硅片超精密磨削表面質(zhì)量和材料去除率的研究.pdf

1、隨著集成電路(IC)制造技術(shù)的飛速發(fā)展,為了增大IC芯片產(chǎn)量,降低單元制造成本,硅片趨向大直徑化.隨著硅片直徑增大,為了保證硅片具有足夠的強度,原始硅片的厚度也相應增加,與此相反,為滿足IC芯片封裝等需要,使芯片厚度逐漸減薄.硅片直徑和厚度的增大以及芯片厚度的減小使半導體加工面臨許多突出的技術(shù)問題:硅片直徑增大后,表面質(zhì)量要求更為嚴格,并且加工中翹曲變形,加工精度不易保證;原始硅片厚度增大以及芯片厚度的減薄,使硅片背面減薄加工的材料去除

2、量增大,提高加工效率成為一個亟待解決的問題.隨著硅片尺寸的不斷增大,超精密磨削特別是自旋轉(zhuǎn)磨削成為了大尺寸硅片加工的有效方法.目前正逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅片加工工藝中的研磨、腐蝕等工藝,應用于大直徑硅片加工中的材料制備階段和圖形硅片的背面減薄.本文建立了硅片自旋轉(zhuǎn)磨削的運動幾何學模型,分析了磨削參數(shù)與磨削紋理的關(guān)系,并對磨粒磨削運動軌跡進行了計算機仿真和預測;在運動學模型的基礎(chǔ)上,推導了磨粒軌跡長度、磨紋數(shù)量以及磨削穩(wěn)定周期的公式,并分析了磨粒

3、軌跡對表面質(zhì)量的影響關(guān)系.通過硅片磨削實驗,對硅片磨削表面紋理的計算機仿真結(jié)果和理論分析結(jié)果進行了驗證.在反轉(zhuǎn)法的原理上,建立了硅片自旋轉(zhuǎn)磨削材料去除率的理論模型,推導了材料去除率公式,分析了磨削工藝參數(shù)與材料去除率的關(guān)系.以VG401MKⅡ型超精密磨床為試驗平臺進行了磨削工藝試驗,研究了磨削工藝參數(shù)、砂輪粒度對硅片磨削材料去除率、砂輪主軸電機驅(qū)動電流以及磨削后硅片表面粗糙度的影響,提出了提高磨削表面質(zhì)量和加工效率的工藝措施.研究結(jié)果為