Основні методи різання кремнієвих пластин включають різання алмазним шліфувальним кругом і лазерне різання. Лазерне скрайбування – це процес використання високо{1}}енергетичних лазерних променів для фокусування та створення високих температур, у результаті чого кремнієвий матеріал в опроміненій зоні миттєво випаровується та завершує відділення кремнієвих пластин. Однак високі температури можуть спричинити термічне напруження навколо різального шва, що призведе до розтріскування країв кремнієвої пластини, і придатні лише для скрайбування тонких пластин. Різання надтонким алмазним шліфувальним кругом на даний момент є найпоширенішим процесом різання завдяки низькій силі різання та низькій вартості різання.
Через крихку та тверду природу кремнієвих пластин процес різання схильний до дефектів, таких як поломка країв, мікротріщини та розшарування, які безпосередньо впливають на механічні властивості кремнієвих пластин. У той же час через високу твердість, низьку в'язкість і низьку теплопровідність кремнієвих пластин тепло від тертя, яке утворюється під час різання, важко швидко відвести, що може легко спричинити карбонізацію та термічне розтріскування алмазних частинок у лезі, що призводить до сильного зносу інструменту та серйозно впливає на якість різання.
Вітчизняними та зарубіжними вченими проведено широкі дослідження технології нарізки кремнієвих пластин. Чжан Хунчунь та ін. встановив рівняння регресії між вібрацією та параметрами процесу різання, а також використав генетичні алгоритми для отримання оптимальних параметрів процесу для малої вібрації. За допомогою експериментів вони підтвердили, що оптимальне поєднання параметрів процесу може ефективно зменшити вібрацію шпинделя та досягти кращих результатів різання. Li Zhencai та ін. виявили, що сила пиляння, створювана розрізанням за допомогою ультразвукової вібрації, менша, ніж сила, створювана розрізанням монокристалічного кремнію без допомоги ультразвуку. За допомогою експериментів із нарізанням кремнієвих пластин було підтверджено, що зменшення сили пиляння за допомогою ультразвукової вібрації може пригнічувати поломку країв кремнієвих пластин. Корпорація Disco в Японії розробила процес лазерного різання, щоб вирішити проблему складності різання низько-K діелектричних кремнієвих пластин за допомогою звичайних алмазних лез. Процес передбачає спочатку прорізання двох тонких канавок на шляху різання, а потім використання леза для виконання повного різання між двома борозенками. Цей процес може підвищити ефективність виробництва та зменшити дефекти якості, викликані такими факторами, як поломка краю та розшарування. Лу Сюн з університету Фудань та ін. використовував лазерне різання з наступною технологією механічного різання лезом для різання низько{12}}k діелектричних кремнієвих пластин. У порівнянні з прямим різанням лезом, структура стружки є повною, і немає явища відшаровування металевого шару або перевертання, але процес є громіздким, а вартість різання висока. Ю Чжан та ін. виявили, що шляхом збільшення коефіцієнта демпфування процесу обертання леза можна до певної міри зменшити явище вібрації під час високошвидкісного-обертання інструменту, тим самим покращуючи продуктивність прорізування та зменшуючи розмір зламаного краю. Однак вони не проводили-глибоких досліджень.
Одиночне нарізання, що означає повне нарізання кремнієвої пластини за один прийом із глибиною нарізання 1/2 товщини УФ-плівки, як показано на малюнку 4. Цей метод має простий процес виготовлення та підходить для різання над-матеріалів. Однак під час процесу різання ріжучі інструменти сильно зношені, а краї ріжучих лез схильні до сколів і мікротріщин, що призводить до поганої морфології поверхні ріжучих кромок.
Процес пошарового нарізання, як показано на малюнку 5. Відповідно до товщини матеріалу, що ріжеться, для різання в напрямку глибини використовується метод пошарової подачі. По-перше, виконайте різання та різання, використовуючи відносно невелику глибину подачі, щоб гарантувати, що інструмент піддається меншому зусиллю, зменшить знос інструменту та зведе до мінімуму поломку ріжучої кромки. Потім розріжте так, щоб товщина УФ-плівки становила 1/2.
