По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 681.5

Разработка автоматизированной системы выбора оптимального технологического процесса разделения слитков на пластины

Алексахин А.В. ООО «Механика», г. Москва, E-mail: alexakhin@yandex.ru

Представлен анализ возможности создания автоматизированных систем оптимизации технологического процесса резки слитков полупроводниковых и диэлектрических материалов на пластины. Приведен обзор методов алмазно-абразивного разделения твердых хрупких материалов на пластины. Описаны методы изготовления режущих кромок инструмента со связанным абразивом, используемого для резки твердых хрупких материалов (ТХМ). Проведен анализ современных взглядов на механизмы разрушения ТХМ при грубой абразивной обработке и строение нарушенного слоя после такой обработке. Описаны методы исследования структурно-дефектных слоев в монокристаллах.

Литература:

1. Струченков В.И. Методы оптимизации. Основы теории, задачи, обучающие компьютерные программы: учеб. пособие / В.И. Струченков – М.: Изд-во «Экзамен», – 2005. – 256 с.

2. Алексахин А.В. Автоматизированная система выбора оптимального техпроцесса резки слитков полупроводниковых и диэлектрических материалов на пластины / А.В. Алексахин, Д.Н. Гулидов // Изв. вузов. Электроника. 2018. – Т. 23. – № 1. – С. 103–106.

3. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения. Введ. 01.01.92. – М.: Изд-во стандартов, 1992. – 6 с. (Единая система программной документации).

4. Эйдельман Б.Л. Использование анизотропии дефектообразования при механической обработке кремния в кристаллографической плоскости (111).: автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.27.01 – Твердотельная электроника, микроэлектроника / Б.Л. Эйдельман. – М., 1984. – 24 с.

5. Гулидов Д.Н. Использование анизотропии свойств полуфабрикатов для оптимизации технологии кремниевых ИС.: автореф. дисс. д-ра техн. наук: 05.27.01 – Твердотельная электроника, микроэлектроника / Д.Н. Гулидов. – М., 1992 – 50 с.

6. А. с. № 1736301, СССР, МПК5 HO1L 21/302. Способ разделения монокристаллов лейкосапфира на пластины / С.С. Ерошин, В.С. Сацукевич, В.П. Запорожский, В.Л. Приходько, А.А Гасанов, С.П. Попов. – № 4717685; заявлено 11.07.89. 7.Пат. №2137251, РФ, МКП5 HO1L 21/304. Способ резки полупроводниковых монокристаллов на пластины / Рогов В.В., заявитель и патентообладатель: Рогов В.В. – № 98118586/25, заявл. 13.10.98, опубл. 10.09.99, – 3 с.

8. Пат. № 2337429, РФ, МКП5 HO1L 21/302. Способ изготовления пластин полупроводниковых и оптических материалов / М.В. Ковальчук, В.М. Каневский, Е.О. Тихонов, заявитель и патентообладатель: Институт кристаллографии РАН. – № 2005139644/28, заявл. 20.12.05, опубл. 27.10.08, бюлл. № 30 – 4 с.

9. At the cutting edge of precision silicon technology. Manual (Wire Saw DS 265) / MayerBurger Swiss Slicing Systems (CH-3613). – Steffisburg, Switzerland. – 2006. – Р. 87–122.

10. Бахрушин В.Е. Получение и физические свойства слаболегированных слоев многослойных композиций / В.Е. Бахрушин. – Запорожье: ЗИГМУ, 2001. – 248 с.

11. Пат. №2431564, РФ. МПК В28D 5/04. Способ резки кремниевого слитка на пластины / В.С. Белоусов, В.Ю. Харламов, И.О. Шагаева, заявитель и патентообладатель: ЗАО «Телеком-СТВ». – № 2010106288/03, заявл. 25.02.10, опубл. 20.10.11. Бюлл. № 29, 10 с.

12. Аникин А.В. Исследование нарушений в пластинах кремния при их механической обработке / А.В. Аникин // Микроэлектроника и информатика – 2005: Труды XII всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов. – М., 2005. – С. 53.

Технологическая подготовка процесса разделения слитков ТХМ на пластины зачастую сталкивается с трудностями при выборе способа резки, типа инструмента, марки абразива, режимов обработки и т. д. Такие проблемы возникают, например, при необходимости обработки новых материалов с нетипичными физико-механическими характеристиками или с нестандартными габаритами разрезаемых слитков, при необходимости обеспечения особых требований к геометрическим параметрам и качеству поверхности отрезаемых пластин и т.п. Для облегчения решения этой проблемы предназначена автоматизированная система выбора оптимального техпроцесса резки, результатом функционирования которой в каждом конкретном случае будут развернутые рекомендации по подготовке производства или использованию имеющихся в наличии производственных возможностей.

Разработка алгоритма выбора оптимального технологического процесса должна основываться на корректном выборе критериев оптимальности. При разделении слитков на пластины оптимизация производственного процесса может осуществляться по нескольким основным критериям:

• производительность процесса;

• экономия дорогостоящих обрабатываемых материалов;

• минимизация геометрических и структурных погрешностей отрезаемых пластин;

• эксплуатационная стойкость абразивного инструмента.

Применение для решения задачи оптимизации только одного критерия может привести к получению некорректного результата, выходящего за область допустимых решений с точки зрения других критериев [1].

В задачах многокритериальной оптимизации абсолютно лучшее решение выбрать практически невозможно, так как при переходе от одного варианта к другому, как правило, улучшаются значения одних критериев, но ухудшаются значения других. Например, использование крупнозернистого высокопрочного абразива обеспечивает высокие износостойкость инструмента и производительность процесса резки, но существенно ухудшает качество отрезаемых пластин и увеличивает потери обрабатываемого материала. Таким образом, можно сделать вывод, что состав выбранных критериев является противоречивым, и окончательно выбранное решение может быть только компромиссным. Поэтому невозможно говорить об объективном единственном решении такой задачи. Компромисс может быть разрешен введением тех или иных дополнительных ограничений или более общих критериев.

Для Цитирования:
Алексахин А.В., Разработка автоматизированной системы выбора оптимального технологического процесса разделения слитков на пластины. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2019;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: