一种改善线切割硅片翘曲的方法与流程

1.本发明属于半导体硅片切割技术领域，具体涉及一种改善线切割硅片翘曲的方法。


背景技术：

2.硅片多线切割技术是目前主流的硅片加工技术，它的原理如图1和图2所示，切割线1在主辊轴2带动下高速运动，带动附着在切割线上的切割刃料对硅棒3进行摩擦，从而达到切割效果。
3.理想情况下切割线1的运动轨迹应该始终保持在一个位置，但实际中会因为一些因素造成与硅棒3之间的位移。图3(a)示意了理想情况，图3(b)示意了发生位移的情形，进而导致切割出来的硅片翘曲、ttv等参数不理想(翘曲\ttv越小越好)。
4.此外，对于线切割技术而言，切割线接触硅棒入刀时，往往会因为入刀时线网的不稳，引起入刀口的翘曲较大，从而影响整枚硅片的翘曲水平。由于切割线是绕在主辊轴上的固定的，主辊轴开槽的时候有一定角度，且整个主辊轴开槽的角度是固定的(图4)，而切割线在实际切割过程中也是有损耗的，即切割线直径会越来越细，随着切割时间的延长，只会加剧切割线入刀时的线网跳动。


技术实现要素：

5.本发明针对上述问题进行改进，通过控制主辊轴安装精度以及根据切割线粗细调整主辊轴的开槽角度两个方面来降低线网扰动。为了实现上述目的，本发明采用的具体方案如下：
6.(1)关于主辊轴安装精度：切割线的运动轨迹与主辊轴有很大的相关性，控制好主辊轴旋转时的精度就能控制好线网，在主辊轴进行安装或更换时，对主辊轴安装精度进行确认，使得旋转变化精度始终保持在小于10μm，即可达到稳定线网的目的。
7.主辊轴属于耗材，当寿命到期或产品变动需要时，经常会更换，可在安装时控制安装精度，具体操作如下：主辊轴旋转一圈，确认数据，若整体变化小于10μm说明该位置精度满足要求，若大于10μm，需重新安装调整，直到小于10μm。
8.依次将左右2个主辊轴的前后共计四个位置(一般称左前左后、右前右后)进行检测，均调整至小于10μm。
9.(2)关于开槽角度：开槽时，根据切割线直径改变开槽角度，新线侧开槽角度大(80～100
°
)，旧线侧开槽角度小(75～90
°
)，即可减小入刀口线网的抖动，改善入刀口的翘曲。
10.采用通过上述改进后的装置进行硅片切割后发现，硅片的平均翘曲为7.62μm，小于常规的10.86μm的翘曲。
附图说明
11.图1为多线切割装置的结构示意图；
12.图2为切割线对硅棒切割的结构示意图；
13.图3为理想及发生位移情况下切割线与硅棒之间的位置关系示意图，(a)显示了理想情况下的示意图，(b)为实际情况下的示意图；
14.图4为主辊轴上的开槽结构示意图；
15.图5为控制主辊轴精度的结构示意图。
具体实施方式
16.现结合实施例和附图，对本发明作详细描述，但应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
17.本实施例提供的改善线切割硅片翘曲的方法，通过如下两种方式进行：
18.(1)控制主辊轴精度
19.主辊轴属于耗材，当寿命到期或产品变动需要时，经常会更换，可在安装时控制安装精度。安装或更换带动切割线的主辊轴后，根据图5，主辊轴旋转一圈，确认数据，若整体变化小于10μm说明该位置精度满足要求，若大于10μm，需重新安装调整，直到小于10μm。
20.实际生产过程中，主辊轴的转速为1100～1700r/min。
21.(2)调整主辊轴上的开槽角度
22.根据切割线粗细调整主辊轴上的开槽角度，新线对应的开槽角度大，旧线相应将开槽角度调小。以4～6英寸硅片为例，新线的直径为0.11～0.12mm，开槽角度为80～100
°
，旧线的直径为0.10～0.11mm，开槽角度为75～90
°
。
23.采用经过本发明方法改进后的装置对4～6寸硅片进行切割，并将其与改进前的常规方式切割得到的硅片进行对比，结果如下表1所示：
24.表1本发明方法改进后的装置与常规加工切割得到的硅片性能参数对比
[0025][0026]
结果显示，采用通过本发明方法改进后的装置进行硅片切割后，硅片的平均翘曲为7.62μm，小于常规的10.86μm的翘曲。
[0027]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。


技术特征：
1.一种改善线切割硅片翘曲的方法，其特征在于，通过如下两种方式进行：a、控制主辊轴精度安装或更换带动切割线的主辊轴时，控制主辊轴两端的转动精度小于10μm；b、调整主辊轴上的开槽角度根据切割线粗细调整主辊轴上的开槽角度，新线对应的开槽角度大，旧线相应将开槽角度调小。2.根据权利要求1所述的改善线切割硅片翘曲的方法，其特征在于：其中，所述主辊轴共两根，每根轴两端的转动精度均控制小于10μm。3.根据权利要求1所述的改善线切割硅片翘曲的方法，其特征在于：其中，所述主辊轴的转速为1100～1700r/min。4.根据权利要求1所述的改善线切割硅片翘曲的方法，其特征在于：其中，所述切割线为钢线。5.根据权利要求1所述的改善线切割硅片翘曲的方法，其特征在于：其中，所述新线的直径为0.11～0.12mm，开槽角度为80～100
°
，所述旧线的直径为0.10～0.11mm，开槽角度为75～90
°
。

技术总结
本发明公开了一种改善线切割硅片翘曲的方法，通过如下两种方式进行：A、控制主辊轴精度：安装或更换带动切割线的主辊轴时，控制主辊轴两端的转动精度小于10μm；B、调整主辊轴上的开槽角度：根据切割线粗细调整主辊轴上的开槽角度，新线对应的开槽角度大，旧线相应将开槽角度调小。采用通过上述改进后的装置进行硅片切割后发现，硅片的平均翘曲为7.62μm，小于常规的10.86μm的翘曲。于常规的10.86μm的翘曲。于常规的10.86μm的翘曲。


技术研发人员：王琪琳
受保护的技术使用者：上海中欣晶圆半导体科技有限公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/3/28