晶圆切片和线锯制造技术

晶圆切片和线锯制造技术 一，高（PI）的

和五普拉萨德，j的李米Bhagavat

机械工程学系，纽约州立大学石溪分校，纽约11794-2300

摘要：线锯，其能力削减半导体材料非常薄硅片多晶硅铸锭从大直径， 已经成为一个领先的技术和光伏产业的晶圆生产半导体。 不过，该电线 锯切过程中仍缺乏理论方法和不正确的理解。 近代强制 更准确，高效的制造，使人们必须明白这研磨液和切削过程 优化它。 由于认识到这个续集，控制工具，可以发展成为监测的最佳工艺。 本文

之间作出比较，有丝锯和内径（ID）的锯已用于切割半导体晶片。 这种比较优势带出了线锯锯过身份证尊重多数。

简介：线锯，技术操作上的自由磨料加工（FAM的），是一种新兴技术 大直径薄壁晶体和晶圆生产半导体光电（PV）产业。 它的优点

跨度从生产产量和生产效率非常薄的硅片小切口损失高。 自中世纪时代 线锯已被认定的石头用于切割各种材料，如硬和其他花岗岩砖。

不过，线锯裁剪质量要求的条件，并在晶圆厚度是非常不同的电子产品 和光电应用的过程比传统的。

评价一个线锯切割过程表明，它是一个不好理解的现象，没有模型

存在的仿真设计和控制。 即便如此，在水晶切割应用，它表明可能产生 更好的表面光洁度和高得多的薄硅片产量比锯的ID。 这一点，再加上完全没有的

任何商业领域的技术在美国这使得这个过程中值得详细研究。

该研究项目的主要目标长远的这一初步研究长期是评估目前的线锯

切片技术，并比较它与身份证锯切割技术最普遍使用的晶片。 这样一 比较是预期阐明的电线上看到的优势比其他传统晶体锯

方法，从而反过来又带出了线的重要性，集中精力上看到的。 线锯的制造过程：图1显示了线锯示意图。 在绳锯，一单链

细导线（直径175米，?）辘移动从饲料到采取行动的卷轴。 在这两者之间，导线穿过

入口端的存储系统被称为“马车固定轴”，并安排到矩形

更换电线指南。 该线包围着丝导游有数以百计的凹槽。 这将创建一个 多重净浆磨料平行线被称为通过该网站与晶体硅锭一起喂 产生一个晋级。 线储存（运输） 转速表 张力单位 水平风 卷取轴 饲料辘 网站

标本饲料（ 如水晶锭 ） 泥浆及

磨料

轴和导丝 磨料泥浆：

?碳化硅和金刚石是最 常用磨料

?泥浆还作为冷却剂 线材：

?不锈钢一般 使用

?典型的直径：150-300 μ 米 标本：

?可从4方面的喂养 同时该网站

图1。 线锯切割的概念设定

目前的线锯可剪到4块网络同时从四面的，因而呈现出广阔

生产率的提高在全球的ID看到。 关于帐户的薄丝，线缝在锯切割损失

第2页 最小化的过程。 此外，晶体的直径有利于将来使用大线锯，因为锭 金属丝直径的能力看到的是旅行限制只有轴间距线网络和指导的。 钢丝锯和ID比较看到：表1总结了线锯之间的主要差异 和看到的ID。 物业

埋弧焊丝 编号表面波 切割方法 研磨 磨削

典型的切割表面特征 电线标志 切杆和断裂 深度损害

统一10至???米 变20到???米 生产率

300至2000 sq.in. /小时 200至400 sq.in /小时 运行数每片切割 高达3200晶片 每减少一个单晶片 每切缝损失

通常情况下200米至???? 从300米到????

最小的晶圆切割厚度 由于米低至???? ????米

产量0.025英寸厚的晶圆 31英寸晶圆，每 27英寸晶圆，每 最大切割直径晶体 300毫米直径的晶体 高达200毫米口径

表1。 线锯的比较和ID锯

该线票价调整机制的过程中看到了相当少的深度产生损害，更均匀的表面比 身份证，在磨削过程中看到的。 这就造成了低残余应力线切割的晶片和晶体锯

使线锯切割晶圆更经得起非常薄的，因为压力建设性干涉

场，当两个削减了非常接近对方，变得不那么重要。 没有较高的残余应力 可取，因为他们带领和处理后的破损过程中既薄硅片切割过程。 在光伏应用中的后处理不是必需的，它的重要性是大是大非有至少

损坏的晶片表面。 较小的表面损伤，但是，可能不被视为重要的半导体产业 其中片基板研磨，抛光边和地区远远超出了损害。 不过，小 基体残余应力会更容易处理不破坏晶圆切割和生产更多 齐晶圆制造工艺的。 其他领域如切面低伤害的是 重要的是在KTaO切片光学材料（例如， 3

）晶体。 这里残留的物质损害相邻

削减生产的电光系数应变反感在高水平的双折射材料的。

光滑的表面也打磨好，获得一个众所周知的事实，其中，工作力量大大减少 比抛光，使线锯的ID能够完成比给予良好的表面看到的。 导线控制 管理集中在以下方面看到电线刚度和振动和泥浆可促进通过适当 建模的制造工艺。 相较于磨等切削加工，有很多的线锯

少蛮力在切割过程，因而具有潜在的更有力地切割效率。 这也 可在地方优势的过程其中地方接触的温度上升了晶体在不 允许从它的微观结构冶金角度变化，由于可能的。

目前，该电线成本磨料和泥浆基地）为消耗品（锯操作仍高于

身份证，该锯。 在成本和易用性过程是控制的ID给它一个电流在导线略占优势

看到。 但是，这还主要是由于电线总缺乏研究方法的有条不紊看到制造业 流程。 战略发展系统建模和控制可以提高生产线锯 过程并使其更符合成本效益。

结论：导线建模和控制的目标是在正在进行的研究发现，是提供 系统化的方法来分析和改善线锯制造工艺，并使其更具成本 有效。 光学测量技术也将推出在原址和后处理测量。

此外，基础的技术在电线美锯制造工艺和装备技术将得到发展。 鸣谢：该项目已支持了美国国家科学基金会资助日荣- 9634889（1996 - 1999）。 我们也希望

感谢GT设备技术公司，我们的工业合作伙伴，为支持该项目的研究。 参考文献：

[1] RK Sahoo，五普拉萨德，一高“的一个电线集成方法的晶圆切片分析与设计锯。” 至

按ASME交易出现，包装的JL电子。

[2]雷井，“绳锯大直径晶体切片”固态技术。 1987年9月。 pp63 - 65

第3页 [3]三菱商事赫夫斯塔特勒等，“线锯切割光学晶体技术”陶通报1966年。 Pp1098

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