单晶硅切片加工技术研究进展

发布时间：2021-04-01 06:35

　　单晶硅切片加工是集成电路产业和光伏产业的重要环节,其加工方式和加工质量直接影响到晶片的出片率、晶圆衬底和光伏太阳能电池板的生产成本。随着晶片尺寸的不断增大,线锯切片技术已成为目前单晶硅片的主流切片加工技术。为实现单晶硅片高效、精密、低裂纹损伤的切片加工,阐述了线锯切片技术的分类及其加工特点,总结了金刚石线锯切片加工机理的研究现状,探讨了对金刚石线锯切片加工过程的微观分析,概括了单晶硅切片加工引起的裂纹损伤及其抑制措施,指出了单晶硅切片加工技术的发展趋势和面临的挑战。 

【文章来源】：金刚石与磨料磨具工程. 2020,40(04)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

单晶硅晶圆衬底加工过程

目前,单晶硅的主流切片加工技术为线锯切片技术,其切片加工过程示意图如图2所示:将锯丝以一定的方式缠绕并张紧在导轮上,从而组成相互平行的线网,在切片加工过程中,导轮及收、放线轮驱动锯丝进行往复运动,工件垂直于线网进给,从而实现单晶硅的多片切割[5]。根据磨粒施加方式不同,线锯切片技术分为游离磨料线锯切片技术和金刚石线锯切片技术,如图3所示。

传统的纳米刻划试验大多是在纳米压痕仪上进行,由于试验装置的限制,只能实现较低速度的刻划,刻划速度与切片加工中的走丝速度(20～30 m/s)相差较大。因此,为分析刻划速度对单晶硅刻划加工的影响,开展单晶硅的高速刻划研究是十分必要的。在一定条件下,单晶硅脆塑转变的临界切削深度受刻划速度影响,在较低的刻划速度(0.5～4.0 mm/s)下,单晶硅的临界切削深度为358.75 nm,在中等刻划速度范围(0.1～0.3 m/s)下,临界切削深度下降为198.75 nm,当刻划速度处于较高范围(1.88～22.60 m/s)时,临界切削深度又增大为437.00 nm[22]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]全球光伏产业发展形势及预测[J]. 尚丽萍.  太阳能. 2020(05)
[2]半导体晶体线锯切割工艺研究[J]. 李振兴.  红外. 2019(11)
[3]基于微米划痕实验的单晶硅去除机制研究[J]. 王亚霁,墨洪磊,孙玉利,郭凌曦,朱力敏.  硅酸盐学报. 2019(10)
[4]DW技术全面替换传统砂浆切割工艺研究和展望[J]. 赵雷,吴学宾.  电子工业专用设备. 2018(03)
[5]SiC单晶片加工过程中切割力的分析与建模[J]. 李淑娟,刘永,侯晓莉,高新勤.  机械工程学报. 2015(23)
[6]SiC单晶片切割过程切割力的建模和预测[J]. 崔丹,李淑娟,胡超.  机械科学与技术. 2014(08)
[7]国家集成电路产业发展推进纲要[J].   中国集成电路. 2014(07)
[8]金刚石线锯切割技术研究进展[J]. 张梦骏,孙玉利,左敦稳,曹连静,李瑞.  金刚石与磨料磨具工程. 2013(06)
[9]电镀金刚石线锯的研究现状[J]. 向波,贺跃辉,谢志刚,黄艳华.  材料导报. 2007(08)
[10]大直径硅片超精密磨削技术的研究与应用现状[J]. 康仁科,田业冰,郭东明,金洙吉.  金刚石与磨料磨具工程. 2003(04)

博士论文
[1]单晶硅的纳米刻划与切片加工性能研究[D]. 葛梦然.山东大学 2019
[2]环形电镀金刚石线锯加工技术及加工质量研究[D]. 孟剑峰.山东大学 2006

硕士论文
[1]纳米压痕仪的校准及不确定度评定[D]. 黎正伟.太原理工大学 2015
[2]基于单/多划痕作用的微晶玻璃磨削机理研究[D]. 卢翠.天津大学 2014



本文编号：3112855