栾国旗

(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津300220)

多线切割机(Multi-wire saw，简称线锯)以极高的生产效率和出片率广泛应于光伏及半导体硅片加工领域。多线切割机的原理是通过伺服电机控制的放线轮拉出的镀铜拉丝绕过几个起转向作用滑轮，然后经过控制张力的控制器，在切割室内连续缠绕在2～4个主导轮上，形成一个在水平面上弥补的平行线网。而在线网的上方，单晶的两侧布置有砂浆喷灌提供稳定的砂浆流量。钢丝绕过线网后再通过滑轮和张力回到收线轮上，在切割时高速运动的钢线携带附着在钢丝上的SiC磨料对硅棒进行研磨从而达到切割的效果。所以利用线切割设备的先进工艺和技术特性来降低硅片成本、节约原材料、提高生产效率已成为该领域目前关注的焦点。

切割过程是造成硅片表观缺陷、应力、破损和机械损伤的最主要工序[1]。因此研究线切割的工艺机理，研制新型悬浮液以及控制其切割温度，对半导体行业的发展有着重要的指导意义。

1 悬浮液特性

1.1 悬浮液

性能优良的悬浮液兼有切削、粘滞、冷却三大功能，在悬浮液中加人切割砂(主要成份为SiC)后的悬浮液又称砂浆。常用悬浮液为无色透明液体，主要成分为乙二醇，具有粘滞性，能携带SiC颗粒随线网一起运动。相比传统内圆切割，多线切割所用的悬浮液能有效降低硅片表面损伤应力、减小硅片的切割损伤层、提高切削速度。

悬浮液的主要性能分析：

1)悬浮液能吸附在SiC颗粒表面上产生位垒，使颗粒分散开来，达到分散、悬浮的特性;提高SiC的分散稳定能力，防止颗粒团聚粘结，避免在硅片表面形成短粗的浅划伤[2]。……