弹性磨抛轮加工硅片面形预测模型及试验验证

目的为分析弹性磨抛轮磨削硅片面形精度变化的影响因素,优化加工参数以获得良好的磨削面形。方法通过建立考虑弹性磨抛轮转速、硅片转速、偏心距等参数的弹性磨抛轮磨粒运动轨迹模型,结合单颗磨粒切削深度,提出了弹性磨抛轮加工硅片的材料去除非均匀性预测方法,建立了基于弹性磨抛轮磨削硅片的面形预测模型,并通过不同转速比下的磨削试验验证了预测模型的准确性。结果面形预测模型仿真出的面形与弹性磨抛轮加工试验后的硅片面形一致,均呈“凸”形,且PV值随转速比的增大而增大。转速比为1时,磨削后硅片面形PV值为0.54μm,仿真模型计算出的PV值为0.49μm,转速比为5时,磨削后硅片面形PV值为2.12μm,仿真模型计算出的PV值为2.38μm。结论磨削试验面形PV值与模型计算面形PV值的预测误差小于13%,建立的面形预测模型能够成功预测硅片的面形规律,可以分析加工参数对硅片面形的影响规律。由面形预测模型分析可知,转速比对硅片面形精度有影响,且随着转速比的增加,硅片面形不断恶化,因此在实际加工中,应选择较小的转速比进行加工,以获得更优的硅片面形精度。

硅片盒喷雾清洗装置设计

为减少在半导体产业中因硅片盒洁净度引起的硅片清洗质量问题,提高硅片盒清洗效率并减少化学液用量,课题组设计了一种硅片盒喷雾清洗装置。该装置采用上部喷雾、下部浸入的化学液湿法清洗方式,结合雾化理论对喷嘴结构进行了参数设计,并对化学液喷雾硅片盒清洗机的骨架、槽体和化学液喷雾装置进行建模及仿真分析。研究结果表明:该装置在保证清洗效果的前提下,可以避免因硅片盒洁净度的不足而影响硅片的表面质量,同时减少了化学液的用量和废气的排放。该设计为硅片盒清洗提供了一种更高效且经济的参考方案。

一种基于多目机器视觉技术的硅片搬运机构研究

在太阳电池生产过程中,传统的硅片搬运机构存在搬运效率低、容易产生硅片搭边不良、吸盘印不良的问题,且无法在线检测硅片搭边不良。研究了一种基于多目机器视觉技术的硅片搬运机构,在对传统硅片搬运机构的机械结构和动作流程分析的基础上,介绍了基于多目机器视觉技术的硅片搬运机构的动作流程、机械结构及特性,并重点分析了其使用多目机器视觉技术实现硅片位置检测及硅片搭边不良在线检测的原理,提出了该机构与传统的硅片搬运机构相比所具有的优势,其创新性在于引入了多目机器视觉技术和独特的动作流程,从而解决了硅片搬运过程中会产生吸盘印、划伤、隐裂等缺陷的问题。研究结果为多目机器视觉技术在光伏自动化设备中的应用开拓了思路,该新型硅片搬运机构在物理气相沉积(PVD)自动化设备的实际应用中,生产效率与良率均达到了全球领先水平。

基于小样本数据驱动模型的硅片线切割质量预测

在单晶硅加工中,硅片多线切割质量检测耗时和检测成本高造成硅片质量检测难。因此,提出一种基于生成对抗网络(WGAN-GP)数据处理与自注意力残差网络(SeResNet)的硅片质量预测方法。分析多线切割的机制,确定影响硅片质量的工艺参数,建立数据样本,使用WGAN-GP对样本数据进行数据增强。在此基础上,建立基于SeResNet的硅片总体厚度偏差预测模型。以硅片的多线切割加工过程监控数据为模型验证数据,对构建的硅片总体厚度偏差预测模型进行验证。实验结果表明:该模型具有良好泛化性和高准确率,有效解决了小样本数据下的预测难题,实现了平均相对误差小于10%的硅片总体厚度偏差预测,所以基于数据驱动的硅片质量预测来代替硅片加工中的质量检测具有重要的现实意义。

硅片清洗及最新发展

对目前硅片湿式化学清洗方法中常用的化学清洗溶液的清洗机理、清洗特点、清洗局限以及清洗对硅片表面微观状态的影响进行了详细论述。介绍了兆声波、臭氧、电解离子水、只用HF清洗或简化常规工艺后最后用HF清洗等最新的硅片清洗技术,指出了硅片清洗工艺的发展趋势。

硅片磨床伺服进给系统仿真模型与分析

在硅片磨削时,硅片加工质量与硅片磨床的进给系统性能密切相关。为了提升硅片磨床进给系统的精度和稳定性,提出了采用上位机、运动控制卡、伺服驱动器、位置传感器进行闭环控制进给的技术方案。研究了伺服系统和机械系统两者之间的相互耦合关系,建立了动力学模型,搭建了基于PID控制的三闭环控制系统,采用MATLAB中Simulink模块对进给系统进行仿真分析。仿真结果表明,磨床进给系统速度波动量在1%以下满足硅片磨削对进给精度的要求。

半导体硅片生产形势的分析

半导体器件支撑着庞大的信息产业,而半导体器件93%以上是硅器件,它们以硅片为基础材料。本文将叙述半导体器件和硅片在世界与国内的生产状况和需求量,并对我国硅材料企业满足市场能力进行分析。2001年世界半导体器件生产低落,

半导体硅片清洗工艺发展方向

对半导体硅片传统的RCA清洗办法中各种清洗液的清洗原理、清洗特点、清洗局限以及清洗对硅片表面微观状态的影响进行了详细的论述,同时在此基础上,对新的清洗办法(改进的RCA清洗办法)进行了一定的说明,指出了硅片清洗工艺的发展方向。

烷基糖苷对硅片化学机械抛光腐蚀缺陷的影响

针对化学机械抛光(CMP)后硅片表面出现腐蚀缺陷的问题,研究了烷基糖苷(APG)对硅片表面腐蚀缺陷的影响。结果表明APG对硅片的抛光速率和静态腐蚀速率都有抑制效果,当APG质量浓度为0.8 mg/L时能获得较快的抛光速率(836 nm/min)、较低的静态腐蚀速率(3 nm/min)。经过不含APG的抛光液抛光后,硅片表面缺陷数目344个,采用扫描电子显微镜发现缺陷类型主要是腐蚀缺陷,此时硅片表面粗糙度0.58 nm。当抛光液中加入0.8 mg/L的APG时,缺陷数目下降到43个,表面粗糙度下降到0.28 nm。接触角和Langmuir吸附计算结果证明,APG主要依靠其亲水端的羟基和醚键在硅片表面物理吸附成膜,从而隔绝了抛光液中有机碱对硅片表面的腐蚀。

大尺寸硅片背面磨削技术的应用与发展

集成电路芯片不断向高密度、高性能和轻薄短小方向发展,为满足IC封装要求,图形硅片的背面减薄成为半导体后半制程中的重要工序。随着大直径硅片的应用,硅片的厚度相应增大,而先进的封装技术则要求更薄的芯片,超精密磨削作为硅片背面减薄主要工艺得到广泛应用。本文分析了几种常用的硅片背面减薄技术,论述了的基于自旋转磨削法的硅片背面磨削的加工原理、工艺特点和关键技术,介绍了硅片背面磨削技术面临的挑战和取得的新进展。

面向IC制造的硅片机器人传输系统综述

介绍了面向集成电路制造业的硅片机器人传输系统,综述了其主要组成部分——硅片机器人和预对准装置——的工作原理及国内外研究成果.就直接驱动技术、磁性流体密封技术、磁力传动技术、硅片机器人轨迹规划与控制技术、校准技术以及夹持技术,对硅片机器人传输系统的关键技术进行了探讨.

光伏行业硅片传输稳定性分析

光伏行业中,硅片的传输流转主要依靠皮带模组。对硅片传输稳定性进行分析,具体包括皮带模组传输精度的影响因素分析、皮带位置误差的影响因素分析。同时介绍了真空皮带模组的应用。

金刚线切割硅片废料制备高模数硅酸钾的研究

近年来,我国光伏能源飞速发展,对晶体硅片的需求量逐年大幅增加。但在生产太阳能硅片过程中,会产生大量的切割废料,有效地回收利用该废料已成为亟待解决的问题。本研究以金刚线切割硅片废料为原料,考察不同反应条件对制备4.8模数硅酸钾的影响。试验确定最佳的反应条件为:采用分批缓慢将前处理后的回收硅粉加入到预热好的碱液中反应的加料方式,控制反应温度为50~60℃,反应时间为4~5 h。区别于传统的硅酸钾生产方法,本方法在常压下,即可生产出模数高达4.8、稳定性良好的无色透明硅酸钾,为金刚线切割硅片废料的回收利用,提供了一个新的处理方法。

硅片的直接键合

介绍了硅片的直接键合工艺、键合机理。

硅片双面研磨过程数学模拟及分析

建立了双面研磨过程中硅片表面上的一点相对于研磨盘的运动模型;利用数学软件,模拟出不同速度下的运动轨迹。轨迹和实验结果表明,在其他双面研磨工艺不变的情况下,改变研磨机4个部分(游轮片的公转速度ωh、研磨大盘的转速ωp、内齿轮转速ωs和外齿轮转速ωr)的转速,对硅片表面的平整度有很大的影响,特别是边缘部分的局部平整度。优化4个转速,可以显著改善硅片表面的平整度和局部平整度。

初始硅片产能6GW/年!德国NexWafe公司计划进军美国光伏市场

近日,德国太阳能硅片生产商NexWafe表示,公司已成立美国子公司,用以评估在美国开发建设数GW级太阳能硅片生产设施的可行性,计划的硅片初始产能目标是6GW,美国硅片厂的建设地点和相关的区域激励措施还未确定。NexWafe将把EpiNex生产技术应用到美国硅片制造计划中,该技术也将在NexWafe位于德国比特费尔德的工厂中使用,目前德国工厂正在建设中,计划年产量250MW。NexWafe北美业务开发副总裁Jonathan Pickering表示:“多家顶级太阳能公司已致力于在美国进行数吉瓦规模的先进光伏电池和组件制造,但现在,我们看到国内硅片来源的供应链存在重大瓶颈,我们突破性的EpiNex直接‘气体-晶圆’制造工艺正是瞄准了这个机会。我们正在开发一个千兆瓦级的工厂,用于制造高性能、美国制造的薄硅片,为我们的美国客户提供服务。与当今的技术相比,我们可以在实现这一目标的同时将碳足迹减少60%。”

半导体硅片废水处理工艺及应用研究

为研究半导体硅片废水处理工艺及具体应用,以某企业二期半导体硅片废水处理项目为案例,基于项目实际情况,阐述了半导体硅片废水处理工艺应用、重难点问题及技术措施,包括HUBF水解酸化+HFST好氧工艺(钢制罐体)、前端物化预处理、末端气浮及置换、钢罐内部聚脲防腐等主要方面,最终取得了较为理想的废水处理成效。

硅片清洗及最新发展

本文首先分析了太阳能硅片表面存在的污染物,在此基础上重点阐述了太阳能硅片的几种清洗方法,并指出其发展趋势。

硅片线切割机HCT-B5半载工艺研究

太阳能硅片切割加工质量的好坏将直接影响到后续的太阳能光伏电池加工效率和成品率。硅片切片作为硅片加工工艺流程的关键工序,其加工效率和加工质量直接关系到整个硅片生产的全局。研究太阳能硅片线切割机HCT-B5半载工艺改进,进一步提高完善工艺及切割方式,使用再回收砂浆切割能应用于负载过大的HCT-B5机床,降低了硅片生产成本,提高了硅片外观质量,硅片质量满足行业标准。

硅片清洗及最新发展

在分析硅片表面污染类型的基础上,对目前太阳能硅片几种清洗方法的工作原理加以介绍,并指出其发展趋势。