CN111015985A - 一种细线化硅片切割的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种细线化硅片切割的方法，其采用直径为45um的金刚石线进行切割，且切割过程中，金刚石线的加速度为5m/s2‑9m/s2，运行速度为800m/min‑2000m/min；金刚石线的张力为6N‑13N；硅材料往下移动的速度设置为：入刀区域0.5mm/min‑1.5mm/min；主切区域1.6mm/min‑2.8mm/min；收刀区域0.2mm/min‑1.0mm/min,采用此方法进行硅片切割，得到的硅片表面粗糙度和损伤层厚度低，硅片的TTV均值低，硅片性能好；而且切割过程中，硅材料损失少，出片率高，同样大小的硅材料切割时间更短，从而有效降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及硅片切割技术领域，尤其是涉及一种细线化硅片切割的方法。
背景技术
硅片广泛应用在光伏太阳能、液晶显示和半导体领域，因此硅片切割技术也得以迅速发展。目前晶体硅片的切割主要采用多线切割技术，多线切割是近年来发展成熟的新型硅片切割技术，其原理为金刚石线缠绕在切片机两间隔设置的槽轮上而形成为多线状的线网，槽轮往复高速旋转，从而带动金刚石线拉锯式往复高速运转，而硅材料在控制装置的控制下往下移动而与高速运转的金刚石线接触，通过金刚石线与硅材料之间的连续摩擦而完成切割。
目前使用的金刚石线直径在大部分在60～80um之间，再加上在切割过程中金刚石线抖动幅度大，使得切割得到的硅片表面比较粗糙，损伤层厚度高，特别是在入刀区域与收刀区域的硅片厚度很不均匀，从而硅片的TTV (总厚度偏差)均值高达20um左右，导致硅片性能不是特别好；而且切割过程中硅材料损失大，从而大大增加了整体成本。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种细线化硅片切割的方法，采用此方法能有效降低硅材料的损耗，而且切割得到的硅片表面更光滑，TTV 均值低。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种细线化硅片切割的方法，采用直径为45um的金刚石线进行切割，且切割过程中，金刚石线的加速度为5m/s2-9m/s2，运行速度为800m/min -2000m/min；金刚石线的张力为6N-13N；硅材料往下移动的速度设置为：入刀区域0.5mm/min-1.5mm/min；主切区域1.6mm/min-2.8mm/min；收刀区域0.2mm/min-1.0mm/min。
所述金刚石线的加速度设置为6m/s2或8m/s2。
所述金刚石线的运行速度设置为1000m/min或1200m/min或1500 m/min或1800m/min。
所述金刚石线的张力设置为8N或10N。
切割过程中，伴随冷却液体的喷洒，所述冷却液体设置为冷却液和 RO水的混合液，其中冷却液与RO水的体积比为1:200至10:200。
所述冷却液体的喷洒流量设置为80L/min-200L/min。
所述冷却液体的喷洒流量设置为100L/min或120L/min或155L/min 或180L/min。
所述冷却液体的温度设置为14℃-22℃。
所述冷却液体的温度设置为15℃或18℃或20℃。
本发明的有益技术效果为；
由于采用45um的细金刚石线，再配合对应的金刚石线加速度、运行速度、张力以及硅材料的下移速度，从而切割得到的硅片表面粗糙度和损伤层厚度低，且入刀区域与收刀区域的硅片厚度也比较均匀，从而硅片的TTV 均值低，硅片性能好；而且切割过程中，硅材料损失少，出片率高，此外，同样大小的硅材料切割时间更短，如此，有效降低了成本。
附图说明
图1为本发明切割示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明公开了一种细线化硅片切割的方法，本方法采用采用直径为 45um的金刚石线1进行切割，且切割过程中，金刚石线1的加速度为 5m/s2-9m/s2，运行速度为800m/min-2000m/min；金刚石线1的张力为6N-13N；硅材料2往下移动的速度设置为：入刀区域0.5mm/min -1.5mm/min；主切区域1.6mm/min-2.8mm/min；收刀区域0.2mm/min -1.0mm/min。
所述金刚石线1的加速度可以设置为6m/s2或8m/s2。
所述金刚石线1的运行速度可以设置为1000m/min或1200m/min或 1500m/min或1800m/min。
所述金刚石线1的张力可以设置为8N或10N。
在切割过程中，槽轮3往复旋转，带动金刚石线1形成为拉锯式的往复运动，即金刚石线1先从0加速运行到一个稳定的运行速度，即上述800 m/min-2000m/min的运行速度，以该速度运行一段时间，再降速到0，然后再反向旋转，反向旋转也是从0加速到上述稳定的运行速度，然后以该速度运行一段时间，再降速到0，再反向，如此往复循环，加速与降速过程中的加速度均为5m/s2-9m/s2。
金刚石线1的加速度与运行速度如此设置，再配合金刚石线1的张力设置，可以在保证金刚石线1不断的情况下，使得金刚石线1往复转换所需的时间更短，切割速度更快，从而同一硅材料2的切割时间所需的时间短，如此，大大提高了切割效率，有效降低了成本；再配合金刚石线1的直径以及上述硅材料2下移速度的不同区域设置，不仅使得本发明中的金刚石线1的震动幅度小，从而大大降低了硅片表面的粗糙度和损伤层厚度，而且入刀区域与收刀区域的硅片厚度也比较均匀，从而硅片的TTV均值低，硅片性能好；此外，本发明如此设置，还能大大降低硅材料2的损失，从而出片率高，进一步降低成本。
所述金刚石线1缠绕于两间隔设置的槽轮上，硅材料2置于两槽轮之间的金刚石线1上方，槽轮旋转带动金刚石线1运转，硅材料2往下移动。所述金刚石线1与槽轮的缠绕方式可采用公知技术，槽轮上线槽的深度以及宽度与金刚石线1的直径匹配，即线槽的直径等于或略大于45um。所述硅材料2通过一控制装置的控制往下移动，所述控制装置可为公知技术，因其不是本发明的重点，故不在此赘述。
硅材料2切割过程中会产生大量的热量，伴随冷却液体的喷洒，即喷洒冷却液体进行冷却，以达到冷却金刚石线1、硅材料2和硅片的目的。
在本实施例中，所述冷却液体为冷却液和RO水的混合液，其中冷却液与RO水的体积比为1:200至10:200，所述冷却液可为市面上购买的冷却液，这样配比能在保证正常切割冷却的情况下成本可以达到最低。
所述冷却液体的温度为14℃-22℃，喷洒流量设置为80L/min -200L/min。如此设置，不但可以达到冷却、清理(清理线槽、清理硅片之间的硅粉等)目的，还不会对金刚石线1造成大冲击而影响切割效果。
所述冷却液体的温度可设置为15℃或18℃或20℃，所述冷却液体的喷洒流量可设置为100L/min或120L/min或155L/min或180L/min。
冷却液体通过冷却装置进行喷洒，所述冷却装置的具体结构为公知技术，且不是发明的重点，从而不在此赘述。
以上对本发明的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 (9)
1.一种细线化硅片切割的方法，其特征在于：采用直径为45um的金刚石线进行切割，且切割过程中，金刚石线的加速度为5m/s2-9m/s2，运行速度为800m/min-2000m/min；金刚石线的张力为6N-13N；硅材料往下移动的速度设置为：入刀区域0.5mm/min-1.5mm/min；主切区域1.6mm/min-2.8mm/min；收刀区域0.2mm/min-1.0mm/min。
2.根据权利要求1所述的细线化硅片切割的方法，其特征在于：所述金刚石线的加速度设置为6m/s2或8m/s2。
3.根据权利要求1或2所述的细线化硅片切割的方法，其特征在于：所述金刚石线的运行速度设置为1000m/min或1200m/min或1500m/min或1800m/min。
4.根据权利要求3所述的细线化硅片切割的方法，其特征在于：所述金刚石线的张力设置为8N或10N。
5.根据权利要求1或2或4所述的细线化硅片切割的方法，其特征在于：切割过程中，伴随冷却液体的喷洒，所述冷却液体设置为冷却液和RO水的混合液，其中冷却液与RO水的体积比为1:200至10:200。
6.根据权利要求5所述的细线化硅片切割的方法，其特征在于：所述冷却液体的喷洒流量设置为80L/min-200L/min。
7.根据权利要求6所述的细线化硅片切割的方法，其特征在于：所述冷却液体的喷洒流量设置为100L/min或120L/min或155L/min或180L/min。
8.根据权利要求6或7所述的细线化硅片切割的方法，其特征在于：
所述冷却液体的温度设置为14℃-22℃。
9.根据权利要求8所述的细线化硅片切割的方法，其特征在于：所述冷却液体的温度设置为15℃或18℃或20℃。
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