?。ㄖ袊垠w技術(shù)網(wǎng)/劉莉)碳化硅微粉是一種超硬材料,由于化學(xué)性質(zhì)穩定、硬度高、耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應用于多種硬脆材料的切片加工過(guò)程,是用于多線(xiàn)切割機上的最主要的磨料之一。多線(xiàn)切割過(guò)程中,切割液和碳化硅混合成游離態(tài)穩定懸浮劑——砂漿,其在切割過(guò)程中起主要作用。砂漿被切割線(xiàn)的往復運動(dòng)帶到切割區域,碳化硅顆粒在切割線(xiàn)高速運動(dòng)下,通過(guò)滾壓、鑲嵌、刮擦過(guò)程完成切割。硅片的切割實(shí)質(zhì)是碳化硅微粉顆粒在切割,切割過(guò)程中碳化硅微粉的粒型及粒度是決定硅片表片的光潔程度和切割能力的關(guān)鍵。
碳化硅微粉顆粒的形狀是表征碳化硅微粉的一個(gè)重要特征,直接影響碳化硅的流動(dòng)性、堆積密度、表面氧化等性能。如下圖1所示微粉顆粒的典型狀態(tài)。
圖 微粉顆粒的典型狀態(tài)
作為半導體的線(xiàn)切割微粉,碳化硅微粉的粒型對樣品加工效果會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)影響。一般來(lái)講,要求碳化硅微粉具有一定的長(cháng)徑比,而且顆粒邊緣分明,具有一定的刃度。在生產(chǎn)微粉過(guò)程中,應通過(guò)調整各工藝參數做到粉碎和整形同步。因此,以多線(xiàn)切割為主要用途的碳化硅微粉以多角狀、不規則狀、菱形等狀態(tài)為最佳,以圓鈍形為最差。如下表所列描述顆粒形狀的常用術(shù)語(yǔ)?! ?/span>
表 描述顆粒形狀的常用術(shù)語(yǔ)
碳化硅粒徑分布對單晶硅片線(xiàn)切割有較為重要的影響。西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院孫守振等人研究了不同粒度分布的碳化硅磨料對線(xiàn)切割硅片表面損傷的影響,利用激光粒度儀和掃描電鏡對切割前后碳化硅粒徑的變化及切割后硅片的形貌進(jìn)行表征,通過(guò)實(shí)際切割過(guò)程分析,指出粒度分布不均引起的局部切割堵塞而導致的垂直于切割方向的左右側滑振動(dòng),是導致表面損傷的主要原因。結果表明:當碳化硅的粒度分布窄時(shí),線(xiàn)切割硅片表面損傷層淺,表面粗糙度小。因此宜選擇粒徑分布集中的碳化硅顆粒來(lái)配制切割砂漿,完成切割過(guò)程。
目前國內碳化硅微粉的生產(chǎn)逐漸向半自動(dòng)化、自動(dòng)化控制方向發(fā)展,可以通過(guò)在線(xiàn)粒度監控系統對在線(xiàn)切割用碳化硅粉生產(chǎn)中的產(chǎn)品粒型和粒度進(jìn)行監控。中控系統根據反饋的測量信息對工藝參數自動(dòng)進(jìn)行調節,使粒度變化控制在設定范圍之內,粒度變化趨勢平穩,波動(dòng)很小,產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。
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