 2021-05-07 浙江稳可磨具股份有限公司 一种均匀出料且具有回收再利用功能的碳化硅投料装置
CN112078038B (zh) * 2020-07-30 2022-07-22 乐山高测新能源科技有限公司 一种140μm厚度以下硅片的切割方法
CN114378965A (zh) * 2021-12-30 2022-04-22 江苏美科太阳能科技股份有限公司 一种单、多晶切割改善线痕ttv的切割方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101913210A (zh) * 2010-08-19 2010-12-15 英利能源（中国）有限公司 多晶硅破锭方法
WO2011081533A1 (en) * 2009-12-31 2011-07-07 Rec Wafer Norway As Method for cutting a block of silicon into wafers
CN102350741A (zh) * 2011-09-22 2012-02-15 英利能源（中国）有限公司 硅块切割方法
CN103331828A (zh) * 2013-05-31 2013-10-02 阳光硅谷电子科技有限公司 一种超大直径硅棒的切割工艺
CN103722625A (zh) * 2013-12-25 2014-04-16 山东天岳先进材料科技有限公司 一种利用金刚石线切割大直径碳化硅单晶的方法和设备
CN103991140A (zh) * 2014-04-28 2014-08-20 阳光硅谷电子科技有限公司 一种金刚石线切割硅棒的切割工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011081533A1 (en) * 2009-12-31 2011-07-07 Rec Wafer Norway As Method for cutting a block of silicon into wafers
CN101913210A (zh) * 2010-08-19 2010-12-15 英利能源（中国）有限公司 多晶硅破锭方法
CN102350741A (zh) * 2011-09-22 2012-02-15 英利能源（中国）有限公司 硅块切割方法
CN103331828A (zh) * 2013-05-31 2013-10-02 阳光硅谷电子科技有限公司 一种超大直径硅棒的切割工艺
CN103722625A (zh) * 2013-12-25 2014-04-16 山东天岳先进材料科技有限公司 一种利用金刚石线切割大直径碳化硅单晶的方法和设备
CN103991140A (zh) * 2014-04-28 2014-08-20 阳光硅谷电子科技有限公司 一种金刚石线切割硅棒的切割工艺

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