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डायमंड वायर कटिंग तकनीक को कंसॉलिडेशन अपघर्षक कटिंग तकनीक के रूप में भी जाना जाता है।यह काटने के प्रभाव को प्राप्त करने के लिए, स्टील के तार की सतह पर समेकित हीरे के अपघर्षक की इलेक्ट्रोप्लेटिंग या राल बॉन्डिंग विधि का उपयोग है, हीरे के तार सीधे सिलिकॉन रॉड या सिलिकॉन पिंड की सतह पर कार्य करते हैं, जिससे पीसने का उत्पादन होता है।हीरे के तार काटने में तेज काटने की गति, उच्च काटने की सटीकता और कम सामग्री हानि की विशेषताएं हैं।

वर्तमान में, हीरे के तार काटने वाले सिलिकॉन वेफर के लिए एकल क्रिस्टल बाजार को पूरी तरह से स्वीकार कर लिया गया है, लेकिन इसे बढ़ावा देने की प्रक्रिया में भी इसका सामना करना पड़ा है, जिनमें से मखमली सफेद सबसे आम समस्या है।इसे देखते हुए, यह पेपर इस बात पर केंद्रित है कि हीरे के तार काटने वाली मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर वेलवेट सफेद समस्या को कैसे रोका जाए।

हीरे के तार काटने वाले मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर की सफाई प्रक्रिया में तार आरा मशीन उपकरण द्वारा काटे गए सिलिकॉन वेफर को राल प्लेट से निकालना, रबर की पट्टी को हटाना और सिलिकॉन वेफर को साफ करना है।सफाई उपकरण मुख्य रूप से एक प्री-क्लीनिंग मशीन (डीगमिंग मशीन) और एक सफाई मशीन है।प्री-क्लीनिंग मशीन की मुख्य सफाई प्रक्रिया है: फीडिंग-स्प्रे-स्प्रे-अल्ट्रासोनिक सफाई-डीगमिंग-साफ पानी से कुल्ला करना-दूध पिलाना।सफाई मशीन की मुख्य सफाई प्रक्रिया है: फीडिंग-शुद्ध पानी से धोना-शुद्ध पानी से धोना-क्षार से धोना-क्षार से धोना-शुद्ध पानी से धोना-शुद्ध पानी से धोना-पूर्व-निर्जलीकरण (धीमी गति से उठाना)-सुखाना-खिलाना।

एकल-क्रिस्टल मखमल बनाने का सिद्धांत

मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर के अनिसोट्रोपिक संक्षारण की विशेषता है।प्रतिक्रिया सिद्धांत निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण है:

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

संक्षेप में, साबर निर्माण प्रक्रिया है: विभिन्न क्रिस्टल सतह के विभिन्न संक्षारण दर के लिए NaOH समाधान, (111) की तुलना में (100) सतह संक्षारण गति, इसलिए (100) अनिसोट्रोपिक संक्षारण के बाद मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर के लिए, अंततः सतह पर बनता है (111) चार-तरफा शंकु, अर्थात् "पिरामिड" संरचना (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है)।संरचना बनने के बाद, जब प्रकाश एक निश्चित कोण पर पिरामिड ढलान पर आपतित होता है, तो प्रकाश दूसरे कोण पर ढलान पर प्रतिबिंबित होगा, जिससे द्वितीयक या अधिक अवशोषण होगा, जिससे सिलिकॉन वेफर की सतह पर परावर्तन कम हो जाएगा। , अर्थात्, प्रकाश जाल प्रभाव (चित्र 2 देखें)।"पिरामिड" संरचना का आकार और एकरूपता जितनी बेहतर होगी, जाल प्रभाव उतना ही अधिक स्पष्ट होगा, और सिलिकॉन वेफर की सतह का उत्सर्जन उतना ही कम होगा।

चित्र 1: क्षार उत्पादन के बाद मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर की सूक्ष्म आकृति विज्ञान

चित्र 2: "पिरामिड" संरचना का प्रकाश जाल सिद्धांत

एकल क्रिस्टल श्वेतकरण का विश्लेषण

सफेद सिलिकॉन वेफर पर इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप को स्कैन करने से, यह पाया गया कि क्षेत्र में सफेद वेफर की पिरामिड माइक्रोस्ट्रक्चर मूल रूप से नहीं बनी थी, और सतह पर "मोमी" अवशेषों की एक परत दिखाई देती थी, जबकि साबर की पिरामिड संरचना उसी सिलिकॉन वेफर के सफेद क्षेत्र में बेहतर गठन किया गया था (चित्र 3 देखें)।यदि मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर की सतह पर अवशेष हैं, तो सतह पर अवशिष्ट क्षेत्र "पिरामिड" संरचना का आकार और एकरूपता निर्माण होगा और सामान्य क्षेत्र का प्रभाव अपर्याप्त है, जिसके परिणामस्वरूप अवशिष्ट मखमली सतह परावर्तन सामान्य क्षेत्र से अधिक है, दृश्य में सामान्य क्षेत्र की तुलना में उच्च परावर्तन वाला क्षेत्र सफेद के रूप में परिलक्षित होता है।जैसा कि सफेद क्षेत्र के वितरण आकार से देखा जा सकता है, यह बड़े क्षेत्र में नियमित या नियमित आकार नहीं है, बल्कि केवल स्थानीय क्षेत्रों में है।ऐसा होना चाहिए कि सिलिकॉन वेफर की सतह पर स्थानीय प्रदूषकों को साफ नहीं किया गया है, या सिलिकॉन वेफर की सतह की स्थिति द्वितीयक प्रदूषण के कारण होती है।

चित्र 3: मखमली सफेद सिलिकॉन वेफर्स में क्षेत्रीय सूक्ष्म संरचना अंतर की तुलना

हीरे के तार काटने वाले सिलिकॉन वेफर की सतह अधिक चिकनी होती है और क्षति कम होती है (जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है)।मोर्टार सिलिकॉन वेफर की तुलना में, क्षार और हीरे के तार काटने वाली सिलिकॉन वेफर सतह की प्रतिक्रिया गति मोर्टार काटने वाले मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर की तुलना में धीमी है, इसलिए मखमल प्रभाव पर सतह के अवशेषों का प्रभाव अधिक स्पष्ट है।

चित्र 4: (ए) मोर्टार कट सिलिकॉन वेफर की सतह माइक्रोग्राफ (बी) डायमंड वायर कट सिलिकॉन वेफर की सतह माइक्रोग्राफ

डायमंड वायर-कट सिलिकॉन वेफर सतह का मुख्य अवशिष्ट स्रोत

(1) शीतलक: हीरे के तार काटने वाले शीतलक के मुख्य घटक सर्फेक्टेंट, डिस्पर्सेंट, डिफेमेजेंट और पानी और अन्य घटक हैं।उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ काटने वाले तरल में अच्छा निलंबन, फैलाव और आसान सफाई क्षमता है।सर्फेक्टेंट में आमतौर पर बेहतर हाइड्रोफिलिक गुण होते हैं, जिन्हें सिलिकॉन वेफर सफाई प्रक्रिया में साफ करना आसान होता है।पानी में इन एडिटिव्स के निरंतर सरगर्मी और संचलन से बड़ी संख्या में फोम पैदा होगा, जिसके परिणामस्वरूप शीतलक प्रवाह में कमी आएगी, जिससे शीतलन प्रदर्शन प्रभावित होगा, और गंभीर फोम और यहां तक ​​कि फोम अतिप्रवाह की समस्याएं होंगी, जो उपयोग को गंभीर रूप से प्रभावित करेगी।इसलिए, शीतलक का उपयोग आमतौर पर डिफोमिंग एजेंट के साथ किया जाता है।डिफोमिंग प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, पारंपरिक सिलिकॉन और पॉलीथर आमतौर पर खराब हाइड्रोफिलिक होते हैं।पानी में विलायक को सोखना बहुत आसान होता है और बाद की सफाई में सिलिकॉन वेफर की सतह पर बना रहता है, जिसके परिणामस्वरूप सफेद धब्बे की समस्या होती है।और शीतलक के मुख्य घटकों के साथ अच्छी तरह से संगत नहीं है, इसलिए, इसे दो घटकों में बनाया जाना चाहिए, मुख्य घटकों और डिफोमिंग एजेंटों को पानी में जोड़ा गया था, उपयोग की प्रक्रिया में, फोम की स्थिति के अनुसार, मात्रात्मक रूप से नियंत्रित करने में असमर्थ एंटीफोम एजेंटों का उपयोग और खुराक, आसानी से एनोमिंग एजेंटों की अधिक मात्रा की अनुमति दे सकता है, जिससे सिलिकॉन वेफर सतह के अवशेषों में वृद्धि हो सकती है, इसे संचालित करना भी अधिक असुविधाजनक है, हालांकि, कच्चे माल और डिफोमिंग एजेंट कच्चे की कम कीमत के कारण सामग्री, इसलिए, अधिकांश घरेलू शीतलक इस सूत्र प्रणाली का उपयोग करते हैं;एक अन्य शीतलक एक नए डिफोमिंग एजेंट का उपयोग करता है, मुख्य घटकों के साथ अच्छी तरह से संगत हो सकता है, कोई अतिरिक्त नहीं, इसकी मात्रा को प्रभावी ढंग से और मात्रात्मक रूप से नियंत्रित कर सकता है, अत्यधिक उपयोग को प्रभावी ढंग से रोक सकता है, व्यायाम करने के लिए भी बहुत सुविधाजनक है, उचित सफाई प्रक्रिया के साथ, यह अवशेषों को बहुत निम्न स्तर तक नियंत्रित किया जा सकता है, जापान में और कुछ घरेलू निर्माता इस फॉर्मूला प्रणाली को अपनाते हैं, हालांकि, इसकी उच्च कच्चे माल की लागत के कारण, इसका मूल्य लाभ स्पष्ट नहीं है।

(2) गोंद और राल संस्करण: हीरे के तार काटने की प्रक्रिया के बाद के चरण में, आने वाले सिरे के पास के सिलिकॉन वेफर को पहले ही काट दिया गया है, आउटलेट के सिरे पर सिलिकॉन वेफर को अभी तक नहीं काटा गया है, शुरुआती कटे हुए हीरे को रबर परत और राल प्लेट में तार कटना शुरू हो गया है, चूंकि सिलिकॉन रॉड गोंद और राल बोर्ड दोनों एपॉक्सी राल उत्पाद हैं, इसका नरम बिंदु मूल रूप से 55 और 95 ℃ के बीच है, यदि रबर परत या राल का नरम बिंदु है प्लेट कम है, यह काटने की प्रक्रिया के दौरान आसानी से गर्म हो सकती है और इसके नरम होने और पिघलने का कारण बन सकती है, स्टील के तार और सिलिकॉन वेफर सतह से जुड़ी होती है, जिससे डायमंड लाइन की काटने की क्षमता कम हो जाती है, या सिलिकॉन वेफर्स प्राप्त हो जाते हैं और राल से सना हुआ, एक बार जुड़ने के बाद इसे धोना बहुत मुश्किल होता है, ऐसा संदूषण ज्यादातर सिलिकॉन वेफर के किनारे किनारे के पास होता है।

(3) सिलिकॉन पाउडर: हीरे के तार काटने की प्रक्रिया में बहुत सारे सिलिकॉन पाउडर का उत्पादन होगा, काटने के साथ, मोर्टार कूलेंट पाउडर की सामग्री अधिक से अधिक होगी, जब पाउडर पर्याप्त बड़ा होगा, तो सिलिकॉन सतह का पालन करेगा, और सिलिकॉन पाउडर के आकार और आकार के हीरे के तार काटने से सिलिकॉन की सतह पर सोखना आसान हो जाता है, जिससे इसे साफ करना मुश्किल हो जाता है।इसलिए, शीतलक का अद्यतन और गुणवत्ता सुनिश्चित करें और शीतलक में पाउडर की मात्रा कम करें।

(4) सफाई एजेंट: हीरे के तार काटने वाले निर्माताओं का वर्तमान उपयोग ज्यादातर एक ही समय में मोर्टार काटने का उपयोग करता है, ज्यादातर मोर्टार काटने से पहले धोने, सफाई प्रक्रिया और सफाई एजेंट इत्यादि का उपयोग करते हैं, काटने के तंत्र से एकल हीरे के तार काटने की तकनीक, एक रूप लाइन के पूरे सेट, कूलेंट और मोर्टार कटिंग में बड़ा अंतर होता है, इसलिए डायमंड वायर कटिंग के लिए संबंधित सफाई प्रक्रिया, सफाई एजेंट की खुराक, फॉर्मूला आदि के अनुरूप समायोजन करना चाहिए।सफाई एजेंट एक महत्वपूर्ण पहलू है, मूल सफाई एजेंट सूत्र सर्फैक्टेंट, क्षारीयता हीरे के तार काटने वाले सिलिकॉन वेफर की सफाई के लिए उपयुक्त नहीं है, हीरे के तार सिलिकॉन वेफर की सतह के लिए होना चाहिए, लक्षित सफाई एजेंट की संरचना और सतह के अवशेष, और साथ लेना सफाई प्रक्रिया.जैसा कि ऊपर बताया गया है, मोर्टार कटिंग में डिफोमिंग एजेंट की संरचना की आवश्यकता नहीं होती है।

(5) पानी: हीरे के तार काटना, पूर्व-धोना और सफाई करना अतिप्रवाह पानी में अशुद्धियाँ होती हैं, इसे सिलिकॉन वेफर की सतह पर सोख लिया जा सकता है।

मखमली बालों को सफेद दिखाने की समस्या को कम करने के सुझाव

(1) अच्छे फैलाव के साथ शीतलक का उपयोग करने के लिए, और सिलिकॉन वेफर की सतह पर शीतलक घटकों के अवशेषों को कम करने के लिए शीतलक को कम-अवशेष डिफोमिंग एजेंट का उपयोग करना आवश्यक है;

(2) सिलिकॉन वेफर के प्रदूषण को कम करने के लिए उपयुक्त गोंद और राल प्लेट का उपयोग करें;

(3) शीतलक को शुद्ध पानी से पतला किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उपयोग किए गए पानी में आसानी से कोई अवशिष्ट अशुद्धियाँ न रहें;

(4) डायमंड वायर कट सिलिकॉन वेफर की सतह के लिए, गतिविधि और सफाई प्रभाव के लिए अधिक उपयुक्त सफाई एजेंट का उपयोग करें;

(5) काटने की प्रक्रिया में सिलिकॉन पाउडर की सामग्री को कम करने के लिए डायमंड लाइन कूलेंट ऑनलाइन रिकवरी सिस्टम का उपयोग करें, ताकि वेफर की सिलिकॉन वेफर सतह पर सिलिकॉन पाउडर के अवशेषों को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सके।साथ ही, यह पूर्व-धोने में पानी के तापमान, प्रवाह और समय में सुधार भी बढ़ा सकता है, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सिलिकॉन पाउडर समय पर धोया जाता है

(6) एक बार जब सिलिकॉन वेफर को सफाई मेज पर रखा जाता है, तो इसे तुरंत उपचारित किया जाना चाहिए, और पूरी सफाई प्रक्रिया के दौरान सिलिकॉन वेफर को गीला रखना चाहिए।

(7) सिलिकॉन वेफर डीगमिंग की प्रक्रिया में सतह को गीला रखता है, और प्राकृतिक रूप से सूख नहीं सकता है।(8) सिलिकॉन वेफर की सफाई प्रक्रिया में, सिलिकॉन वेफर की सतह पर फूलों के उत्पादन को रोकने के लिए हवा में उजागर होने वाले समय को यथासंभव कम किया जा सकता है।

(9) सफाई कर्मचारी पूरी सफाई प्रक्रिया के दौरान सीधे सिलिकॉन वेफर की सतह से संपर्क नहीं करेंगे, और रबर के दस्ताने पहनने होंगे, ताकि फिंगरप्रिंट प्रिंटिंग न हो।

(10) संदर्भ में [2], बैटरी अंत 1:26 (3% NaOH समाधान) के आयतन अनुपात के अनुसार हाइड्रोजन पेरोक्साइड H2O2 + क्षार NaOH सफाई प्रक्रिया का उपयोग करता है, जो समस्या की घटना को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है।इसका सिद्धांत सेमीकंडक्टर सिलिकॉन वेफर के SC1 सफाई समाधान (आमतौर पर तरल 1 के रूप में जाना जाता है) के समान है।इसका मुख्य तंत्र: सिलिकॉन वेफर सतह पर ऑक्सीकरण फिल्म H2O2 के ऑक्सीकरण से बनती है, जो NaOH द्वारा संक्षारित होती है, और ऑक्सीकरण और क्षरण बार-बार होता है।इसलिए, सिलिकॉन पाउडर, राल, धातु, आदि से जुड़े कण भी संक्षारण परत के साथ सफाई तरल में गिर जाते हैं;H2O2 के ऑक्सीकरण के कारण, वेफर सतह पर कार्बनिक पदार्थ CO2, H2O में विघटित हो जाते हैं और हटा दिए जाते हैं।सफाई की यह प्रक्रिया सिलिकॉन वेफर निर्माताओं द्वारा हीरे के तार काटने वाले मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर, घरेलू और ताइवान में सिलिकॉन वेफर और अन्य बैटरी निर्माताओं के बैच में मखमली सफेद समस्या की शिकायतों की सफाई की प्रक्रिया के लिए उपयोग की गई है।वहाँ भी बैटरी निर्माताओं ने समान मखमली पूर्व-सफाई प्रक्रिया का उपयोग किया है, जो मखमली सफेद की उपस्थिति को भी प्रभावी ढंग से नियंत्रित करते हैं।यह देखा जा सकता है कि सिलिकॉन वेफर अवशेषों को हटाने के लिए इस सफाई प्रक्रिया को सिलिकॉन वेफर सफाई प्रक्रिया में जोड़ा गया है ताकि बैटरी के अंत में सफेद बालों की समस्या को प्रभावी ढंग से हल किया जा सके।

निष्कर्ष

वर्तमान में, डायमंड वायर कटिंग सिंगल क्रिस्टल कटिंग के क्षेत्र में मुख्य प्रसंस्करण तकनीक बन गई है, लेकिन मखमली सफेद बनाने की समस्या को बढ़ावा देने की प्रक्रिया में सिलिकॉन वेफर और बैटरी निर्माताओं को परेशानी हो रही है, जिससे बैटरी निर्माता डायमंड वायर कटिंग सिलिकॉन की ओर अग्रसर हो गए हैं। वेफर में कुछ प्रतिरोध है।सफेद क्षेत्र के तुलनात्मक विश्लेषण के माध्यम से, यह मुख्य रूप से सिलिकॉन वेफर की सतह पर अवशेषों के कारण होता है।सेल में सिलिकॉन वेफर की समस्या को बेहतर ढंग से रोकने के लिए, यह पेपर सिलिकॉन वेफर की सतह के प्रदूषण के संभावित स्रोतों के साथ-साथ उत्पादन में सुधार के सुझावों और उपायों का विश्लेषण करता है।सफेद दागों की संख्या, क्षेत्र और आकार के अनुसार कारणों का विश्लेषण कर उनमें सुधार किया जा सकता है।विशेष रूप से हाइड्रोजन पेरोक्साइड + क्षार सफाई प्रक्रिया का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।सामान्य उद्योग के अंदरूनी सूत्रों और निर्माताओं के संदर्भ के लिए, सफल अनुभव ने साबित कर दिया है कि यह हीरे के तार काटने वाले सिलिकॉन वेफर को मखमली सफेद बनाने की समस्या को प्रभावी ढंग से रोक सकता है।