CN113085040A - 一种单晶硅棒切割工艺 - Google Patents

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CN113085040A CN202110537012.8A CN202110537012A CN113085040A CN 113085040 A CN113085040 A CN 113085040A CN 202110537012 A CN202110537012 A CN 202110537012A CN 113085040 A CN113085040 A CN 113085040A
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代刚
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张超
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Chengdu Qingyang Electronic Material Co ltd
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    • 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
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Abstract

本发明提供一种单晶硅棒切割工艺，涉及单晶硅制造技术领域。该单晶硅棒切割工艺包括以下步骤：S1、将硅棒固定在切割工装上；S2、将切割工装固定在切割设备上；S3、将长100mm的单晶硅棒分为23段，使每片硅片厚度约为4.3mm；S4、将切割金钢线定位至硅棒指定位置处；S5、开启切削液供给；S6、设置硅棒台速分段先增后减；S7、设置切片线速分段先增后减；S8、设置供线量恒定为460m/min，收线量为445m/min，切削液流量110㎡/min；S9、进行切割；S10、切割完成，起料，对硅片进行去胶处理。本发明能实现同步供线，保证产出硅片质量稳定、厚度均匀。

Description

一种单晶硅棒切割工艺
技术领域
本发明涉及单晶硅制造技术领域，具体涉及一种单晶硅棒切割工艺。
背景技术
硅是最常见、应用最广的半导体材料，当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成晶核，其晶核长成晶面取向相同的晶粒，形成单晶硅。单晶硅作为一种比较活泼的非金属元素晶体，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。单晶硅材料制造要经过如下过程：石英砂-冶金级硅-提纯和精炼-沉积多晶硅锭-单晶硅-硅片切割。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。目前单晶硅切片多使用线切割方法。在专利CN201310494360.7中公开了一种硅片切割工艺，通过对废砂浆的回收，调整砂浆的配比，并在此基础上对切割工艺中的参数进行调整。该专利可以将砂浆分离回收利用，提高回收砂、回收液的使用比例，将废弃物品回收利用，可减少环境污染、降低生产成本。但是对于切割质量并不能很好的把控。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种单晶硅棒切割工艺。通过合理设置切割厚度、工作台移速、线速，解决硅片切割质量不稳定的技术问题。
本发明包括以下步骤：
S1 、将待切割的单晶硅棒固定在单晶硅切割工装上；
S2 、将切割工装通过液压夹紧装置固定在切割设备上；
S3 、将长100mm的单晶硅棒分为23段，使每片硅片厚度约为4.3mm；
S4 、将切割金钢线定位至硅棒指定位置处；
S5 、开启切削液供给；
S6 、设置硅棒台速分段先增后减；
S7 、设置切片线速分段先增后减；
S8 、设置供线量恒定为460m/min，收线量为445m/min，供线张力为8N，收线张力为8 N，切削液流量110㎡/min；
S9 、使用金刚线对该硅棒进行切割；
S10 、切割完成，起料，对硅片进行去胶处理。
可选或优选地，所述切割工装的两侧开设有过水槽，能使切削液顺利浇淋在单晶硅棒上。
可选或优选地，所述单晶硅棒的直径为4寸。
可选或优选地，所述切削液为浓缩型ROC砂浆。
可选或优选地，所述供线为同步供线。
可选或优选地，所述单晶硅棒通过硅胶专用胶固定在单晶硅切割工装上。
可选或优选地，所述工作台移速在自段位1移至11期间，工作台移速逐渐从350μm/min增至1350μm/min，在11-16段保持该台速，在自段位16移至23期间，台速1350μm/min降至950μm/min。
可选或优选地，所述线速自段位1移至5期间，线速由850km/min增至1200km/min，在5-19段保持该线速，在自段位19移至23期间，线速1200 km/min降至950km/min。
基于上述技术方案，可产生如下技术效果：
本发明提供的一种单晶硅棒切割工艺，适用于4寸直径的单晶硅棒切割。通过控制单片厚度为4.3mm，使单片厚度保持在既有足够的磨削量，又不影响产量。通过设计先增后减的台速和线速，实现同步供线，保证产出硅片质量稳定、厚度均匀，防止断线、减少报废。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
本发明提供了一种单晶硅棒切割工艺，其中包括以下步骤：
S1 、将待切割的单晶硅棒固定在单晶硅切割工装上；
S2 、将切割工装通过液压夹紧装置固定在切割设备上；
S3 、将长100mm的单晶硅棒分为23段，使每片硅片厚度约为4.3mm；
S4 、将切割金钢线定位至硅棒指定位置处；
S5 、开启切削液供给；
S6 、设置硅棒台速分段先增后减；
S7 、 设置切片线速分段先增后减；
S8 、设置供线量恒定为460m/min，收线量为445m/min，供线张力为8N，收线张力为8 N，切削液流量110㎡/min；
S9 、使用金刚线对该硅棒进行切割；
S10 、切割完成，起料，对硅片进行去胶处理。
作为可选或优选地实施方式，所述切割工装的两侧开设有过水槽，能使切削液顺利浇淋在单晶硅棒上。
作为可选或优选地实施方式，所述单晶硅棒的直径为4寸。
作为可选或优选地实施方式，所述切削液为浓缩型ROC砂浆。
作为可选或优选地实施方式，所述供线为同步供线。
作为可选或优选地实施方式，所述单晶硅棒通过硅胶专用胶固定在单晶硅切割工装上。
作为可选或优选地实施方式，所述工作台移速在自段位1移至11期间，工作台移速逐渐从350μm/min增至1350μm/min，在11-16段保持该台速，在自段位16移至23期间，台速1350μm/min降至950μm/min。
作为可选或优选地实施方式，所述线速自段位1移至5期间，线速由850km/min增至1200km/min，在5-19段保持该线速，在自段位19移至23期间，线速1200 km/min降至950km/min。

Claims (8)

1.一种单晶硅棒切割工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1 、将待切割的单晶硅棒固定在单晶硅切割工装上；
S2 、将切割工装通过液压夹紧装置固定在切割设备上；
S3 、将长100mm的单晶硅棒分为23段，使每片硅片厚度约为4.3mm；
S4 、将切割金钢线定位至硅棒指定位置处；
S5 、开启切削液供给；
S6 、设置硅棒台速分段先增后减；
S7 、 设置切片线速分段先增后减；
S8 、设置供线量恒定为460m/min，收线量为445m/min，供线张力为8N，收线张力为8 N，切削液流量110㎡/min；
S9 、使用金刚线对该硅棒进行切割；
S10 、切割完成，起料，对硅片进行去胶处理。
2.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切割工艺，其特征在于：所述切割工装的两侧开设有过水槽，能使切削液顺利浇淋在单晶硅棒上。
3.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切割工艺，其特征在于：所述单晶硅棒的直径为4寸。
4.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切割工艺，其特征在于：所述切削液为浓缩型ROC砂浆。
5.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切割工艺，其特征在于：所述供线为同步供线。
6.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切割工艺，其特征在于：所述单晶硅棒通过硅胶专用胶固定在单晶硅切割工装上。
7.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切割工艺，其特征在于：所述工作台移速在自段位1移至11期间，工作台移速逐渐从350μm/min增至1350μm/min，在11-16段保持该台速，在自段位16移至23期间，台速1350μm/min降至950μm/min。
8. 根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切割工艺，其特征在于：所述线速自段位1移至5期间，线速由850km/min增至1200km/min，在5-19段保持该线速，在自段位19移至23期间，线速1200 km/min降至950km/min。
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