本文選題：硅片 + 多線鋸切割��； 參考：《天津工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：硅片是半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)最重要最基礎(chǔ)的原材料,近年來(lái)隨著半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)硅片加工質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高。在硅片加工的眾多工序中,硅腚的切片是對(duì)硅片質(zhì)量影響最大、消耗成本最高的工序。目前,主流的硅片切割方式是多線鋸切割工藝,與傳統(tǒng)的內(nèi)圓切割相比,它具有效率高、切縫損失小、表面損傷層淺、表面質(zhì)量好、能加工大尺寸硅片的優(yōu)點(diǎn)。在游離磨料線鋸切割法的基礎(chǔ)上,固結(jié)磨料線鋸切割(金剛石線鋸切割)法是被研發(fā)出來(lái)的新一代硅片切割方式,此工藝進(jìn)一步提高了加工效率,降低生產(chǎn)成本,減少環(huán)境污染,提升了硅片的表面質(zhì)量。在固結(jié)磨料線鋸切割工藝中,金剛石磨料以特定的方式固定在鋼線上,所以水基切削液是在該加工過(guò)程中必不可少的輔材�，F(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)硅片加工企業(yè)使用的金剛石線鋸水基切削液大多是來(lái)自于國(guó)外的進(jìn)口產(chǎn)品,由于切削液售價(jià)較高,造成了硅片切割成本的上漲。本文旨在研制出適用于金剛石線鋸切割工藝的水基切削液,并對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了理論上的分析。首先,對(duì)市售的進(jìn)口金剛石線鋸水基切削液的組分進(jìn)行剖析,利用染料的顏色變化、沉淀、萃取的方法對(duì)進(jìn)口切削液試樣的表面活性劑種類進(jìn)行鑒定,利用鈉熔法對(duì)元素進(jìn)行鑒定;采用蒸餾的方法分離出切削液中溶液,并進(jìn)行鑒定;再采用薄層色譜與硅膠柱色譜相結(jié)合的方法對(duì)進(jìn)口切削液試樣的有效組分進(jìn)行分離,優(yōu)化得到最佳分離條件并進(jìn)行制備柱色譜分離,利用有機(jī)波普分析法對(duì)分離得到的純凈組分離線跟蹤,確定進(jìn)口切削液試樣中各組分的分子結(jié)構(gòu)。在參考進(jìn)口金剛石線鋸水基切削液剖析的結(jié)果上,結(jié)合在硅片切割過(guò)程中切削液具有的分散、冷卻、清洗、消泡、潤(rùn)濕、防腐蝕等特性,對(duì)金剛石線鋸水基切削液的配方進(jìn)行探究。切削液主要成分除以水為溶劑外還包括分散劑、消泡劑、表面活性劑、緩蝕劑、潤(rùn)濕劑、螯合劑等。對(duì)復(fù)配所得的水基切削液進(jìn)行性能測(cè)試,在工廠中進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,與進(jìn)口切削液相比,自制切削液在切割過(guò)程中未產(chǎn)生明顯氣泡,對(duì)硅粉的分散懸浮能力與進(jìn)口切削液相當(dāng),切割硅片的一次合格率為93.97%,比巴索切削液高1.63%,而且自制切削液切割得到硅片的TTV(總厚度偏差)、WARP(翹曲度)、TV(中心厚度偏差)都要優(yōu)于進(jìn)口切削液切割得到的硅片。
[Abstract]:Silicon wafer is the most important and basic raw material in semiconductor and photovoltaic industry. With the rapid development of semiconductor and photovoltaic industry in recent years, the quality standard of silicon wafer processing is becoming higher and higher.Among the many processes of wafer processing, the chip of silicon buttock is the most important and cost consuming process.At present, the mainstream silicon wafer cutting method is multi-wire saw cutting technology. Compared with the traditional inner circle cutting, it has the advantages of high efficiency, low slit loss, shallow surface damage layer, good surface quality and the ability to process large size silicon wafers.On the basis of the free abrasive wire saw cutting method, the consolidation abrasive wire saw cutting (diamond wire saw cutting) method is a new generation silicon chip cutting method developed. This process further improves the processing efficiency and reduces the production cost.Reduce environmental pollution and improve the surface quality of silicon wafer.In the cutting process of consolidated abrasive wire saw, diamond abrasive is fixed on steel wire in a specific way, so water-based cutting fluid is an indispensable auxiliary material in this process.At present, most of the water-based cutting fluids of diamond wire saws used in domestic silicon wafer processing enterprises are imported products from abroad. Because of the high price of cutting fluid, the cost of cutting silicon wafer has increased.The purpose of this paper is to develop a water-based cutting fluid suitable for diamond wire saw cutting process and to analyze the related problems in theory.First of all, the composition of the imported diamond wire saw water-based cutting fluid was analyzed, and the types of surfactants of imported cutting fluid samples were identified by the method of dye color change, precipitation and extraction.The elements were identified by sodium melting method, the solution in cutting fluid was separated by distillation, and the effective components of imported cutting fluid were separated by thin-layer chromatography and silica gel column chromatography.The optimum separation conditions were optimized and chromatographic separation was carried out on the preparation column. The separation lines of the pure group were tracked by organic pop analysis to determine the molecular structure of each component in the sample of imported cutting fluid.Referring to the analysis results of imported diamond wire saw water based cutting fluid, combined with the characteristics of dispersing, cooling, cleaning, defoaming, wetting, anticorrosion and so on in the process of cutting silicon wafer,The formula of water-based cutting fluid for diamond wire saw was studied.Besides water as solvent, the main components of cutting fluid include dispersant, defoamer, surfactant, corrosion inhibitor, wetting agent, chelating agent and so on.The performance of the water-based cutting fluid was tested and tested in the factory.The experimental results show that, compared with the imported cutting fluid, the self-made cutting fluid has no obvious bubble in the cutting process, and its ability of dispersing and suspending silicon powder is equal to that of the imported cutting fluid.The first pass rate of cutting silicon wafer is 93.97, which is 1.63 higher than that of Basso cutting fluid. Moreover, TTV (total thickness deviation) of silicon wafer obtained by self-made cutting fluid is better than that obtained by imported cutting fluid.
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN305

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本文編號(hào)：1750958