多线切割工艺中切割速度对晶片翘曲度的影响

目前,半导体单晶材料的加工多采用多线切割机进行切割。切割工艺直接影响着切割过后晶片的参数。在这些参数中,翘曲度是鉴别晶片几何参数好坏的重要指标之一。影响翘曲度的因素很多,如切割速度、砂浆密度、晶片内部应力等,在切割工序中,通过调整多线切割的工艺条件,来控制和改善晶片的翘曲度。     

InP单晶片翘曲度控制技术研究

InP单晶片受热场及机械损伤的作用而产生翘曲形变,这种形变在外延过程中会产生滑移线,也会影响外延层厚度均匀性,最终影响外延质量,因此必须采取措施对InP衬底的翘曲度加以控制.切割工艺是影响晶片翘曲度的关键,但受InP单晶特性及切割工艺自身的限制,InP切片的翘曲度仍保持在一个较高的水平,不能满足高质量外延的要求,需要采取措施进一步降低翘曲度.讨论了用化学腐蚀方法降低InP单晶切片翘曲度,研究了化学腐蚀液的组分、温度及腐蚀去除量对InP单晶片翘曲度的影响,综合工艺的稳定性和实际操作的便利性及晶片翘曲度的实际测试结果,确定了降低InP单晶片翘曲度的适宜工艺.     

P/P~+外延片制备过程中应力变化的研究

通过研究P/P+外延片制备过程中衬底加工、背损背封、化学机械抛光、外延生长等各主要工艺对晶片总厚度变化、弯曲度、翘曲度等几何参数的影响,来分析晶片内应力的变化。重点研究了衬底片加工和外延生长各工序中内应力不断累积,晶片几何参数变化较大的现象,以便解决在器件研制的快速变温过程容易产生形变等问题。     

SiC单晶生长及其晶片加工技术的进展

回顾了SiC单晶的发展历史,总结了目前的发展状况,同时介绍了SiC单晶生长所需要的温场和生长工艺,最后介绍了SiC单晶的加工技术.通过模拟计算与具体实验相结合的方法,调整坩埚在系统中的位置及优化坩埚设计可以得到理想温场.近平微凸的温场有利于晶体小面的扩展,进而有利于减少缺陷提高晶体的质量.由于SiC硬度非常高,对单晶后续的加工造成很多困难,包括切割和磨抛.研究发现利用金刚石线锯切割大尺寸SiC晶体,可以得到低翘曲度、低表面粗糙度的晶片;采用化学机械抛光法,可以有效地去除SiC表面的划痕和研磨引入的加工变质层,加工后的SiC晶片粗糙度可小于1nm.     

SiC单晶生长及其晶片加工技术的进展

回顾了SiC单晶的发展历史，总结了目前的发展状况，同时介绍了SiC单晶生长所需要的温场和生长工艺，最后介绍了SiC单晶的加工技术. 通过模拟计算与具体实验相结合的方法，调整坩埚在系统中的位置及优化坩埚设计可以得到理想温场. 近平微凸的温场有利于晶体小面的扩展，进而有利于减少缺陷提高晶体的质量. 由于SiC硬度非常高，对单晶后续的加工造成很多困难，包括切割和磨抛. 研究发现利用金刚石线锯切割大尺寸SiC晶体，可以得到低翘曲度、低表面粗糙度的晶片；采用化学机械抛光法，可以有效地去除SiC表面的划痕和研磨引入的加工变质层，加工后的SiC晶片粗糙度可小于1nm.     

VB-GaAs晶片翘曲度的控制方法

介绍了一种用化学腐蚀进一步降低VB-GaAs晶片翘曲度的方法.通过控制腐蚀液的配比、温度、时间等参数,显著改善了晶片翘曲度.经过腐蚀的切片、研磨片在检验时易于发现裂纹等缺陷,降低了后续工序中的碎片率,综合加工成品率有了明显提高.     

VB GaAs抛光片几何参数控制技术研究

在VB(垂直布里奇曼法)GaAs材料加工过程中,切割、研磨、化学腐蚀、抛光等工序对VB GaAs抛光片的几何参数有着不同程度的影响.通过试验对比,找出了影响不同几何参数指标的关键工艺,其中切割和化学腐蚀是控制VB GaAs晶片翘曲度的关键工艺,而抛光是控制VB GaAs总厚度变化和总指示读数的关键工艺.研究表明,通过调整切割速度、化学腐蚀速率和抛光速率等工艺参数,能够有效地控制VB GaAs抛光片的几何参数.     

硅-硅直接键合后硅片的机械减薄过程北大核心

硅-硅直接键合硅片的机械减薄工艺对器件的性能有很大的影响。采用磨削、化学腐蚀和机械/化学抛光的方法对硅-硅直接键合硅片进行减薄加工,分析了减薄过程中各个工序键合片的平整度、弯曲度和翘曲度变化,并对减薄后硅片的厚度均匀性进行了考察。本次实验最终获得了几何参数良好、厚度满足要求且均匀的晶片。磨削过程会使弯曲度和翘曲度升高,可以通过化学腐蚀的方法降低弯曲度和翘曲度,化学腐蚀过程虽然使平整度升高,但可以通过机械/化学抛光的方法降低平整度。采用该减薄技术对直接键合硅片进行机械减薄具有可行性。     

VGF半绝缘GaAs单晶片的碱腐蚀特性研究

研究了半绝缘Ga As的碱性腐蚀液的温度、配比对半绝缘GaAs晶片的几何参数、粗糙度、腐蚀速率等的影响,根据碱性腐蚀原理;解释了腐蚀液温度对晶片翘曲度的改善原因,以及腐蚀速率随温度和配比的变化规律;实验结果表明在碱性腐蚀液中晶片的TTV和粗糙度比较稳定。     

Ga As多线切割切片翘曲度的有限元分析

砷化镓切片的翘曲度是多线切割过程中必须控制的质量因素。通过建立多线切片过程的顺序耦合热应变分析有限元模型,以切片表面节点位移反映切片翘曲度。首先建立温度场三维有限元模型,模拟切割过程温度场分布;然后以温度场结果为边界条件,建立热应变分析模型;按照不同的张紧力、进给速度、钢线速度等工艺参数组合进行仿真模拟,计算出相应的翘曲度值,研究翘曲度与各工艺参数之间的关系。结果表明：张紧力增加,翘曲度减小;进给速度减小,翘曲度减小;线速度减小,翘曲度减小。     

太阳电池用Si片切割过程中浆料作用研究

Si片生产技术及工艺的进步使得太阳电池用Si片的切片厚度不断降低,而超薄的太阳电池用Si片必须通过多线切割机进行切割.基于Si片切割过程中砂浆性能对Si片表面质量、Si片成片率和切割线寿命的影响,分析了多线切割机中切削液的性能,并采用不同工艺参数多次进行试验,总结出了砂浆对太阳电池用Si片切割状态的影响因素.通过分析,得出了改善砂浆性能来提高多线切割机切片性能并获得更高的Si晶片表面质量的方法.     

多线切割中切割线振动作用研究

在多线切割中砂浆有着极其重要的作用,不同的使用条件会直接影响切割晶片的几何参数。讨论了切割线在运动中的振动效果以及对切割产生的影响,通过试验及对高速摄像机拍摄照片的分析,得出不同砂浆携带方式极其在工作中的振动会直接影响到切割出晶片几何参数的结论。     

硅单晶锭多线切割中砂浆作用的研究

目前,在较长的硅单晶锭切割领域,多线切割机已基本取代内圆切片机.切割砂浆在切割中有着极其重要的作用,不同的使用条件会直接影响切割晶片的几何参数.讨论了砂浆的使用条件与切割质量之间的关系,通过试验及对高速摄像机拍摄照片的分析,得出不同砂浆携带方式直接影响到切割出晶片几何参数的结论,并且对多线切割的切割机理作了相应的讨论.     

Si片多线切割技术与设备的发展现状与趋势

介绍了Si片的多线切割宏观切割机理与微观切割机理,指出控制钢线张力减少钢线震动是切割工艺的重要指标。讨论了切割过程主要影响因素,钢线的外包Cu会造成Si片表面金属残留,钢线磨损影响Si片厚度,砂浆喷嘴和线网角度在形成水平薄膜层时能够获得好的表面质量。分析了钢线带动砂浆进行切割的核心工艺,给出了Si片切割工艺理论切片量的计算方法。并简要概括了目前多线切割技术及设备的国内外发展形势和未来发展趋势,指出未来多线切割技术将朝着提高加工精度与加工效率、降低成本、改良切割用钢线这几个方向迈进。     

多线切割工艺中切割线直径对翘曲度影响的研究

目前,在硅单晶锭切割领域多线切割机已得到广泛的应用。切割砂浆及切割线在切割中有着极其重要的作用,不同的使用条件会直接影响切割晶片的几何参数。主要讨论切割线直径的不同对切割出晶片几何参数的影响。     

Experiment study on electroplated diamond wire saw slicing single-crystal silicon

This paper conducted the slicing experiments of single-crystal silicon using a reciprocating electroplated diamond wire saw. The machined wafer topography and wire wear were observed by using scanning electron microscope (SEM). The influences of process parameters and cutting fluids on single-crystal silicon wafer surface roughness (SR), subsurface micro-crack damage (SSD) depth, total thickness variation (TTV) and warp were investigated. The bonded interface sectioning technique was used to examine the cut wafers SSD depth. Study results show that a higher wire speed and lower ingot feed speed can produce lower wafer SR and SSD; the lower warp of wafer needs lower wire speed and ingot feed speed; and low wafer TTV can be obtained by an appropriate matching relationship between wire speed and ingot feed speed. The synthetic cutting fluid has a better total effect to improve the wafer quality. The pulled-out of diamond abrasives is the main wear form of wire, which indicates that more research on improving the abrasives retaining strength on wire surface should be investigated in fixed-abrasive wire manufacturing process, in order to improve the wire life and wire saw machining process.     

多线切割机的切割运动分析

半导体晶圆不断向大直径方向发展,内圆刀具的单片切割方式已经不能满足大直径晶圆的切片要求,随着多线锯切割技术的完善,多线切割机已经是半导体材料切片的主流设备。对砂粒在切割过程中的运动进行了分析,同时对钢线张力、切削进给运动进行了理论分析。     

切割速度对硅片翘曲的影响

根据线切割机的工作原理,结合12英寸(1英寸=2.54 cm)单晶直径大、SiC磨削路线长和磨削发热量大的特点,制定了包括线速度、耗线量、砂浆温度、砂浆流量及各部分温度的工艺参数。根据单位时间内钢线的切割面积相等的理论设计了对称变化的切割速度曲线,又根据砂浆磨削能力的影响设计了非对称变化的切割速度曲线。用两种切割速度变化曲线进行了对比实验,根据实验结果确定在实际切割中必须考虑砂浆磨削能力的影响从而必须采用非对称的切割速度变化曲线。分析了影响线切割机加工质量的因素,并且给出了提高线切割机加工质量的改善方向。     

新型多线切割机张力控制系统研究

分析了多线切割机的工作原理、组成结构及其工作过程。介绍了多线切割机的总体控制方案,并对多线切割机的张力控制系统进行深入地理论研究,建立了控制系统的运动学和动力学模型。在此基础上,提出了一种PID速度同步跟随控制方案。试验结果表明,该方案可靠、稳定、控制精度高、调整方便。     

数控多线切割技术及发展趋势

数控多线切割技术实现了集成电路制造技术的跨越式发展,已成为数控机床制造技术及集成电路制造技术的重要标志,引起了发达国家的广泛重视。论述了数控多线切割技术的特征;介绍了我国自行研制的XQ120和XQ300系列数控多线切割机床并与国外产品进行比较;指出了开发大型数控多线切割机床的技术难点;阐述了我国研发具有自主知识产权的大型数控多线切割机床设备的必要性。