本文關鍵詞：硅片超精密磨削表面質量和材料去除率的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著集成電路(IC)制造技術的飛速發(fā)展,為了增大IC芯片產量,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問題:硅片直徑增大后,表面質量要求更為嚴格,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,并分析了磨粒軌跡對表面質量的影響關系。通過硅片磨削實驗,對硅片磨削表面紋理的計算機仿真結果和理論分析結果進行了驗證。 在反轉法的原理上,建立了硅片自旋轉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量和加工效率的工藝措施。 研究結果為提高硅片超精密磨削的表面質量以及材料去除率,提供系統(tǒng)的加工理論和有效的工藝措施,對于實現(xiàn)大尺寸硅片高精度超光滑表面的高效低損傷磨削加工具有重要指導意義。
【關鍵詞】：硅片 運動軌跡 磨削紋理 表面質量 材料去除率 超精密磨削 集成電路
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 插圖目錄9-12
• 附表目錄12-13
• 符號說明清單13-15
• 1 緒論15-30
• 1．1 集成電路簡介15-16
• 1．2 IC制造中的超精密加工技術16-18
• 1．3 半導體硅片制造工藝概述18-23
• 1．3．1 單晶硅制備20
• 1．3．2 硅片加工工藝分析20-22
• 1．3．3 硅片加工工藝發(fā)展方向22-23
• 1．4 硅片超精密磨削技術研究概況23-28
• 1．4．1 國外研究概況23-26
• 1．4．2 國內研究概況26-28
• 1．5 本文研究工作的主要內容28-30
• 2 相關理論基礎與加工原理介紹30-42
• 2．1 單晶硅片的特性介紹30-35
• 2．1．1 單晶硅的結構特性30-32
• 2．1．2 單晶硅片的外型及參考面32
• 2．1．3 單晶硅的破裂模式32-35
• 2．2 硅片超精密研磨加工35-36
• 2．2．1 超精密研磨加工的原理35
• 2．2．2 超精密研磨加工的特點35-36
• 2．3 硅片超精密磨削加工36-41
• 2．3．1 旋轉工作臺式磨削的原理與特點36-38
• 2．3．2 硅片自旋轉磨削的原理與特點38-41
• 2．4 本章小結41-42
• 3 硅片自旋轉磨削的表面質量的研究42-64
• 3．1 硅片自旋轉磨削運動軌跡43-47
• 3．1．1 運動幾何學43
• 3．1．2 節(jié)點與節(jié)圓43-44
• 3．1．3 運動軌跡求解44-47
• 3．2 磨削運動軌跡的理論分析47-49
• 3．2．1 向徑、磨紋長度、磨紋數(shù)量以及磨削穩(wěn)定周期公式47-49
• 3．2．2 計算實例49
• 3．3 磨削運動軌跡對表面質量的影響分析49-51
• 3．3．1 磨紋間距49-50
• 3．3．2 磨紋密度50-51
• 3．4 磨削運動軌跡的仿真51-58
• 3．4．1 計算機仿真技術51-53
• 3．4．2 Matlab仿真工具53
• 3．4．3 硅片磨削運動軌跡的計算機仿真53-58
• 3．5 硅片磨削試驗58-63
• 3．5．1 試驗目的58
• 3．5．2 試驗條件與方法58
• 3．5．3 試驗與檢測關鍵設備介紹58-60
• 3．5．4 試驗結果與分析60-63
• 3．6 本章小結63-64
• 4 硅片自旋轉磨削的材料去除率及工藝試驗的研究64-74
• 4．1 硅片自旋轉磨削的材料去除率64-66
• 4．1．1 硅片自旋轉磨削等效材料去除分析64-65
• 4．1．2 硅片自旋轉磨削材料去除率公式推導65-66
• 4．2 硅片自旋轉磨削的工藝試驗66-73
• 4．2．1 試驗條件與方法66-67
• 4．2．2 試驗與檢測關鍵設備介紹67
• 4．2．3 試驗結果與討論67-73
• 4．3 本章小結73-74
• 5結論與展望74-77
• 參考文獻77-83
• 致謝83-84
• 大連理工大學學位論文版權使用授權書84

【引證文獻】

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  本文關鍵詞：硅片超精密磨削表面質量和材料去除率的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：264178