硅片机械化学磨削软磨料砂轮的研制及其磨削性能研究

摘要

集成电路制造过程中,采用金刚石砂轮的超精密磨削技术是硅片平整化加工和图形硅片背面减薄的重要加工方法,但金刚石砂轮磨削加工不可避免会在硅片的表面/亚表面产生损伤.本文提出针对采用软磨料砂轮的机械化学磨削技术,根据机械化学磨削原理和单晶硅的材料特性,研制了用于硅片磨削的MgO、CeO2和Fe2O3三种软磨料砂轮.通过测量硅片表面粗糙度、表面/亚表面损伤、砂轮修整间隔、主轴电机电流、磨削比及材料去除率等参数,研究了软磨料砂轮的磨削性能,并与同粒度金刚石砂轮的磨削性能以及化学机械抛光(CMP)的加工效果进行了对比分析.结果表明,软磨料砂轮机械磨削硅片的表面/亚表面质量远好于金刚石砂轮,接近于CMP的加工效果;三种软磨料砂轮中,MgO软磨料的磨削性能优于CeO2和Fe2O3软磨料砂轮.