硅片的双面研磨法

1.绪言近年来,随着集成电路的发展,硅的平面度(包括翘曲度和薄均匀度)就成了精加工工艺的重要问题,目前大家正在为提高硅片的平面度而努力。利用双盘研磨机研磨硅片时,靠上下盘予以加压。由于硅片的厚度与直径相比非常小,只需用很小的压力就能把翘曲的硅片压平,但不能修正它的翘曲度。因此,在切片时,有必     

织构化硅片表面的粘着行为

为研究织构化表面的粘着行为,采用电感耦合等离子体刻蚀技术在硅片表面进行柱状织构的构筑。使用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对织构化硅片表面的形貌进行观测,利用原子力显微镜进行粘着试验,并考察织构对表面粘着性能的影响规律。结果表明:经过织构化的硅片表面上形成了较为规整均一的柱状织构,在相同试验条件下与未织构面相比,织构面上的粘着力显著降低(下降了73%~77%),表明表面织构的存在减小了接触面积;当相邻织构间的距离一定时,具有较小直径的织构表面更有利于粘着力的减小;表面织构同时降低了范德华力和毛细力的大小,使范德华力减小了88%~89%,毛细力减小了62%~68%;无论是在未织构面还是织构面上,毛细力对表面粘着力的贡献均处于重要地位。     

半导体硅片制备技术及产业现状

介绍半导体硅片制备技术及理论,分析目前全球硅片的产业概况、产业历史发展趋势及特点;结合我国目前的实际情况,论述国内大力发展硅片产业面临的机遇、挑战及存在的问题。      

硅片电火花线切割加工技术的发展

利用电火花线切割加工技术加工硅片能直接得到大尺寸、超薄硅片,且不受硅晶体晶向的影响,设备成本低,切割效率较高,因而研究和开发硅片电火花线切割加工技术是一个很有发展潜力和应用前景的课题。     

硅片化学机械抛光技术的研究进展

随着硅片厚度的增大和芯片厚度的减小,硅片在加工中的材料去除量增大,如何提高其加工效率就成了研究的热点之一。由于化学机械抛光过程复杂,抛光后硅片的质量受到多种因素的影响,主要包括抛光设备的技术参数、耗材(抛光垫和抛光液)的性质和硅片自身在抛光时的接触应力状态等。本文介绍了硅片化学机械抛光技术的研究进展,讨论了影响硅片抛光后表面质量和表面材料去除率的因素,如抛光液、抛光垫、抛光压力等,并对目前用于硅片化学机械抛光的先进设备进行了综述。      

离子束蚀刻硅片沟槽台阶形貌：凹沟现象的研究

本文用能量为600eV、束流密度为0.5mA·cm~(-2)垂直入射的氩离子束对半导体单晶硅上不同宽度的沟槽(15μm、10μm、5μm)进行了不同时间的离子束蚀刻,发现在槽底靠近槽壁处出现了凹沟现象,建立了入射离子在斜壁上反射的理论模型,并通过计算机模拟和实验结果进行了比较。     

线速度对金刚石线锯及硅片表面质量的影响

为了考察线速度对金刚石线锯切割过程的影响,研究了不同线速度条件下金刚石线锯的磨损情况以及硅片表面质量情况,通过SEM及粗糙度仪对切后线材、硅片等进行微观及量化分析。结果表明:线速度由1 300 m/min提高至1 800 m/min,金刚石线锯磨损量由3.5 μm逐渐降低到2.5 μm,降幅为28.6%;金刚石线锯切割硅材料为塑性及脆性模式混合去除,硅片表面的形貌呈现沟槽状、连续划痕并伴随大量凹坑;随着线速度的增加,硅片表面粗糙度逐渐减小,算数平均粗糙度R_a、最大高度R_z以及最大表面粗糙度R_t数值分别下降了33.7%、37.8%、45.6%,表面凹坑数量随着线速度的增大也逐渐减少。      

金刚石砂轮磨削贴膜硅片崩边的研究

用树脂结合剂金刚石砂轮将贴膜厚度为80 μm和160 μm的单晶硅片减薄到400 μm,通过测量硅片边缘的崩边尺寸评价贴膜对硅片加工质量的影响。试验结果表明:硅片贴膜能有效降低硅片碎片率;当硅片未贴膜时,硅片的平均崩边尺寸为3.08 μm,当硅片贴膜厚度为80 μm和160 μm时,硅片的平均崩边尺寸为4.61 μm和3.60 μm;即硅片贴膜磨削对硅片崩边有恶化作用,但该影响较小,用厚膜时恶化程度可控制在20%以内。且用23 μm金刚石砂轮减薄磨削贴膜硅片时,硅片<110>晶向和<100>晶向的崩边尺寸无明显差异。      

硅片自旋转磨削损伤深度的试验研究

基于自旋转磨削原理的硅片超精密磨床,采用角度抛光法和分步蚀刻法检测了树脂结合剂金刚石砂轮磨削硅片的损伤深度,利用方差分析法研究了砂轮粒度、工作台转速、砂轮进给率和砂轮转速等磨削参数对硅片损伤深度的影响规律.结果表明:磨削参数对硅片损伤深度的影响程度由大到小依次为砂轮粒度、砂轮进给率、砂轮转速和工作台转速.当砂轮的磨粒尺寸从40 μm减小到4 μm时,硅片的损伤深度从16.4 μm逐渐减小至0.8 μm.在一定的范围内,当其它磨削参数不变时,硅片的损伤深度随着砂轮进给率的增大而增大,随着砂轮转速的增大而减小,随着工作台转速的增大而减小.     

大尺寸硅片自旋转磨削的试验研究

利用基于自旋转磨削原理的硅片超精密磨床,通过试验研究了砂轮粒度、砂轮转速、工件转速及砂轮进给速度等主要因素对材料去除率、砂轮主轴电机电流以及磨削后硅片表面粗糙度的影响关系。研究结果表明,增大砂轮轴向进给速度和减小工件转速,采用粗粒度砂轮有利于提高磨削硅片的材料去除率,砂轮轴向进给速度对材料去除率的影响最为显著;适当增大砂轮转速,减小砂轮轴向进给速度,采用细粒度砂轮可以减小磨削表面粗糙度;在其它条件一定的情况下,砂轮速度超过一定值会导致材料去除率减小,主轴电机电流急剧增大,表面粗糙度变差;采用比#2000粒度更细的砂轮磨削时,材料去除率减小,硅片表面粗糙度没有明显改善。     

微磨料水射流抛光硅片的实验研究

采用微磨料水射流对硅片进行抛光实验研究。根据后混合磨料水射流原理,通过设计实验,在选取合适磨粒直径和其他参数的条件下,采用微磨料水射流对硬脆性材料的表面进行抛光是完全可行的。并以正交试验设计为依据,分析在抛光硅片过程中,微磨料水射流主要加工工艺参数对表面粗糙度的影响。通过分析该实验结果的相关指标,可知抛光效果较好,因此用微磨料水射流对硅片的抛光是可行的。