單晶硅切片只有5%的厚度用于芯片制造,其余部分均在減薄加工中去除,并且晶圓只有表層厚度的1%用于芯片電子結(jié)構(gòu)的制造,而其余部分只是用于保證芯片在加工中所需的機械強度和剛度。隨著半導體工業(yè)的迅速發(fā)展,單晶硅切片厚度越來越小。通過減小單晶硅切片厚度,提高硅晶棒出片率,以達到降低集成電路制造成本的目的。本文針對金剛石線鋸鋸切單晶硅切片厚度確定問題開展研究,以單晶硅切片的斷裂強度和鋸切過程切片的最大應力為主要分析因素,通過研究磨粒切割深度、切片表層(表面/亞表面)裂紋損傷、切片斷裂強度以及鋸切過程切片的最大應力等問題,實現(xiàn)一定破片率下切片厚度的確定。研究工作對單晶硅切片厚度的薄型化具有重要意義。本文的主要研究工作歸納如下:(1)建立了描述磨粒形狀、尺寸、突露高度和位置分布的樹脂金剛石線鋸絲模型與磨粒切割深度模型,研究了工藝參數(shù)對磨粒切割深度的影響,通過擬合理論結(jié)果,得到了鋸切力與工藝參數(shù)的定量關系。以鋸絲弓角為依據(jù),確定了與鋸絲鋸切能力相匹配的鋸切工藝參數(shù),并開展了鋸切單晶硅切片實驗,通過測量鋸絲弓角,得到了法向鋸切力,并與理論結(jié)果進行了對比。研究表明,樹脂金剛石線鋸主要以材料的脆性斷裂方式實...

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－３單晶硅的單點金剛石壓痕［４６］??

固結(jié)磨粒線鋸鋸切單晶硅時，磨粒在工件表面作劃擦、耕犁運動，實現(xiàn)材料??去除，此過程類似于移動壓頭的壓痕刻劃。許多學者開展了單晶硅的壓痕實驗來??研究裂紋損傷，發(fā)現(xiàn)當載荷較小時，壓頭下方首先形成塑性區(qū)域，如圖１－３所示??［４６］，塑性區(qū)域尺寸ａ與載荷盡有關，其計算公式為：??－?....

圖１－５?２１１３１＾和５１１１３｜１訃得到的刻劃產(chǎn)生的裂紋損傷輪廊｜５（）１??固結(jié)磨粒線鋸鋸切加工單晶硅切片時，材料去除方式主要為材料的脆性斷??

和Ｆｌｅｃｋ［４８］提出了彈性應力場中的二維斷裂模型來研究裂紋擴展，用于分析裂紋??擴展的長度和深度。Ｊｉｎｇ等人［４９］提出了滑移場模型和擴展圓柱腔模型來分析刻劃??產(chǎn)生的應力場，圖１４為他們建立的塑性區(qū)域尺寸和裂紋損傷深度預測模型，他??們認為，裂紋擴展尺寸可以通過分析材料內(nèi)....

圖１４?Ｊｉｎｇ等人提出的塑性區(qū)域和損傷區(qū)域的理論預測模型１４９１??

和Ｆｌｅｃｋ［４８］提出了彈性應力場中的二維斷裂模型來研究裂紋擴展，用于分析裂紋??擴展的長度和深度。Ｊｉｎｇ等人［４９］提出了滑移場模型和擴展圓柱腔模型來分析刻劃??產(chǎn)生的應力場，圖１４為他們建立的塑性區(qū)域尺寸和裂紋損傷深度預測模型，他??們認為，裂紋擴展尺寸可以通過分析材料內(nèi)....

圖1-6單晶硅切片厚度隨直徑變化趨勢!2I

有部分學者通過改變線鋸類型、鋸絲直徑、磨粒尺寸等方法，鋸間距以得到更薄切片，取得了一些減小切片厚度的措施｜９＜Ｍ°５１。小切片厚度的研究均處于探索階段，提出的減小切片厚度措施，并且切片厚度的確定缺少科學依據(jù)，缺乏系統(tǒng)的理論和實驗量研宄工作。??的主要研究工作??述固結(jié)磨粒線鋸鋸切....

本文編號：4000733