表面活性剂在半导体硅材料加工技术中的应用

表面活性剂在半导体硅材料加工技术中的应用73于离子型表面活性剂，因为它的分子不带电，容易靠拢，易形成胶团及致密的表面吸附层.所以，CMC值较小，而降低表面张力较大，即有较高的表面活性：)随着石油工业的发展，原料成本降低，非离子表面活性剂可得到较广泛的应用.目前常用的非离子表面活性剂种类，从亲水基上看，分为多元醇型和聚醚醇型.多元醇型表面活性剂具有优良的乳化、增溶、润湿、扩散、渗透和抗静电能力.河北工业大学刘玉岭教授发明的FA/O多元胺醇型活性剂(1999年获国家发明奖)具有渗透性好，润湿力强，生物降解性高，2表面活性剂在切片工艺中的作用切片是硅单晶由晶棒变成硅片的一个重要步骤，硅单晶的切片工艺主要有两种：内圆切割和线切割.对于内圆切割，国内大多采用水作为切削冷却液，由于硅的硬度较高，在切割过程中会产生大量的摩削热，硅片表面会出现毛刺、崩缺、刀痕等不良现象，致使切速无法提高，耗时较长，工序生产效率低下，随着晶体直径的增大，这种限制尤为明显，切片过程中硅片因机械作用造成的刀痕、损伤、破损会导致产生包括机械应力和热应力在内的应力，进而产生滑移位错，当机械应力与热应力在高温处理过程中的作用超过晶体滑移临界应力时会产生硅片的破碎，而且重金属杂质在缺陷中更易扩散，因此必须减少刀痕.线切割工艺中同样存在上述问题，目前大多线切割液为国外进口，多注意了悬浮金刚砂，要求有极好的悬浮性和合适的粘度.切割过程中如何提高化学作用以降低强机械作用造成的损伤及降低应力与减少断线是线切割新技术的研究突破点在切片过程中使用切削液最关键的参数为降低摩擦力，降低磨损层，减小应力和微裂，提高效率与刀具寿命，降低修刀率，防止设备生锈，使切片清洁易清洗.本课题组在仔细研究和分析切片工艺的基础上，研制出FO型切削液，具有对金属离子螯合、冷却、化学腐蚀、强渗透、防锈、润滑等作用：在切削液中加入表面活性剂可起到降低切片机械摩擦力、减少磨损、润滑作用，保护了刀具，减少了修刀次数，提高了切片效率、成品率和硅片质量2.1减小摩擦在刀具与被切入的硅片之间形成润滑膜，将摩擦表面隔开，使硅片表面与刀具间的摩擦转化为具有较低抗剪切强度的润滑膜分子间的内摩擦，从而降低摩擦阻力和能源消耗，减小了损伤、应力与微裂，降低切点温度，使摩擦副运动平稳，提高切削速率，延长刀具寿命，表面活性剂起润滑作用的为憎水基烃链，且在烃链中含有苯环时润滑效果较好，但同时还应考虑到它的其他性能，即是否溶于水，对其他表面活性剂的影响如何，一般润滑剂选择的依据，为了有良好的润滑性选择憎水基烃链中含有苯环较佳、能溶于水，并有较好的渗透性从而使其综合性能提高2.2减少磨损在硅的切削中，主要是在强机械作用下，由于应力和原子间力而产生磨损，应力产生磨料磨损与扩散磨损，原子间力产生粘结磨损，刀面与硅表面接触时或相对运动时，实际上只在若干个微凸端（解理面)产生接触，这些接触点应力很大，产生塑性变形，接触点由于粘着和焊合而形成结点，剪切发生在强度较低的材料一方，而强度较高材料表面上将粘附较软的材料而产生磨损，则会造成硅表面出现刀痕、微裂、损伤层加大，刀具寿命减少，又由于切割点的温度极高达数百度，出现温度梯度，产生热应力和机械应力，产生位错和扩散磨损，即金属杂质随应力的加大和温度的升高而逐渐扩散到硅片中去，而表面活性剂在刀具与硅片之间可形成一层润滑膜，使结合点的强度低于摩擦中任一材料的剪切强度，即在二者原来的接触面处剪断，便可降低磨损，又降低温度，同时形成一层润滑膜，使刀具与硅片的接触面积增大，从而降低了各个孤立点的温度与应力，也减少了位错与扩散磨损，同时又增加了刀具的寿命，减少微裂与损伤，降低了修刀率1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net