CN107214869B - 硅片切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硅片切割方法，包括步骤：切割准备：将粘结有硅块的晶托安装于线网上方，硅块的长度为156毫米；切割：下压硅块，放线轮放线，导轮带动金刚线运动，对硅块进行切割，金刚线的直径为80~120微米，抗拉强度不低于3800牛/平方毫米，金刚线中金钢石粒子的长径比为1~2，其中放线轮放线2千米后且由零切割深度至切割深度130毫米时，反向走线，利用切割后的金刚线对剩余的26毫米硅块进行磨削切割。上述方法，切割线选用特定规格的金刚线具有较好的锐性和强度，且切割前期一直用新线进行切割，能够以很高的线速进行切割，且利用新线高速切割的时间较长，而在出刀期则利用旧线反向磨削切割，提升旧线切割的线速，从而提高整体切割效率，降低工时。

Description

硅片切割方法
技术领域
本发明涉及硅片切割领域，特别是涉及一种硅片切割方法。
背景技术
目前市场上硅片产品供不应求，提高切割效率成了重点方向，然而工艺时间占总体效率的80%，根据80/20原则，首要问题就是降低工艺切割时间。
发明内容
基于此，有必要针对利用金刚线的工艺切割较为耗时的问题，提供一种硅片切割方法。
一种硅片切割方法，包括步骤：
切割准备：将粘结有硅块的晶托安装于线网上方，所述硅块的待切割深度为156毫米；
切割：下压硅块，放线轮放线，导轮带动金刚线运动，对硅块进行切割，所述金刚线的直径为80~120微米，抗拉强度不低于3800牛/平方毫米，金刚线中金钢石粒子的长径比为1~2，其中放线轮放线2千米后且由零切割深度至切割深度130毫米时，反向走线，利用切割后的金刚线对剩余的26毫米硅块进行磨削切割。
上述方法，切割线选用特定规格的金刚线具有较好的锐性和强度，且切割前期一直用新线进行切割，能够以很高的线速进行切割，且利用新线高速切割的时间较长，而在出刀期则利用旧线反向磨削切割，提升旧线切割的线速，从而提高整体切割效率，降低工时。
在其中一个实施例中，所述切割步骤中，金刚线的最高线速为25米/秒，平均线速为17~19米/秒。
在其中一个实施例中，由零切割深度至切割深度130毫米的切割过程中的金刚线的线速为25米/秒，剩余26毫米的切割过程中金刚线的线速为8米/秒。
在其中一个实施例中，所述金刚线的直径为10微米，所述金刚线中金钢石粒子的长径比为1。
在其中一个实施例中，所述硅块由机械手臂带动下压。
在其中一个实施例中，所述下压硅块为：使两块硅块同步下压。
在其中一个实施例中，所述硅块的横截面尺寸为156×156毫米。
在其中一个实施例中，所述硅块通过树脂粘结在晶托上。
在其中一个实施例中，还进一步包括步骤：
硅块切割结束后利用60~80摄氏度的温水浸泡8~10分钟后脱胶。
在其中一个实施例中，还进一步包括步骤：清洗硅片，然后甩干。
附图说明
图1为本申请一个实施例的硅片切割方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，则不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，详细说明硅片切割方法的较佳实施方式。
参考图1，一个实施例的硅片切割方法，包括以下步骤。
S100、切割准备：将粘结有硅块的晶托安装于线网上方，所述硅块的待切割深度为156毫米。
硅块可通过树脂粘结在晶托上，然后安装在线网上方。切割时，利用机械手臂带动硅块匀速下压。
硅块的数量不限于1个。例如，也可以是使两块硅块同步下压。当同时切割两块硅块时，线网上设置有切割线网间隙，且切割线网间隙与硅块之间的间隙位置对应，此处没有切割线参与切割，不存在因为硅块端面不平造成的切割杂质、断线等情况。两块硅块粘结在同一个晶托上。
硅块的横截面尺寸不作具体限定。例如硅块的横截面尺寸为156×156毫米。此时，硅块为长方体状的小方锭。该小方锭通过对铸锭进行开方得到。硅块的长度不作限定。
S200、切割：下压硅块，放线轮放线，导轮带动金刚线运动，对硅块进行切割，所述金刚线的直径为80~120微米，抗拉强度为3800牛/平方毫米以上，金刚线中金钢石粒子的长径比为1~2，其中放线轮放线2千米后且由零切割深度至切割深度130毫米时，反向走线，利用切割后的金刚线对剩余的26毫米硅块进行磨削切割。这样的金刚线在具有较好的抗拉强度的情况下，还具有较好的锐性，适用于切割后期的磨削切割。
优选地，金刚线的直径为10毫米，且金刚线中金钢石粒子的长径比为1。
切割步骤中，金刚线的最高线速控制在25米/秒以内，平均线速为17~19米/秒。切割步骤中，金刚线的线速变化为：导轮正向转动，金刚线的线速最高，导轮反转前，即开始反向走线前，金刚线的线速降为零；导轮反转后，金刚线的线速由零逐渐加速。
优选地，由零切割深度至切割深度130毫米的切割过程中的金刚线的线速为25米/秒，剩余26毫米的切割过程中金刚线的线速为8米/秒。剩余26毫米的切割过程中金刚线的线速控制在8米/秒，较传统技术中旧线切割的线速大大提升，但凭借金刚线的锐性，仍能保证顺利切割硅片，从而提升了旧线切割时的效率。
工艺切割时间可以分为三步：入刀、中部、出刀。上述实施例中，硅块的零切割深度至切割深度130毫米的过程中，即入刀和中部的切割，均使用新线切割。较传统利用旧线切割的技术，本申请延长了切割前期和中期的新线使用量，可以以较高的线速切割，且切割后期（出刀）利用旧线切割时，凭借金刚线的锐性仍能保持很高的线速，从而整体上提升了切割效率，降低切割耗时。
另一方面，切割过程若利用旧线切割，则返旧线前金刚线的线速必定要下降为零。而本申请中由于延长了切割前期和中期的新线使用量，延缓了导轮的换向时机，而新线的线速可以较高，故提升了切割效率，降低切割耗时。
S400、还进一步包括步骤：硅块切割结束后利用60~80摄氏度的温水浸泡8~10分钟后脱胶。脱胶后，硅片自晶托上分离。
S400、还进一步包括步骤：清洗硅片，然后甩干。本步骤中，对硅片进行清洗，去除硅片表面的残余的切割冷却液、金属离子、切割造成的硅粉、清洗药剂。然后，通过将硅片甩干，不采用烘干，易于操作，且降低生产成本。
实施例
硅块长度156毫米，横截面尺寸为156×156毫米。线网的金刚线的直径为10毫米，且金刚线中金钢石粒子的长径比为1，抗拉强度4000牛/平方毫米。
零切割深度至切割深度130毫米的切割过程中，放线轮放新线2千米，金刚线切割的线速为25米/秒。由切割深度130毫米至切割深度156毫米的过程中，反向走线，利用切割后的旧线切割，线速为8米/秒。整个切割过程中，平均线速为18米/秒，切割总用时6小时。
对比实施例
硅块长度156毫米，横截面尺寸为156×156毫米。线网的金刚线的直径为12毫米。
零切割深度至切割深度140毫米的切割过程中，放线轮放新线1.5千米，金刚线切割的线速为20米/秒。由切割深度140毫米至切割深度156毫米的过程中，反向走线，利用切割后的旧线切割，线速为3米/秒。整个切割过程中，平均线速为14米/秒，切割总用时8小时。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种硅片切割方法，其特征在于，包括步骤：
切割准备：将粘结有硅块的晶托安装于线网上方，所述硅块的待切割深度为156毫米；
切割：下压硅块，放线轮放线，导轮带动金刚线运动，对硅块进行切割，所述金刚线的直径为80～120微米，抗拉强度为3800牛/平方毫米以上，金刚线中金钢石粒子的长径比为1～2，其中放线轮放线2千米后且由零切割深度至切割深度130毫米时，反向走线，利用切割后的金刚线对剩余的26毫米硅块进行磨削切割；
由零切割深度至切割深度130毫米的切割过程中的金刚线的线速为25米/秒，剩余26毫米的切割过程中金刚线的线速为8米/秒；
所述下压硅块为：使两块硅块同步下压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切割步骤中，金刚线的最高线速为25米/秒，平均线速为17～19米/秒。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金刚线的直径为100微米，所述金刚线中金钢石粒子的长径比为1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅块由机械手臂带动下压。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅块的横截面尺寸为156×156毫米。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅块通过树脂粘结在晶托上。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还进一步包括步骤：
硅块切割结束后利用60～80摄氏度的温水浸泡8～10分钟后脱胶。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还进一步包括步骤：清洗硅片，然后甩干。
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