[發明專利]線切割單元、設備、硅片及其制造方法

在審

• 申請號: 202211242378.3
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115609775A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 王明;張舸
• 申請（專利權）人: 西安奕斯偉材料科技有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/04
• 代理公司: 西安維英格知識產權代理事務所(普通合伙) 61253
• 代理人: 侯麗麗;宋東陽

本發明實施例公開了線切割單元、設備、硅片及其制造方法，切割線；彼此間隔開且平行地布置的至少兩個線軸，每個線軸上設置有彼此平行且間隔開的多個導引槽，所述切割線依次纏繞在每個線軸的每個導引槽上以形成由橫跨所述至少兩個線軸并且彼此平行的多個切割線段組成的陣列，所述陣列用于通過沿所述切割線的延伸方向的運動將硅棒一次性切割成多個硅片；其中，所述多個導引槽中的相鄰導引槽之間的間距根據所述切割線的形變沿著所述多個切割線段的排列方向按照設定的規律進行設置，使得切割出的所述多個硅片具有一致的厚度。

技術領域

本發明實施例涉及晶圓加工技術領域，尤其涉及線切割單元、設備、硅片及其制造方法。

背景技術

硅片作為半導體電路制程載體，其品質對集成電路形成具有決定性的影響。目前，在硅片的初步成型過程中的主要工序包括：硅棒切割，物理、化學研磨，化學刻蝕，物理化學拋光等。硅棒切割是硅片成型工藝中的核心工藝之一，其主要包括多線砂漿(SiC)切割和內圓切割。以12英寸晶圓的成型為例，目前采用的主流工藝為多線切割，因為相對于內圓切割，多線切割具有效率高、質量好、出片率高等優勢。

多線切割是目前先進的切片加工技術，其原理是將切割線纏繞在一組線軸上以形成切割線段陣列，利用切割線的高速往復運動把磨料帶入待切割材料(比如硅棒)的加工區域進行研磨，而待切割工件通過工作臺的升降實現垂直方向的進給，以此將工件同時切割成若干個所需尺寸形狀的薄片(比如晶圓)。通常多線切割過程中所采用的磨料優選為砂漿，不僅能夠幫助研磨，而且還能夠在多線切割過程中起到冷卻作用。

目前，多線切割工藝使用的切割線包括普通鋼線和結構線，普通鋼線和結構線區別在于：普通鋼線由圓柱形鋼線外加銅鋅合金構成，而結構線是基于普通鋼線在軸向和徑向方向上增加扭曲部分以使得切割線在切割過程中攜帶切割液更穩定，同時切割能力增強，但是隨著切割操作的進行，切割線會由于承受力和/或因損耗而發生形變，切割線的形變將導致切割出的硅片的厚度的一致性、特別是從同一硅棒一次性切割出的多個硅片的厚度的一致性較差，因此在線切割過程中，如何改善不同硅片的厚度一致性成為本領域亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例期望提供線切割單元、設備、硅片及其制造方法；能夠改善由于硅棒被切割時的溫度變化、切割液中的顆粒的直徑的變化、切割線的損耗形變等因素導致的硅片平坦度差和厚度差異的問題，提高硅片的良率。

本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

第一方面，本發明實施例提供了一種線切割單元，所述線切割單元包括：

切割線；

彼此間隔開且平行地布置的至少兩個線軸，每個線軸上設置有彼此平行且間隔開的多個導引槽，所述切割線依次纏繞在每個線軸的每個導引槽上以形成由橫跨所述至少兩個線軸并且彼此平行的多個切割線段組成的陣列，所述陣列用于通過沿所述切割線的延伸方向的運動將硅棒一次性切割成多個硅片；

其中，所述多個導引槽中的相鄰導引槽之間的間距根據所述切割線的形變沿著所述多個切割線段的排列方向按照設定的規律進行設置，使得切割出的所述多個硅片具有一致的厚度。

第二方面，本發明實施例提供了一種線切割設備，所述線切割設備包括：

根據第一方面的線切割單元；

用于裝載并固定待加工硅棒的承載單元；

移動控制單元，用于控制所述線切割單元和/或所述承載單元移動，以使得所述線切割單元和所述承載單元相向移動以對硅棒進行切割。

第三方面，本發明實施例提供了一種用于制造硅片的方法，所述方法包括：

采用根據第三方面的線切割設備制造硅片，包括以下步驟：

通過承載單元裝載并固定硅棒；