一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置，包括一組夾板，每個夾板上均設(shè)置有弧形的凹槽，凹槽表面均設(shè)置有粘接膠，任一夾板上還通過粘接膠連接夾具，夾具位于遠(yuǎn)離夾板上凹槽的一端。本發(fā)明通過采用夾板改變被切割單晶硅棒外形，同時改變砂漿沖擊狀態(tài)以及切割時砂漿在側(cè)面聚集狀態(tài)的差異性，達(dá)到切割時，豎直方向上各位置切割狀態(tài)等效的目的，能夠有效降低切片厚度偏差，解決硅片厚度不均的問題，有很好的應(yīng)用價值。
【專利說明】
一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體單晶硅技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置，本發(fā)明還涉及一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體游離砂漿多線切割是近年來半導(dǎo)體單晶硅切割的主要方式，已經(jīng)基本替代原有內(nèi)圓切割方式，半導(dǎo)體單晶多線切割方法克服了生產(chǎn)效率低下，對單晶硅片厚度損傷多的缺點(diǎn)，其主要原理是通過伺服電機(jī)的放線輪拉出的鍍銅鋼絲繞過幾個起轉(zhuǎn)向作用滑輪，然后繞過張力控制器，在切割倉內(nèi)連續(xù)纏繞在幾個主導(dǎo)輪上，形成一個水平面上密布的平行線網(wǎng)；在線網(wǎng)的上方，單晶的兩側(cè)布置有砂漿噴灌提供穩(wěn)定的砂漿流量;通過將硅棒與一帶弧度樹脂板按照一定晶格方向粘接后固定在一平臺上，安裝至切割倉內(nèi)工作臺，切割時高速運(yùn)動的鋼線攜帶附著在鋼絲上的SiC磨料對硅棒進(jìn)行研磨，從而達(dá)到切割的效果，而待加工硅棒通過工作臺的下降或上升實(shí)現(xiàn)工件的供給，把硅棒按一定晶格方向切割成片。
[0003]切片是硅晶棒加工工藝中最重要的工序之一，在IC級硅晶棒的切割中需要保證其晶相偏離度、厚度、總厚度變化(TTV)、彎曲度(BOW)、翹曲度(warp)等公差要求和表面質(zhì)量。半導(dǎo)體所用的單晶硅片要求總厚度變化小，減少研磨環(huán)節(jié)的表面厚度去除量。目前使用的半導(dǎo)體單晶多線切割，因硅棒為圓形，切割過程中進(jìn)線方向兩側(cè)表面呈弧形，切割至不同位置砂漿在側(cè)面聚集狀況不同，進(jìn)而由鋼線所帶入切割區(qū)域SiC磨料的量也不同，因此不同階段所展現(xiàn)出來的切割力不同；且在切割過程中隨著單晶直徑的變化，鋼線接觸單晶的面積將由小變大再變小，最終切割出來的硅片呈現(xiàn)這樣一種形態(tài):即在硅片豎直方向，硅片厚度也由薄變厚再變薄，豎直方向上中間部位厚度高于兩端，最終導(dǎo)致豎直方向切片TTV過大，無法滿足工藝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置，解決了現(xiàn)有的半導(dǎo)體單晶多線切割后，硅片厚度不均的問題。
[0005]本發(fā)明的目的還在于提供一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割方法。
[0006]本發(fā)明一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置所采用的技術(shù)方案是，包括一組夾板，每個夾板上均設(shè)置有弧形的凹槽，凹槽表面均設(shè)置有粘接膠，任一夾板上還通過粘接膠連接夾具，夾具位于遠(yuǎn)離夾板上凹槽的一端。
[0007]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0008]夾板均為樹脂夾板或石墨夾板。
[0009]粘接膠為環(huán)氧樹脂AB膠。
[0010]本發(fā)明所采用的的另一技術(shù)方案是:一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割方法，包括以下步驟:
[0011]步驟一，清潔單晶娃棒表面；
[0012]步驟二，將步驟一處理的單晶娃測定好晶向，按照指定方向進(jìn)行粘結(jié)標(biāo)識；
[0013]步驟三，通過粘接膠將單晶硅棒與凹槽粘接，至粘接處固化；
[0014]步驟四，將任一夾板與夾具相粘接，安裝至切割倉內(nèi)平臺；
[0015]步驟五，機(jī)器內(nèi)鋼線開始硅片切割；
[0016]步驟六，把步驟五切割的硅片進(jìn)行清洗，脫除粘接膠。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過采用夾板改變被切割單晶硅棒外形，同時改變砂漿沖擊狀態(tài)以及切割時砂漿在側(cè)面聚集狀態(tài)的差異性，達(dá)到切割時，豎直方向上各位置切割狀態(tài)等效的目的，能夠有效降低切片厚度偏差，解決硅片厚度不均的問題，有很好的應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中，1.夾板，2.凹槽，3.夾具，4.粘接膠。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0023]本發(fā)明一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置，包括一組夾板I，每個夾板I上均設(shè)置有弧形的凹槽2，凹槽2表面均設(shè)置有粘接膠4，任一夾板I上還通過粘接膠4連接夾具3，夾具3位于遠(yuǎn)離夾板I上凹槽2的一端;夾板I均為樹脂夾板或石墨夾板;粘接膠4為環(huán)氧樹脂AB膠;其切割方法如下所示:
[0024]步驟一，清潔單晶硅棒表面；
[0025]步驟二，將步驟一處理的單晶硅測定好晶向，按照指定方向進(jìn)行粘結(jié)標(biāo)識；
[0026]步驟三，通過粘接膠4將單晶硅棒與凹槽2粘接，至粘接處固化；
[0027]步驟四，將任一夾板I與夾具3相粘接，安裝至切割倉內(nèi)平臺；
[0028]步驟五，機(jī)器內(nèi)鋼線開始硅片切割；
[0029]步驟六，把步驟五切割的硅片進(jìn)行清洗，脫除粘接膠4。
[0030]實(shí)施例1
[0031]加工N型4英寸〈111〉晶棒，具有主參考面，切片厚度580微米，非對稱倒角，用于節(jié)能燈功率三極管芯基片制作，按照常規(guī)多線切割加工，總厚度變化為14.3微米。如圖1所示，采用本發(fā)明方法進(jìn)行加工，步驟如下:
[0032]根據(jù)生產(chǎn)需求，將對應(yīng)晶棒進(jìn)行表面滾磨加工，清潔單晶硅棒表面待切割使用；
[0033]在晶向儀上進(jìn)行晶向測試，并做好標(biāo)記，使用兩個樹脂材料的夾板I，將硅棒放置在夾板I內(nèi)側(cè)的凹槽2內(nèi)，夾板I內(nèi)側(cè)凹槽2的圓弧弧長均為4英寸，夾板I寬度為11Omm，
[0034]使用為環(huán)氧樹脂AB膠的粘結(jié)膠4為將凹槽2與硅棒粘接，放置10?20min至固化；
[0035]將任一夾板I一側(cè)通過粘結(jié)膠4固定在多線切割連接夾具，并靜置2個小時，將粘結(jié)好的硅棒及樹脂板連同多線切割夾具安置到切割倉平臺進(jìn)行加工；
[0036]切片加工好后，將晶棒、夾板I連同多線切割夾具3從多線切割機(jī)加工倉內(nèi)移出，并進(jìn)行噴淋沖洗，具體為，將沖洗好的晶棒連同夾具放入70攝氏度熱水脫膠分離。
[0037]將分離好后的硅片進(jìn)行片架插片并進(jìn)行多槽超聲清洗并甩干;將清洗好的硅片進(jìn)行加工參數(shù)測試，總厚度變化為5.6微米，小于未使用夾具裝置前的厚度變化14.3微米。
[0038]實(shí)施例2
[0039]加工N型6英寸〈111〉晶棒，具有主參考面，切片厚度340微米，對稱倒角，用于橋堆二極管芯基片制作，按照常規(guī)多線切割加工，總厚度變化為18.1微米。如圖2所示，采用本發(fā)明方法進(jìn)行加工，步驟如下:
[0040]根據(jù)生產(chǎn)需求，將對應(yīng)晶棒進(jìn)行表面滾磨加工，清潔單晶硅棒表面待切割使用；[0041 ]在晶向儀上進(jìn)行晶向測試，并做好標(biāo)記，使用兩個樹脂材料的夾板I，將硅棒放置在夾板I內(nèi)側(cè)的凹槽2內(nèi)，夾板I內(nèi)側(cè)凹槽2的圓弧弧長均為6英寸，夾板I寬度為156mm，
[0042]使用為環(huán)氧樹脂AB膠的粘結(jié)膠4為將凹槽2與硅棒粘接，放置10?20min至固化；
[0043]將任一夾板I一側(cè)通過粘結(jié)膠4固定在多線切割連接夾具，并靜置2個小時，將粘結(jié)好的硅棒及樹脂板連同多線切割夾具安置到切割倉平臺進(jìn)行加工；
[0044]切片加工好后，將晶棒、夾板I連同多線切割夾具3從多線切割機(jī)加工倉內(nèi)移出，并進(jìn)行噴淋沖洗，具體為，將沖洗好的晶棒連同夾具放入70攝氏度熱水脫膠分離。
[0045]將分離好后的硅片進(jìn)行片架插片并進(jìn)行多槽超聲清洗并甩干;將清洗好的硅片進(jìn)行加工參數(shù)測試，總厚度變化為7.3微米，小于未使用夾具裝置前的厚度變化18.1微米。
[0046]實(shí)施例3
[0047]加工N型5英寸〈I11>晶棒，具有主參考面，切片厚度400微米，對稱倒角，用于TVS二極管芯基片制作，按照常規(guī)多線切割加工，總厚度變化為15.5微米。如圖3所示，采用本發(fā)明方法進(jìn)行加工，步驟如下:
[0048]根據(jù)生產(chǎn)需求，將對應(yīng)晶棒進(jìn)行表面滾磨加工，清潔單晶硅棒表面待切割使用；
[0049]在晶向儀上進(jìn)行晶向測試，并做好標(biāo)記，使用兩個樹脂材料的夾板I，將硅棒放置在夾板I內(nèi)側(cè)的凹槽2內(nèi)，夾板I內(nèi)側(cè)凹槽2的圓弧弧長均為5英寸，夾板I寬度為10mm，
[0050]使用為環(huán)氧樹脂AB膠的粘結(jié)膠4為將凹槽2與硅棒粘接，放置10?20min至固化；
[0051]將任一夾板I一側(cè)通過粘結(jié)膠4固定在多線切割連接夾具，并靜置2個小時，將粘結(jié)好的硅棒及樹脂板連同多線切割夾具安置到切割倉平臺進(jìn)行加工；
[0052]切片加工好后，將晶棒、夾板I連同多線切割夾具3從多線切割機(jī)加工倉內(nèi)移出，并進(jìn)行噴淋沖洗，具體為，將沖洗好的晶棒連同夾具放入70攝氏度熱水脫膠分離。
[0053]將分離好后的硅片進(jìn)行片架插片并進(jìn)行多槽超聲清洗并甩干;將清洗好的硅片進(jìn)行加工參數(shù)測試，總厚度變化為6.2微米，小于未使用夾具裝置前的厚度變化15.5微米。
[0054]本發(fā)明通過采用夾板I改變被切割單晶硅棒外形，同時改變砂漿沖擊狀態(tài)以及切割時砂漿在側(cè)面聚集狀態(tài)的差異性，達(dá)到切割時，豎直方向上各位置切割狀態(tài)等效的目的，能夠有效降低切片厚度偏差，解決硅片厚度不均的問題，有很好的應(yīng)用價值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置，其特征在于，包括一組夾板(I)，每個夾板(I)上均設(shè)置有弧形的凹槽(2)，凹槽(2)表面均設(shè)置有粘接膠(4)，任一所述的夾板(I)上還通過粘接膠(4)連接夾具(3)，夾具(3)位于遠(yuǎn)離夾板(I)上凹槽(2)的一端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置，其特征在于，所述的夾板(I)均為樹脂夾板或石墨夾板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割夾緊裝置，其特征在于，所述的粘接膠(4)為環(huán)氧樹脂AB膠。4.一種半導(dǎo)體單晶硅多線切割方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，清潔單晶娃棒表面； 步驟二，將步驟一處理的單晶硅測定好晶向，按照指定方向進(jìn)行粘結(jié)標(biāo)識； 步驟三，通過粘接膠(4)將單晶硅棒與凹槽(2)粘接，至粘接處固化； 步驟四，將任一夾板(I)與夾具(3)相粘接，安裝至切割倉內(nèi)平臺； 步驟五，機(jī)器內(nèi)鋼線開始硅片切割； 步驟六，把步驟五切割的硅片進(jìn)行清洗，脫除粘接膠(4)。
【文檔編號】B28D7/04GK106079126SQ201610729215
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月25日
【發(fā)明人】孫新利, 肖萬濤, 曹榛, 師偉, 張翠蕓
【申請人】西安中晶半導(dǎo)體材料有限公司