应用报告免费下载！扫描电镜在金刚石线中的应用

硅片切割技术经历从内圆锯切割、游离磨料砂浆切割到金刚石线切割的技术升级路线，每一次的切割技术改进都提升了原材料利用率及切割效率，进而推动硅片单位切割成本的下降。但随着切割技术的发展，金刚石细线化节省单位硅耗，硅片薄片化又进一步催化细线化，导致技术壁垒日益提高。

硅片生产中切割损耗高、切割效率低、表面损伤大等问题日益凸显。因此对金刚切割线的工艺要求也在不断提高，在金刚石线锯线表面涂覆金刚石磨料的方法已经从树脂固结发展到电镀固结，这大大提高了线锯线的工作效率和使用寿命。

示意图。图片来源：摄图网

在电镀金刚线生产中,原材料成本占比超过50%,其中主要包括母线(胚线)、金刚石微粉、镍及镍制品、工字轮等,其中母线和金刚石微粉的成本比重超过90%。由于成本控制非常重要,原料的生产和质量把控就尤为关键。在金刚线表面电镀固结生产工艺中,原料中金刚石粉末的尺寸、表面洁净度、镀层厚度、单位长度中的固结金刚石颗粒数量、母线尺寸等都会影响金刚线的切割效率和质量。随着检测手段提升，对金刚线原材料和电镀工艺的检测也在不断优化。目前,扫描电子显微镜是检测母线尺寸、金刚石微粉、镀镍是否均匀以及金刚线表面固结金刚石颗粒数量的重要手段之一。

扫描电子显微镜是一种重要的微观表征设备，其具有放大倍数高、分辨力高、景深大、图像清晰、立体感强等优点，同时扫描电镜还可以结合不同的探测器表征电镀工艺的效果，如使用背散射探测器可以识别金刚石微粉镀镍的效果并检测母线多次镀镍的微观衬度，让我们可以更方便地把控金刚线的生产质量。

以下是使用国仪量子扫描电镜对金刚石线的部分原材料、过程品和最终产品的检测结果。使用扫描电镜对金刚石微粉尺寸进行评估，可以清晰地观测到金刚石微粉末的洁净度、粉末粒径分布和电镀镊效果，如图1。

图1-1 金刚石粉末原料/10kV/ETD

图1-2 镀镍工艺后金刚石粉末/15kV/BSED

通过扫描电镜可以看到金刚线母线表面清洁度和成品线上金刚石颗粒的排列及数量情况，这将直接影响最终切割晶圆的效率和质量，如图2。

图2 金刚石母线和成品线的表面和截面全貌/10kV/ETD

对于成品金刚线表面镀层层厚的检测，可以通过离子束抛光，得到十分平整的金刚线截面，轻松获取到金刚线表面镀层厚度数据，这对判断金刚线的切割效率十分重要，如图3。

图3 金刚石线截面和表面附着的金刚石颗粒的截面全貌/10kV/BSED