CN115503130A - 一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，包括下述步骤：(1)、选择双数块整形完成的标准晶体，以A和B分别表示每个晶体的两个面；(2)、选择步骤(1)中的双数块晶体，在粘胶台上按照A‑B‑B‑A‑A‑B‑B‑A顺序和方向将双数个晶体粘接成整体；加压12小时；(3)、将步骤(2)粘接加工完成的晶体粘接到切割工件板上，待粘胶彻底冷却后即可进行多线切割。本发明提出了一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，通过使用双数晶体背向粘胶方法，在增加切割长度的同时，控制了切割晶片的弯曲翘曲，得到低弯曲翘曲度的切割片，给后续加工带来便利，降低了研磨抛光难度，提高了晶片加工质量。

Description

一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法

技术领域

本发明属于晶体切割技术领域，涉及一种晶体加工方法，尤其涉及一种晶体多线切割方法。

背景技术

晶体加工中切割是前端的一道重要工序。通过机械手段将晶体切割成片状，再经过后道的研磨抛光，得到标准晶圆片。传统的切割包括外圆切割、内圆切割。但是这两种切割效率低，每次只能切割一片，而且切割痕较宽，损耗大，成本高。而且对于高硬度的晶体材料切割容易造成裂纹崩边等损伤，切割的晶片几何参数差。虽然激光切割的精度高，但是成本高效率低。近年来兴起的激光冷切割则更多类似于离子注入的冷剥离技术，对于硬脆性晶体材料同样加工难度很大，效率较低。因而，多线切割成为现今晶体加工特别是硬脆性晶体切割中的主流方法。

多线切割方法是通过等间距排列的多条金属切割线网的高速往复运动，带入混合好的切割磨料将晶体同时切割成多片薄片，称之为切割片。如今常用的数控多线切割可以一次同时切割出上百片。与传统的内外圆切割相比，多线切割效率高、精度高、损耗低，切割的晶片几何参数远远优越于内外圆切割。多线切割的线网可以布的较宽，因而可以切割较大尺寸的晶体，同时切割线的直径较小，通常小于0.2毫米，所以切割损耗小，切割损伤低，多线切割已成为现在的晶体切割特别是硬脆性晶体的首选方案。

采用多线切割方法切割类碳化硅晶体材料往往容易出现切割片向同一侧弯曲现象，这与晶体材料本身的极性有关，同时多线切割过程中有较多参数影响切割片的几何参数。这些参数包括切割液的浓度和固含量、切割液温度粘度、切割液流量、切割线张力、线速度、摇摆角度等等。任一参数不合适都可能是致命的。而且从成本角度考虑，切割片的厚度要求越来越小，不能比产品晶圆厚度大太多，这样切割片后研磨抛光去除量也相应减少，因而切割片的弯曲翘曲度变化对后续加工影响也越发敏感。所以切割非极性晶体的工艺是不适合切割类碳化硅晶体材料的。

以碳化硅晶体材料为例，市场上碳化硅晶圆大多要求偏一定角度加工。晶体两个面割断的化学键是不同的，两面切割效果也明显不同，这给多线切割带来更大困难。如果切割片的弯曲翘曲度较大，则在后续的研磨抛光过程中容易碎片，而且很难将弯曲翘曲度降到较低数值，这给晶圆的外延及使用带来困难，加工晶圆的良率降低。现有的工艺改进大多集中于切割参数的调整，入刀角度的变化等，这些改进有些改善，但如何在多线切割过程中尽可能降低切割片的弯曲翘曲度值仍是重点关注的问题。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明提出了一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，通过使用双数晶体背向粘胶方法，在增加切割长度的同时，控制了切割晶片的弯曲翘曲，得到低弯曲翘曲度的切割片，给后续加工带来便利。降低了研磨抛光难度。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，包括下述步骤：

步骤(1)、选择双数块整形完成的标准晶体，以A和B分别表示每个晶体的两个面；

步骤(2)、选择步骤(1)中的双数块晶体，在粘胶台上按照A-B-B-A-A-B-B-A顺序和方向将双数个晶体粘接成整体；加压12小时；

步骤(3)、将步骤(2)粘接加工完成的晶体粘接到切割工件板上，待粘胶彻底冷却后即可进行多线切割。

进一步的，所述步骤(1)中，所述整形完成的标准晶体指外圆研磨完成合格，无崩边无裂纹；平面研磨完成合格，平行度小于0.04毫米，晶向一致，晶向误差小于0.2°，表面粗糙度小于0.5微米。

本发明的有益效果如下：

本发明提出了一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，通过使用双数晶体背向粘胶方法，在增加切割长度的同时，控制了切割晶片的弯曲翘曲，得到低弯曲翘曲度的切割片，给后续加工带来便利，降低了研磨抛光难度，提高了晶片加工质量。与晶体同向粘接工艺相比没有增加步骤流程，本方法工艺简单易操作。降低切割片的弯曲翘曲度，提高了产品良率，降低了产品综合成本。

附图说明

图1为本发明的晶体粘接结构流程图；A、B表示不同的晶体面；

图2为工件板粘接示意图：1、粘接好的4只晶体，2、工件板。

具体实施方式

为了使本专业领域人员更好地理解本发明的技术方案，下面我们将结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例为示例性的，仅仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

针对现有技术中存在的上述困难，本发明提出了一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，通过使用双数晶体背向粘胶方法，在增加切割长度的同时，控制了切割晶片的弯曲翘曲，得到低弯曲翘曲度的切割片，给后续加工带来便利，降低了后续研磨抛光加工难度，提高产品加工质量。

实施例

(1)选择4块6英寸超硬碳化硅晶锭经过整形加工后成为标准待切割晶体，A面为硅面，B面为碳面。4块晶体平行度分别为0.02mm、0.03mm、0.02mm、0.02mm，晶向为[0001]方向偏[11-20]方向4°，误差均小于10弧分，表面粗糙度均小于0.5微米。晶体无崩边无裂纹。

(2)选择步骤(1)中的4块晶体，在粘胶台上按照A-B-B-A-A-B-B-A顺序和方向将4个晶体用市售X胶加热粘接成整体；并加压60Kg，保持12小时；

(3)将步骤(2)粘接加工完成的晶体用市售Y胶粘接到切割工件板上，待粘胶彻底冷却后即可进行多线切割。

(4)用SJ多线切割设备进行切割，切割时间120小时，张力40N，线速度28m/s，流量4500kg/m³。

(5)得到切割片共计得到81片，去除头尾片8片，合格切割片73片，其TTV范围在4.651μm-7.542μm，弯曲度范围在0.212μm-12.340μm，翘曲度范围在5.768μm-18.324μm。

由此，本发明提供一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，通过使用双数晶体背向粘胶方法，在增加切割长度的同时，控制了切割晶片的弯曲翘曲，得到低弯曲翘曲度的切割片。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、材料、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、材料、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

尽管给出和描述了本发明的实施例，本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，其特征在于：包括下述步骤：

步骤(1)、选择双数块整形完成的标准晶体，以A和B分别表示每个晶体的两个面；

步骤(2)、选择步骤(1)中的双数块晶体，在粘胶台上按照A-B-B-A-A-B-B-A顺序和方向将双数个晶体粘接成整体；加压12小时；

步骤(3)、将步骤(2)粘接加工完成的晶体粘接到切割工件板上，待粘胶彻底冷却后即可进行多线切割。

2.如权利要求1所述的降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，所述的整形完成的标准晶体指外圆研磨完成合格、平面研磨完成合格、晶向一致、平行度合格、无崩边无裂纹。

3.如权利要求2所述的降低类碳化硅晶体多线切割中弯曲翘曲度的方法，其特征在于：所述的晶向一致指误差小于0.2°，平行度小于0.04毫米，表面粗糙度小于0.5微米。

Images