提高半導(dǎo)體等直徑硅碳棒質(zhì)量、減少硅碳棒制造成本
2023-05-11 10:37:32 點(diǎn)擊：
等直徑硅碳棒質(zhì)量的提高能有效提高半導(dǎo)體等直徑硅碳棒質(zhì)量、減少等直徑硅碳棒制造成本。研究者們對(duì)等直徑硅碳棒加工質(zhì)量的研究主要集中于等直徑硅碳棒工藝參數(shù)對(duì)、翹曲度、斷裂強(qiáng)度殘余應(yīng)力亞表面裂紋損傷的影響。
圖9(a)展示了線鋸等直徑硅碳棒過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)基于Preston方程研究了主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度對(duì)Ra的影響。通過(guò)優(yōu)化主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，可以獲得最小的Ra。提出砂漿線切割時(shí)，在等直徑硅碳棒末端，由于磨粒的切削能力下降，為了獲得較好的表面翹曲，應(yīng)該降低切割速度。研究了砂漿切割中硅片的R。和微裂紋密度。認(rèn)為，等直徑硅碳棒后等直徑硅碳棒斷裂強(qiáng)度是關(guān)鍵的產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)。此外，他們還提出了一個(gè)參數(shù)模型，以表征斷裂強(qiáng)度與漿料中磨粒的密度、鋼絲張力及進(jìn)給速度的關(guān)系。根據(jù)該參數(shù)模型可以預(yù)測(cè)等直徑硅碳棒強(qiáng)度，然而，該模型僅適用于模型計(jì)算范圍內(nèi)的工藝條件。同時(shí)，該模型的實(shí)用性也局限于特定的鋸切系統(tǒng)/工藝，相同的模型參數(shù)集對(duì)其他系統(tǒng)/工藝無(wú)效。然而，該模型仍然可以為工業(yè)環(huán)境下的鋸切實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
提出了一個(gè)有限元模型，對(duì)線鋸等直徑硅碳棒過(guò)程中晶錠的溫度變化進(jìn)行了表征和分析，并考慮了溫度對(duì)有限元模型以及材料去除的影響。如圖9(b)所示，不同的切割位置存在不同程度的溫升，線切割等直徑硅碳棒過(guò)程中的溫度變化可能會(huì)導(dǎo)致晶片出現(xiàn)翹曲，他們提出了一種通過(guò)智能控制邊界條件來(lái)獲得相對(duì)均勻的溫度分布的方法，以減少因熱量而產(chǎn)生的翹曲。
在線鋸等直徑硅碳棒工藝中，晶片厚度均勻性也是一項(xiàng)關(guān)鍵的質(zhì)量指標(biāo)。在等直徑硅碳棒過(guò)程中，當(dāng)MRR隨時(shí)間變化時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)不均勻性。應(yīng)用受約束的高斯模型評(píng)估了MRR隨時(shí)間的變化。該模型考慮了加工鋸切過(guò)程、系統(tǒng)誤差和隨機(jī)噪聲。該方法利用實(shí)際的鋸切實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到高斯模型系數(shù)，能夠預(yù)測(cè)MRR曲線。
如圖9(c)所示，切割過(guò)程中線鋸的振動(dòng)并非均勻，由于線鋸等直徑硅碳棒是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，使用基于Galerkin的模態(tài)分析來(lái)研究線鋸過(guò)程中的振動(dòng)特性。圖9(d)表明，接觸跨距增大時(shí)，線鋸的振動(dòng)位移減小，這解釋了沿線鋸移動(dòng)方向Ra減小這一現(xiàn)象。此外，線鋸的張力也對(duì)其振動(dòng)起著重要作用。提出了砂漿線切割過(guò)程中宏觀力學(xué)條件的解析模型。基于鋸切實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立的參數(shù)化模型能夠分析出絲速、進(jìn)給速度、絲張力等重要工藝參數(shù)以及鋼錠尺寸、絲長(zhǎng)等幾何參數(shù)對(duì)研磨壓力和絲弓的影響。www.yagpc.com
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