作者：Sindy Würzner, Annemarie Falke, Rajko Buchwald, Hans Joachim Möller
摘要：在光伏行業(yè)利用金剛石線對硅晶片進行鋸切的工藝還有待進一步發(fā)展完善。該技術(shù)切割速率高，水冷卻液成本低，因而整體成本較低，應(yīng)用前景可觀；但還有待于和現(xiàn)有的工藝生產(chǎn)鏈特別是多晶硅的鋸切工藝整合在一起。其中，工業(yè)需求較高的工藝便是硅晶片的表面質(zhì)量，例如光學(xué)外觀、總厚度偏差（TTV）、蝕刻特性、亞表面和表面損傷等質(zhì)量屬性，這些因素都影響著晶片的機械穩(wěn)定性。
       本論文旨在分析不同線速度對多晶硅晶片表面損傷的影響。首先，利用拉曼顯微鏡對非結(jié)晶區(qū)分布進行測量；觀察發(fā)現(xiàn)隨著線速度的增大，局部非晶相率略有增高；這和表面粗糙度值的更大分散和不均勻性相關(guān)聯(lián)。然后，利用共聚焦激光掃描顯微（CLSM）對硅晶片的拋光蝕刻斜切試樣的微裂縫深度進行分析。此外，本論文還研究了清潔處理程序和不同晶粒取向?qū)︿徢袚p傷特性的影響。
       關(guān)鍵詞：金剛石線,硅,線速度,表面損傷,微裂縫深度,材料應(yīng)力,非晶相,表面粗糙度
1、引言
       基于固結(jié)磨粒的金剛石線鋸技術(shù)可以替代基于自由磨粒的標準泥漿，應(yīng)用前景十分可觀。利用金剛石線鋸切技術(shù)的硅晶片生產(chǎn)工藝具有切割速率高、水冷卻液成本低的優(yōu)勢，同時也保持了較好的晶片表面質(zhì)量。但硅晶片表面和亞表面質(zhì)量性能的進一步提高則需要更高性能的金剛石線鋸切技術(shù)。鋸切損傷的程度對于晶片穩(wěn)定性有重要影響，要想提高晶片質(zhì)量穩(wěn)定性，就需要最大程度地降低晶片的表面損傷。

       在鋸切過程中，金剛石線引起的機械應(yīng)力作用于晶片表面。表面損傷的程度受鋸切工藝參數(shù)的影響，其中就有金剛石線的速度。此外，由于晶體取向?qū)α鸭y深度的依賴性，硅的結(jié)晶化對表面損傷會有影響。本研究在不同線速度下對硅晶片進行鋸切，然后對其進行拉曼光譜分析，對材料應(yīng)力的分布和表面可能存在的相變進行了詳細研究。建立了一種計算晶片表面上非晶-結(jié)晶硅比例r的系統(tǒng)方法，以此來收集延展切割硅錠的一些信息。還分析研究了清潔處理工藝對硅表面的影響；利用CLSM求得從硅晶片上拋光蝕刻斜切下來的試樣表面粗糙度和微裂縫的深度分布。特別是線速度參數(shù)對表面質(zhì)量的影響進行了詳細分析。 
2、試樣