用什么设备来切割单晶硅片

A. 单晶硅划片工艺及设备

碳化硅颗粒的粒径和形状直接关系到单晶硅、多晶硅的产品质量，即碳化硅颗粒的形状变化可以影响到单晶硅、多晶硅的切割效率、切割的成品率。（颗粒圆度、椭圆度、等效圆 、长宽比等）。
我们有用瑞思光学的RA300智能颗粒分析分析碳化硅。

B. 请写出半导体硅片加工从头到尾的各个关键环节，哪道工序用金刚石砂轮

从多晶硅到单晶硅棒再到切(硅)片这一段是用不到金刚石砂轮的!我们公司就是从事光伏产品的制造! 从多晶硅-单晶硅-切片都做的!

目前超过98％的电子元件材料全部使用单晶硅。其中用CZ法占了约85％，其他部份则是由浮融法FZ生长法。CZ法生长出的单晶硅，用在生产低功率的集成电路元件。而FZ法生长出的单晶硅则主要用在高功率的电子元件。CZ法所以比FZ法更普遍被半导体工业采用，主要在于它的高氧含量提供了晶片强化的优点。另外一个原因是CZ法比FZ法更容易生产出大尺寸的单晶硅棒。

目前国内主要采用CZ法

CZ法主要设备：CZ生长炉

CZ法生长炉的组成元件可分成四部分

（1）炉体：包括石英坩埚，石墨坩埚，加热及绝热元件，炉壁

（2）晶棒及坩埚拉升旋转机构：包括籽晶夹头，吊线及拉升旋转元件

（3）气氛压力控制：包括气体流量控制，真空系统及压力控制阀

（4）控制系统：包括侦测感应器及电脑控制系统

加工工艺：

加料→熔化→缩颈生长→放肩生长→等径生长→尾部生长

（1）加料：将多晶硅原料及杂质放入石英坩埚内，杂质的种类依电阻的N或P型而定。杂质种类有硼，磷，锑，砷。

（2）熔化：加完多晶硅原料于石英埚内后，长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度（1420℃）以上，将多晶硅原料熔化。

（3）缩颈生长：当硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩劲生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小（4-6mm）由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面，产生零位错的晶体。

（4）放肩生长：长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。

（5）等径生长：长完细颈和肩部之后，借着拉速与温度的不断调整，可使晶棒直径维持在正负2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。

（6）尾部生长：在长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么效应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生，必须将晶棒的直径慢慢缩小，直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出，即完成一次生长周期。

单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片

加工流程：

单晶生长→切断→外径滚磨→平边或V型槽处理→切片

倒角→研磨 腐蚀--抛光→清洗→包装

切断：目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分，将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度，切取试片测量单晶硅棒的电阻率含氧量。

切断的设备：内园切割机或外园切割机

切断用主要进口材料：刀片

外径磨削：由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大，通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。

外径滚磨的设备：磨床

平边或V型槽处理：指方位及指定加工，用以单晶硅捧上的特定结晶方向平边或V型。

处理的设备：磨床及X－RAY绕射仪。

切片：指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶片。

切片的设备：内园切割机或线切割机

倒角：指将切割成的晶片税利边修整成圆弧形，防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度。

倒角的主要设备：倒角机

研磨：指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。

研磨的设备：研磨机（双面研磨）

主要原料：研磨浆料（主要成份为氧化铝，铬砂，水），滑浮液。

腐蚀：指经切片及研磨等机械加工后，晶片表面受加工应力而形成的损伤层，通常采用化学腐蚀去除。

腐蚀的方式：（A）酸性腐蚀，是最普遍被采用的。酸性腐蚀液由硝酸（HNO3），氢氟酸（HF），及一些缓冲酸（CH3COCH，H3PO4）组成。

（B）碱性腐蚀，碱性腐蚀液由KOH或NaOH加纯水组成。

抛光：指单晶硅片表面需要改善微缺陷，从而获得高平坦度晶片的抛光。

抛光的设备：多片式抛光机，单片式抛光机。

抛光的方式：粗抛：主要作用去除损伤层，一般去除量约在10－20um；

精抛：主要作用改善晶片表面的微粗糙程度，一般去除量1um以下

主要原料：抛光液由具有SiO2的微细悬硅酸胶及NaOH（或KOH或NH4OH）组成，分为粗抛浆和精抛浆。

清洗：在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗，这里的清洗主要是抛光后的最终清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。

清洗的方式：主要是传统的RCA湿式化学洗净技术。

主要原料：H2SO4，H2O2，HF，NH4HOH，HCL

（3）损耗产生的原因

A.多晶硅--单晶硅棒

多晶硅加工成单晶硅棒过程中：如产生损耗是重掺埚底料、头尾料则无法再利用，只能当成冶金行业如炼铁、炼铝等用作添加剂；如产生损耗是非重掺埚底料、头尾料可利用制成低档次的硅产品，此部分应按边角料征税。

重掺料是指将多晶硅原料及接近饱和量的杂质（种类有硼，磷，锑，砷。杂质的种类依电阻的N或P型）放入石英坩埚内溶化而成的料。

重掺料主要用于生产低电阻率（电阻率＜0.011欧姆／厘米）的硅片。

损耗：单晶拉制完毕后的埚底料约15％。

单晶硅棒整形过程中的头尾料约20％。

单晶整形过程中（外径磨削工序）由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大，通过外径磨削可以获得较为精确的直径。损耗约10％-13％。

希望能对你有帮助!

C. 硅片切割机的型号分类、特点及应用

产品特点
·高配置：采用进口光纤激光器，光束质量更好（标准基模）、切缝更细（30μm）、边缘更平整光滑。
·免维护：整机采用国际标准模块化设计，真正免维护、不间断连续运行、无消耗性易损件更换。
·操作方便：设备集成风冷设置，设备体积更小，操作更简单。
·专用控制软件：专为激光划片机而设计的控制软件，操作简单，能实时显示划片路径。
·工作效率高：T型台双工位交替运行，提高工作效率.最大划片速度可达200mm/s。
应用及市场
太阳能行业单晶硅、多晶硅、非晶硅带太阳能电池片和硅片的划片（切割、切片）。 产品特点
高配置：采用进口新型半导体材料，大大提高电光转换效率。
运行稳定：全封闭光路设计，光钎传输，确保激光器长期连续稳定运行，对环境适应能力更强。整机采取国际标准模块化设计，结构合理，安装维护更方便简洁。
高效率：低电流、高效率。工作电流小，速度快（达220mm/s）基本做到免维护，无材料损耗，零故障率，运行成本更低。
应用及市场
太阳能行业单晶硅、多晶硅、非晶硅带太阳能电池片和硅片的划片（切割、切片）。 产品特点
高端配置：核心部件（聚光腔）采用进口新型材料，大大提高电光转换效率，·激光器采用新一代的金属镀金聚光腔，避免脱金，更耐用。
专业控制软件：操控软件根据行业特点专门设计，人机界面友好，操作方便，·划片轨迹显示，便于划片路径的设计、更改、监测。
运行成本低：工作电流小（小于11A），速度快（达140mm/s）延长氪灯使用寿命，减少维护，减少材料损耗，降低故障率，降低运行成本。
人性化设计：独有提示功能，确保易损件及时更换。
应用及市场
太阳能行业单晶硅、多晶硅、非晶硅带太阳能电池片和硅片的划片（切割、切片）。

D. 单晶硅片的制备为什么不用激光，而是用机械切割相应的机械是什么请附注资料来源，谢谢了！！

用线切割机，线径为0.12mm左右，激光的话，不知道强度和直径方面能否控制好？还有怎么才能冷却！？

E. 未来对硅片和蓝宝石的切割是激光为主还是线切

激光切割更有利于蓝宝石这种高硬度材质的材料，激光切割热影响小，能够较好的在不破坏蓝宝石性质的情况下完成相应的切割步骤，随着蓝宝石激光切割机技术的越来越成熟，蓝宝石其高精度、高介电系数、高热导系数等优越特性还更被市场期待可应用在光学、航天科技等领域。这也就意味着蓝宝石激光切割机已经最大程度上解决了蓝宝石切割难度大，加工工艺复杂这一棘手难题。所以使用切割的方式更有利于蓝宝石材料。

F. 单晶硅的生产工艺流程

摘要 直拉法和区熔法是制备单晶硅最常用的方法