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CN109304816A - 一种硅片切割裂片工艺 - Google Patents

一种硅片切割裂片工艺 Download PDF

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CN109304816A
CN109304816A CN201710615642.6A CN201710615642A CN109304816A CN 109304816 A CN109304816 A CN 109304816A CN 201710615642 A CN201710615642 A CN 201710615642A CN 109304816 A CN109304816 A CN 109304816A
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CN
China
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silicon wafer
splitting
cutting
testing
process according
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CN201710615642.6A
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English (en)
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梁效峰
王彦君
孙晨光
徐长坡
陈澄
武卫
王鹏
杨玉聪
韩义胜
杨伟
张妍
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Tianjin Huanxin Technology & Development Co ltd
Original Assignee
Tianjin Huanxin Technology & Development Co ltd
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    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
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    • B28D5/0082—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供一种硅片切割裂片工艺，包括如下步骤：测试：利用测试装置测试硅片的电学特性；切割：从P面自动将硅片对准，从N面进行划片；裂片：自动对硅片进行裂片。本发明的有益效果是切割方向采用P面切割，省去了N面做切割道工序，节约成本，自动裂片效率更高，便于调节力度，崩边连芯比例更少。测试方式采用针排、针板测试，大幅提高测试效率，图像识别自动分选结合皮带自动化传递，提高工作效率，减少人工成本。

Description

一种硅片切割裂片工艺
技术领域
本发明属于硅片加工技术领域，尤其是涉及一种一种硅片切割裂片工艺。
背景技术
在现有的技术中一种硅片切割裂片工艺过程中，切割速度和切割功率不能满足生产效率的要求，崩边连芯的比例较大，并且存在切割工序复杂，生产成本消耗大的问题，生产过程中采用人工周转和人工分选，浪费大量的人力，工作效率低。
发明内容
本发明的目的是要解决一种硅片切割裂片工艺过程中切割工序复杂，生产成本消耗大，工作效率低的问题，提供一种一种硅片切割裂片工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种硅片切割裂片工艺，包括如下步骤：
测试：利用测试装置测试硅片的电学特性；
切割：从P面自动将硅片对准，从N面进行划片；
裂片：自动对硅片进行裂片。
进一步地，所述测试步骤，具体包括：
根据硅片尺寸，设定电压值测试条件；
利用测试装置，根据所述测试条件测试硅片的电学特性；
测试装置利用脉冲信号对所述硅片进行电性测试，记录电性数据；
标记不良芯粒。
进一步地，所述测试装置为测试针板，所述测试针板包括测试针和固定测试针的底板，利用所述测试针板测试硅片的电学特性包括：
将测试针按照硅片上印刷的图形排列成对应形状并固定在底板上；
测试时将测试针通电，测试硅片的电学特性。
进一步地，所述切割步骤包括：从P面自动将硅片对准，利用皮秒激光器或飞秒激光器从N面进行划片。
进一步地，所述切割步骤包括：
调整载片台的X，Y方向以及θ角度，利用划片机上的图像传感器从P面将硅片对准，并记录产品信息；
根据所述产品信息，读取预存的划片参数，利用所述皮秒激光器或飞秒激光器从N面进行划片；
进一步地，所述飞秒激光器或皮秒激光器对所述硅片的切割速度≤450mm/s，所述飞秒激光器或皮秒激光器对所述硅片的切割宽度25μm～45μm，所述飞秒激光器或皮秒激光器对所述硅片的切割深度为所述硅片厚度的25％～50％。
进一步地，所述飞秒激光器或皮秒激光器的激光头功率：15W～25W，所述激光头发射频率60KHz～80KHz。
进一步地，所述裂片包括，利用裂片棒对所述硅片进行裂片，所述裂片棒对所述硅片的裂片压力为5N～10N，所述裂片棒在所述硅片上的裂片速度是80～200mm/s。
进一步地，所述裂片包括；
硅片沿皮带传到裂片区域的橡胶垫上；
所述裂片棒沿X方向进行裂片；
所述橡胶垫旋转90°，所述裂片棒沿Y方向进行裂片；
进一步地，还包括：
裂片后的分选步骤：将不良硅片去除，所述分选步骤包括：
利用图像传感器从P面自动将所述硅片对准；
利用与所述硅片图形相匹配的工装压住所述硅片；
去除所述硅片外圈边角余料，将工装移开；
利用图像传感器及机械手控制的真空吸嘴相配合，将不良硅片去除。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.切割方向采用P面切割，省去了N面做切割道工序，节约成本，自动裂片效率更高，便于调节力度，崩边连芯比例更少。
2.测试方式采用测试针板针板，大幅提高测试效率，图像识别自动分选结合皮带自动化传递，提高工作效率，减少人工成本。
具体实施方式
本实例一种硅片切割裂片工艺，包括测试、切割、裂片和分选。其中，
测试是利用测试装置测试硅片的电学特性；测试过程中的具体步骤为：
根据硅片的尺寸，设定电压值测试条件，具体地，根据随工单上注明的硅片的类型、产品尺寸和电压值设定相应的测试条件；利用测试装置，根据设定的测试条件测试硅片的电学特性；测试装置为测试针板，测试针板包括测试针和固定测试针的底板，利用测试针板测试硅片的电学特性。
根据设定测试条件，更换相对应的测试针板，具体地，将测试针按照硅片上印刷的图形排列成对应形状并固定在底板上；测试时将测试针通电，测试硅片的电学特性，优选地，测试时将测试针依次通电，来测试硅片的电学特性；
测试的工作过程为：将盛装硅片的花篮上载到测试机的上料位置，硅片沿皮带从花篮传送到测试区域，用机械手放到测试圆盘上；测试机利用CCD自动将硅片对准，并记录产品批次信息；针板下降接触硅片，利用脉冲信号依次使测试针通电，对硅片进行电性测试，记录电性数据并保存；针板移开，根据测试结果由墨水针将不良硅片打上墨点，当硅片尺寸＜70mil，墨水针的直径为15mil，当硅片尺寸≥70mil，墨水针的直径为25mil，标记不良硅片，之后利用传送带传送到切割工序。
切割是从P面自动将硅片对准，利用皮秒激光器或飞秒激光器从N面进行划片，切割过程具体的步骤包括：
硅片沿皮带传到划片区域，用机械手放到划片底座上，载片台可在x，y方向及θ角度进行调整，根据生产需要调整载片台的X，Y方向以及θ角度，利用划片机上的图像传感器从P面将硅片对准，并记录产品信息，图像传感器采用CCD；根据所述产品信息，读取预存的划片参数，利用所述皮秒激光器或飞秒激光器从N面进行划片，其中，飞秒激光器或皮秒激光器对硅片的切割速度≤450mm/s，飞秒激光器或皮秒激光器对硅片的切割宽度25μm～45μm，飞秒激光器或皮秒激光器对硅片的切割深度为硅片厚度的25％～50％。飞秒激光器或皮秒激光器的激光头功率：15W～25W，激光头发射频率60KHz～80KHz，划片完成后通过传输装置皮带，将硅片传送到下一工序。
裂片是利用裂片棒自动对硅片进行裂片，其中，所述裂片棒对硅片的裂片压力为5N～10N，裂片棒在硅片上的裂片速度是80～200mm/s，具体的步骤为：
硅片沿皮带传到裂片区域的橡胶垫上；裂片棒沿X方向从左到右滚动一遍，沿X方向进行裂片，之后，橡胶垫旋转90°，裂片棒沿y方向从左到右滚动一遍，裂片棒沿Y方向进行裂片；在实际的生产过程中，裂片压力过大导致硅片碎芯，压力过小无法全部裂开，裂片速度过快容易使芯粒发生位移，速度过慢无法满足产能需求，需要根据实际生产需要设定具体的裂片压力和裂片速度，裂片完成后通过皮带传送到下一工序。
分选是采用自动分选，自动将不良硅片去除，分选的具体步骤包括：
硅片沿皮带传送到分选区域，利用图像传感器从P面自动将所述硅片对准，其中，图像传感器为CCD，利用与硅片图形相匹配的工装压住硅片，将外圈边角余料去除，随后工装移开；利用CCD识别及机械手控制的真空吸嘴相配合，将外观不符合预存模板的硅片及墨点硅片摘除；将良品硅片传送到收纳盒里
本发明的有益效果是：
1.切割方向采用P面切割，省去了N面做切割道工序，节约成本，自动裂片效率更高，便于调节力度，崩边连芯比例更少。
2.测试方式采用测试针板针板，大幅提高测试效率，图像识别自动分选结合皮带自动化传递，提高工作效率，减少人工成本。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：包括如下步骤：
测试：利用测试装置测试硅片的电学特性；
切割：从P面自动将硅片对准，从N面进行划片；
裂片：自动对硅片进行裂片。
2.根据权利要求1所述的一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：所述测试步骤，具体包括：
根据硅片尺寸，设定电压值测试条件；
利用测试装置，根据所述测试条件测试硅片的电学特性；
测试装置利用脉冲信号对所述硅片进行电性测试，记录电性数据；
标记不良芯粒。
3.根据权利要求1或2所述的一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：所述测试装置为测试针板，所述测试针板包括测试针和固定测试针的底板，利用所述测试针板测试硅片的电学特性包括：
将测试针按照硅片上印刷的图形排列成对应形状并固定在底板上；
测试时将测试针通电，测试硅片的电学特性。
4.根据权利要求1所述的一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：所述切割步骤包括：从P面自动将硅片对准，利用皮秒激光器或飞秒激光器从N面进行划片。
5.根据权利要求4所述的一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：所述切割步骤包括：
调整载片台的X，Y方向以及θ角度，利用划片机上的图像传感器从P面将硅片对准，并记录产品信息；
根据所述产品信息，读取预存的划片参数，利用所述皮秒激光器或飞秒激光器从N面进行划片。
6.根据权利要求4或5所述的一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：所述飞秒激光器或皮秒激光器对所述硅片的切割速度≤450mm/s，所述飞秒激光器或皮秒激光器对所述硅片的切割宽度25μm～45μm，所述飞秒激光器或皮秒激光器对所述硅片的切割深度为所述硅片厚度的25％～50％。
7.根据权利要求6所述的一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：所述飞秒激光器或皮秒激光器的激光头功率：15W～25W，所述激光头发射频率60KHz～80KHz。
8.根据权利要求1所述的一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：所述裂片包括，利用裂片棒对所述硅片进行裂片，所述裂片棒对所述硅片的裂片压力为5N～10N，所述裂片棒在所述硅片上的裂片速度是80～200mm/s。
9.根据权利要求8所述的一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：所述裂片包括；
硅片沿皮带传到裂片区域的橡胶垫上；
所述裂片棒沿X方向进行裂片；
所述橡胶垫旋转90°，所述裂片棒沿Y方向进行裂片。
10.根据权利要求8或9所述的一种硅片切割裂片工艺，其特征在于：还包括：
裂片后的分选步骤：将不良硅片去除，所述分选步骤包括：
利用图像传感器从P面自动将所述硅片对准；
利用与所述硅片图形相匹配的工装压住所述硅片；
去除所述硅片外圈边角余料，将工装移开；
利用图像传感器及机械手控制的真空吸嘴相配合，将不良硅片去除。
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