基于切割区域温场的过程控制模型的构建方法及晶体棒过程控制切割方法技术

本申请公开了一种基于切割区域温场的过程控制模型的构建方法及晶体棒过程控制切割方法，属于晶体切割技术领域。该构建方法采集多个单片的面型数据、温场数据以及加工数据构成第一数据集合；并以面型数据作为条件，从第一数据集合中筛选单个切割晶片的期待温场数据，并构建单个切割晶片的参考加工数据；从而形成基于期待温场数据与待产出切割晶片的实时监测温场数据的比对，来分析和预判待产出切割晶片面型情况，并基于参考加工数据作为加工数据调整参照的过程控制模型。该过程控制模型能够建立切割晶片面型与温场、加工数据之间的模型关系，可实时反馈切割过程的加工状态，有效溯源，提高加工效率和良品率。提高加工效率和良品率。提高加工效率和良品率。

【技术实现步骤摘要】
基于切割区域温场的过程控制模型的构建方法及晶体棒过程控制切割方法


[0001]本申请涉及一种基于切割区域温场的过程控制模型的构建方法及晶体棒过程控制切割方法，属于晶体切割


技术介绍

[0002]切割技术因其所切晶片具有小的总厚度变化、弯曲度和翘曲度及浅的表面损伤层，在半导体加工领域中具备广泛地应用，尤其是用于硅、陶瓷、碳化硅等硬脆材料的切割。
[0003]但目前的切割技术仍存在如下问题：一是因碳化硅(莫氏硬度9.5级)、蓝宝石(9级)等材料硬度较高，仅次于金刚石，因此其线切割加工周期较长，整个加工过程无法实时监测，一旦产品因加工出现质量问题，整个加工批次的产品都不合格，将导致加工效率低、产品良率可控性差；二是当产品检验发现问题时，无法有效溯源，更无法尽快阻止后续加工出现同样问题；三是晶片的加工周期长，加工状态无法实时反馈，从而影响工艺控制能力和效果。上述问题导致晶片的切割过程仍属于盲性切割，切割后晶片质量差且质量不均一，影响后续的加工过程，因此缺乏一种能够对晶片的切割过程进行实时反馈和工艺调整的过程控制模型及切割方法。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，提供了一种基于切割区域温场的过程控制模型的构建方法及晶体棒过程控制切割方法，该过程控制模型能够将切割晶片的面型数据、温场数据及加工数据结合起来，从而建立面型与温场、加工之间的模型关系，可实时反馈切割过程的加工状态，有效溯源，提高加工效率和良品率。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种基于切割区域温场的过程控制模型的构建方法，所述方法包括以下步骤：
[0006]S1、对于预定规格的晶体棒切割工艺，采集多个单片数据对构成第一数据集合，其中，所述多个单片数据对中的每个单片数据对与单个切割晶片一一对应，且包括该单个切割晶片的面型数据、温场数据以及加工数据；
[0007]S2、以单片数据对中的面型数据落入预设的期望面型数据范围作为条件，从所述第一数据集合中筛选出第二数据集合，以该第二数据集合的温场数据作为单个切割晶片的期待温场数据，以该第二数据集合的加工数据构建单个切割晶片的参考加工数据范围；
[0008]S3、形成基于所述期待温场数据与待产出切割晶片的实时监测温场数据的比对，来分析和预判待产出切割晶片面型情况，并基于所述参考加工数据作为加工数据调整参照的过程控制模型。
[0009]现有切割工艺的调整方法是需要切割完成后，再经过对切割晶片最终检测才能得到相应的面型结果，因此对切割晶片的工艺调整效率低、耗时长、良品率也低且加工数据与面型的关系依靠经验来确定，当本批次的切割晶片不合格时，也无法补救，只能对下一批次
的切割晶片进行补救。
[0010]上述构建方法以切割区域温场数据为媒介，建立切割效率、良品率与加工数据间的可靠联系，之后通过检测切割晶片的面型，建立切割晶片和温场数据之间的联系，进一步建立加工数据、温场数据、面型数据三者之间的关系。进而能够通过切割区域的温场分布实时的对切割工况进行反馈，并且能够通过最终切割晶片的检测结果来对这一反馈进行验证。此外，对切割区域的温场数据进行记录和保存，还有利于对切割加工中出现的工艺异常情况进行溯源。
[0011]建立模型之后，根据切割区域的温场数据即可分析和预判待产出切割晶片面型情况，从而可指导加工数据的实时调整，以得到符合面型要求的切割晶片，该切割工艺的调整效率高、耗时短，并且由于是实时调整，能够保证本切割批次的切割晶片及时补救，无需等待后续的反馈，提高切割晶片的良品率。
[0012]可选地，步骤S2还包括构建对应于期待温场数据的上限阈值和下限阈值。上限阈值和下限阈值构成的温度范围为期待温场数据的温度范围，当实时监测的温场数据超过该上限阈值或低于该下限阈值，则判定为切割晶片的面型情况为不合格，从而可基于参考加工数据范围调整加工数据。
[0013]可选地，所述面型数据包括Bow、Warp、TTV、LTV中的至少一种；
[0014]所述加工数据包括切割液流量、切割液温度、切割线速度、切割线张力、辅料质量浓度、工件进给速度、摆角中至少一种。
[0015]可选地，所述温场数据包括基于晶体棒截面的温度分布信息。
[0016]由于切割位置的不同，即使是相同的加工数据，也会导致晶体棒截面(即切割面)不同位置处的温场数据出现差异，因此以晶体棒截面的温度分布作为温场数据，能够构建更系统化的过程控制模型，从而更精准的控制切割过程。
[0017]可选地，所述温度分布信息为网格空间分布温度数据或图像性的可视化温度分布信息。
[0018]该图像性的可视化温度分布信息通过测温系统来实现，该测温系统包括红外探测器、成像图像处理和监视器。其中，红外探测器位置能够获得切割部位温场的基本信息，从而提供详细的切割区域温场分布数据，红外探测器检测的数据传输至成像处理器中进行处理，最终通过监视器呈现出图像性的可视化温度分布信息。监视器中的图像性的可视化温度分布信息不仅能在现场呈现，也能被远程实时读取，从而实现对切割部位温场分布的在线监控。
[0019]根据本申请的另一个方面，提供了一种晶体棒过程控制切割方法，所述切割方法采用上述任意一项所述的构建方法得到的过程控制模型来预判待产出切割晶片的面型情况是否合格；和/或
[0020]采用上述任意一项所述的构建方法得到的过程控制模型中的参考加工数据作为加工数据调整参照。
[0021]该切割方法依赖于上述构建的过程控制模型，根据温场数据来预判待产出切割晶片的面型情况是否合格，并且根据加工数据调整参照来对加工数据进行调整，以得到合格的切割晶片。
[0022]可选地，所述切割方法包括以下步骤：
[0023]P1、实时监测待产出切割晶片的温场，并获取第一实时监测温场数据；
[0024]P2、将所述第一实时监测温场数据与所述期待温场数据进行比对，并获得第一比对差，以第一比对差的偏离0的程度作为待产出切割晶片的面型情况是否合格的第一依据。
[0025]可选地，所述切割方法还包括：
[0026]P3、对于所述第一依据为不合格的待产出切割晶片，调整该待产出切割晶片的即时加工数据；
[0027]优选的，根据加工数据对温场的影响权重，将加工数据分为三个等级：
[0028]按影响从大到小分级为：第一级别包括切割液温度、工件进给速度、切割液流量，第二级别包括切割线速度、辅料质量浓度，第三级别包括摆角、切割线张力。
[0029]由于上述过程控制模型的构建中，第一实时监测的温场数据能够作为判断切割晶片的面型情况是否合格的依据，因此根据第一比对差可确定切割过程中的温场数据与期待温场数据之间的差异性，从而根据该差异判断切割晶片的面型情况是否合格。
[0030]利用第一比对差的变化来反推切割工况，对不合格的待产出切割晶片及时调整加工数据，实现加工工艺调整的可视性，从而提高切割效率和良品率。
[0031]可选地，调整该待产出切割晶片的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于切割区域温场的过程控制模型的构建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、对于预定规格的晶体棒切割工艺，采集多个单片数据对构成第一数据集合，其中，所述多个单片数据对中的每个单片数据对与单个切割晶片一一对应，且包括该单个切割晶片的面型数据、温场数据、以及加工数据；S2、以单片数据对中的面型数据落入预设的期望面型数据范围作为条件，从所述第一数据集合中筛选出第二数据集合，以该第二数据集合的温场数据作为单个切割晶片的期待温场数据，以该第二数据集合的加工数据构建单个切割晶片的参考加工数据；S3、形成基于所述期待温场数据与待产出切割晶片的实时监测温场数据的比对，来分析和预判待产出切割晶片面型情况，并基于所述参考加工数据作为加工数据参照的过程控制模型。2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，步骤S2还包括构建对应于期待温场数据的上限阈值和下限阈值。3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述面型数据包括Bow、Warp、TTV、LTV中的至少一种；所述加工数据包括切割液流量、切割液温度、切割线速度、切割线张力、辅料质量浓度、工件进给速度、摆角中至少一种。4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述温场数据包括基于晶体棒截面的温度分布信息。5.根据权利要求4所述的构建方法，其特征在于，所述温度分布信息为网格空间分布温度数据或图像性的可视化温度分布信息。6.一种晶体棒过程控制切割方法，其特征在于，所述切割方法采用如权利要求1
‑
5中任意一项所述的构建方法得到的过程控制模型来预判待产出切割晶片的面型情况是否合格；和/或采用如权利要求1
‑
5中任意一项所述的构建方法得到的过程控制模型中的参考加工数据作为加工数据调整参照。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旗，隋晓明，王昆鹏，杨恒，宋猛，王凯，张林，舒天宇，彭红宇，石志强，靳婉琪，
申请(专利权)人：上海天岳半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：