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다이아몬드 와이어 절단 기술은 압밀 연마 절단 기술로도 알려져 있습니다.강철 와이어의 표면에 강화된 다이아몬드 연마재의 전기 도금 또는 수지 결합 방법을 사용하고, 실리콘 막대 또는 실리콘 잉곳의 표면에 직접 작용하는 다이아몬드 와이어를 사용하여 연삭을 생성하고 절단 효과를 얻습니다.다이아몬드 와이어 절단은 빠른 절단 속도, 높은 절단 정확도 및 낮은 재료 손실의 특성을 가지고 있습니다.

현재 다이아몬드 와이어 절단 실리콘 웨이퍼의 단결정 시장은 완전히 수용되었지만 홍보 과정에서도 직면했으며 그중 벨벳 화이트가 가장 일반적인 문제입니다.이러한 관점에서 본 논문에서는 다이아몬드 와이어 절단 단결정 실리콘 웨이퍼 벨벳 화이트 문제를 방지하는 방법에 중점을 둡니다.

다이아몬드 와이어 절단 단결정 실리콘 웨이퍼의 세척 공정은 와이어 톱 공작 기계로 절단한 실리콘 웨이퍼를 수지판에서 제거하고 고무 스트립을 제거한 후 실리콘 웨이퍼를 세척하는 공정입니다.청소 장비는 주로 사전 청소 기계 (검 제거 기계) 및 청소 기계입니다.사전 청소 기계의 주요 청소 과정은 공급-스프레이-스프레이-초음파 청소-검질 제거-깨끗한 물 헹굼-미달 공급입니다.청소 기계의 주요 청소 과정은 다음과 같습니다: 공급-순수 헹굼-순수 헹굼-알칼리 세척-알칼리 세척-순수 헹굼-순수 헹굼-전 탈수(느린 리프팅)-건조-공급.

단결정 벨벳 제조 원리

단결정 실리콘 웨이퍼는 단결정 실리콘 웨이퍼의 이방성 부식 특성입니다.반응 원리는 다음과 같은 화학 반응식입니다.

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

본질적으로 스웨이드 형성 과정은 다음과 같습니다. 서로 다른 결정 표면의 서로 다른 부식 속도를 위한 NaOH 용액, (100) 표면 부식 속도는 (111)과 같으므로 (100)은 이방성 부식 후 단결정 실리콘 웨이퍼에 대해 결국 표면에 형성됩니다. (111) 4면 원뿔, 즉 "피라미드" 구조(그림 1 참조).구조가 형성된 후 피라미드 경사면에 특정 각도로 빛이 입사하면 빛이 다른 각도의 경사면으로 반사되어 2차 이상의 흡수가 형성되어 실리콘 웨이퍼 표면의 반사율이 감소합니다. , 즉 광 트랩 효과입니다(그림 2 참조)."피라미드" 구조의 크기와 균일성이 좋아질수록 트랩 효과는 더욱 뚜렷해지고 실리콘 웨이퍼의 표면 방사율은 낮아집니다.

그림 1: 알칼리 생산 후 단결정 실리콘 웨이퍼의 미세형태

그림 2: "피라미드" 구조의 라이트 트랩 원리

단결정 백화 분석

백색 실리콘 웨이퍼를 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 해당 부위의 백색 웨이퍼의 피라미드 미세구조는 기본적으로 형성되지 않았으며, 표면에는 "왁스" 잔여물 층이 있는 것처럼 보였지만, 스웨이드의 피라미드 구조는 동일한 실리콘 웨이퍼의 흰색 영역에서 더 잘 형성되었습니다(그림 3 참조).단결정 실리콘 웨이퍼의 표면에 잔류물이 있는 경우 표면은 잔여 영역 "피라미드" 구조 크기를 갖게 되며 일반 영역의 균일성 생성 및 효과가 불충분하여 잔류 벨벳 표면 반사율이 일반 영역보다 높아집니다. 시각적으로 흰색으로 반사되는 일반 영역에 비해 반사율이 높은 영역입니다.흰부분의 분포형태를 보면 알 수 있듯이 넓은 면적에서는 규칙적이거나 규칙적인 형태가 아니며 국부적인 부분에서만 나타난다.실리콘 웨이퍼 표면의 국부적인 오염물질이 세척되지 않았거나, 2차 오염으로 인해 실리콘 웨이퍼의 표면 상황이 발생한 것이어야 합니다.

그림 3: 벨벳 화이트 실리콘 웨이퍼의 지역적 미세 구조 차이 비교

다이아몬드 와이어 커팅 실리콘 웨이퍼의 표면은 더 매끄럽고 손상은 더 작습니다(그림 4 참조).모르타르 실리콘 웨이퍼와 비교하여, 알칼리 및 다이아몬드 와이어 절단 실리콘 웨이퍼 표면의 반응 속도는 모르타르 절단 단결정 실리콘 웨이퍼의 반응 속도보다 느리므로 표면 잔류물이 벨벳 효과에 미치는 영향이 더 분명합니다.

그림 4: (A) 모르타르 컷 실리콘 웨이퍼의 표면 현미경 사진 (B) 다이아몬드 와이어 컷 실리콘 웨이퍼의 표면 현미경 사진

다이아몬드 와이어 컷 실리콘 웨이퍼 표면의 주요 잔류 소스

(1) 냉각수: 다이아몬드 와이어 절단 냉각수의 주성분은 계면활성제, 분산제, 훼손제, 물 및 기타 성분입니다.성능이 우수한 절삭액은 현탁성, 분산성 및 세척성이 우수합니다.계면활성제는 일반적으로 친수성이 더 우수하여 실리콘 웨이퍼 세척 공정에서 쉽게 제거할 수 있습니다.물 속에서 이러한 첨가제를 지속적으로 교반하고 순환시키면 많은 수의 거품이 생성되어 냉각수 흐름이 감소하여 냉각 성능에 영향을 미치고 심각한 거품 및 심지어 거품 오버플로 문제가 발생하여 사용에 심각한 영향을 미칩니다.따라서 냉각수는 일반적으로 소포제와 함께 사용됩니다.소포 성능을 보장하기 위해 기존의 실리콘과 폴리에테르는 일반적으로 친수성이 낮습니다.물속의 용제는 흡착이 매우 용이하여 후속 세정 시 실리콘 웨이퍼 표면에 남아 백반이 발생하는 문제가 발생합니다.그리고 냉각수 주성분과 상용성이 좋지 않아 2가지 성분으로 이루어져야 하며, 주성분과 소포제를 물에 첨가하여 사용하는데, 거품 상황에 따라 정량적으로 조절이 불가능합니다. 소포제의 사용 및 복용량, 소포제의 과다 복용을 쉽게 허용할 수 있음, 실리콘 웨이퍼 표면 잔류물 증가로 이어짐, 또한 작동이 더 불편함, 그러나 원료 및 소포제 원료의 저렴한 가격으로 인해 따라서 대부분의 국내 냉각수는 모두 이 공식 시스템을 사용합니다.또 하나의 냉각수는 새로운 소포제를 사용하며, 주요 성분과의 호환성이 좋고, 무첨가이며, 효과적이고 정량적으로 사용량 조절이 가능하고, 과도한 사용을 효과적으로 방지할 수 있으며, 운동도 매우 편리하고, 적절한 세척 공정으로, 잔류물은 매우 낮은 수준으로 제어될 수 있으며, 일본 및 일부 국내 제조업체는 이 공식 시스템을 채택하고 있지만, 높은 원자재 비용으로 인해 가격 이점이 분명하지 않습니다.

(2) 접착제 및 수지 버전: 다이아몬드 와이어 절단 공정의 후기 단계에서 들어오는 끝 부분의 실리콘 웨이퍼가 미리 절단되었으며 출구 끝의 실리콘 웨이퍼가 아직 절단되지 않았으며 초기 절단 다이아몬드 고무층과 수지판에 와이어가 절단되기 시작했습니다. 실리콘봉접착제와 수지판은 모두 에폭시수지 제품이므로 연화점은 기본적으로 55~95℃ 사이입니다. 고무층이나 수지판의 연화점이 Plate의 온도가 낮기 때문에 절단시 쉽게 가열되어 연화되어 녹을 수 있으며, Steel Wire 및 Silicon Wafer 표면에 부착되어 Diamond Line의 절단 능력이 저하되거나 Silicon Wafer가 수용되어 레진으로 오염되어 한번 부착되면 씻어내기가 매우 어렵습니다. 이러한 오염은 주로 실리콘 웨이퍼의 가장자리 가장자리 근처에서 발생합니다.

(3) 실리콘 분말: 다이아몬드 와이어 절단 과정에서 많은 실리콘 분말이 생성됩니다. 절단과 함께 모르타르 냉각제 분말 함량은 점점 더 높아질 것입니다. 분말이 충분히 크면 실리콘 표면에 부착됩니다. 실리콘 분말 크기와 크기를 다이아몬드 와이어로 절단하면 실리콘 표면에 쉽게 흡착되어 청소가 어려워집니다.따라서 냉각수의 업데이트와 품질을 보장하고 냉각수의 분말 함량을 줄이십시오.

(4) 세척제: 현재 다이아몬드 와이어 절단 제조업체는 주로 모르타르 절단을 동시에 사용하며 주로 모르타르 절단 사전 세척, 세척 공정 및 세척제 등을 사용하며 절단 메커니즘에서 단일 다이아몬드 와이어 절단 기술을 형성합니다. 전체 라인 세트, 냉각수 및 모르타르 절단에는 큰 차이가 있으므로 다이아몬드 와이어 절단에 해당하는 세척 공정, 세척제 투여량, 공식 등을 적절하게 조정해야 합니다.세척제는 중요한 측면입니다. 원래의 세척제 공식 계면활성제, 알칼리도는 다이아몬드 와이어 절단 실리콘 웨이퍼 세척에 적합하지 않습니다. 다이아몬드 와이어 실리콘 웨이퍼의 표면, 대상 세척제의 구성 및 표면 잔류물에 사용되어야 합니다. 청소 과정.전술한 바와 같이 모르타르절단에는 소포제의 조성이 필요하지 않다.

(5) 물: 다이아몬드 와이어 절단, 사전 세척 및 세척 오버플로우 물에는 불순물이 포함되어 있어 실리콘 웨이퍼 표면에 흡착될 수 있습니다.

벨벳 머리카락이 하얗게 나타나는 문제를 줄이는 제안

(1) 분산성이 좋은 냉각수를 사용하고, 실리콘 웨이퍼 표면의 냉각수 성분 잔류물을 줄이기 위해 잔류량이 적은 소포제를 사용해야 합니다.

(2) 실리콘 웨이퍼의 오염을 줄이기 위해 적절한 접착제와 수지판을 사용하십시오.

(3) 냉각수를 순수한 물로 희석하여 사용된 물에 잔류 불순물이 쉽게 남지 않도록 합니다.

(4) 다이아몬드 와이어 컷 실리콘 웨이퍼의 표면에는 활성 및 세척 효과에 더 적합한 세척제를 사용하십시오.

(5) 다이아몬드 라인 냉각수 온라인 회수 시스템을 사용하여 절단 공정에서 실리콘 분말의 함량을 줄여 웨이퍼 실리콘 웨이퍼 표면의 실리콘 분말 잔류물을 효과적으로 제어합니다.동시에 사전 세척 시 수온, 유량 및 시간을 향상시켜 실리콘 파우더가 제때에 세척되도록 할 수 있습니다.

(6) 실리콘 웨이퍼를 세척 테이블 위에 놓으면 즉시 처리해야 하며, 전체 세척 과정 동안 실리콘 웨이퍼를 젖은 상태로 유지해야 합니다.

(7) 실리콘 웨이퍼는 탈검 과정에서 표면을 촉촉하게 유지하며 자연적으로 건조될 수 없습니다.(8) 실리콘 웨이퍼의 세정 공정에서 공기 중에 노출되는 시간을 최대한 줄여 실리콘 웨이퍼 표면에 꽃이 피는 것을 방지할 수 있다.

(9) 청소 직원은 전체 청소 과정에서 실리콘 웨이퍼 표면에 직접 접촉해서는 안 되며, 지문이 남지 않도록 고무장갑을 착용해야 합니다.

(10) 참고문헌 [2]에서 배터리 끝단은 1:26(3% NaOH 용액)의 부피비에 따라 과산화수소(H2O2) + 알칼리 NaOH 세척 공정을 사용하여 문제 발생을 효과적으로 줄일 수 있습니다.그 원리는 반도체 실리콘 웨이퍼의 SC1 세정액(통상 1액으로 알려짐)과 유사합니다.주요 메커니즘: 실리콘 웨이퍼 표면의 산화막은 NaOH에 의해 부식된 H2O2의 산화에 의해 형성되며 산화와 부식이 반복적으로 발생합니다.따라서 실리콘 분말, 수지, 금속 등에 부착된 입자도 부식층과 함께 세정액에 떨어지게 됩니다.H2O2의 산화로 인해 웨이퍼 표면의 유기물은 CO2, H2O로 분해되어 제거됩니다.이 세척 공정은 다이아몬드 와이어 절단 단결정 실리콘 웨이퍼, 국내 및 대만의 실리콘 웨이퍼 및 기타 배터리 제조업체의 배치 사용 벨벳 화이트 문제 불만 사항을 처리하기 위해 이 공정을 사용하는 실리콘 웨이퍼 제조업체였습니다.유사한 벨벳 사전 세척 공정을 사용하는 배터리 제조업체도 있으며 벨벳 화이트의 외관을 효과적으로 제어합니다.실리콘 웨이퍼 세정 공정에 이러한 세정 공정을 추가하여 실리콘 웨이퍼 잔여물을 제거함으로써 배터리 끝 부분의 흰머리 문제를 효과적으로 해결하고 있음을 알 수 있다.

결론

현재 다이아몬드 와이어 커팅은 단결정 커팅 분야의 주요 가공 기술이 되었지만 벨벳 화이트 제작 문제를 추진하는 과정에서 실리콘 웨이퍼 및 배터리 제조업체가 어려움을 겪고 있어 배터리 제조업체가 실리콘 다이아몬드 와이어 커팅을 하고 있습니다. 웨이퍼에는 약간의 저항이 있습니다.White 영역의 비교분석을 통해 주로 Silicon Wafer 표면의 잔류물로 인해 발생하는 것으로 나타났습니다.본 논문에서는 셀 내 실리콘 웨이퍼 문제를 보다 효과적으로 예방하기 위해 실리콘 웨이퍼 표면 오염의 가능한 원인을 분석하고 생산 시 개선 제안 및 조치를 제시합니다.백반의 개수, 부위, 형태에 따라 원인을 분석하고 개선할 수 있습니다.특히 과산화수소+알칼리 세척 공정을 사용하는 것이 좋습니다.성공적인 경험을 통해 일반 업계 관계자 및 제조업체의 참고로 다이아몬드 와이어 절단 실리콘 웨이퍼 제작 벨벳 미백 문제를 효과적으로 예방할 수 있음이 입증되었습니다.