[發明專利]一種切割裝置和晶棒的切割方法

有效

• 申請號: 201910340131.7
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110065171B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 蘭洵;全鉉國;陳光林
• 申請（專利權）人: 西安奕斯偉材料科技有限公司;西安奕斯偉硅片技術有限公司
• 主分類號: B28D5/00
• 分類號: B28D5/00;B28D5/04
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;胡影

本發明提供一種切割裝置和晶棒的切割方法，切割裝置包括：承載臺，用于承載待切割的晶棒,承載臺上設置有用于旋轉和/或偏轉晶棒的調整機構；檢測機構，用于檢測晶棒的晶向偏角；切割機構，用于切割晶棒；移動機構，用于移動承載臺；控制機構，用于根據檢測結果控制調整機構調整晶棒至預設晶向偏角，移動機構移動承載臺使晶棒至預設位置后，控制切割機構切割晶棒。根據本發明的切割裝置，通過調整機構來調節晶棒的晶向偏角，根據檢測結果調整晶棒至預設晶向偏角，使得硅塊的切割面與物理晶向保持垂直，再控制切割機構切割晶棒，提高切割質量，提高硅塊切割成硅片時硅片表面的質量，確保在切割硅塊時硅塊的晶向偏角在控制范圍內。

技術領域

本發明涉及硅片加工領域，特別涉及一種切割裝置和晶棒的切割方法。

背景技術

半導體器件是在具有相同晶向的單晶硅片上通過多種工藝制備的信號或能量控制、轉換器件。單晶硅片的晶向是控制半導體性能的重要指標，一般要求硅片的物理晶向和硅片幾何中心軸的夾角控制在±0.5°以內。目前，對于8寸以上的大尺寸晶棒的加工工藝流程如下：晶棒滾圓(晶棒表面處理)、開V型槽、帶鋸切割(將晶棒切割成硅塊)、硅塊晶向定位粘接、多線切割(將硅塊切割成硅片)。多線切割后對硅片表面進行各種化學、物理的處理，以達到半導體器件所需要的表面要求。晶棒的晶向是在長晶工藝段形成，較難控制，對硅塊晶向的測試和調整只在多線切割前的粘接工序進行，通過調整硅塊粘接的方向和角度，調整硅塊的晶向和切割方向的角度。在多線切割工序，切割方向和硅塊結晶方向垂直切割，當硅塊的物理晶向與硅塊幾何中心軸相差較大時，硅塊的切割外表面會有較大斜面，這樣會影響多線切割入刀的穩定性，降低硅片的表面質量，且晶向偏角較大時，會有一部分切出的硅片超過晶向偏角控制范圍，易造成切片工序不良率高，造成硅片的損失。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種切割裝置和晶棒的切割方法，用以解決在切割時硅塊的晶向偏角的偏差大，易導致切割的硅片表面質量差，硅塊切片工序中不良率高的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

根據本發明第一方面實施例的切割裝置，包括：

承載臺，用于承載待切割的晶棒,所述承載臺上設置有用于旋轉和/或偏轉所述晶棒的調整機構；

檢測機構，用于檢測所述晶棒的晶向偏角；

切割機構，用于切割所述晶棒；

移動機構，用于移動所述承載臺；

控制機構，用于根據檢測結果控制所述調整機構調整所述晶棒至預設晶向偏角，所述移動機構移動所述承載臺使所述晶棒至預設位置后，控制所述切割機構切割所述晶棒。

進一步地，所述檢測機構包括：

X射線晶向偏角測定裝置，用于檢測所述晶棒的晶向偏角。

進一步地，所述調整機構包括：

旋轉機構，用于驅動所述晶棒旋轉；

和/或偏轉機構，用于驅動所述晶棒偏轉。

進一步地，所述旋轉機構包括用于驅動所述晶棒旋轉的滾輪，所述承載臺上設有升降機構，所述控制機構用于控制所述升降機構驅動所述旋轉機構升降以使所述滾輪脫離或止抵所述晶棒；所述控制機構用于當所述滾輪止抵所述晶棒時，控制所述滾輪驅動所述晶棒旋轉。

進一步地，所述切割機構包括用于切割所述晶棒的帶鋸，所述調整機構包括偏轉機構，且所述偏轉機構包括用于偏轉所述晶棒的旋轉盤。

進一步地，所述切割裝置還包括激光探測器，用于檢測所述晶棒的位置高度和/或偏轉角度以定位所述晶棒。

進一步地，所述切割裝置還包括：

傳輸機構，用于將所述晶棒加載在所述承載臺上。