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La tecnologia di taglio a filo diamantato è nota anche come tecnologia di taglio abrasivo di consolidamento.Si tratta dell'uso della galvanica o del metodo di resinatura dell'abrasivo diamantato consolidato sulla superficie del filo di acciaio, del filo diamantato che agisce direttamente sulla superficie dell'asta di silicio o del lingotto di silicio per produrre la molatura, per ottenere l'effetto di taglio.Il taglio del filo diamantato ha le caratteristiche di elevata velocità di taglio, elevata precisione di taglio e bassa perdita di materiale.

Allo stato attuale, il mercato del cristallo singolo per i wafer di silicio tagliati a filo diamantato è stato pienamente accettato, ma ha anche incontrato nel processo di promozione, tra cui il bianco velluto è il problema più comune.In considerazione di ciò, questo documento si concentra su come prevenire il problema del bianco vellutato del wafer di silicio monocristallino tagliato con filo diamantato.

Il processo di pulizia del wafer di silicio monocristallino con taglio a filo diamantato consiste nel rimuovere il wafer di silicio tagliato dalla macchina utensile con sega a filo dalla piastra di resina, rimuovere la striscia di gomma e pulire il wafer di silicio.L'attrezzatura per la pulizia è principalmente una macchina per la pre-pulizia (macchina per la sgommatura) e una macchina per la pulizia.Il principale processo di pulizia della macchina di pre-pulizia è: alimentazione-spruzzo-spruzzo-pulizia ad ultrasuoni-sgommatura-acqua pulita risciacquo-sottoalimentazione.Il principale processo di pulizia della macchina per la pulizia è: alimentazione-risciacquo con acqua pura-risciacquo con acqua pura-lavaggio con alcali-lavaggio con alcali-risciacquo con acqua pura-risciacquo con acqua pura-pre-disidratazione (sollevamento lento) -asciugatura-alimentazione.

Il principio della produzione del velluto monocristallo

Il wafer di silicio monocristallino è la caratteristica della corrosione anisotropa del wafer di silicio monocristallino.Il principio della reazione è la seguente equazione della reazione chimica:

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

In sostanza, il processo di formazione della pelle scamosciata è: soluzione di NaOH per diversa velocità di corrosione di diversa superficie cristallina, (100) velocità di corrosione superficiale rispetto a (111), quindi (100) al wafer di silicio monocristallino dopo corrosione anisotropa, eventualmente formato sulla superficie per (111) cono quadrilatero, ovvero struttura “piramidale” (come mostrato in figura 1).Dopo che la struttura si è formata, quando la luce incide sulla pendenza della piramide con un certo angolo, la luce verrà riflessa sulla pendenza con un altro angolo, formando un assorbimento secondario o maggiore, riducendo così la riflettività sulla superficie del wafer di silicio. , cioè l'effetto trappola della luce (vedi Figura 2).Migliori sono le dimensioni e l'uniformità della struttura “piramidale”, più evidente è l'effetto trappola e minore è l'emissione superficiale del wafer di silicio.

Figura 1: Micromorfologia del wafer di silicio monocristallino dopo la produzione di alcali

Figura 2: Il principio della trappola della luce della struttura “piramidale”.

Analisi dello sbiancamento a cristallo singolo

Analizzando il microscopio elettronico sul wafer di silicio bianco, si è scoperto che la microstruttura piramidale del wafer bianco nell'area sostanzialmente non era formata e la superficie sembrava avere uno strato di residuo "ceroso", mentre la struttura piramidale della pelle scamosciata nella zona bianca dello stesso wafer di silicio si è formata meglio (vedi Figura 3).Se sono presenti residui sulla superficie del wafer di silicio monocristallino, la superficie avrà un'area residua con dimensioni della struttura "piramidale" e generazione di uniformità e l'effetto dell'area normale è insufficiente, con conseguente riflettività residua della superficie vellutata superiore all'area normale, il area con elevata riflettività rispetto all'area normale nell'immagine riflessa come bianca.Come si può notare dalla forma distributiva dell'area bianca, essa non è regolare o di forma regolare su vasta area, ma solo su aree locali.Dovrebbe essere che gli inquinanti locali sulla superficie del wafer di silicio non siano stati puliti, oppure che la situazione superficiale del wafer di silicio sia causata da inquinamento secondario.

Figura 3: Confronto delle differenze microstrutturali regionali nei wafer di silicio bianco velluto

La superficie del wafer di silicio tagliato a filo diamantato è più liscia e il danno è minore (come mostrato nella Figura 4).Rispetto al wafer di silicio con malta, la velocità di reazione degli alcali e della superficie del wafer di silicio con taglio a filo diamantato è più lenta di quella del wafer di silicio monocristallino con taglio con malta, quindi l'influenza dei residui superficiali sull'effetto velluto è più evidente.

Figura 4: (A) Micrografia superficiale del wafer di silicio tagliato con malta (B) Micrografia superficiale del wafer di silicio tagliato a filo diamantato

La principale fonte residua di superficie del wafer di silicio tagliato a filo diamantato

(1) Liquido di raffreddamento: i componenti principali del liquido di raffreddamento per il taglio del filo diamantato sono tensioattivo, disperdente, agente diffamatorio, acqua e altri componenti.Il liquido da taglio con prestazioni eccellenti ha una buona sospensione, dispersione e facile capacità di pulizia.I tensioattivi di solito hanno proprietà idrofile migliori, che sono facili da pulire nel processo di pulizia del wafer di silicio.La continua agitazione e circolazione di questi additivi nell'acqua produrrà una grande quantità di schiuma, con conseguente diminuzione del flusso di refrigerante, influenzando le prestazioni di raffreddamento e gravi problemi di schiuma e persino di traboccamento di schiuma, che influenzeranno seriamente l'uso.Pertanto, il liquido refrigerante viene solitamente utilizzato con l'agente antischiuma.Per garantire le prestazioni antischiuma, il silicone e il polietere tradizionali sono generalmente poco idrofili.Il solvente in acqua viene assorbito molto facilmente e rimane sulla superficie del wafer di silicio durante la successiva pulizia, causando il problema delle macchie bianche.E non è ben compatibile con i componenti principali del liquido refrigerante, pertanto deve essere suddiviso in due componenti. I componenti principali e gli agenti antischiuma sono stati aggiunti in acqua. Durante il processo di utilizzo, a seconda della situazione della schiuma. Impossibile non controllare quantitativamente il liquido refrigerante. uso e dosaggio di agenti antischiuma, Può facilmente consentire un sovradosaggio di agenti anomali, Portando ad un aumento dei residui superficiali del wafer di silicio, È anche più scomodo da operare, Tuttavia, a causa del basso prezzo delle materie prime e dell'agente antischiuma grezzo materiali, pertanto, la maggior parte del refrigerante domestico utilizza questo sistema di formula;Un altro refrigerante utilizza un nuovo agente antischiuma, Può essere ben compatibile con i componenti principali, Nessuna aggiunta, Può controllarne la quantità in modo efficace e quantitativo, Può prevenire efficacemente un uso eccessivo, Gli esercizi sono anche molto convenienti da eseguire, Con il corretto processo di pulizia, È i residui possono essere controllati a livelli molto bassi, in Giappone e alcuni produttori nazionali adottano questo sistema di formula, tuttavia, a causa dell'elevato costo della materia prima, il suo vantaggio in termini di prezzo non è evidente.

(2) Versione con colla e resina: nella fase successiva del processo di taglio del filo diamantato, il wafer di silicio vicino all'estremità di ingresso è stato tagliato in anticipo, il wafer di silicio all'estremità di uscita non è ancora stato tagliato, il diamante tagliato in anticipo il filo ha iniziato a tagliare lo strato di gomma e la piastra di resina, poiché la colla dell'asta di silicio e il pannello di resina sono entrambi prodotti in resina epossidica, il suo punto di rammollimento è fondamentalmente tra 55 e 95 ℃, se il punto di rammollimento dello strato di gomma o della resina la piastra è bassa, può facilmente riscaldarsi durante il processo di taglio e diventare morbida e sciogliersi, Attaccata al filo di acciaio e alla superficie del wafer di silicio, Causa la diminuzione della capacità di taglio della linea diamantata, Oppure i wafer di silicio vengono ricevuti e macchiato di resina, una volta attaccato, è molto difficile da lavare via, tale contaminazione si verifica principalmente vicino al bordo del wafer di silicio.

(3) polvere di silicio: nel processo di taglio del filo diamantato si produrrà molta polvere di silicio, durante il taglio, il contenuto di polvere di refrigerante per malta sarà sempre più elevato, quando la polvere sarà sufficientemente grande, aderirà alla superficie del silicio, e il taglio con filo diamantato delle dimensioni e delle dimensioni della polvere di silicio ne facilitano l'assorbimento sulla superficie del silicio, rendendone difficile la pulizia.Pertanto, garantire l'aggiornamento e la qualità del liquido di raffreddamento e ridurre il contenuto di polvere nel liquido di raffreddamento.

(4) detergente: l'uso attuale dei produttori di taglio del filo diamantato che utilizzano principalmente il taglio della malta allo stesso tempo, utilizzano principalmente il prelavaggio del taglio della malta, il processo di pulizia e il detergente, ecc., la tecnologia di taglio del filo diamantato singolo dal meccanismo di taglio, forma un Il set completo di linea, refrigerante e taglio della malta presenta una grande differenza, quindi il processo di pulizia corrispondente, il dosaggio del detergente, la formula, ecc. dovrebbero essere per il taglio del filo diamantato effettuare la regolazione corrispondente.Il detergente è un aspetto importante, la formula originale del tensioattivo del detergente, l'alcalinità non è adatta per pulire il wafer di silicio tagliato a filo diamantato, dovrebbe essere per la superficie del wafer di silicio a filo diamantato, la composizione e i residui superficiali del detergente mirato e portare con sé il processo di pulizia.Come accennato in precedenza, la composizione dell'agente antischiuma non è necessaria nel taglio della malta.

(5) Acqua: l'acqua di troppopieno per il taglio del filo diamantato, il prelavaggio e la pulizia contiene impurità e potrebbe essere adsorbita sulla superficie del wafer di silicio.

Riduci il problema di far apparire bianchi i capelli di velluto

(1) Per utilizzare il refrigerante con una buona dispersione, è necessario che il refrigerante utilizzi l'agente antischiuma a basso residuo per ridurre il residuo dei componenti del refrigerante sulla superficie del wafer di silicio;

(2) Utilizzare colla adatta e piastra in resina per ridurre l'inquinamento del wafer di silicio;

(3) Il liquido refrigerante viene diluito con acqua pura per garantire che non vi siano facili impurità residue nell'acqua utilizzata;

(4) Per la superficie del wafer di silicio tagliato a filo diamantato, utilizzare un detergente più adatto per l'attività e l'effetto pulente;

(5) Utilizzare il sistema di recupero in linea del refrigerante della linea diamantata per ridurre il contenuto di polvere di silicio nel processo di taglio, in modo da controllare efficacemente il residuo di polvere di silicio sulla superficie del wafer di silicio.Allo stesso tempo, può anche aumentare il miglioramento della temperatura dell'acqua, del flusso e del tempo nel prelavaggio, per garantire che la polvere di silicio venga lavata in tempo

(6) Una volta posizionato sul tavolo di pulizia, il wafer di silicio deve essere trattato immediatamente e mantenere il wafer di silicio bagnato durante l'intero processo di pulizia.

(7) Il wafer di silicio mantiene la superficie bagnata durante il processo di sgommatura e non può asciugarsi naturalmente.(8) Nel processo di pulizia del wafer di silicio, il tempo di esposizione all'aria può essere ridotto il più possibile per impedire la produzione di fiori sulla superficie del wafer di silicio.

(9) Il personale addetto alle pulizie non deve entrare in contatto diretto con la superficie del wafer di silicio durante l'intero processo di pulizia e deve indossare guanti di gomma per non produrre impronte digitali.

(10) Nel riferimento [2], l'estremità della batteria utilizza un processo di pulizia con perossido di idrogeno H2O2 + NaOH alcalino in base al rapporto volumetrico di 1:26 (soluzione al 3% di NaOH), che può ridurre efficacemente il verificarsi del problema.Il suo principio è simile alla soluzione detergente SC1 (comunemente nota come liquido 1) di un wafer di silicio semiconduttore.Il suo meccanismo principale: il film di ossidazione sulla superficie del wafer di silicio è formato dall'ossidazione di H2O2, che viene corrosa da NaOH, e l'ossidazione e la corrosione si verificano ripetutamente.Pertanto, anche le particelle attaccate alla polvere di silicio, resina, metallo, ecc.) cadono nel liquido detergente con lo strato di corrosione;a causa dell'ossidazione dell'H2O2, la materia organica sulla superficie del wafer viene decomposta in CO2, H2O e rimossa.Questo processo di pulizia è stato utilizzato dai produttori di wafer di silicio per elaborare la pulizia del wafer di silicio monocristallino con taglio a filo diamantato, wafer di silicio in ambito domestico e di Taiwan e altri produttori di batterie utilizzano in batch reclami relativi al problema del velluto bianco.Ci sono anche produttori di batterie che hanno utilizzato un processo simile di pre-pulizia del velluto, controllando efficacemente anche l'aspetto del velluto bianco.Si può vedere che questo processo di pulizia viene aggiunto nel processo di pulizia del wafer di silicio per rimuovere i residui del wafer di silicio in modo da risolvere efficacemente il problema dei capelli bianchi all'estremità della batteria.

conclusione

Allo stato attuale, il taglio con filo diamantato è diventato la principale tecnologia di lavorazione nel campo del taglio del cristallo singolo, ma nel processo di promozione del problema della produzione di velluto bianco ha creato problemi ai produttori di wafer di silicio e batterie, portando i produttori di batterie a tagliare il silicio con filo diamantato il wafer presenta una certa resistenza.Dall'analisi comparativa dell'area bianca, questa è causata principalmente dai residui sulla superficie del wafer di silicio.Per prevenire meglio il problema del wafer di silicio nella cella, questo documento analizza le possibili fonti di inquinamento superficiale del wafer di silicio, nonché i suggerimenti e le misure di miglioramento nella produzione.A seconda del numero, della regione e della forma delle macchie bianche è possibile analizzarne le cause e migliorarle.Si consiglia in particolare di utilizzare il processo di pulizia con perossido di idrogeno + alcali.L'esperienza di successo ha dimostrato che può prevenire efficacemente il problema del taglio del wafer di silicio con filo diamantato producendo lo sbiancamento del velluto, per il riferimento degli addetti ai lavori e dei produttori del settore in generale.