本文關鍵詞：300mm硅片的磨削加工工藝研究

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【摘要】：從20世紀后期開始,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,還帶動了一批其他產(chǎn)業(yè)的崛起和完善,例如計算機、通信、航天、精密機械等,這一系列產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推動著我們的生活不斷往前發(fā)展。半導體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對其基礎材料硅單晶的要求不斷提升,表現(xiàn)為硅片的直徑越來越大,特征線寬越來越小,因此對硅片尤其是其表面質(zhì)量也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的硅片機械加工工藝己難以滿足這高標準的要求,故硅片精密磨削、雙面拋光等工藝被陸續(xù)引入。本文對300mm硅片精密磨削過程進行了研究,旨在提升機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,提高生產(chǎn)效率,以滿足后續(xù)工藝的要求,并對實際生產(chǎn)的進行起到一定的指導作用。首先,通過試驗研究了磨削過程中砂輪粒徑及主要磨削工藝參數(shù)對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、小的砂輪軸向進給速度以及大的砂輪轉(zhuǎn)速進行磨削加工,硅片的表面質(zhì)量較好。同時通過氧化層錯的觀察,最終確定2000#砂輪為粗糙階段砂輪,8000#砂輪為精磨階段砂輪。然后,通過對比試驗表明磨削工藝參數(shù)對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拋光后硅片的幾何參數(shù)影響顯著。當磨削硅片呈現(xiàn)“凹”面型時,可以有效的抑制硅片拋光過程中的Edge Roll-off現(xiàn)象,從而拋光時更容易獲得較好的邊緣幾何參數(shù),因此確定磨削加工時應該制備“U”和“W”面型的硅片,其中以“U”面型最佳。最后,通過觀察不同磨削去除量下硅片表面氧化層錯情況,確定粗磨階段去除量需≥70 μm,精磨階段去除量需≥25 μm。使用本文改善后的磨削工藝對硅片進行了磨削加工,獲得了滿足65-90nm線寬要求的磨削硅片。
【關鍵詞】：硅片 磨削 表面層損傷 幾何參數(shù)
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN305.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-22
• 1.1 論文的選題背景8-9
• 1.1.1 本文的研究目的及意義8
• 1.1.2 國內(nèi)外集成電路產(chǎn)業(yè)概況及發(fā)展趨勢8-9
• 1.2 硅片制造工藝概述9-11
• 1.2.1 硅9-10
• 1.2.2 硅片制備工藝10-11
• 1.2.3 表征硅片質(zhì)量參數(shù)11
• 1.3 硅片表面損傷層的研究現(xiàn)狀11-18
• 1.3.1 硅片損傷層模型11-13
• 1.3.2 硅片損傷層的危害13-14
• 1.3.3 硅片表面層損傷形式14-18
• 1.3.4 硅片損傷層的檢測方法概述18
• 1.4 硅片磨削加工的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.4.1 硅片磨削加工過程中材料去除模式19-20
• 1.4.2 磨削參數(shù)對硅片表面層損傷的影響20
• 1.4.3 磨削參數(shù)對硅片幾何參數(shù)的影響20-21
• 1.5 課題研究內(nèi)容21-22
• 2 磨削參數(shù)對硅片表面質(zhì)量的影響22-35
• 2.1 試驗條件22-23
• 2.2 表面層損傷深度及微粗糙度的檢測方法23-24
• 2.3 磨削參數(shù)對硅片表面質(zhì)量的影響24-31
• 2.3.1 砂輪粒徑對硅片表面質(zhì)量的影響25-26
• 2.3.2 砂輪軸向進給速度對硅片表面質(zhì)量的影響26-28
• 2.3.3 砂輪轉(zhuǎn)速對硅片表面質(zhì)量的影響28-30
• 2.3.4 真空吸盤轉(zhuǎn)速對硅片表面質(zhì)量的影響30-31
• 2.4 金剛石砂輪磨削工藝選擇31-34
• 2.4.1 磨削工藝參數(shù)選擇32
• 2.4.2 氧化層錯檢測方法32
• 2.4.3 不同粒徑砂輪磨削后硅片氧化層錯觀察32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 磨削后硅片幾何參數(shù)及面型的研究35-50
• 3.1 磨削技術指標及工藝參數(shù)的選定35-36
• 3.1.1 磨削后硅片技術指標的選定35
• 3.1.2 磨削加工工藝參數(shù)的選定35-36
• 3.2 試驗條件與檢測方法36
• 3.3 磨削工藝參數(shù)對硅片幾何參數(shù)的影響36-43
• 3.3.1 砂輪軸向進給速度對幾何參數(shù)的影響36-38
• 3.3.2 砂輪轉(zhuǎn)速對幾何參數(shù)的影響38-40
• 3.3.3 真空吸盤轉(zhuǎn)速對幾何參數(shù)的影響40-41
• 3.3.4 冷卻水流量對幾何參數(shù)的影響41-43
• 3.4 硅片磨削面型的確定43-49
• 3.4.1 不同面型磨削硅片的獲得43-45
• 3.4.2 磨削硅片GBIR對拋光硅片幾何參數(shù)的影響45-46
• 3.4.3 磨削硅片面型對拋光硅片幾何參數(shù)的影響46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 大直徑硅片磨削加工工藝集成50-55
• 4.1 大直徑硅片磨削加工工藝方案50-51
• 4.2 各階段磨削去除量的確定51-52
• 4.3 磨削加工工藝集成試驗52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻56-58
• 致謝58-59

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：1028073