單顆磨粒磨削硅片的試驗(yàn)研究.pdf

1、單晶硅片是制造集成電路必需的襯底材料，為了適應(yīng)IC制造的要求，對(duì)單晶硅片的加工精度和表面質(zhì)量要求越來(lái)越高。延性域磨削是近十幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，硅片的延性域磨削被認(rèn)為是硅片平整化和硅片薄化最有前途的加工技術(shù)，但由于其前提條件是磨粒的切削深度小于臨界切削深度，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。目前，人們對(duì)硅片磨削過程中單晶硅的脆性—延性轉(zhuǎn)變的特征和條件、臨界切削深度、延性域磨削的材料去除機(jī)理以及表面形成機(jī)理的研究非常有限，這嚴(yán)重阻礙了硅片延性域磨削技

2、術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用。 單顆磨粒磨削作為磨削的一種簡(jiǎn)化模式，已經(jīng)成為研究延性域磨削機(jī)理的一種重要方法。本文針對(duì)現(xiàn)有單顆磨粒磨削方法的缺點(diǎn)，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件設(shè)計(jì)了低速劃痕試驗(yàn)方案，并提出了一個(gè)新的單顆磨粒磨削試驗(yàn)方案。通過分析對(duì)比各種硅片加工表面層損傷檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及其可行性，結(jié)合硅片加工表面層損傷形式和大量試驗(yàn)，確定了硅片延性域磨削實(shí)現(xiàn)的判定方法：采用SEM對(duì)硅片磨削表面形貌和表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)；提出了一種改進(jìn)的角度拋光

3、法，可以準(zhǔn)確的測(cè)量硅片由磨削引起的亞表面裂紋，從而判斷是否實(shí)現(xiàn)了延性域磨削；采用基于掃描白光干涉原理的輪廓儀法，能夠檢測(cè)到硅片的亞表面裂紋是否存在的信息，進(jìn)而根據(jù)此信息可以定性地判斷是否實(shí)現(xiàn)了延性域磨削；采用TEM和顯微Raman光譜分析法檢測(cè)硅片磨削表面層損傷的微觀結(jié)構(gòu)。通過單顆金剛石磨削試驗(yàn)，研究了金剛石磨粒切削單晶硅時(shí)的脆性—延性轉(zhuǎn)變過程，分析了磨粒刃尖形狀、晶體方向?qū)尉Ч璐?、延性轉(zhuǎn)變的影響；對(duì)單晶硅的臨界切削深度進(jìn)行了研究，得