1.引言

金剛線切割技術(shù)也被稱為固結(jié)磨料切割技術(shù)。它是利用電鍍或樹脂粘結(jié)的方法將金剛石磨料固結(jié)在鋼線表面，將金剛線直接作用于硅棒或硅錠表面產(chǎn)生磨削，達到切割的效果。金剛線切割具有切割速度快，切割精度高，材料損耗低等特點。

目前單晶市場上對金剛線切割硅片已經(jīng)完全接受，但在推進過程中也遇到過，其中制絨發(fā)白是最常見的問題。針對此，本文重點分析了如何預(yù)防金剛線切割單晶硅片制絨發(fā)白的問題。

金剛線切割單晶硅片清洗工序是將線鋸機床切割完畢的硅片從樹脂板上脫離下來，將膠條去除后，將硅片清洗干凈。清洗設(shè)備主要是預(yù)清洗機(脫膠機)和清洗機。預(yù)清洗機的主要清洗流程為：上料-噴淋-噴淋-超聲清洗-脫膠-清水漂洗-下料。清洗機的主要清洗流程為：上料-純水漂洗-純水漂洗-堿洗-堿洗-純水漂洗-純水漂洗-預(yù)脫水(慢提拉)-烘干-下料。

2.單晶制絨的原理

單晶硅片制絨是利用堿液對單晶硅片進行各向異性腐蝕的特點來制備絨面。反應(yīng)原理如下化學(xué)反應(yīng)方程式

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑

從本質(zhì)上講，絨面形成過程是：NaOH溶液對不同晶面的腐蝕速率不同，(100)面的腐蝕速度比(111)面大十倍以上，所以(100)晶向的單晶硅片經(jīng)各向異性腐蝕后，最終在表面形成許許多多表面為(111)的四面方錐體，即“金字塔”結(jié)構(gòu)(如圖1)。此結(jié)構(gòu)形成后，當(dāng)光入射到一定角度的金字塔斜面，光會反射到另一角度的斜面，形成二次或更多次吸收，從而減少硅片表面的反射率，即陷光效應(yīng)(如圖2)。“金字塔”結(jié)構(gòu)的大小與均勻性越好，陷光效應(yīng)越明顯，硅片表面發(fā)射率越低。

3.單晶制絨發(fā)白的原因分析

對制絨發(fā)白的硅片進行了掃描電鏡的檢測，發(fā)現(xiàn)制絨發(fā)白的區(qū)域其制絨后的金字塔微結(jié)構(gòu)基本沒有形成，表面似乎有一層“蠟狀”的殘留物，而同一張硅片未出現(xiàn)發(fā)白區(qū)域的絨面的金字塔結(jié)構(gòu)形成較好(如圖3)。如果單晶硅片表面局部區(qū)域有殘留物，會造硅片表面有殘留區(qū)域“金字塔”結(jié)構(gòu)大小和均勻性生成與效果較正常區(qū)域有不足，從而造成有殘留區(qū)域制絨表面反射率較正常區(qū)域高，反射率高的區(qū)域?qū)Ρ日^(qū)域在視覺上體現(xiàn)為發(fā)白。從發(fā)白的區(qū)域分布形狀可以看出，其并不是有規(guī)律或者規(guī)則的形狀大面積出現(xiàn)的，而只是局部區(qū)域出現(xiàn)的，應(yīng)該是硅片表面局部的污染物沒有被清洗干凈，或者硅片表面局面被二次污染導(dǎo)致的。

金剛線切割硅片表面更光潔、損傷更小(如圖4)，相對與砂漿硅片來說，相對于來說堿液跟金剛線切割硅片表面的反應(yīng)速度較砂漿切割單晶硅片要慢，所以表面殘留物對制絨效果的影響更加明顯。