多線切割砂漿密度變化規(guī)律及其主要影響因素研究

1、多線切割砂漿密度變化規(guī)律及其主要影響因素研究 在多線切割中，砂漿密度關系到砂漿能力。將槽距，裝載量，片厚，新碳化硅和新懸浮液密度等設定為恒量，通過模擬計算發(fā)現(xiàn)砂漿密度的變化趨勢和砂漿缸里面硅粉含量的變化趨勢一致，在基礎設置數(shù)據(jù)的基礎上，發(fā)現(xiàn)在切割至第五刀時砂漿密度以很小的幅度增加。通過對數(shù)據(jù)的的回歸分析，得出砂漿密度計算公式。影響砂漿密度的主要因素有：槽距，單位面積更換系數(shù)，新砂漿配置密度?？刂粕皾{密度在合理的范圍內(nèi)，可保證切割過程的穩(wěn)定性及硅片質(zhì)量。 多線切割是一種通過鋼線在高速運轉(zhuǎn)下將磨料帶入硅錠加工區(qū)進行研磨，最終將硅錠切割成所設定厚度的薄片。隨著我國信息產(chǎn)業(yè)特別是微電子產(chǎn)業(yè)的

2、迅猛發(fā)展，對硅片的需求量也越來越大，精度要求也越來越高。多線切割以其高精度、高效率、低損耗的特點逐漸取代了傳統(tǒng)的內(nèi)圓切割成為硅片切割加工的主要方式。 多線切割中，在設備和人員操作穩(wěn)定的情況下，切割質(zhì)量和成品率主要取決于砂漿能力?，F(xiàn)在國內(nèi)多數(shù)切片企業(yè)，在切片時所用砂漿上，主要控制密度和粘度兩個指標指標。下面就影響砂漿密度的主要因素進行分析。 一、砂漿密度變化規(guī)律影響密度的主要因素有,配制密度,更換系數(shù),槽距.影響砂漿密度變化的是切片過程中掉進砂漿里面的硅粉的微粉.隨著切割刀數(shù)的增加,砂漿密度也會變化，其中必定存在某種函數(shù)關系。不同的配制密度,更換系數(shù),槽距會對砂漿的密度變化有

3、多大影響.接下來,我會對這些問題進行闡述. 1、初始設定為進行模擬計算，對一些主要參數(shù)進行初始設定，包括碳化硅的密度，PEG的密度，硅密度，8寸晶片的面積，經(jīng)驗更換系數(shù)，片厚和槽距等，所設置的初始值如表1-1所示意。                               &

4、#160;              表1-1 砂漿密度計算初始設定值 2、砂漿密度隨切割刀數(shù)變化趨勢假定第一刀為全新砂漿，其密度為配置新砂漿的密度，在切割過程中不斷地有硅粉掉入砂漿，引起其密度的增加。通過切割的裝載量計算每刀損失掉的硅粉，計算砂漿的結束密度。假定切片用砂漿每刀都進行更換，更換量取決于經(jīng)驗更換系數(shù)和切割裝載量，更換方式是對切割結束的砂漿按更換量更換一部分。 如圖1-1所示，砂漿密度隨著切割刀數(shù)的增加，在起伏中逐漸爬升，最后開切密度

5、穩(wěn)定在1.624kg/l附近，結束密度穩(wěn)定在1.640kg/l附近。如圖1-2所示，在1-5刀內(nèi)，開切密度隨切割刀數(shù)的增加而逐步上升，從第一刀的1.61kg/l上升到第五刀的1.623kg/l，五刀以后沙漿密度基本保持1.623不變?？梢娨悦康陡鼡Q固定比例沙漿的方式進行切割，沙漿密度不會隨切割刀數(shù)的增加而快速變大。如圖1-3所示，在1-5刀內(nèi)，結束密度隨切割刀數(shù)的增加而增加，從第一刀的1.627kg/l上升到第五刀的1.640kg/l，五刀以后結束沙漿密度基本保持在1.640kg/l。結束沙漿密度趨勢和開切密度趨勢具有一致的趨勢。 3、沙漿中硅粉含量的變化規(guī)律多線切割過程中，硅粉不斷

6、進入沙漿，引起沙漿密度的升高。整個切割過程中，引起密度變化的主要因素只有硅粉濃度的增加。 如圖1-4所示，硅粉濃度第一刀的3.5%快速增加到第五刀的6.18%，從第五刀開始硅粉濃度基本保持在6.30%附近。硅粉濃度的變化趨勢與開切密度，結束密度基本一致，成正比關系，如圖1-5所示。  二、沙漿密度的主要影響因素 根據(jù)計算過程中的邏輯關系，新沙漿的配置密度，更換系數(shù)，槽距對硅粉濃度有決定性影響，而硅粉濃度決定沙漿的開切和結束密度。根據(jù)回歸分析，如果用-沙漿配置密度，-槽距，-更換系數(shù)，C-硅粉濃度可的出以下公式：-1.403+0.0016+0.19822+0.933

7、42+0.625可見硅粉濃度與配置密度、槽距、更換系數(shù)、配置密度的二次方，更換系數(shù)的二次方和配置密度和更換系數(shù)的乘積存在顯著關系。據(jù)此，如果想得到較低的開切密度和結束密度，必須加大更換量，降低配置密度，減小槽距，但是這些參數(shù)有被加工條件和工藝窗口限制，不能變化太大，如果在質(zhì)量和成品率有保證的情況下，盡可能提高硅粉濃度，有利于成本的降低，如何尋找最佳的窗口，需要進行DOE實驗。 三、結論在新沙漿的配置密度、更換系數(shù)和槽距不變的情況下，沙漿的開切和結束密度不會隨切割刀數(shù)的增加而快速增加，切割至五刀后沙漿的開切和結束密度基本保持不變。切割結束時沙漿里面的硅粉濃度與開切密度、結束密度成正比，在其他條件不變的情況下，沙漿密度