多线切割机分段切割碳化硅晶体的方法技术

本发明专利技术公开了一种多线切割机分段切割碳化硅晶体的方法，根据所切割过程中晶体柱截面不同位置对应的切割长度的不同，变化切割速度，将工作台的匀速进给切割改为连续、分段不同速度进给。本发明专利技术采用设备为砂浆多线切割机，与采用金刚石切割线切割碳化硅晶体相比成本较低，与采用单线切割机切割碳化硅晶体相比单次切割晶片数量大。本方法操作简单，容易实现，与原匀速进给切割相比，对高硬度２英寸、３英寸、４英寸碳化硅晶柱切割时，在保证切割质量的前提下，可明显提高切割效率，从而降低切割成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用多线切割机切割材料的方法，具体说是一种控制多线切割机工 作台进给速度、分段切割碳化硅晶体的方法。
技术介绍
采用多线切割机对半导体晶体切割有着表面损伤小、切缝损耗少、加工量大、切割 效率高、切片质量好、运行成本低等诸多优点，目前已渐成为半导体晶体切割方式的主流。目前在用多线切割机切割半导体晶圆时，由于切割面为圆形，在切割的过程中切 割长度是不断变化的，使在不同的切割长度时切割线受力不同，切割效率也有所不同。因此 用均勻的切割速度进行晶圆切割会使切割效率降低从而导致切割成本较高。采用工作台勻速进给晶圆进行切割，由于切割线受力不同也会使在切割的过程中 切割线存在不同的形变，导致切割得到的晶片质量有所降低。尤其当切割线切割到晶体中 间部位时还存在相比切割能力工作台进给速度过快，此时多线切割实际处于强行切割状 态，导致槽轮上的钢线出现过度弯曲现象，导致切割不在同一平面内，造成切割的半导体晶 片存在严重的质量问题。对于切割硬、脆材料，随切割长度的不同，切割能力变化较大，以同样的切割速度 进行切割，切割效率会明显受到影响。因此，有必要提供一种可以提高切割效率、改善切割质量的多线切割碳化硅类硬 脆材料的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以提高切割速度，改善切割后晶片表面质量的多线切 割机分段切割碳化硅晶体的方法。本专利技术的，切割线采用直径100微米到 150微米的钢线，砂浆采用5微米粒径的金刚石微粉与切削油的混合体，利用钢线高速运动 携带砂浆对由工作台进给的碳化硅晶体进行磨削切割，其具体步骤为(1)粘接粘接晶体，将待切割碳化硅晶体柱头尾相接粘接，固定在多线切割机的 工作台上；(2)绕线校准切割机张力后，将切割钢线均勻布满在多线切割机的绕线槽轮上；(3)设定切割速度、喷浆量、钢线张力和热机时间；(4)安装砂浆防护挡板，使多线切割机进入切割状态；(5)切割结束，从工作台上移出切割好的碳化硅晶片；其中，根据所切割的碳化硅晶体柱截面不同位置对应的切割长度的不同，步骤3 中切割速度变化，将工作台勻速进给切割改为连续、分段不同速度进给，平均切割速度为 1. 27-3. 39mm/ho进一步地，步骤1所粘接的晶体柱的数量为1-10柱，粘接后的晶体柱总长度可达105毫米。进一步地，分段不同速度进给的分段数为3-50段。进一步地，单次切割晶片数量可达350片。进一步地，切割所得晶片的厚度为200微米以上。进一步地，切割所得晶片的翘曲度不大于15微米，TTV不大于10微米。在上述步骤3中设定切割速度时，为钢丝线在切割过程中受力均勻不致在切割过 程中钢丝线偏离切割晶片质量受损，重新设置了工作台的进给速度。根据切割晶柱截面的 直径将切割过程分为若干段，由每一段的切割长度不同，将切割机工作台的进给设置为不 同的进给速度。这样在切割短距离的晶体时钢丝线切割能力强，工作台进给速度快；切割长 距离的晶体时钢丝线切割能力弱，工作台进给速度慢。由此保证了钢丝线在切割圆形晶体 时在各个阶段受力均勻，保证了切割晶片的表面质量。本专利技术具有以下优点1、本专利技术采用设备为砂浆多线切割机，与采用金刚石切割线切割机相比切割碳化 硅晶体损耗小成本低，与采用单线切割机切割碳化硅晶体相比单次切割晶片数量大。利用 该技术切割碳化硅晶体，一次切割碳化硅晶体总长度可达105毫米，切割片数可达350片。 与采用单线切割一次只能切割一片相比，缩短了切割时间，降低了切割成本，产生明显的经 济效益。2、根据所切割的碳化硅晶体柱截面不同位置对应的切割长度的不同，变化切割速 度，将工作台的勻速进给切割改为连续、分段不同速度进给。与原勻速进给切割相比，对高 硬度碳化硅晶柱切割时，在保证切割质量的前提下，可明显提高切割效率，从而降低切割成 本。3、操作简单，容易实现，切割出的晶片翘曲度小，厚度均勻。 具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术 而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术每段速度根据计算方法的不同而不同，可以由切割材 料的硬度、形状来加以改变。实施例1 :2英寸碳化硅单晶柱切割采用日本生产的丽S-34SN型多线切割机，直径为100微米的钢线作为切割线，槽 轮的槽距为300微米，利用切割钢线和金刚石切削液的高速往复运动，实现对10根粘接后 总长度为105毫米的2英寸碳化硅单晶柱的切割。根据所切割的碳化硅晶体柱截面不同位 置对应的切割长度的不同，将工作台进给过程分为20段。具体分段速度如下权利要求一种，其特征在于，多线切割机的切割线采用直径100微米到150微米的钢线，砂浆采用5微米粒径的金刚石微粉与切削油的混合体，利用钢线高速运动携带砂浆对由工作台进给的碳化硅晶体进行磨削切割，具体步骤为(1)粘接粘接晶体，将待切割碳化硅晶体柱头尾相接粘接，固定在多线切割机的工作台上；(2)绕线校准切割机张力后，将切割钢线均匀布满在多线切割机的绕线槽轮上；(3)设定切割速度、喷浆量、钢线张力和热机时间；(4)安装砂浆防护挡板，使多线切割机进入切割状态；(5)切割结束，从工作台上移出切割好的碳化硅晶片；2.根据权利要求1所述的，其特征在于，切割 过程中，切割速度在晶体截面不同位置是变化的，将工作台勻速进给切割改为连续、分段不 同速度进给，2英寸切割平均速度在2. 47-3. 39mm/h，3英寸切割平均速度在1. 62-2. 50mm/ h，4英寸切割平均速度在1. 2-1. 5mm/h。3.根据权利要求1或2所述的，其特征在于，分 段不同速度进给的分段数为3-50段。4.根据权利要求1所述的，其特征在于，步骤1 所粘接的晶体柱的数量为1-10柱，粘接后的晶体柱总长度可达105毫米。5.根据权利要求1-4之一所述的，其特征在 于，切割所得晶片的厚度为200微米以上。6.根据权利要求1-5之一所述的，其特征在 于，切割所得2英寸晶片的翘曲度不大于15微米，TTV不大于10微米，3英寸晶片的翘曲度 不大于20微米，TTV不大于15微米，4英寸晶片的翘曲度不大于25微米，TTV不大于20微 米。全文摘要本专利技术公开了一种，根据所切割过程中晶体柱截面不同位置对应的切割长度的不同，变化切割速度，将工作台的匀速进给切割改为连续、分段不同速度进给。本专利技术采用设备为砂浆多线切割机，与采用金刚石切割线切割碳化硅晶体相比成本较低，与采用单线切割机切割碳化硅晶体相比单次切割晶片数量大。本方法操作简单，容易实现，与原匀速进给切割相比，对高硬度2英寸、3英寸、4英寸碳化硅晶柱切割时，在保证切割质量的前提下，可明显提高切割效率，从而降低切割成本。文档编号B28D5/04GK101979230SQ20101017983公开日2011年2月23日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日专利技术者张贺, 彭同华, 曹智, 李龙远, 汪良, 郑红军, 陈小龙 申请人:北京天科合达蓝光半导体有限公司;苏州天科合达蓝光半导体有限公司;中国科学院物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多线切割机分段切割碳化硅晶体的方法，其特征在于，多线切割机的切割线采用直径１００微米到１５０微米的钢线，砂浆采用５微米粒径的金刚石微粉与切削油的混合体，利用钢线高速运动携带砂浆对由工作台进给的碳化硅晶体进行磨削切割，具体步骤为：（１）粘接：粘接晶体，将待切割碳化硅晶体柱头尾相接粘接，固定在多线切割机的工作台上；（２）绕线：校准切割机张力后，将切割钢线均匀布满在多线切割机的绕线槽轮上；（３）设定切割速度、喷浆量、钢线张力和热机时间；（４）安装砂浆防护挡板，使多线切割机进入切割状态；（５）切割结束，从工作台上移出切割好的碳化硅晶片；

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪良，曹智，张贺，彭同华，李龙远，郑红军，陈小龙，
申请(专利权)人：北京天科合达蓝光半导体有限公司，苏州天科合达蓝光半导体有限公司，中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：11[]