一种加工厚层外延用硅单晶片的倒角砂轮及倒角方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103394982A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103394982103394982A(43)申请公布日2013.11.20(21)申请号201310363809.6(22)申请日2013.08.20(71)申请人中国电子科技集团公司第四十六研究所地址300220天津市河西区洞庭路22号(72)发明人张伟才陶术鹤陈建跃康洪亮赵权(74)专利代理机构天津中环专利商标代理有限公司12105代理人王凤英(51)Int.Cl.B24B9/16(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图3页附图3页(54)发明名称一种加工厚层外延用硅单晶片的倒角砂轮及倒角方法(57)摘要本发明涉及一种加工厚层外延用硅单晶片的倒角砂轮及倒角方法。砂轮粗倒角槽直径比晶片厚度小120～150μm，半角度18～22°，深度1000±100μm，金刚石粒度600～1000#；精倒角槽直径比晶片厚度小160~180μm，半角度11°，深度1500±100μm，金刚石粒度1000~2000#。粗倒角砂轮转速2500～5000rpm；加工1～2圈；晶片转速16～20mm/s；精倒角砂轮转速3000～5000rpm；加工2～4圈；晶片转速10～15mm/s。采用本发明对晶片边缘倒角，边缘轮廓精度高，边缘质量一致性好，有效解决厚层外延生长过程中因硅片边缘缺陷导致的滑移线问题。CN103394982ACN1039482ACN103394982A权利要求书1/1页1.一种加工厚层外延用硅单晶片的倒角砂轮，其特征在于，所述倒角砂轮包括数个粗倒角砂轮槽（1）和数个精倒角砂轮槽（2），粗倒角砂轮槽直径φr比待加工硅单晶片厚度T小120～150μm，粗倒角砂轮槽半角度θr为18～22°，粗倒角砂轮槽深度Dr为1000±100μm，粗倒角砂轮槽金刚石粒度为600～1000#；精倒角砂轮槽直径φf比待加工硅单晶片厚度T小160~180μm，精倒角砂轮槽半角度θf为11°，精倒角砂轮槽深度Df为1500±100μm，精倒角砂轮槽金刚石粒度为1000～2000#。2.根据权利要求1所述的一种加工厚层外延用硅单晶片的倒角砂轮的倒角方法，其特征在于，该方法包括粗倒角和精倒角两步加工过程，粗倒角加工时的倒角砂轮转速设定为2500～5000rpm；粗倒角加工1～2圈，单圈去除量小于1000μm；粗倒角加工时的硅单晶片旋转速率设定为16～20mm/s；精倒角加工时的倒角砂轮转速设定为3000～5000rpm；精倒角加工2～4圈，单圈去除量小于200μm；精倒角加工时的硅单晶片旋转速率设定为10～15mm/s。2CN103394982A说明书1/3页一种加工厚层外延用硅单晶片的倒角砂轮及倒角方法技术领域[0001]本发明涉及硅单晶片的加工，尤其涉及一种加工厚层外延用硅单晶片的倒角砂轮及倒角方法。背景技术[0002]在VDMOS、IGBT等电力电子器件中，厚层外延用硅单晶片常作为关键原材料。硅单晶片在厚层外延生长中，边缘特别容易出现“外延冠”或滑移线缺陷，给后续应用带来不良影响。[0003]厚层外延的边缘缺陷，主要由硅单晶片的边缘质量问题引起。一方面，硅单晶片边缘由于晶向的原因，在外延生长中具有比硅单晶片表面更高的沉积速率，如果硅单晶片边缘的面幅过小或角度过大，容易在边缘形成挤压应力，且这种应力随着外延厚度的增加而增大，最终造成边缘滑移线缺陷。另一方面，硅单晶片边缘粗糙度也是影响外延生长的重要因素，边缘的局部粗糙区域容易变为成核中心，造成边缘形貌畸变。[0004]硅单晶片的边缘质量主要由倒角工艺决定。硅单晶片倒角是在切片后，利用砂轮磨削晶片边缘，去除棱角、毛刺、崩边甚至裂纹，使晶片边缘呈圆弧形或梯形。为降低边缘粗糙度，通常在粗倒角后，再进行精倒角，以消除粗倒造成的边缘损伤。但是，现有的倒角方法不能满足厚层外延生长用硅衬底片的需要，其主要原因是精倒角加工未能完全消除粗倒角加工后留下的粗糙形态，因此，硅单晶片的边缘存在局部粗糙区域。发明内容[0005]鉴于上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种加工厚层外延用硅单晶片的倒角砂轮及倒角方法，本方法利用设计的倒角砂轮槽直径和半角度均较大，而且槽深度小的砂轮进行粗倒角，获得相对窄的边缘面幅，再利用倒角砂轮槽直径和半角度均较小，而且槽深度大的砂轮进行精倒角，获得相对较宽的边缘面幅。边缘面幅的扩大，可保证精倒角能完全消除粗倒角留下的粗糙形态。通过对砂轮转速、倒角圈数和倒角速率的优化，将倒角带来的边缘损伤程度降至最低，为厚层外延生长创造良好条件。[0006]本发明是通过以下技术方案实现的：一种加工厚层外延用硅单晶片的倒角砂轮，其特征在于，所述倒角砂轮包括数个粗倒角砂