固结磨料切割Φ200 mm硅单晶表面损伤研究

摘要

研究电镀刚石线在多线切割过程中对半导体硅材料的去除机制与表面损伤情况,在不同的钢线速度下对Φ200 mm硅单晶进行切割实验,并对切割的试样与切屑进行扫描电镜(SEM)测试,观察试样的表面形貌和切屑的形貌,分析半导体硅材料的去除机制与硅片表面不同位置的粗糙度及损伤深度。结果表明:电镀金刚石线切割硅晶体时,线速度越高,进给速度越小,硅晶体材料越容易以塑性方式加工;固结磨料切割后的硅片表面,沿着工作台进给方向,表面粗糙度先增大再减小,硅片中间位置粗糙度最大。钢线入线位置的损伤层最深,且随着切割深度的增加,表面损伤层深度逐渐减小;沿着钢线往复运动的方向,两侧边缘位置粗糙度比中间小,钢线前进侧损伤层深度比回线侧深;进给速度一定时,硅片相同位置表面损伤层深度随着钢线速度的减小而增大。切割后的硅片表面由于局部切削热应力分布不均匀导致有微裂纹产生,相同进给速度时,线速度越高,切割后硅片相同位置表面微裂纹越窄,反之表面微裂纹越宽。