CN111590769A - 一种高台速金刚线快速切割工艺 - Google Patents

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刘云强
邢旭
张世龙
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Qingdao Gaoce Technology Co Ltd
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Qingdao Gaoce Technology Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

本发明属于金刚线切割技术领域，特别涉及一种高台速金刚线快速切割工艺，包括以下步骤：首先对晶棒进行清洁，将晶棒装入切割机工作台夹持导轨内，采用直径为50～60um的金刚线作为切割线，在切割主辊上铺设好切割线网，然后设置钢线切割线速度、新线进给量、工作台进给速度等切割参数，开始切割。本发明通过提高金刚线切割时的工作台进给速度，能有效提高硅片切割的生产效率，单机正常流水线生产单晶硅片效率能提高40％～70％，降低了硅片制造成本。

Description

一种高台速金刚线快速切割工艺
技术领域
本发明属于金刚线切割技术领域，具体地说涉及一种高台速金刚线快速切割工艺。
背景技术
目前多线切割机在单晶硅片切割中，很多制造企业的切片工艺耗时居高不下，工艺时间均在90～150min之间，加工时间长，导致生产硅片效率低，造成制造成本高。对于现在的多线切割机来说，降低切割工艺耗时，降低硅片制造成本，提高生产效率已成为该领域目前关注的焦点。
发明内容
针对现有技术的种种不足，发明人在长期实践中研究设计出一种高台速金刚线快速切割工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高台速金刚线快速切割工艺，包括以下步骤：
S1、选取晶棒，对晶棒进行清洁，将清洁后晶棒装入切割机工作台夹持导轨内；
S2、采用直径为50～60um的金刚线作为切割线，在切割主辊上铺设好切割线网；
S3、设置钢线切割线速度为600～3000m/min，设置新线进给量为50～200m/min，切割液流量设定为170～200L/min；
S4、设置工作台进给速度：进刀阶段工作台进给速度设置为 1500～2000um/min，当切割深度达到8mm时工作台进给速度设置为 2500～4500um/min，当切割深度达到150mm时工作台进给速度设置为 1500～2000um/min，当切割深度达到160mm时工作台进给速度设置为 300～1000um/min；
S5、开始切割，直至切割完成，硅片下料并检查硅片表面切割状况，最后送去脱胶清洗。
进一步地，所述步骤S1中，选取规格为156mm×156mm～166mm×166mm的晶棒为待切割晶棒。
进一步地，所述步骤S2中，铺设好切割线网后，设置切割线的张力为6～9N。
进一步地，所述步骤S3中，设置硅片切割入刀阶段的线速度为 600～1000m/min。
进一步地，所述步骤S3中，设置硅片切割至5mm后线速度为2100～3000m/min。
进一步地，所述步骤S3中，还要设置切割温度为18～20℃。
进一步地，在开始切割之前，设定轴承箱温度在20～22℃。
本发明的有益效果是：
1)通过提高金刚线切割时的工作台进给速度，能有效提高硅片切割的生产效率，单机正常流水线生产单晶硅片效率能提高40％～70％，降低了硅片制造成本，在提高生产产能的同时，还能降低采购设备成本。
2)通过增加工作台进给速度的切割，减少钢线切割循环次数，降低钢线疲劳磨损，降低切割断线。
3)通过增加钢线速度的切割，可以增加钢线切割能力，从而降低钢线单耗，降低切片成本。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。下面对本发明作进一步说明。
本发明的高台速金刚线快速切割工艺，包括以下步骤：
1)选取晶棒规格为156mm×156mm～166mm×166mm的晶棒，对晶棒进行常规检查后，清洁，备用。本实施例优选158.75mm×158.75mm的晶棒。
2)将清洁后晶棒装入切割机工作台夹持导轨内，确保晶棒在工作台夹持导轨内夹持正常。
3)采用直径为50～60um的金刚线作为切割线，在切割主辊上铺设好切割线网，设置切割线的张力为6～9N。
4)切割工艺参数设定：采用往复走线的方式，对晶棒进行来回切割加工。为确保整个过程加工时间在60min以内，其工艺参数如下：
a)钢线速度：增加钢线运行速度，以提高切割能力，切割线速度在600～3000m/min；具体地，根据硅片切割深度位置设定线速度，硅片切割入刀阶段线速600～1000m/min，硅片切割至5mm后，直至硅片切割结束，提高线速度到 2100～3000m/min。
b)新线进给量：增加新线进给量，以减少钢线磨损，新线进给量为 50～200m/min。
c)切割液流量：切割液流量设定为170～200L/min。
d)切割液温度：切割温度设定为18～20℃。
e)工作台进给速度：设定工作台速度为300～4500um/min，晶棒开始切割的进刀阶段，避免出现进刀硅片进刀厚薄TTV，需低速进刀，进刀阶段工作台进给速度控制在1500～2000um/min；当切割深度达到8mm时工作台进给速度设置为 2500～4500um/min，当切割深度达到150mm时工作台进给速度设置为1500～2000，当切割深度达到160mm时工作台进给速度设置为300～1000um/min直至切割结束。
5)轴承箱温度控制：设定轴承箱温度在20～22℃，轴承箱在硅片高速切割过程中相当核心的要素之一，轴箱的温度控制不好，易导致切割过程中轴承损坏抱死产生断线，因此在轴承箱中增加轴心冷却装置，轴心冷却装置可实现冷却液在轴承箱内部的循环，并根据实时检测温度调节冷却液流量，确保轴箱在高速运转过程中温度运行平稳。
6)开始切割，直至切割完成，硅片下料并检查硅片表面切割状况，最后送去脱胶清洗。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种高台速金刚线快速切割工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取晶棒，对晶棒进行清洁，将清洁后晶棒装入切割机工作台夹持导轨内；
S2、采用直径为50～60um的金刚线作为切割线，在切割主辊上铺设好切割线网；
S3、设置钢线切割线速度为600～3000m/min，设置新线进给量为50～200m/min，切割液流量设定为170～200L/min；
S4、设置工作台进给速度：进刀阶段工作台进给速度设置为1500～2000um/min，当切割深度达到8mm时工作台进给速度设置为2500～4500um/min，当切割深度达到150mm时工作台进给速度设置为1500～2000um/min，当切割深度达到160mm时工作台进给速度设置为300～1000um/min；
S5、开始切割，直至切割完成，硅片下料并检查硅片表面切割状况，最后送去脱胶清洗。
2.根据权利要求1所述的高台速金刚线快速切割工艺，其特征在于，所述步骤S1中，选取规格为156mm×156mm～166mm×166mm的晶棒为待切割晶棒。
3.根据权利要求1所述的高台速金刚线快速切割工艺，其特征在于，所述步骤S2中，铺设好切割线网后，设置切割线的张力为6～9N。
4.根据权利要求1所述的高台速金刚线快速切割工艺，其特征在于，所述步骤S3中，设置硅片切割入刀阶段的线速度为600～1000m/min。
5.根据权利要求4所述的高台速金刚线快速切割工艺，其特征在于，所述步骤S3中，设置硅片切割至5mm后线速度为2100～3000m/min。
6.根据权利要求1所述的高台速金刚线快速切割工艺，其特征在于，所述步骤S3中，还要设置切割温度为18～20℃。
7.根据权利要求1所述的高台速金刚线快速切割工艺，其特征在于，在开始切割之前，设定轴承箱温度在20～22℃。
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