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硅片切削崩边控制方法

阅读：713发布：2021-02-20

IPRDB可以提供硅片切削崩边控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种硅片切削崩边控制方法，包括将滚磨后的硅棒粘贴在切割机上，调整控制硅棒的自转速度、切割机进刀速度以及切割刀刀口的表面温度，对硅棒进行切削；其改进之处是，所述切割的进刀速度控制在0.02cm/min至0.1cm/min；所述硅棒自转速度控制在100转/min至500转/min；所述冷却水的流量控制在2L/min至5L/min；所述切割刀刀口的表面温度保持在40℃以下；其适用于硅片加工的内圆切割和线切割中，通过改变切削工艺条件，达到控制硅片切削崩边发生率的功效，工艺条件设计合理，操作简单方便，生产成本较低。，下面是硅片切削崩边控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种硅片切削崩边控制方法，包括将滚磨后的硅棒粘贴在切割机上，调整控制硅棒的自转速度、切割机进刀速度以及切割刀刀口的表面温度，对硅棒进行切削；其特征在于，所述切割的进刀速度控制在0.02cm/min至 0.1cm/min；所述硅棒自转速度控制在100转/min至500转/min；所述冷却水的流量控制在2L/min至5L/min；所述切割刀刀口的表面温度保持在40℃以下。

2、根据权利要求1所述的硅片切削崩边控制方法，其特征在于，所述冷却是水位电阻在5-10兆欧姆的纯水。

说明书全文

技术领域

本发明涉及硅片加工方法，尤其涉及一种采用内圆切割方法制备集成电路衬底用单晶硅片的硅片切削崩边控制方法。

背景技术

硅是具有金刚石晶体结构，原子间以共价键结合的硬脆材料，是一种很好的半导体材料，目前构成集成电路半导体芯片的90％以上都是硅晶片(硅片)。为了在硅片上印刷集成电路，以及与其它元件结合紧密，硅片的表面必须平直，特别是随着集成电路的集成程度不断提高，对硅片表面平直度及粗糙度的要求提出更严格的要求，因此硅片加工向着优质、低耗、大尺寸及高精度方向发展，具有重要的现实意义。
硅片切削是整个硅片加工程序的重要中间环节，现有的硅片切削工序包括将滚磨后的硅棒粘贴在切割机上，进行内圆切割。目前在内圆切割时进刀速度多控制在10mm/min左右，硅棒自转速度一般控制在100转/min左右，冷却水流量一般控制在2L/min左右，刀口温度控制在50℃左右。目前工艺主要存在的问题是，加工效率低，合格率低，一般合格率为93％左右，在当前硅材料价格一直居高不下的形势下，沿用现有的老工艺会带来了很大的成本浪费。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种硅片切削崩边控制方法，其适用于硅片加工的内圆切割和线切割中，通过改变切削工艺条件，达到控制硅片切削崩边发生率的功效，工艺条件设计合理，操作简单方便，生产成本较低。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明的硅片切削崩边控制方法，包括将滚磨后的硅棒粘贴在切割机上，调整控制硅棒的自转速度、切割机进刀速度以及切割刀刀口的表面温度，对硅棒进行切削；其特征在于，所述切割的进刀速度是控制在0.02cm/min至 0.1cm/min；所述硅棒自转速度是控制在100转/min至500转/min；所述冷却水的流量是控制在2L/min至5L/min；所述切割刀刀口的表面温度是保持在40 ℃以下。
前述的硅片切削崩边控制方法，其特征在于，所述冷却是水位电阻在5 至10兆欧姆的纯水。
本发明硅片切削崩边控制方法的有益效果，是通过改善硅片切削工序的工艺条件，达到控制硅片切削崩边发生率的功效；其降低设备的实际进刀速度，控制进刀速度在0.02cm/min至0.1cm/min；提高角速度，即硅棒自转速度，控制角速度在100转/min至500转/min；加大冷却水流量，控制冷却水流量在2L/min至5L/min；降低刀口表面温度，控制刀口表面温度在40℃以下，比现有工艺刀口表面温度低10℃左右，由于这些工艺条件的改善，可有效控制硅片切削工序中出现的崩边问题，从而提高了硅片加工的合格率，使合格率上升3％左右。

具体实施方式

本发明硅片切削崩边控制方法，其适用于硅片加工的内圆切割和线切割中；包括将滚磨后的硅棒粘贴在切割机上，调整控制硅棒的自转速度、切割机进刀速度以及切割刀刀口的表面温度，对硅棒进行切削；其特征在于，所述进刀速度控制在0.02cm/min至0.1cm/min；所述高晶棒自转速度控制在100 转/min至500转/min；所述冷却水的流量控制在2L/min至5L/min；所述刀口表面温度保持在40℃以下。
本发明硅片切削崩边控制方法，其中，所述冷却水是水位电阻在5至10 兆欧姆的纯水。
本发明硅片切削崩边控制方法，是通过降低设备的实际进刀速度，提高角速度，即高晶棒自转速度，加大冷却水流量，降低刀口表面温度等工艺条件，有效控制硅片切削工序中出现的崩边问题。
本发明硅片切削崩边控制方法，将进刀的实际速度控制在0.02cm/min至 0.1cm/min为宜，进刀速度太低生产效率下降，增加成本，太高则不能有效降低硅片的损伤率，速度太高还会造成局部受力过大从而使硅片破损率提升的问题；切削角速度是指晶棒自转速度，将角速度提高到100转/min至500 转/min的范围较佳，角速度太低影响生产效率，增加成本，太高则不能有效降低硅片的损伤率；通过加大冷却水流量，降低刀口表面温度，一般使刀口表面温度保持在40℃左右为宜；冷却水的水流量控制在2L/min至5L/min，水流量太低则刀口温度过高容易产生蹦边现象，流量过大对硅片的平整度有不利的影响，而且不利于节省水资源，流水太高还会造成刀口于硅片接触力降低，使加工效率降低。
实施例1：
选用DQ-150型内圆切割机，加工直径为3英寸的N型硅棒。
在DQ-150型内圆切割机上粘贴滚磨后的硅棒，控制切割机在进刀速度为0.06cm/min，控制角速度(即高晶棒自转速度)为200转/min，采用水位电阻在5兆欧姆的纯水作为冷却水，该冷却水流量控制在3L/min，经过红外温度探测刀口表面温度保持在40℃的条件下，对N型硅棒进行内圆切割。内圆切割操作为现有技术，不再进行详细赘述。
实验检测结果：经现场员工在线检测硅片未蹦边发生率为97％，比原来的生产工艺提高了4％左右，经常规方法检测，硅片表面质量良好，硅片表面无刀痕，平行度小于20微米。
实施例2：
选用DQ-150型内圆切割机，加工直径为3英寸的N型硅棒
在DQ-150型内圆切割机上粘贴滚磨后的硅棒，控制切割机的进刀速度为0.05cm/min，控制角速度(即高晶棒自转速度)为200转/min，采用水位电阻在5兆欧姆的纯水作为冷却水，该冷却水流量控制在2.5L/min，经过红外温度探测刀口表面温度保持在38℃的条件下，对N型硅棒进行内圆切割。内圆切割操作为现有技术，不再进行详细赘述。
实验检测结果：经现场员工在线检测硅片未蹦边发生率为99％，比原来的生产工艺提高了6％，经常规方法检测，硅片表面质量良好，无刀痕，平行度小于20微米。
实施例3：
选用DQ-150型内圆切割机，加工直径为3英寸的N型硅棒
在DQ-150型内圆切割机上粘贴滚磨后的硅棒，控制设备的进刀速度为 0.08cm/min，控制角速度(即高晶棒自转速度)为250转/min，采用水位电阻在8兆欧姆的纯水作为冷却水，该冷却水流量控制在3L/min，经过红外温度探测刀口表面温度保持在35℃的条件下，对N型硅棒进行内圆切割。内圆切割操作为现有技术，不再进行详细赘述。
实验检测结果：经现场员工在线检测硅片未蹦边发生率为98％，比原来的生产工艺提高了5％，经常规方法检测，硅片表面质量良好，硅片表面无刀痕，平行度小于20微米。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

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