線鋸切割單晶硅的應(yīng)力場及損傷層研究.pdf

1、隨著大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，單晶硅片作為最常用的半導(dǎo)體材料被廣泛應(yīng)用于集成電路的制作過程中，但單晶硅在機(jī)械加工中凸現(xiàn)出的加工效率低、表面完整性差、加工成本高及加工損傷等制造難題嚴(yán)重制約著單晶硅在IC中的廣泛應(yīng)用，本文使用環(huán)形電鍍金剛石線鋸這一新的工藝方法進(jìn)行單晶硅的切割加工，以實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立了適合線鋸切割的有限元分析模型，研究了鋸切過程中鋸切力及材料損傷層與切削條件間的關(guān)系，并對不同鋸切條件下線鋸切割中的鋸切力、材料損傷層深度進(jìn)行

2、了預(yù)測。 基于線鋸切割原理，建立了單顆金剛石磨粒切割單晶硅的有限元模型,對有限元模擬所涉及的網(wǎng)格劃分、接觸摩擦、切屑形成以及分離準(zhǔn)則等一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)了深入研究。通過改變鋸絲的幾何參數(shù)以及鋸切參數(shù)，實現(xiàn)了不同鋸切條件下鋸切過程的系列模擬，研究并分析了磨粒的壓入深度、法向及切向鋸切力與鋸切條件間的關(guān)系，并成功進(jìn)行了切削力的預(yù)測。 在單顆磨粒所得鋸切力的基礎(chǔ)上，對多顆磨粒的運(yùn)動切割過程進(jìn)行了模擬，利用多磨粒的耦合剪切應(yīng)力場

3、分析了材料的損傷深度與鋸切條件的關(guān)系，并對不同鋸切條件下?lián)p傷層深度進(jìn)行了預(yù)測，以此指導(dǎo)實際切割，盡量減小對工件的切割損傷，提高線切割的成材率。 另外利用環(huán)形電鍍金剛石線鋸進(jìn)行了單晶硅切割試驗，以試驗中的實際切削條件作為模擬的切削條件進(jìn)行模擬，并利用鋸切力試驗結(jié)果對模擬結(jié)果進(jìn)行了可靠性驗證；同時，通過X射線雙晶衍射試驗對工件損傷層的模擬結(jié)果進(jìn)行了可靠性驗證，證實了所建有限元分析模型的正確性。最后對全文進(jìn)行了概括總結(jié)，并對有待進(jìn)一