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、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Ra的影響。通過優(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)集對其他系統(tǒng)/工藝無效。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，對線鋸等直徑硅碳棒過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智能控制邊界條件來獲得相對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MRR曲線。
如圖9(c)所示，切割過程中線鋸的振動(dòng)并非均勻，由于線鋸等直徑硅碳棒是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，使用基于Galerkin的模態(tài)分析來研究線鋸過程中的振動(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，線鋸的張力也對其振動(dòng)起著重要作用。提出了砂漿線切割過程中宏觀力學(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、絲長等幾何參數(shù)對研磨壓力和絲弓的影響。www.zsrider.com
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