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1、 晶體硅的金剛石線鋸切割性能研究 金剛石線鋸系為通過電鍍的方式將金剛石顆粒固結鑲嵌在鋼絲表面的鍍層 上制成的一種線鋸 , 以它切割硅片相比于傳統(tǒng)的砂漿線鋸切割有切割效率高 , 切 割硅屑更容易回收 , 綜合成本低等優(yōu)勢 , 有大規(guī)模應用的廣闊前景 , 但業(yè)界對其切 割硅片的表面質(zhì)量與表層機械損傷情況尚存疑問。 我們針對這一問題對晶體硅的 金剛石線鋸切割性能開展了研究。 對金剛石刻劃單晶硅片的機理及模式進行了實驗研究。 金剛石在較大壓力下 刻劃時 , 主要以脆性模式加工晶體硅 , 劃痕呈破碎崩坑狀；而

2、在較小的壓力下 , 主 要以塑性模式加工晶體硅 , 劃痕相對平直光滑。 金剛石線鋸切割硅片表明 , 硅片表面呈現(xiàn)大量由脆性破碎崩落留下的不規(guī)則 凹坑 , 但同時亦出現(xiàn)較長的光滑劃痕。 其原因可能是線鋸正下方的壓力較大 , 以脆 性模式進行反復刻劃；而與此同時 , 線鋸側面金剛石顆粒以小得多的側向壓力對 切割暴露出的硅表面進行蹭磨刻劃 , 形成呈塑性特征的切割紋；最終在硅片表面 呈現(xiàn)脆性與塑性混合切割模式。 在一臺單線切割機上進行了單晶硅片切割實驗。 設計并自制了線張力測試裝 置 , 研究了進給速度的變化對金剛石

3、線鋸線張力 , 硅片表面形貌及損傷層的影響。 發(fā)現(xiàn)隨著進給速度的增大 , 硅片表面宏觀的線痕間距及起伏周期增大 , 而表 面形貌和粗糙度值差異不大。 通過逐層腐蝕去除硅片的損傷層 , 碘酒鈍化 , 測試其 少子壽命的方法 , 測試硅片的損傷層厚度。 測試結果表明：在本實驗工藝下 , 金剛石線鋸切割硅片的損傷層厚度基本位 于 12μ m左右；隨著進給速度的增大 , 硅片損傷層厚度有增加的趨勢 , 但增加幅度 不大。對企業(yè)試生產(chǎn)的金剛石線鋸和普通商業(yè)化生產(chǎn)的砂漿線鋸切割硅片的表面 形貌進行了觀察 , 金剛石線鋸切割硅片的表面有規(guī)則平直的深淺劃痕和破碎凹坑； 而砂漿線鋸切割的硅片表面無明顯劃痕 , 但有較多的破碎凹坑和孔洞。 兩種硅片表面整體上都比較平整 , 而金剛石線鋸切割硅片的表面粗糙度值更 大。實驗測得砂漿線鋸和金剛石線鋸切割硅片的損傷層厚度分別為 10μm和 6μ m。 可見 , 相比于砂漿線鋸 , 常規(guī)工藝下金剛石線鋸切割硅片的近表面損傷更淺。