怎样把大尺寸单晶棒变成硅片？

　　切片机简介

　　硅单晶棒的成型环节主要包括切片、双面研磨、倒角和蚀刻，如下图所示：

　　切片是将硅单晶棒切成具有几何尺寸和所需厚度薄硅片的工艺，所需的设备是切片机。

　　内圆切片机

　　切片机总体上经历了两个大的时代，20世纪90年代前采用的是内圆切片机，其切割刀片为厚度0.12-0.15mm的不锈钢圆环，内环涂镀金刚石磨料，内圆刀片外端通过内圆切片机上、下刀盘夹持和张紧形成具有一定刚度的刀片，随刀盘高速旋转。单晶棒料黏结在单晶棒装夹头上并安装在送料装置上，送料装置按照预定厚度相对内圆刀片分度运动一个切割距离后，单晶棒料相对于内圆刀片在工作台运动下往刀片外端方向运动，形成切割。

　　根据单晶棒晶轴黏结方向不同，内圆切片机分为立式和卧式两种。内圆切片机的主要参数有切割晶棒大直径(mm)、工件长度(mm)、切割速度范围(mm/min)、片厚设定范围等。

　　随着晶棒直径增大，内圆切割后的硅片存在厚度变化、弯曲度、翘曲度和表面损伤层较大等问题，因此内圆切片机适合6英寸及以下的晶棒切片。90年代后多线切割机的出现解决了内圆切片机存在的问题，因此之后便成为主流的切片设备。

　　多线切割机

　　多线切割机的原理如下：所用的切割钢线按照排列间距均匀缠绕分布在轴辊上形成切割线网框，网框的切割边呈水平状态，随着轴辊的高速旋转做高速缠绕运动，单晶棒按长度方向呈水平状黏结在进给装置上，并相对网框做低速进给运动。高速运动的钢线与单晶棒发生摩擦，同时SiC等磨料砂浆被浇筑在摩擦区域，切割钢线裹挟SiC磨料，对切割材料发生细微的切割作用，直到切割出一组具有预设厚度的硅片。

　　根据单晶棒的进给方向多线切割机分为下进式和上进式两种，下进式是单晶棒放在网框上端由上往下切割，反之是上进式切割机。近十几年随着技术进步，多线切割机使用的钢线由普通钢线换成金刚石钢线，而且由于金刚石钢线切割中使用了去离子水为主要成份的冷切液，相应的工作环境比采用SiC磨料的环境改善，同时相比内圆切片机，多线切割机适用于300mm大尺寸晶棒切割。