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新型结构线锯切割晶体硅片特性研究

2014-05-07 08:41
瑾年Invader
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  摘要:通过双向结构线锯切割晶体硅片试验,分析了切片表面的微观形貌特点,研究了砂浆用量与进给速度对硅片表面粗糙度(Ra)、总厚度偏差(TTV)、翘曲度的影响大小。结果表明:结构线锯切割晶体硅片表面参数正常,符合检测标准,为切割效率提高,成本降低开辟了一条新的道路。

  关键词 结构线锯 晶体硅片 切割

  1 引言

  目前,太阳能硅片制造工艺主要流程为:单晶拉直或多晶浇铸—开方—磨面和倒角—硅晶棒切片——清洗—分拣包装。切片是把硅晶棒变为硅晶片的一道重要工序,其切片质量的好坏直接影响后续加工工序及最终加工质量。目前,切片的主要方法有两种:一是利用钢线锯高速运行带动悬浮在PEG中的碳化硅磨削晶棒实现切片;二是直接利用钢线表面镶嵌或电镀有金刚石的金刚线锯磨削晶棒块实现切片[1-4]。由于第二种切片方式需要对现有设备进行改造,费用昂贵,且还需要改进电池片工艺,因此没有广泛推广利用。而第一种工艺也存在切片质量不稳地,成本偏高的缺点,因此,如何提高硅片切割质量,降低成本是各个硅片生产厂家迫切需要解决的问题。

  本文进行了结构线锯双向切割硅片的实验,分析了切片表面微观形貌特点及形成原因,研究了工艺参数对硅片的表面粗糙度、总厚度偏差(TTV)、翘曲度与亚表面损伤层厚度(SSD)的影响,并对实验结果进行了分析。

  2 试 验

  2.1 试验方法

  图1 瑞士梅耶博格DS264型切片机示意图

  本实验选用瑞士梅耶博格DS264型切片机进行双向结构线锯试验。图1为此切割装置的示意图。

  2.2 实验方案与硅片质量评价

  因为结构线锯具有降低砂浆用量,提高切割效率的优点,所以本文实验方案将以砂浆用量和切割进给进行两因子两水平进行试验。试验后检测硅片厚度和表面粗糙,以及切割后钢线锯和碳化硅磨损值,并与直钢线锯切割进行对比分析。

  加工参数与切割条件如表1所示。使用基恩士3D扫描显微镜观察切割的硅片表面形貌[5];利用蔡司电子显微镜观查碳化硅形貌;采用TR200型表面粗糙度测量仪沿工件进给方向测量硅片的表面线痕深度(Rt值);采用WA-200硅片厚度电阻率测试仪测量硅片厚度差值(TTV值);采用EXPLOIT塞尺测量硅片翘曲度。


  表1 结构线锯切割条件与加工参数

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