300mm硅片的磨削加工工藝研究.pdf

1、從20世紀(jì)后期開(kāi)始，硅基集成電路產(chǎn)業(yè)成為發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)，它不僅自身迅速成長(zhǎng)，還帶動(dòng)了一批其他產(chǎn)業(yè)的崛起和完善，例如計(jì)算機(jī)、通信、航天、精密機(jī)械等，這一系列產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推動(dòng)著我們的生活不斷往前發(fā)展。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)其基礎(chǔ)材料硅單晶的要求不斷提升，表現(xiàn)為硅片的直徑越來(lái)越大，特征線寬越來(lái)越小，因此對(duì)硅片尤其是其表面質(zhì)量也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的硅片機(jī)械加工工藝已難以滿足這高標(biāo)準(zhǔn)的要求，故硅片精密磨削、雙面拋光等工藝被陸續(xù)引入。本文對(duì)30

2、0mm硅片精密磨削過(guò)程進(jìn)行了研究，旨在提升機(jī)械加工后硅片的平整度水平，改善硅片表面及亞表面的質(zhì)量的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率，以滿足后續(xù)工藝的要求，并對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的進(jìn)行起到一定的指導(dǎo)作用。
　　本文首先通過(guò)試驗(yàn)研究了磨削過(guò)程中砂輪粒徑及主要磨削工藝參數(shù)對(duì)硅片表面層損傷深度及表面微粗糙度的影響規(guī)律。結(jié)果表明，使用小的砂輪粒徑、小的砂輪軸向進(jìn)給速度以及大的砂輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行磨削加工，硅片的表面質(zhì)量較好。同時(shí)通過(guò)氧化層錯(cuò)的觀察，最終確定2000#砂輪為

3、粗糙階段砂輪，8000#砂輪為精磨階段砂輪。然后，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)表明磨削工藝參數(shù)對(duì)磨削后硅片幾何參數(shù)及面型的影響不大，但磨削硅片的面型卻對(duì)拋光后硅片的幾何參數(shù)影響顯著。當(dāng)磨削硅片呈現(xiàn)“凹”面型時(shí)，可以有效的抑制硅片拋光過(guò)程中的Edge Roll-off現(xiàn)象，從而拋光時(shí)更容易獲得較好的邊緣幾何參數(shù)，因此確定磨削加工時(shí)應(yīng)該制備“U”和“W”面型的硅片，其中以“U”面型最佳。最后，通過(guò)觀察不同磨削去除量下硅片表面氧化層錯(cuò)情況，確定粗磨階段去除量