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系統識別號 U0026-0108201400303900
論文名稱(中文) 改進太陽能矽晶切晶製程成本之研究
論文名稱(英文) The Study of improve Saw Wire Machine cost for Solar Process Using Experimental Methodology
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 電機工程學系
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生(中文) 洪國翔
研究生(英文) Cuo-Xiang Hong
電子信箱 Q67981075@ncku.edu.tw
學號 Q67981075
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 56頁
口試委員 口試委員-王永和
口試委員-洪瑞鴻
口試委員-劉建志
口試委員-蔡有仁
指導教授-洪茂峰
中文關鍵字 良率  晶圓切削  漿料成本  複線式線切割機 
英文關鍵字 Yield  Wafer Sawing  Slurry Cost  Multi-Wire Saw Machine 
學科別分類
中文摘要 本研究探討回收SiC與PEG混合漿料來改善太陽能多晶矽切晶製程成本。研究中使用DS 271複線式游離磨粒線切割機進行晶圓切削,探討不同操作條件(不同漿料體積與切削速率)對於晶圓良率之影響。研究中使用Mastersizer 2000粉體粒徑分析儀來量測切削劑中粉體粒徑大小,同時使用SEM成相方法來檢視切割後kerf的分布情況;此外,以照相機拍攝晶圓缺陷形狀並探討原因。為節省切削成本,將使用過之漿料經SRU回收機處理後,部分作為下次切割時使用。研究結果顯示,當控制良率在容許標準範圍內,本研究方法可節省可觀的漿料成本,亦即可以降低整體切削成本。
英文摘要 In this paper, the cutting cost of the solar Si is improved by using slurry mixed by SiC and PEG. The DS271 free-abrasive multi-wire saw machine is used to cutting wafer, and study the influence of different operating conditions (various slurry volume and cutting speed) on the wafer yield. In the experiment, the Mastersizer 2000 particle analyzer is used to measure the particle sizes (diameters). Furthermore, the SEM photos are used to examine the kerf before an after the cutting. The results show that when the yields are controlled in a tolerent standard value, the slurry cost can be obviosly saved, and hence the total cutting cost can be reduced.
論文目次 目錄:

中文口試合格證明………………………………………………………I
英文口試合格證明………………………………………………………II
摘要…………………………………………………………………………………III
Abstract……………………………………………………………………IV
誌謝…………………………………………………………………………………V
目錄…………………………………………………………………………………VI
圖目錄……………………………………………………………………………VII
表目錄…………………………………………………………………… IX
第一章 緒論…………………………………………………………….. 1
第一節 太陽能電池簡介………………………………………….. 1
第二節 太陽能電池之切削……………………………………….. 11
1.2.1 切削方法與原理……………………………………….. 11
1.2.2 切削劑性質分析……………………………………….. 19
1.2.3 切削劑回收與經濟…………………………………….. 19
第三節 研究動機與目的………………………………………….. 23
第二章 研究方法……………………………………………………….. 24
第一節 實驗設備………………………………………………….. 24
2.1.1 切削設備……………………………………………….. 24
2.1.2 碳化矽粉……………………………………………….. 27
2.1.3 切削油………………………………………………….. 29
2.1.4 粉體粒徑分析儀(Mastersizer 2000) …………………... 31
2.1.5 SRU設備………………………………………….......... 32
第二節 實驗方法………………………………………………….. 34
2.2 實驗步驟……………………………………………….. 34
第三章 結果與討論…………………………………………………….. 36
第一節 不同參數實驗結果……………………………………….. 36
3.1 三組實驗結果比較…………………………………….. 48
第二節 節省漿料用量分析……………………………………….. 49
第四章 結論與建議…………………………………………………….. 50
第一節 結論……………………………………………………….. 50
第二節 建議……………………………………………………….. 51
參考文獻………………………………………………………………… 52

圖目錄:
圖1-1 矽晶製程…………………………………………………………. 4
圖1-2 多晶矽製程設備…………………………………………………. 5
圖1-3 單向結晶(多晶)………………………………………………….. 5
圖1-4 CZ拉晶(單晶)……………………………………………………. 6
圖1-5 Coating Si3N4:避免來自坩鍋的污染及黏鍋………………….. 6
圖1-6 烘烤:將塗層水分去除、強化塗層組織、增加附著力………. 7
圖1-7 Packing:以人工裝填…………………………………………….... 7
圖1-8 Loading:以天車將Ingot裝入長晶爐中…………………………. 8
圖1-9 長晶爐照片圖……………………………………………………. 8
圖1-10 晶片上游整體製程說明………………………………………… 11
圖1-11 線切割晶棒與鋼琴線相互運動示意圖………………………... 13
圖1-12 線切削主要參數示意圖………………………………………... 13
圖1-13 線切削磨料功能示意圖………………………………………... 14
圖1-14 切晶成本分布圖………………………………………………... 22
圖2-1 DS 271複線式游離磨粒線切割機………………………………. 24
圖2-2 主要切削部分元件………………………………………………. 26
圖2-3 切削方法示意圖…………………………………………………. 27
圖2-4 漿料粉末照片……………………………………………………. 28
圖2-5 切晶使用粉………………………………………………………. 28
圖2-6 本實驗所使用油…………………………………………………. 29
圖2-7 本實驗原始漿料照片……………………………………………. 30
圖2-8 粉體粒徑分析儀(Mastersizer 2000)…………………………….. 31
圖2-9 SRU設備……………………………………………….………… 32
圖2-10 SRU工作流程圖……………………………………………....... 33
圖2-11切晶線生產流程……………………………………………........ 34
圖3-1 顆粒粒徑(μm)大小與所占體積百分比之關係………………... 37
圖3-2 SRU二次切削全抽換kerf趨勢圖……………………………… 39
圖3-3 Kerf影響切削示意圖……………………………………………. 39
圖3-4 Test A良率與缺陷比率分布圖………………………………….. 40
圖3-5 Test A中晶圓出現密集性線痕………………………………….. 40
圖3-6 因為切銷力嚴重不足,造成線材表面嚴重磨損…………….... 41
圖3-7 實驗B之良率與缺陷比例…………………………………….... 42
圖3-8 Test B中晶圓出現輕微線痕……………………………………… 42
圖3-9 Test B顆粒粒徑(μm)大小與所占體積百分比之關係…………. 43
圖3-10切削力尚可,故線材表面僅輕微磨損………………………… 43
圖3-11Test B中出現雜質線痕………………………………………….. 45
圖3-12實驗C之良率與缺陷比例……………………………………… 46
圖3-13 Test C切割狀況良好,線材表面狀況亦良好…………………. 46

表目錄:
表1-1 內徑切割機與線切割機切割特性比較………………………….. 12
表2-1 DS271規格與操作參數…………………………………………… 26
表2-2 JIS(日本國家標準)粒徑規格表…………………………………... 29
表2-3 每片晶圓粉/油用量比較………………………………….............. 30
表2-4 SRU系統之操作規格…………………………………………....... 32
表3-1 第一組實驗(Test A)各項參數與結果……………………………. 36
表3-2 切削前後漿料中顆粒粒徑大小比較…………………………….. 37
表3-3 漿料SEM照相圖…………………………………………………. 38
表3-4 第二組實驗(Test B)各項參數與結果……………………………. 41
表3-5 Test B切削前後漿料中顆粒粒徑大小比較………………………. 43
表3-6 Test B漿料SEM照相圖…………………………………………... 44
表3-7 第三組實驗(Test C)各項參數與結果…………………………… 45
表3-8 Test C漿料SEM照相圖……………………………..................... 47
表3-9 三次實驗結果比較表…………………………………………….. 48
表3-10 由三次實驗分析可節省漿料用量……………………………… 49
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[43]http://www.fullman.com/semiconductors/_crystalgrowing.html
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