硅片加工过程崩边的控制对策

硅片加工过程崩边的控制对策

胡跃艳

青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁太阳能电力分公司   青海 西宁  810000

 摘要：目前在集成电路芯片的生产上，其中一种主要的生产原材料就是单晶硅片。在进行单晶硅片生产的过程中，最关键的一点就是要做好质量的把控。但是在单晶硅片生产的过程中，很容易出现崩边的情况，这种情况也是目前导致很多生产厂家备受困扰的现象。为此，本文在观点论述上，针对硅片加工过程中崩边的控制对策进行了观点的阐释和分析。

关键词：硅片；加工；崩边；控制对策

就目前来说，集成电路生产涉及到的原材料很多，但是其中最主要的原材料就是单晶硅，其在当前半导体元件生产中，有超90%的占比。从单晶硅的品质来看，其为7级的莫氏硬度，有较高的硬度。但是在单晶硅片生产的过程中，很容易出现崩边的情况，这一点让很多的单晶硅生产厂商备受困扰。而且单晶硅一般脆性较大，在加工的过程中很容易发生崩边的情况。所以要求在单晶硅生产的过程中必须要重视崩边情况的把控。本文在观点论述的过程中，针对如何有效进行单晶硅崩边问题的措施进行了观点的深入解读。

一、断棒的加工操作中崩边控制对策

   在单晶硅片加工的过程中，第一步是断。一般来说，如果有较长的硅棒，那么在加工的过程中会有较大的压力，加工难度大，为此在进行单晶硅片截断操作上，要尤其合理进行加工工具的筛选，筛选恰当的设备进行加工过操作。

就现状来说，很多企业在单晶硅加工的过程中，一般使用的是截断锯。但是需要注意的是，在使用截断锯的过程中，由于锯条会有电镀金刚砂的搭载，对于电镀金刚砂的粒度把控来说，通常使用的是30-50目，为此其会破坏单晶硅棒的表面。在这种情况下，导致阶段的单晶硅棒会有较高的崩边可能。为此在进行截断锯使用的过程中，要求在锯条的粒度筛选上，以最低为80目为最佳，而且在进行具体的操作上，不应该有太快的进给速度，一般每分钟的进给保持在3-5mm为最佳。

在进行阶段设备的筛选上，目前也有使用内圆刀片断棒机以及金刚线锯的情况。对于这两种设备的使用来说，在进行操作上要科学合理进行进给速度以及刀口垂直度的设定。采取这种方式进行单晶硅棒的截断，在操作上会有较低导致单晶硅棒损伤的概率，是最佳选择。

二、外圆滚磨过程中崩边控制对策

外圆滚磨是在进行单晶硅片生产制备过程中最后的环节。对于单晶硅棒的制作而言，在进行外圆拉制的过程中没有太高的规则性，而且在表面会有晶向线的分布，所以在进行单晶硅片的切片之前需要使用外圆磨床来加工表面。但是在加工过程中由于砂轮会有磨削以及夹装应力作用的存在，在这种情况下会导致有硅片崩边情况发生。在具体操作上，控制对策是：

第一要明确外圆滚磨的控制要点。在进行具体的控制实现上，外圆滚磨机在使用过程中，其砂轮的粒度十分关键。一般来说，目前在滚圆操作上，很多厂家使用的金刚石树脂砂轮一般是80-120目。采取这种规格的金刚石树脂砂轮在进行外圆滚磨擦奥坐上会有较为出色的操作效率，但是不利于后续加工。为了更好防范崩边情况发生，在滚圆使用的砂轮上，以250-300目为最佳。

第二是要严格规范外圆滚磨过程中的夹装操作。通常来说，在夹装操作上，常见的操作方式包括油压自动夹紧以及手轮手动夹紧等。若是为油压自动夹紧操作，在进行操作时，要严格按照要求控制油泵的压力，同时要密切关注压力变化。若是采取手轮手动夹紧方式，那么在操作的过程中，要求操作者必须有较为出色的操作经验，既要确保夹紧效果，同时还不能用力太大避免夹坏硅棒。

唯有充分践行以上两点，才能够确保在硅棒夹紧操作的过程中能够通过科学的外圆滚磨，获取品质稳定的单晶硅棒，为后续操作奠定出色的基础。

三、切片过程中崩边的控制对策

单晶硅片的切片操作也是其中十分关键的工序。而且在单晶硅片崩边的控制上，这一步十分关键。这是因为，切片是完成单晶硅片生产最后一步。为此要尤其加强对切片环节操作的把控，降低崩边的发生。

（一）切片前要按照要求做好粘棒操作

所谓粘棒指的是在进行单晶硅棒切割的过程中，要确保单晶硅棒的切割效果，保持不掉。在操作实现上，第一步是要彻底清洁单晶硅棒，清除掉单晶硅棒表面的油污后，将表面残留的水分彻底清理干净。第二步是做好粘棒操作。在粘棒操作时，一般是粘导向条和带圆弧的树脂板两根，方向为180。，粘贴牢固。为保证粘合的效果，一般在粘合过程中使用AB双组份胶水，严格按照比例做好胶水的调配操作，经过几分钟等待，在浇水即将固化的时候进行粘合操作。在完成树脂板和硅棒的粘合后要进行至少30分钟的按压操作，一般要求固化好的胶硬度应该保持在25kg/cm2左右。

（二）单晶硅棒的切割操作

在切割单晶硅棒时，一般使用的是多线切割机，其包括砂浆多线切割机以及金刚线多线切割机两种。在切割操作上，要结合使用需求合理筛选切割机，同时科学设置参数。在切割时还要做好砂浆温度以及流速的把控。在切割时保持细心和耐心，仔细观察，避免磕碰，降低崩边的发生概率。

（三）按照标准流程脱胶

完成单晶硅片的切片操作后还要进行脱胶。目前在脱胶操作上，一般采取全自动超声波脱胶机完成，以降低崩边可能。在操作时，要求操作者必须要进行水温以及时间、超声强度参数的科学调整。

四、提升单晶硅片倒角和研磨的质量

在单晶硅片研磨过程中，要把控倒角质量，降低崩边。要科学筛选倒角机，并合理筛选倒角磨轮和圈数。唯有科学合理进行倒角磨轮筛选，并严格按照要求合理界定圈数，才能够在单晶硅片倒角的过程中，尽可能优化品质，提升单晶硅片倒角操作的效益。

在单晶硅片的研磨清洗和甩干方面，则要求严格落实技术要求，使用全自动硅片清洗机，合理设定清洗机参数，降低崩边可能。在操作上，翻框是导致崩边十分关键的因素。为此要严格控制翻框情况发生。在甩干时，必须要确保花篮放正、放稳，并按照相应的甩干操作要求进行科学操作，这样甩干的单晶硅片就会有较低的崩边可能。

四、总结

总之，在硅片生产的过程中，崩边情况发生不仅不利于生产效益，还会增加生产成本。单晶硅片生产企业要采取科学措施进行崩边情况控制，提升单晶硅片的生产效益。

参考文献

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