[发明专利]一种功率器件用半导体硅切片金刚线切割工艺

说明书

本发明属于金刚线切割技术领域，特别涉及一种功率器件用半导体硅切片金刚线切割工艺，将粘接好的硅棒悬挂于线网正上方，然后设置喷淋方式、添加切割液、设置工件台台速和单步周期耗线，参数设置完成后开始切割硅棒。本发明将金刚线切片应用于功率器件用小直径硅切片，这种方式切割力更强，且较易实现快切化细线化，实现金刚线对砂浆切割半导体硅切片的切割方式替代。

技术领域

本发明属于金刚线切割技术领域，具体地说涉及一种功率器件用半导体硅切片金刚线切割工艺。

背景技术

目前功率器件用小直径硅切片广泛应用于中低集成度集成电路，小尺寸硅切片在经过研磨、腐蚀以后，可以作为基底材料通过外延及CVD等工艺，制作成各种电力电子器件。为了保证电子电力器件的成品率，对小直径硅切片片面质量要求较高，目前硅晶圆片切片主要通过多线砂浆切割，砂浆切割采用游离磨料切割，切割过程主要由高速运转的钢线将砂浆中的SiC等微粉磨料带到硅棒的切割区域，通过微粉磨料的滚磨实现对硅晶棒的切割。但是，多线砂浆切割有以下缺点：

1)工艺时间较长、效率低下；

2)砂浆切割采用油基切割液与SiC混合切割，极易造成环境污染，后期处理难度较大，成本较高；

3)单片切割成本较高；

4)随着磨料的磨损，半导体硅切片的片面质量波动较大；

5)游离磨料切割过程中造成的硅片损伤层大，需要的研磨量大。

另外由于游离磨料切割能力较弱，导致砂浆切割工艺切割时间较长，整刀台速较低；砂浆切片所用钢线线径较大，并且游离磨料切割过程极易造成对钢线的损伤。

发明内容

针对现有技术的种种不足，现提出能够提高硅棒加工效率的一种功率器件用半导体硅切片金刚线切割工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种功率器件用半导体硅切片金刚线切割工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、硅棒零点设置：通过设备工件台将粘接好的硅棒悬挂于线网正上方，硅棒下缘与线网相切的位置为零点；

S2、设置喷淋方式为溢流式喷淋；

S3、添加切割液；

S4、设置工件台台速：入刀阶段金刚线运行速度为600m/min-700m/min，线加速度为3m/s^2-5m/s²，台速为350μm/min-450μm/min；台速拉升阶段台速升高至850μm/min；收刀阶段台速为550μm/min-650μm/min，线速度为800m/min-900m/min；

S5、设置单步周期耗线：耗线拉升阶段，设单步周期线耗为Z，设台速为T，硅棒直径为R，比例系数为k1，工件台进给位置为L，则耗线拉升阶段单步周期线耗恒定耗线阶段的单步周期线耗为耗线拉升阶段的最大值；耗线降低阶段设单步周期线耗为Z’，设台速为T’，硅棒直径为R，比例系数为k2，工件台进给位置为L’，则耗线降低阶段单步周期线耗

S6、开始切割，硅棒从-0.5mm的位置以步骤S4中所述台速下压，线网以往复切割的方式对硅棒进行切割，直至切割完成。

进一步地，步骤S2中，设置喷淋装置的溢流管底端距离线网高度为2.5-4mm。

进一步地，步骤S3中，所述切割液为有机分散剂和RO纯水的混合液。

进一步地，所述有机分散剂和RO水的体积比为1：250～3：250

进一步地，步骤S3中，设置切割液的初始温度为20±2℃，切割液的流量为80L/min～100L/min。