硅单晶抛光片是制造集成电路的基础材料,在硅单晶抛光片生产制备过程中,切片工序是重要的环节,切割过程产生的热累积是硅片几何形状改变的主要因素。目前,多线切割技术以其加工效率高、切割损耗小以及适应大直径硅单晶切割的特点成为切片加工的主要方式。随着半导体器件对硅片几何参数要求越来越严格,减小切割过程中单晶硅片形变成为亟需解决的技术难题。本文围绕切割工艺参数、设备工装及切割辅料三个主要方面进行研究,系统分析游离磨料多线切割对硅片几何参数的影响。1、在总结等去除率切割模型缺陷的基础上,提出恒定切削面间距切割模型。选择钢线张力、切割台速及砂浆使用次数三个主要因素进行正交实验,验证各项工艺参数对切割后硅片几何参数的影响。通过分析切割钢线往复运动机制,揭示了切削面的形成机理,并解释硅片入线侧和出线侧切削面宽窄不同的原因。2、实验分析恒定台速切割时,沿着硅片入线侧边缘和出线侧边缘以及进给方向,切削面倾角值、间距值随切割位置的变化规律,并分析造成此变化的主要原因。分析了切割后硅片弯曲方向同切割台速之间的关系,通过改变切割进给速度可以改变硅片弯曲方向。3、对比验证使用恒定切削面间距模型切割过程产生的热量值比使用等去除率模型切割过程产生的热量值低,且切割过程中温度变化更平稳。切割后硅片翘曲值降低,证明该模型可以有效减小切割后硅片翘曲值并使硅片弯曲形状平坦化。4、实验分析切割用主辊轮槽型加工过程对槽型质量特征参数的影响。实验分析槽型质量特征参数对切割后硅片几何参数差异性的影响。实验分析随着搅拌时间的增长、切割使用次数增多,切割砂浆物理特征参数的变化规律,提出砂浆配制的搅拌时间应控制在24小时以内。实验分析砂浆切割次数以及切割钢线形状对切割后硅片几何参数的影响。