硅片切割線痕的起因與降低方法
斷線后的補救措施是比較繁瑣和耗時的,根據(jù)斷線的部位和切割的比例有不同的處理方法:
一、斷線情況發(fā)生在進(jìn)線端,我們可以采用倒走線的方式,把張力臂的力更換一下,然后進(jìn)行反向切割,切割速度一定要慢,確保在反向切割的途中不會出現(xiàn)意外;
二、斷線情況發(fā)生在出線端,繼續(xù)接上后把接的線頭繞到收線輪上(多繞幾圈);
三、斷線情況發(fā)生在線網(wǎng)中間,將線網(wǎng)出線端到斷線的那段線網(wǎng)剪斷,調(diào)整好切割室的滑輪,接好鋼線,然后把線頭繞到收線輪上(多繞幾圈);
四、兩頭斷線:①切割30%以內(nèi),直接把工作臺抬起,用乙二醇對晶棒進(jìn)行浸泡,洗去硅片上砂漿,使片子完全張開,重新編制線網(wǎng),慢走線,把晶棒壓人線網(wǎng)內(nèi),繼續(xù)切割;②切割30%以上,將晶棒工作臺抬起,用水將硅片沖洗干凈后使用吹風(fēng)機吹干到硅片全部自動分離時重新將晶棒壓入線網(wǎng)。也有采用鋼線焊接儀,可以在斷線的時候把鋼線焊接起來,然后采取慢走線的方式把焊接的地方走出來繞到收線輪上。但是到目前為止如果鋼線纏繞到導(dǎo)輪上,這種情況現(xiàn)在還沒有有效的解決方法。
3)停機。切片機在有些報警下會自動停機,等報警消除后重新開始切割,基體的停機報警項可從機器的維護(hù)說明上查得,因為機器的停頓,重新啟動后,由于導(dǎo)輪心震,剛線不能完全按原位置切割,線痕于是產(chǎn)生了,這種情況相對于前兩種較少。
4)粘膠過多。粘膠過多引起的線痕一般在靠進(jìn)粘膠面附近切割快結(jié)束的倒角處,由于膠水涂抹過多溢出,刮膠不徹底或者有的膠水固化時間較快來不及刮膠,導(dǎo)致切割時鋼線帶膠切割,而攜帶砂漿的能力下降,引起切削線痕。因此膠量要嚴(yán)格控制,從成本控制的角度,這也是有益的。如果使用自動粘膠系統(tǒng)可以大大的排除這些人為的不利因素,也會減少因粘膠問題而造成的掉棒損失。
5)進(jìn)刀口鋼線波動。由于剛開始切割,鋼線處在不穩(wěn)定狀態(tài),鋼線的波動產(chǎn)生進(jìn)刀口線痕,進(jìn)線點質(zhì)硬,比如多晶的切割一般會由此問題,加墊層(導(dǎo)向條)可消除線擺。
6)鋼線磨損過度(但未造成斷線)。此線痕一般出現(xiàn)于硅棒的后面,鋼線磨損、帶沙量低、切削能力下降、線膨脹系數(shù)增大引起的線痕。
7)硅片切割第一刀出現(xiàn)線痕。可能為碳化硅微粉有大顆粒物,鋼線的張力太小產(chǎn)生的位移劃錯,鋼線的張力太大、線弓太小料漿帶不過去,線速過高、帶沙漿能力降低等等。對于鋼線張力問題,略作調(diào)整即可,而碳化硅微粉有大顆粒物,經(jīng)過一刀切割后微量的大顆粒變細(xì)或者變鈍.也就不影響正常切割。
3. 密集性線痕
此線痕是由于砂漿的切割能力不足引起的。切割能力的不足,主要為砂漿粘度不夠、碳化硅微粉粘浮鋼線少、砂漿不能很好的混合于懸浮液中,配合性不好。但最常遇到的根本原因為,sic的切割強度偏低或者sic圓度系數(shù)過高即sic顆粒形狀較圓,鋒利的棱角較少。sic的強度在其原料生產(chǎn)時便決定了,sic的微粉化并不會改變其強度。如果sic本身材料的強度過低,切割時與硅棒作用,棱角被磨平鈍化,切割能力不足,導(dǎo)致硅片表面出現(xiàn)大面積的均勻線痕;但如果在sic的微粉化過程中由于工藝不當(dāng),顆粒在切割前已經(jīng)被磨平,那同樣也會造成切割能力不足導(dǎo)致密集性線痕。對于后者,只要在高倍顯微鏡下進(jìn)行來料檢驗即可觀測到,就可避免生產(chǎn)中造成的損失,而對于前者則需要分析sic的成分和晶型強度再做判斷。
目前很多廠家為了節(jié)約成本使用回收砂進(jìn)行切割,但由于回收砂的質(zhì)量不穩(wěn)定,因此常有可能會面臨由于切割能力不足導(dǎo)致的密集性線痕問題。主要原因是回收時如果不同廠家砂漿混合,回收后的sic微粉之間、sic微粉與懸浮液之間存在配合性的問題,同時也可能存在sic顆粒已經(jīng)過度磨損的問題。這種使用回收砂造成的密集性線痕可以通過加大砂漿密度,降低工作臺速度,減少使用回收砂的比例和加大砂漿更換量在一定程度上得到控制。
4. 硬點線痕
對于多晶,比單晶多一種造成線痕的原因,那就是硬點。此線痕與硅片切割的工藝和輔料無關(guān),主要取決于多晶鑄錠的原料和工藝。
5. 結(jié)論
由上文所述,鋼絲的明顯質(zhì)量缺陷會引起線痕的發(fā)生,但在鋼絲無明顯缺陷時,切割工藝的適當(dāng)優(yōu)化可以降低線痕的出現(xiàn)機率,砂漿的過濾、線網(wǎng)的清理和膠量的控制能很大程度的減少線痕的產(chǎn)生。SiC的質(zhì)量對硅片的切割有著重大的影響,一旦SiC的質(zhì)量產(chǎn)生問題則會產(chǎn)生大量的密集性線痕片而造成巨大損失。因此對輔料的監(jiān)控和檢驗有著猶為重要的意義。同樣對于多晶的硬點線痕,控制硅原料質(zhì)量和坩堝氮化硅涂層工藝比較重要。
責(zé)任編輯:蔣桂云