大直径晶体薄片切割技术

大 直 径 晶 体 薄 片 切 割 技 术 张 纪 直 本文以我所研制的公�一 � 型立式内圆切片机为例 , 从 晶体菊片切创的质 指标出 发 , 分析了晌影切割质且的主要因素和设备研制中所采取的技术 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。 近年来 , 随若大规模和超大规模集成电路的发展 , 硅片尺寸在不 断 加 大 。 ! ∀ # ∃年 , 小! % %毫 ‘ 米的圆片在困外将得到 普遍采用 , 一片朝着小! � &毫米及小!& ∋毫米的方向发展 。 在国内, 小&。毫米左 右的圆片已普遍采用 , 并朝着小#& 毫米和小(“毫沐的方向发展 。 由于片子尺寸的加大 , 大直径品 体薄片的切割就 成了燃们之急的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 ! ∀ # &年 , 我所研制出能切割小#& 毫米的) �一 � 型立式内圆切片机 , 接石 , 又在研 料 能 切割 小!训毫米晶休薄片的新设备 。 ) �一 � 利切片机所规定的切片质量指标 ∗ 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面不平度不大于 % + %! &毫米 , 上下面不平行度不大于。, %! 毫米 , 片厚误差不大于 % + %! 毫米 , 表面光洁度军 # , 晶向定向精度为士−% 分 。 彩响晶片表面不平度的主要因素是切剖边. 给为 回 与刀片不平行 。 为此 , 就得使托板移动方向 与下刀盘的顶 面 相 平 行 ∋ 参 看 图 ( / 。 ) 0一 � 翌 切 片 机 技 木 条 刊 中这 项 扎 标 规 定为 。+ %! &毫米 1 飞。。毫米 , 这项粉度是靠刮研导轨的箱体底平画来达到 。 影响品片表面不平度的因素还有刀片的张紧程度。 ) �一 � 型切片机中采川的是油 压 张紧刀 片, ’它比用螺钉张紧刀片张力要均匀 。 油压张紧刀片的结构如图 � 所示 。 从油嘴用黄油枪注入 − 号钡基润滑脂 , 刀片在高压油的作 /!2 下 , 沿以,紧槽变形 , 从而使刀片张紧 。 对于 % + !毫 米 厚的不 锈钢刀片, 油压一般在∃% 3 ! �% 个大气压 。 作用 。 上述二个力同方向 , 都指 向地心 , 导轨的间阶就花定她偏向一方 , 在接触运动时也不会变 化, 消除了间隙对漂移的影响 。 本机的接触运动机构也是十分精密的 。 ’已由二 + 个膜片一 , 一个芯轴 和一个圆筒组成 。 在二片外 圆一致 , 中心孔产格同心的膜片‘上员穿一根与该中心孔相 配 合 的 +芯 轴, 膜片在轴上压紧。 膜片同心地固定在一个圆简的二端 。 当圆筒不动 , 利 用气体压力的变化使 膜片产生弹性变形时 , 芯轴就产生了位移 , ,乙轴的移动精度取决于它与掩膜的垂心. 度和膜片变形 的一致性 。 通过认真的装配与调整本机在套刻 ! + &微米454 距的图形时 , 由于基本克服了漂 移现 象所以有 很高的生产率 。 随着我国半导体工业的发展 , 更为先进 , 更加完美的新产 品 , 新技术不断涌现 。 可以予期+ 性能更为可靠 , ‘套刻精度更高, 结构更为简 +年的新型半自动光刻 26 将会大量地出现在我国半导休 工业之中。 7声 峨8 , 、 + ‘岁 配合油压张紧刀‘片 , 刀片 心 , 其光学系统如自 − 所示 。 心误差为小于土% + %� 毫米 。 定心 ∋即刀片内径的中心和主轴的轴线相重合 / 采用的是显微镜定 用该显微镜能读出% + %! 毫米的定心误差 。 ) �一 � 型切片 机 规定定 尸尸下万石 +——万万习一7’飞工花� 巨巨霍霍霍霍霍霍霍霍霍霍霍霍霍芯五二二000 , 3 + , + 目甲 000 6666666 认认认认 图 ! ) �一 � 型切 片机传动 系统 影响片子上下面不平行的因素主要是硅片厚度进给部件中进给的直线性精度, 主要取决于导 心 轨的直线性精度 。 ) �一 � 型切片机技术条件中, 这项精度指标规定为。+ %! 毫米 1 �%% 毫 米。 它主 要靠精磨导轨和精细的调整导轨与滑块间的间隙来达到 。 + 片厚误差主要是 由硅片厚度进给部件中步进电机和传动系统的运动精度决 定的 。 )尸一 � 型 切片机的技术条件中, 把这项综合指标规定为。, % % &毫米 1% + �毫米 , 它主要 靠加工 中保证各传动 零件 ∋如蜗轮 、 蜗杆 、 丝扛气 螺母等 / 的运动精度来达到 。 · ‘ 切 削用星是影娜!切 片表面光洁度的主要因素。 金钢刀片的线速度越高, 则单位时间内参加切 割磨粒数量增加 , 切屑厚度下降 , 硅片表面上的残留面积减小 , 从而切片表面的光洁度提高 。 国 外金钢刀片切削部分的线速度达 ! % % %米1 分以上。 ) �一 � 型切片机中 , , ’该速度为∀∃ 。米1 分 。 切削 进给畏对切片表面光洁度影响很大 , 进给量增 +加时 , 切片表面上的残留面积增加 , 表面光洁度则 下降 。 ) �一 � + 型 切片机的切割进给量范围为 9 3 ∃% 毫米 1分 , 切割返回时为: %% 毫米 1分 。 ) �一 � 型切片机的切割进给采用的是力拒电机通过两对齿轮带动丝杠运转而呱动 托 板的 。 力矩电机具有反应 速度快 , 特性线性度好 , 共振频率高等优点 , 一可以大大提高系统的稳定性及动 态 、 静态精度 。 它与高灵敏度测速 发 电 机 配合 , 能组成高精度的低速宽调 速 系 统 。 在 切片机 中, 由于切割进给速度较快 , 而与力矩电机相匹配的测速发电机的寿命 偏 低 , 因而) �一 � 型切 片机采用了两台力矩电机 , 其一作传动 , 另一台作测速用 , 效果很好 。 影响切片表面光洁度的另一因素是主轴的钢度和抗振性 。 如果主 轴钢度 低, 在切割过程 ‘;‘受 径向切削力� ∗ 作用将弯曲变形 , 引起刀 口片刃 口棱角接触 , 在切片上将产生阿基米德螺线 切夕良。 当主轴有振动时 , 切出的片子将有波纹 。 都会使光洁度降低 。 为了提高主轴的钢度和抗振性 , ) �一 � 型切片机采用了如下措施 ∗ 主轴取立式结构即垂直安装 。 同卧式比较 , 它的钢度高 , 工作平稳 。 经过计算 , 切削圆周力 只有 !% 公斤 , 而主轴头的重量就有−% 公斤 , 当主轴为卧式时 , 在主轴 自重作用下 , 将产生重力挠 度 , 严重影响主轴刚性。 在立式结构时 , 这种情况就不复存在。 书‘“‘ 图 � 油压 张 紧装刀 结构 图 − 时刀 显徽 镜光学系统图 主轴的轴承 , 上端用的是一对 9: � ! 9单列向心推力球轴承 , 承受经向力和两方 面 的轴向力 。 下端用的是一对 � !� 单列向心球轴承 。 这 两对轴承均为<级的 。 目前 , 国内外 的 切割设备 , 绝大 多数还是用滚动轴承 , 少数设备采用掖体静压轴承 。 随着设备的发展 , 有前者向后 者 转 变 的趋 势。 我所正在研制的切割设备采用了静压轴承 。 由于掖体静压轴承油掖的内摩擦代替了金属的外 摩擦 , 所以磨擦损耗小, 运动平稳。 ∗ 为使主轴刚度提高, 希望跨距 ∋ 土下轴承间的距离 /小一点, 但跨距小了以后 , 轴承的钢度 又会降低。 为使两者兼顾 , ) �一 � 型切片机经过计算, 定为 − ∃% 毫米 。 ∋计算方法详见 《机床》 杂志! ∀ # :年第 9 期 《金属切削机床主轴合理支承距离的计算》一文 / 。 同时, ) �一 � 型 切 割机 主 轴上的皮带轮采用卸荷装置 , 皮带拉力就不是作用在主轴止 , 而是作用在壳体上 , 这也是提高 主轴钢度的措施之一。 为了减少主轴的强迫振功 , 传动皮带采用了无接头 一平皮带 。 主轴上的零件全部 设 计 成对称 的 。 例如 , 皮带轮上的键 , 从传递动力来讲 , 本来一个就够了 , 为了对称, 设置了两个。 为了避 免周围振动对设备的干扰 , 在机座下面设置了 9 个防振垫。 同时, 对主轴还进行了 精 细 的 动平 衡 , 使其不平衡质量的重径积不大于 ∃ 克 · 厘米 。 另外 , 从绝对角度讲 , 虽然对主轴经过动平衡 , 但其还存在微小的不平衡质量。 而这不平衡 质量在主轴旋转时 , 所产生的离心办就形成了主轴强迫振动的干扰力之一 , 其锁率辱于主轴的转 数。 当它和主轴的固有频率相等时 , 即使离心力很小 , 也将会使主轴产生很大的振幅 。 因此 , 在 切片机设计时 , 必须对主轴进行临介转速的校核。 通过计算, ) �一 � 型切片机的临介转速= >等 于# & % % 。转 1分 , 远远大于其实际转速 � 9& %转 1 分 。 单晶晶向的定向精度 , 由定向装置本身的精度和调整精度来决定 。 ) �一 � 型 切 片机采用激 光定向 , 其原理如 图 9 所示 。 激光通过光屏中心孔照射到经过金相腐蚀过的硅截面上。 经腐蚀的 硅截面上形成许多腐蚀坑 , 而这些腐蚀坑都是由与晶格主要平面相平行的小平面所组成的 。 如果 硅截面接近于 ∋ ! ! ! / 晶面 , 其腐蚀坑是由 ∋ � ! ! / 、 ∋ ! � ! / 、 ∋ ! ! � / 劈开 的 介 理 面 , 底面为 徒徒⋯⋯ 捧捧;;; 77777 ‘‘ 4 , 二 4 ( +++ 产产 飞飞几几 ∋ ! ! ! / 的三角形锥体。 因此, 在光屏上反射的光形 成为三条对称的光像 。 未经定向的单 晶 体 , 由于腐 蚀坑的底平面与入射的激光束并不一定 垂 直 , 所以 腐蚀坑反射回的光像则偏离入射光线落在光 屏 的一 侧 。 这时 , 只要调整切片厚度进给部件的倾斜角度 , 把反射光像的中心点调 到与光屏中心重合的位 置 , 光线的轴向即为单晶体的晶向方向。 由于激 光 的光 线很强 , 定向时图像十分清晰。 激光本身 平 行性很 、抚 + 光束很细 , 激光定向器又早直接安装 在 切割设户备上 , 因而能获得较高的定向精度 。 ‘ . ∗ 几年来 , 我们虽然在切割设备的研制 上 作了一 些士作 , 但由于 “四人帮 ” 的干扰和 破 坏 , 使我们 在大直径晶体薄片切割技术方面 , 特 别 是在理论研 究方面 , 作的还很不够 。 不 妥 之 处 , 希 同 志 们指 正 。 图 9 激光 定向原理 图 以华席主为首的党中央 , 一举粉碎 “四人帮” , 科学的春夭来到了。 让我们在这繁花似 锦 , 百花争 艳的明媚春光里 , 昂首阔步 , 内我国电子工业赶超世界先进水平 , 实现四个现代化高歌猛进吧 + 日研制成功超 大规模集成电路曝光装五 据日本 《日刊工业新闻》 七月十三日‘报道 + 日电信电话公司武藏野电气通信研究所十二 日宣 布 , 作为超大规模集成电路的一环 , 在日本光学工业公司协助下 , 在世界上首次试制成功一种高 精度和高功率的 “软? 射线投影曝光装置” 。 该装置能够以士。+ �微米的掩膜套合精度复制最小线