晶圓減薄機(jī)的研發(fā)及應(yīng)用

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１硅片自旋轉(zhuǎn)磨削法的特點(diǎn)：

（１）?可實(shí)現(xiàn)延性域磨削。在加工脆性材料時(shí)，當(dāng)磨削深度小于某一臨界值時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)延性域磨削。通過(guò)大量試驗(yàn)表明，Ｓｉ材料的脆性一塑性轉(zhuǎn)換臨界值約為０．０６ｍ。進(jìn)給速度廠控制在１０ｍ／ｍｉｎ，承片臺(tái)轉(zhuǎn)速?。玻埃埃颍恚椋睿瑒t每轉(zhuǎn)切割深度可達(dá)到０．０５ｍ。對(duì)于自旋轉(zhuǎn)磨削，由公式（１）可知，對(duì)給定的軸向進(jìn)給速度，如果工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速足夠高，就可以實(shí)現(xiàn)極微小磨削深度。

（２）可實(shí)現(xiàn)高效磨削。由公式（１）可知，通過(guò)同時(shí)提高硅片轉(zhuǎn)速和砂輪軸向進(jìn)給速度，可以在保持與普通磨削同樣的磨削深度情況下，達(dá)到較高的材料去除率，適用于大余量磨削。

（３）砂輪與硅片的接觸長(zhǎng)度、接觸面積、切入角不變，磨削力恒定，加工狀態(tài)穩(wěn)定，可以避免硅片出現(xiàn)中凸和塌邊現(xiàn)象。由ｒ上述優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在直徑２００ｍｍ以上的大尺寸硅片背面磨削（ｂａｃｋｇｒｉｎｄｉｎｇ）大都采用基于硅片白旋轉(zhuǎn)磨削原理的超精密磨削技術(shù)。

２硅片背面磨削的工藝過(guò)程：

硅片背面磨削一般分為兩步：粗磨和精磨。在粗磨階段，采用粒度４６?！担埃埃５慕饎偸拜啠S向進(jìn)給速度為１００～５００ｍｍ／ｍｉｎ，磨削深度較大，般為０．５～ｌ１ＴＩＩ＇ｆｌ。目的是迅速去除硅片背面絕大部分的多余材料（加工余量的９０％）。精磨時(shí)，加工余量幾微米直至十幾微米，采用粒度２０００?！矗埃埃埃５慕饎偸拜?，軸向進(jìn)給速度為０．５～１０ｍｍ／ｍｉｎ。主要是消除粗磨時(shí)形成的損傷層，達(dá)到所要求的厚度，在精磨階段，材料以延性域模式去除，硅片表面損傷明顯減小。３硅片磨削技術(shù)的原理當(dāng)前主流晶圓減薄機(jī)的整體技術(shù)采用了Ｉｎ．ｆｅｅｄ磨削原理設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)晶圓的延性域磨削，提高減薄質(zhì)量，通過(guò)減小砂輪軸向進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)微小磨削深度，因此，要求設(shè)備的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分辨率小于０．１Ｉｘｍ，進(jìn)給速度１ｉｘｒｎ／ｍｉｎ。另外，為了提高減薄工藝的效率，進(jìn)給系統(tǒng)在滿足低速進(jìn)給的前提下，要盡可能實(shí)現(xiàn)高速返回（見(jiàn)圖２）。

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４國(guó)內(nèi)外減薄機(jī)現(xiàn)狀

國(guó)外硅片超精密磨床制造起步較早，發(fā)展迅速，技術(shù)先進(jìn)。其中美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的硅片超精密磨床技術(shù)成熟，代表著減薄機(jī)較高水平。國(guó)外知名公司的減薄機(jī)主要參數(shù)見(jiàn)表ｌ。目前國(guó)外生產(chǎn)的減薄機(jī)具有高精度、高集成化、自動(dòng)化、加工硅片大尺寸化、超薄化等特點(diǎn)。

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