多线切割工艺中切割线直径对翘曲度影响的研究

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1、电子工业专用设备·本期专题·EquipmentforElectronicProductsManufacturingEPE多线切割工艺中切割线直径对翘曲度影响的研究李保军，冯涛(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津300220)摘要：目前，在硅单晶锭切割领域多线切割机已得到广泛的应用。切割砂浆及切割线在切割中有着极其重要的作用，不同的使用条件会直接影响切割晶片的几何参数。主要讨论切割线直径的不同对切割出晶片几何参数的影响。关键词：多线切割；切割线直径；翘曲度中图分类号：TN305.1文献标识码：B文章

2、编号：1004-4507(2009)08-0016-04ABasicStudyontheRelationbetweenWireDiameterandWaferWarpLIBaojun,FENGTao(The46thResearchInstituteofCETC,Tianjin300220,China)Abstract:Atpresent,themulti-wiresawmachineiswidelyusedincuttingsiliconmaterialfield.Theslurryandsteelwi

3、retakethemostimportantroleinthecutting,Differentusingconditionsmayaffectthegeometryparametersofthewafer.Anddifferentdiameterofthewiremaychangethequalityofthewaferwasmainlystudiedinthisarticle.Keywords:Multi-wiresaw;Wirediameter;Warp硅片在电子工业发展中作为衬底被广泛地应片的目

4、的。它以极高的生产效率和出片率，在太阳用在集成电路及大规模集成电路中，硅晶锭多线切能电池片切割及大直径硅片加工领域得到极其广[1]割是半导体原料加工中应用最广泛的切割方法。泛的应用。所切晶片与内圆切片工艺相比具有弯曲这种切割方法的原理不同于内圆切片机，首先它是度(BOW),翘曲度(WARP)小，平行度(TAPER)好，用φ0.08～φ0.18mm的金属线代替内圆刀片，将总厚度公差(TTV)离散性小，刃口切割损耗小，表金属线缠绕在导线轮上，驱动导线轮和单晶棒(或而损伤层浅，晶片表而粗糙度小，被切割材料覆盖

5、多晶方锭)做相对运动，砂浆磨削、冷却达到磨切晶各类半导体材料，如硅、锗、铌酸锂、砷化镓、磷化收稿日期：2009-07-1516（总第175期）Aug．2009电子工业专用设备EPEEquipmentforElectronicProductsManufacturing·本期专题·铟、人造宝石、碳化硅等。经过近30年的完善和提树脂垫条砂浆单晶工作导轮高，多线切割机日渐成熟，目前的产品己经是第六切割线工件切割线或第七代。我国通过技术引进，多线切割技术的应切割线槽线运行方向[2]用也越来越广泛。砂浆喷嘴多线切割

6、中使用的是一种具有流动性的混合研磨剂(砂浆)，砂浆的作用非常重要，因为在切割图2多线切割原理图过程中起主要作用的即是砂浆，砂浆是被往复运动的切割线带到切割区，被带入的砂浆量的多少2实验以及切割速度的高低决定硅片的切割质量，所以本文主要研究不同直径的切割线对砂浆携带量的2.1实验原理变化，以及对切片质量(硅片的各种几何参数)的由于近年硅材料不断涨价，硅片制造厂商特别各种影响[3]。是太阳能级硅片切割行业为降低生产成本，提高经济效益，而提高每公斤硅单(多)晶的切片出片数是1多线切割结构原理图最有效的方法，要

7、提高出片数，有两种途径：(1)降低切割线径；(2)降低碳化硅粒度。[4]在生产实践中很多厂家在追求切割线径细化图1显示的是多线切割机的工作原理。导时都注意到一个问题，使用不同线径的切割线所线轮是控制片厚的关键部件，导线轮是用高分子对切片几何参数产生不同的影响，所以本文要讨聚铵脂材料制作的精密滚轮，在其表面刻有等线论的是不同线径的切割线对同样砂浆的携带量是宽、深的V型槽，切割时将线绕在导线轮上。要有差别的，而这种差别会对晶片翘曲度及弯曲度求其材料耐磨性要好、刚度要高，在切割张紧时产生影响。不能变形;片厚的

8、控制取决于槽间宽度，槽间宽度误差应小于3μm，所以对材质要求和加工精2.2理论基础度都非常高。如图3所示，中间部分为切割线，边缘为砂浆，滑轮假设切割线周围所携带的碳化硅层数是固定的，可线速传感器以由公式计算出当切割线直径发生变化，切割线周围所携带的砂浆量会随切割线直径变细而变少。张力单元假设切割线外围携带砂浆的层数为3层，收线轮JSI1000＃碳化硅粒度为11.5μm，则：切割线直径送线轮砂浆为φ160μm时单位长度切割线上携带砂浆的体切割