ข่าว

เทคโนโลยีการตัดลวดเพชรเรียกอีกอย่างว่าเทคโนโลยีการตัดแบบรวมเป็นการใช้วิธีการชุบด้วยไฟฟ้าหรือวิธีการติดเรซินของสารขัดเพชรที่รวมตัวอยู่บนพื้นผิวของลวดเหล็ก ลวดเพชรที่ออกฤทธิ์โดยตรงบนพื้นผิวของแท่งซิลิกอนหรือแท่งซิลิกอนเพื่อผลิตการเจียรเพื่อให้ได้ผลของการตัดการตัดลวดเพชรมีคุณลักษณะของความเร็วในการตัดที่รวดเร็ว ความแม่นยำในการตัดสูง และการสูญเสียวัสดุต่ำ

ปัจจุบันตลาดผลึกเดี่ยวสำหรับเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตัดลวดด้วยเพชรได้รับการยอมรับอย่างเต็มที่ แต่ก็ประสบปัญหาในกระบวนการส่งเสริมเช่นกัน โดยที่กำมะหยี่สีขาวเป็นปัญหาที่พบบ่อยที่สุดด้วยเหตุนี้ บทความนี้จึงมุ่งเน้นไปที่วิธีการป้องกันปัญหากำมะหยี่สีขาวของเวเฟอร์ซิลิคอนเวเฟอร์ชนิดผลึกเดี่ยวที่ตัดด้วยเพชรด้วยลวดเพชร

กระบวนการทำความสะอาดของเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ที่ตัดลวดด้วยเพชรคือการเอาเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตัดด้วยเครื่องมือเครื่องเลื่อยลวดออกจากแผ่นเรซิน ถอดแถบยางออก และทำความสะอาดเวเฟอร์ซิลิกอนอุปกรณ์ทำความสะอาดส่วนใหญ่เป็นเครื่องทำความสะอาดเบื้องต้น (เครื่องลอกกาว) และเครื่องทำความสะอาดกระบวนการทำความสะอาดหลักของเครื่องทำความสะอาดล่วงหน้าคือการป้อน - สเปรย์ - สเปรย์ - การทำความสะอาดอัลตราโซนิก - การลอกกาว - การล้างน้ำสะอาด - การให้อาหารน้อยเกินไปกระบวนการทำความสะอาดหลักของเครื่องทำความสะอาดคือการป้อนน้ำบริสุทธิ์การล้างน้ำบริสุทธิ์การล้างอัลคาไลการล้างอัลคาไลการล้างน้ำบริสุทธิ์การล้างน้ำบริสุทธิ์การล้างก่อนการคายน้ำ (การยกช้า) - การอบแห้ง

หลักการทำกำมะหยี่คริสตัลเดี่ยว

เวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์เป็นคุณลักษณะของการกัดกร่อนแบบแอนไอโซทรอปิกของเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์หลักการของปฏิกิริยาคือสมการปฏิกิริยาเคมีต่อไปนี้:

ศรี + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

โดยพื้นฐานแล้ว กระบวนการก่อตัวของหนังกลับคือ: สารละลาย NaOH สำหรับอัตราการกัดกร่อนที่แตกต่างกันของพื้นผิวคริสตัลที่แตกต่างกัน (100) ความเร็วการกัดกร่อนของพื้นผิวมากกว่า (111) ดังนั้น (100) ไปยังเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์หลังจากการกัดกร่อนแบบแอนไอโซทรอปิก ในที่สุดจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวสำหรับ (111) กรวยสี่ด้าน เรียกว่า โครงสร้างปิรามิด (ดังรูปที่ 1)หลังจากที่โครงสร้างถูกสร้างขึ้นแล้ว เมื่อแสงตกกระทบกับความลาดเอียงของปิรามิดที่มุมหนึ่ง แสงจะสะท้อนไปยังความลาดเอียงอีกมุมหนึ่ง ทำให้เกิดการดูดกลืนแสงทุติยภูมิหรือมากกว่า ซึ่งจะลดการสะท้อนแสงบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน นั่นคือเอฟเฟกต์กับดักแสง (ดูรูปที่ 2)ยิ่งขนาดและความสม่ำเสมอของโครงสร้าง "ปิรามิด" ดีขึ้นเท่าใด ผลกระทบจากกับดักก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งพื้นผิวของเวเฟอร์ซิลิคอนหลุดออกมาต่ำลง

รูปที่ 1: จุลสัณฐานวิทยาของเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์หลังจากการผลิตอัลคาไล

รูปที่ 2: หลักกับดักแสงของโครงสร้าง "ปิรามิด"

การวิเคราะห์การฟอกสีฟันแบบผลึกเดี่ยว

จากการสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนบนเวเฟอร์ซิลิคอนสีขาว พบว่าโดยพื้นฐานแล้วโครงสร้างจุลภาคปิรามิดของเวเฟอร์สีขาวในพื้นที่นั้นไม่ได้ก่อตัวขึ้น และดูเหมือนว่าพื้นผิวจะมีชั้นของ "ขี้ผึ้ง" ตกค้าง ในขณะที่โครงสร้างปิรามิดของหนังกลับ ในพื้นที่สีขาวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนชนิดเดียวกันจะก่อตัวได้ดีขึ้น (ดูรูปที่ 3)หากมีสารตกค้างบนพื้นผิวของเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ พื้นผิวจะมีพื้นที่ตกค้างของโครงสร้าง "ปิรามิด" ขนาดและการสร้างความสม่ำเสมอและผลกระทบของพื้นที่ปกติไม่เพียงพอ ส่งผลให้การสะท้อนแสงของพื้นผิวกำมะหยี่ตกค้างสูงกว่าพื้นที่ปกติ พื้นที่ที่มีการสะท้อนแสงสูงเมื่อเทียบกับพื้นที่ปกติในภาพสะท้อนเป็นสีขาวดังที่เห็นได้จากรูปทรงการกระจายตัวของพื้นที่สีขาว ไม่ใช่รูปทรงปกติหรือสม่ำเสมอในพื้นที่ขนาดใหญ่ แต่เฉพาะในพื้นที่ท้องถิ่นเท่านั้นควรเป็นไปได้ว่ายังไม่ได้ทำความสะอาดมลภาวะในท้องถิ่นบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน หรือสถานการณ์พื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอนเกิดจากมลภาวะทุติยภูมิ

รูปที่ 3: การเปรียบเทียบความแตกต่างของโครงสร้างจุลภาคในระดับภูมิภาคในเวเฟอร์ซิลิคอนสีขาวกำมะหยี่

พื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตัดด้วยลวดเพชรมีความเรียบมากขึ้นและความเสียหายก็น้อยลง (ดังแสดงในรูปที่ 4)เมื่อเปรียบเทียบกับเวเฟอร์ซิลิกอนปูน ความเร็วปฏิกิริยาของอัลคาไลและพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิกอนที่ตัดลวดเพชรจะช้ากว่าความเร็วของเวเฟอร์ซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์ที่ตัดด้วยปูน ดังนั้นอิทธิพลของสารตกค้างที่พื้นผิวต่อเอฟเฟกต์กำมะหยี่จึงชัดเจนยิ่งขึ้น

รูปที่ 4: (A) ไมโครกราฟพื้นผิวของเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตัดด้วยมอร์ตาร์ (B) ไมโครกราฟพื้นผิวของเวเฟอร์ซิลิกอนไวร์คัทแบบเพชร

แหล่งตกค้างหลักของพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิคอนไวร์คัทเพชร

(1) สารหล่อเย็น: ส่วนประกอบหลักของน้ำยาหล่อเย็นสำหรับการตัดลวดเพชร ได้แก่ สารลดแรงตึงผิว สารช่วยกระจายตัว สารทำให้เสียชื่อเสียง น้ำ และส่วนประกอบอื่น ๆน้ำยาตัดที่มีสมรรถนะดีเยี่ยมมีระบบกันสะเทือน การกระจายตัว และความสามารถในการทำความสะอาดได้ง่ายสารลดแรงตึงผิวมักจะมีคุณสมบัติที่ชอบน้ำได้ดีกว่า ซึ่งง่ายต่อการทำความสะอาดในกระบวนการทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนการกวนและการหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องของสารเติมแต่งเหล่านี้ในน้ำจะทำให้เกิดฟองจำนวนมาก ส่งผลให้การไหลของน้ำหล่อเย็นลดลง ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำความเย็น และทำให้เกิดฟองร้ายแรงและแม้กระทั่งปัญหาโฟมล้นซึ่งจะส่งผลต่อการใช้งานอย่างรุนแรงดังนั้นมักใช้สารหล่อเย็นร่วมกับสารลดฟองเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพในการสลายฟอง ซิลิโคนและโพลีเอเทอร์แบบดั้งเดิมมักมีคุณสมบัติที่ชอบน้ำได้ไม่ดีตัวทำละลายในน้ำดูดซับได้ง่ายมากและยังคงอยู่บนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนในการทำความสะอาดครั้งต่อไป ส่งผลให้เกิดปัญหาจุดขาวและเข้ากันไม่ได้กับส่วนประกอบหลักของน้ำหล่อเย็น ดังนั้นจึงต้องทำเป็น 2 ส่วนประกอบ คือ เติมส่วนประกอบหลักและสารลดฟองลงในน้ำ ในขั้นตอนการใช้งานตามสถานการณ์โฟมไม่สามารถควบคุมเชิงปริมาณได้ การใช้และปริมาณของสารป้องกันฟอง สามารถปล่อยให้ตัวแทน anoaming เกินขนาดได้อย่างง่ายดาย ส่งผลให้มีสารตกค้างที่ผิวเวเฟอร์ซิลิคอนเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังใช้งานไม่สะดวกมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวัตถุดิบและสารลดฟองมีราคาต่ำ วัสดุ ดังนั้นสารหล่อเย็นในประเทศส่วนใหญ่จึงใช้ระบบสูตรนี้ทั้งหมดน้ำยาหล่อเย็นอีกตัวใช้สารลดฟองชนิดใหม่ เข้ากันได้ดีกับส่วนประกอบหลัก ไม่มีสารเติมแต่ง สามารถควบคุมปริมาณได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชิงปริมาณ สามารถป้องกันการใช้งานมากเกินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ แบบฝึกหัดก็ทำได้สะดวกมาก ด้วยกระบวนการทำความสะอาดที่เหมาะสม มัน สารตกค้างสามารถควบคุมให้อยู่ในระดับต่ำมาก ในญี่ปุ่นและผู้ผลิตในประเทศไม่กี่รายนำระบบสูตรนี้มาใช้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้นทุนวัตถุดิบสูง ความได้เปรียบด้านราคาจึงไม่ชัดเจน

(2) รุ่นกาวและเรซิน: ในขั้นตอนต่อมาของกระบวนการตัดลวดเพชร เวเฟอร์ซิลิคอนใกล้กับปลายขาเข้าถูกตัดล่วงหน้า เวเฟอร์ซิลิคอนที่ปลายทางออกยังไม่ได้ตัดผ่าน เพชรที่เจียระไนเร็ว ลวดเริ่มตัดไปที่ชั้นยางและแผ่นเรซิน เนื่องจากกาวแท่งซิลิกอนและแผ่นเรซินเป็นทั้งผลิตภัณฑ์อีพอกซีเรซิน จุดอ่อนตัวโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 55 ถึง 95°C หากจุดอ่อนตัวของชั้นยางหรือเรซิน แผ่นมีค่าต่ำสามารถร้อนขึ้นได้ง่ายในระหว่างกระบวนการตัดและทำให้นิ่มและละลาย ติดเข้ากับลวดเหล็กและพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิกอน ทำให้ความสามารถในการตัดของเส้นเพชรลดลง หรือได้รับเวเฟอร์ซิลิกอนและ เปื้อนด้วยเรซิน ติดแล้วล้างออกยาก การปนเปื้อนดังกล่าวส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นบริเวณขอบขอบของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน

(3) ผงซิลิกอน: ในกระบวนการตัดลวดเพชรจะผลิตผงซิลิกอนจำนวนมาก โดยการตัด ปริมาณผงน้ำยาหล่อเย็นปูนจะสูงขึ้นเรื่อยๆ เมื่อผงมีขนาดใหญ่พอจะเกาะติดกับพื้นผิวซิลิกอน และการตัดลวดเพชรที่มีขนาดและขนาดผงซิลิกอนทำให้ดูดซับบนพื้นผิวซิลิกอนได้ง่ายขึ้นทำให้ทำความสะอาดได้ยากดังนั้น ตรวจสอบการปรับปรุงและคุณภาพของสารหล่อเย็น และลดปริมาณผงในสารหล่อเย็น

(4) สารทำความสะอาด: ปัจจุบันผู้ผลิตเครื่องตัดลวดเพชรส่วนใหญ่ใช้การตัดด้วยปูนในเวลาเดียวกัน โดยส่วนใหญ่จะใช้การล้างก่อนตัดด้วยปูน กระบวนการทำความสะอาด และสารทำความสะอาด ฯลฯ เทคโนโลยีการตัดลวดเพชรเดี่ยวจากกลไกการตัด ก่อให้เกิด การตัดสายไฟ น้ำหล่อเย็น และปูนทั้งชุดมีความแตกต่างกันมาก ดังนั้นกระบวนการทำความสะอาด ปริมาณสารทำความสะอาด สูตร ฯลฯ ที่สอดคล้องกันจึงควรมีไว้สำหรับการตัดลวดเพชรเพื่อให้มีการปรับเปลี่ยนที่สอดคล้องกันสารทำความสะอาดเป็นสิ่งสำคัญ สารลดแรงตึงผิวสูตรเดิมของสารทำความสะอาด ความเป็นด่างไม่เหมาะสำหรับการทำความสะอาดเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตัดลวดเพชร ควรใช้สำหรับพื้นผิวของเวเฟอร์ซิลิคอนลวดเพชร องค์ประกอบและสารตกค้างบนพื้นผิวของสารทำความสะอาดเป้าหมาย และนำไปด้วย กระบวนการทำความสะอาดดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ไม่จำเป็นต้องใช้สารลดฟองในการตัดปูน

(5) น้ำ: การตัดลวดเพชร การล้างล่วงหน้า และการทำความสะอาดน้ำล้นมีสิ่งสกปรก อาจถูกดูดซับไปที่พื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน

ลดปัญหาการทำให้ผมกำมะหยี่ดูขาวขึ้น ขอแนะนำ

(1) ในการใช้สารหล่อเย็นที่มีการกระจายตัวที่ดี และสารหล่อเย็นจำเป็นต้องใช้สารลดฟองที่มีสารตกค้างต่ำเพื่อลดการตกค้างของส่วนประกอบสารหล่อเย็นบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน

(2) ใช้กาวและแผ่นเรซินที่เหมาะสมเพื่อลดมลภาวะของเวเฟอร์ซิลิคอน

(3) สารหล่อเย็นเจือจางด้วยน้ำบริสุทธิ์เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งเจือปนตกค้างได้ง่ายในน้ำที่ใช้

(4) สำหรับพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตัดด้วยลวดเพชร ให้ใช้กิจกรรมและผลการทำความสะอาดที่เหมาะสมกับสารทำความสะอาด

(5) ใช้ระบบการกู้คืนแบบออนไลน์ของน้ำยาหล่อเย็นเส้นเพชรเพื่อลดปริมาณผงซิลิกอนในกระบวนการตัด เพื่อควบคุมการตกค้างของผงซิลิกอนบนพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิคอนของเวเฟอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพในเวลาเดียวกัน ยังช่วยเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ การไหล และเวลาในการซักล่วงหน้า เพื่อให้แน่ใจว่าผงซิลิกอนจะถูกล้างทันเวลา

(6) เมื่อวางแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนลงบนโต๊ะทำความสะอาดแล้ว จะต้องได้รับการบำบัดทันที และรักษาแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนให้เปียกตลอดกระบวนการทำความสะอาดทั้งหมด

(7) เวเฟอร์ซิลิคอนช่วยให้พื้นผิวเปียกในกระบวนการลอกกาว และไม่สามารถแห้งตามธรรมชาติ(8) ในกระบวนการทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ระยะเวลาที่สัมผัสในอากาศสามารถลดลงได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อป้องกันการเกิดดอกบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอน

(9) พนักงานทำความสะอาดจะต้องไม่สัมผัสพื้นผิวของเวเฟอร์ซิลิคอนโดยตรงตลอดกระบวนการทำความสะอาด และต้องสวมถุงมือยาง เพื่อไม่ให้เกิดการพิมพ์ลายนิ้วมือ

(10) ตามข้อมูลอ้างอิง [2] ปลายแบตเตอรี่ใช้กระบวนการทำความสะอาดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H2O2 + อัลคาไล NaOH ตามอัตราส่วนปริมาตร 1:26 (สารละลาย 3% NaOH) ซึ่งสามารถลดปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพหลักการของมันคล้ายกับน้ำยาทำความสะอาด SC1 (หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อของเหลว 1) ของเวเฟอร์ซิลิคอนเซมิคอนดักเตอร์กลไกหลัก: ฟิล์มออกซิเดชันบนพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิคอนเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของ H2O2 ซึ่งถูกกัดกร่อนโดย NaOH และการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกดังนั้นอนุภาคที่ติดอยู่กับผงซิลิกอน เรซิน โลหะ ฯลฯ) จึงตกลงไปในน้ำยาทำความสะอาดที่มีชั้นการกัดกร่อนด้วยเนื่องจากการออกซิเดชันของ H2O2 สารอินทรีย์บนพื้นผิวเวเฟอร์จึงถูกสลายตัวเป็น CO2, H2O และกำจัดออกกระบวนการทำความสะอาดนี้ผู้ผลิตแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนใช้กระบวนการนี้ในการประมวลผลการทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน monocrystalline ที่ตัดลวดเพชร เวเฟอร์ซิลิคอนในประเทศและไต้หวัน และผู้ผลิตแบตเตอรี่รายอื่น ๆ ใช้ชุดการร้องเรียนปัญหากำมะหยี่สีขาวนอกจากนี้ยังมีผู้ผลิตแบตเตอรี่ที่ใช้กระบวนการทำความสะอาดก่อนกำมะหยี่ที่คล้ายกัน และยังควบคุมลักษณะของกำมะหยี่สีขาวได้อย่างมีประสิทธิภาพจะเห็นได้ว่ากระบวนการทำความสะอาดนี้เพิ่มเข้าไปในกระบวนการทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนเพื่อขจัดคราบเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตกค้างออกไปเพื่อแก้ปัญหาผมขาวที่ปลายแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

บทสรุป

ปัจจุบันการตัดลวดเพชรกลายเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลหลักในด้านการตัดคริสตัลเดี่ยว แต่ในกระบวนการส่งเสริมปัญหาการทำกำมะหยี่สีขาวได้สร้างปัญหาให้กับผู้ผลิตเวเฟอร์ซิลิคอนและแบตเตอรี่ ส่งผลให้ผู้ผลิตแบตเตอรี่หันไปใช้ซิลิคอนตัดลวดเพชร เวเฟอร์มีความต้านทานอยู่บ้างจากการวิเคราะห์เปรียบเทียบพื้นที่สีขาว สาเหตุหลักมาจากสารตกค้างบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนเพื่อป้องกันปัญหาแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนในเซลล์ได้ดีขึ้น บทความนี้จึงวิเคราะห์แหล่งที่มาที่เป็นไปได้ของมลภาวะที่พื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ตลอดจนข้อเสนอแนะในการปรับปรุงและมาตรการในการผลิตตามจำนวนภูมิภาคและรูปร่างของจุดขาวสามารถวิเคราะห์และปรับปรุงสาเหตุได้แนะนำเป็นพิเศษให้ใช้กระบวนการทำความสะอาดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ + อัลคาไลประสบการณ์ที่ประสบความสำเร็จได้พิสูจน์ให้เห็นว่าสามารถป้องกันปัญหาแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตัดลวดด้วยเพชรซึ่งทำให้กำมะหยี่ไวท์เทนนิ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับการอ้างอิงของคนในและผู้ผลิตในอุตสาหกรรมทั่วไป