一种硅环加工的工艺方法与流程

本发明涉及一种硅环加工的工艺方法，特别涉及利用车床来研磨硅环外径并对其倒角的方法，属于半导体材料技术领域。

背景技术：

硅环是集成电路制造过程中的一种辅助材料，主要用在离子注入工序中，用于支撑和固定硅片。目前硅环加工工艺为外径研磨、外径倒角、双面研磨、加工中心做a面内径和定位孔、加工中心做b面卡槽、腐蚀、卡槽研磨、卡槽抛光、双面抛光、清洗；其中外径研磨采用车床用砂轮研磨，外径倒角采用倒角盆手动倒角。这种方法加工出来的环片外径倒角的一致性很差，同时倒角后会有很多小崩边，影响环片的使用寿命。因而有必要提供一种新的硅环加工的方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种硅环加工的工艺方法，特别是利用车床研磨和倒角硅环外径的工艺，提高硅环外径倒角质量，使得硅环尺寸精度可控。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种硅环加工的工艺方法，包括以下步骤：

(1)将硅环固定在卡盘上，先将目数较小的普通刀具固定在刀架上，开动机器，让卡盘和刀具旋转，将硅环外径去除0.5mm；

(2)换一把目数较大的普通刀具固定在刀架上，开动机器，让卡盘和刀具旋转，将硅环外径去除0.3mm；

(3)换上特殊刀具固定在刀架上，该特殊刀具具有圆柱部分和斜面部分，其中刀具的圆柱部分用来研磨硅环外径，刀具的斜面部分用来对硅环外径进行倒角，该刀具的目数大于步骤(2)中普通刀具的目数；开动机器，让卡盘和刀具旋转；用刀具的圆柱部分研磨硅环外径到目标直径；然后用刀具的斜面部分先倒角硅环外径左边，再用刀具斜面部分倒角硅环外径右边；

(4)将加工好的硅环进行双面研磨、加工中心做一面上的内径和定位孔、加工中心做另一面上的卡槽；

(5)将机加工好的硅环依次进行腐蚀、卡槽研磨、卡槽抛光、双面抛光、清洗。

优选地，在所述步骤(1)～(3)中，卡盘转速在10-100转/分钟之间，刀具转速在1000-5000转/分钟之间。

优选地，在所述步骤(1)中，所述普通刀具目数在10-200目之间。

优选地，在所述步骤(2)中，刀具目数在200-400目之间。

优选地，在所述步骤(3)中，刀具目数在400-800目之间。

在上述步骤(1)～(3)中，卡盘转速和刀具转速范围的选择需综合考虑去除速率和硅环表面质量，在步骤(1)、(2)中用较低目数的刀具主要是为了获得较高的去除速率，在步骤(3)中用较高目数的刀具主要是为了获得较高的硅环表面质量。

本发明的优点在于：

采用本发明的工艺方法可以制造外径倒角质量非常高的硅环，硅环外径倒角一致性好，无崩边，无污染，无毒害。

附图说明

图1为本发明中所使用的特殊刀具的侧视图。

图2为本发明中所使用的特殊刀具的正视图。

图3为普通刀具的侧视图。

图4为普通刀具的正视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

如图1、2所示，为本发明中所使用的特殊刀具的结构示意图。本发明使用的刀具具有用于研磨硅环外径的圆柱部分1和用于对硅环外径倒角的斜面部分2。

如图3、4所示，为普通刀具的结构示意图，该刀具仅具有用于研磨硅环外径的部分3。

实施例1

将一片外径为260.98mm的8英寸硅环装在卡盘上，先用120目普通刀具(见图3和4)固定在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到260.48mm；换310目普通刀具(见图3和4)固定在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到260.18mm；然后换本发明定做的650目刀具(见图1和2)装在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，先用刀具圆柱部分研磨硅环外径到259.98mm的目标直径，然后用刀具斜面先倒角硅环外径左边，再用刀具斜面倒角硅环外径右边；然后将硅环进行双面研磨，加工完成后，将机加工好的硅环进行腐蚀清洗，卡槽研磨、卡槽抛光。

将另一片外径为260.96mm的8英寸硅环装在卡盘上，先用120目普通刀具(见图3和4)固定在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到260.48mm；换310目普通刀具(见图3和4)固定在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到260.18mm；然后换650目普通刀具(见图3和4)装在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到259.98mm，然后将硅环取下，用倒角盆对硅环外径进行倒角，之后对硅环进行双面研磨，加工完成后，将机加工好的硅环进行腐蚀清洗，卡槽研磨、卡槽抛光。

将以上两片硅环用同样的工艺在双面抛光机和清洗机进行抛光和清洗，目检，最后包装好。

目检结果显示，第一片第3步研磨是用本发明定做的刀具外径研磨倒角的硅环，其外径倒角处没有崩边，外径两侧有均匀的45度倒角。第二片第3步研磨是用普通刀具外径研磨并用倒角盆倒角的硅环，其外径倒角处有5处小崩边，外径a面一侧倒角正常，外径b面一侧倒角偏小。由此可见，使用本发明定做的刀具外径研磨倒角的硅环的外径倒角质量明显更好。

实施例2

将一片外径为360.96mm的12英寸硅环装在卡盘上，先用120目普通刀具(见图3和4)固定在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到360.50mm；换310目普通刀具(见图3和4)固定在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到360.20mm；然后换定做的650目刀具(见图1和2)装在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，先用刀具圆柱部分研磨硅环外径到360.00mm的目标直径，然后用刀具斜面先倒角硅环外径左边，再用刀具斜面倒角硅环外径右边；然后将硅环进行双面研磨，加工完成后，将机加工好的硅环进行腐蚀清洗，卡槽研磨、卡槽抛光。

将另一片外径为361.03mm的12英寸硅环装在卡盘上，先用120目普通刀具(见图3和4)固定在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到360.50mm；换310目普通刀具(见图3和4)固定在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到360.20mm；然后换650目普通刀具(见图3和4)装在刀架上，开动车床，卡盘转速40转/分钟，刀具转速2000转/分钟，将环片外径研磨到360.00mm，然后将硅环取下，用倒角盆对硅环外径进行倒角，之后对硅环进行双面研磨，加工完成后，将机加工好的硅环进行腐蚀清洗，卡槽研磨、卡槽抛光。

将以上两片硅环用同样的工艺在双面抛光机和清洗机进行抛光和清洗，目检，最后包装好。

目检结果显示，第一片是用本发明定做的刀具外径研磨倒角的硅环，其外径倒角处没有崩边，外径两侧有均匀的45度倒角；第二片是用普通刀具外径研磨并用倒角盆倒角的硅环，其外径倒角处有3处小崩边，外径两侧倒角都偏大。由此可见，使用本发明定做的刀具外径研磨倒角的硅环的外径倒角质量明显更好。