[发明专利]一种使用直径0.11mm钢线切割硅片的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体硅片的切片工艺，特别是一种使用直径0.11mm钢线切割硅片的工艺。

背景技术

众所周知，现代信息技术和现代电子技术的基础是半导体技术，而半导体硅单晶材料是最重要的半导体材料。半导体材料加工过程中最大的成本是原材料成本，占硅片加工成本的50%以上，多线切割机以极高的生产效率和出片率，广泛应用于大直径超薄硅片的切割领域，通过改进钢线直径，调整工艺，能够提高加工的出片数和产品的成品率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在确保切片质量的前提下，提供一种有效提高切割的单位公斤出片率，减低切割消耗，降低切割断线不良率的生产方法。

通过控制钢线单位时间用线量和切割速度，控制钢线切割能力和钢线磨损量，配合适当的钢线张力完成硅片切割，

本发明所采用的技术方案是：一种使用直径0.11mm钢线切割硅片的工艺，其特征在于：所述工艺包括如下次序步骤：

（1）砂浆配制:将SiC金刚砂与切削液按照1：1～1：1.2的质量比进行配比，使砂浆密度达到1.6～1.7之间，使用机械搅拌的方式，搅拌6～12小时；

（2）定向、粘棒：单晶在粘接前，在X光衍射仪上进行单晶晶向的测定，并按照晶向要求进行粘接；粘接剂使用美国AD胶，连接材料使用树脂材料；

（3）切割预热：切割前砂浆在切割工作舱内进行充分循环，并使用300-500m/min的速度进行钢线往复运行；

（4）切割： 切割工艺设定，使用直径0.11mm钢线，在18-23N的预加张力作用下，线速度400-1000m/min,切割速度在0.3-1mm/min.切割行程根据单晶实际直径设定；

（5）下料：单晶切割完毕后，关闭砂浆供给，打开切割舱门，确认单晶是否切割完全，点动慢速抬升按钮，确认钢线是否夹线；单晶完全与钢线脱离后，按快速抬升按钮，工作台复位到原点，将单晶使用下料车取下；

（6）去胶：使用清水冲洗，温水浸泡的去胶方法；

清水喷淋时间5-10分钟，浸泡温度30-70度，浸泡时间5-10分钟；

（7）清洗：使用清洗剂伴随超声清洗的方法，进行硅片表面的清洗。 

本发明具有如下明显效果：采用直径0.11mm钢线进行半导体硅片切割，可以有效降低切割损耗量，有效缩小切割损耗量，改善切割表面质量，以3英寸厚度325um硅片为例，使用0.11mm钢线相比普遍采用的0.14mm、0.12mm钢线节约原材料6.45%和2.15%.而且硅片的厚度越小，效益越明显。

附图说明

图1为切片上料安装主视图；

图2为切片上料安装侧视图。

图中：1. 螺丝孔，2.紧固横梁，3. 装配底座，4. 装配板，5.硅晶体。

具体实施方式

下面给出具体实施例，进一步说明本发明是如何实现的。

1、本实施例主要设备及原材料如下：

多线切割机型号：442D；  原料：区熔（直拉）硅单晶，本实例切割规格为3英寸厚度300um硅片，以下是使用直径0.11mm钢线进行硅片切割的生产方法及具体工艺：

（1）砂浆配置:操作者将金刚砂进行烘干，烘干温度40-70度，烘干时间20-60分钟，本实例采用40分钟。按照配比（本实例采用质量比为切削液：金刚砂=1：0.9）计算切削液与金刚砂用量，进行称重，在搅拌桶中进行砂浆配置，搅拌时间为6-24小时,本实例采用12小时。

（2）定向、粘棒：单晶在粘接前，在X光衍射仪上进行单晶晶向的测定，并按照晶向要求进行粘接。粘接剂使用美国AD胶，连接材料使用树脂材料。

（3）切割预热：切割前砂浆在切割工作舱内进行循环，并使用300-500m/min的速度进行钢线往复运行，使切割环境达到稳定状态。预热时间根据设备停机时间调整，为10-90分钟，本实例采用15分钟。预热完毕，对切割轮进行检查。

（4）切割： 设定工作台接触位置和切割行程，按照设定的工艺进行切割。

  

（5）下料：单晶切割完毕后，关闭砂浆供给，打开切割舱门，确认单晶是否切割完全，点动慢速抬升按钮，确认钢线是否夹线。单晶完全与钢线脱离后，按快速抬升按钮，工作台复位到原点。将单晶使用下料车取下。

（6）去胶： 使用清水反复冲洗，将硅片间的砂浆冲净，重点冲洗硅片与粘接条连接部门，清水喷淋5-20分钟，将硅片浸泡于温度30-70度的水中，浸泡时间5-10分钟, 本实例采用5分钟冲洗,40摄氏度5分钟浸泡的方法使胶软化，将硅片取下。