晶圓減薄機的研發(fā)及應用
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1硅片自旋轉磨削法的特點:
(1)?可實現延性域磨削。在加工脆性材料時,當磨削深度小于某一臨界值時,可以實現延性域磨削。通過大量試驗表明,Si材料的脆性一塑性轉換臨界值約為0.06m。進給速度廠控制在10m/min,承片臺轉速取200r/min,則每轉切割深度可達到0.05m。對于自旋轉磨削,由公式(1)可知,對給定的軸向進給速度,如果工作臺的轉速足夠高,就可以實現極微小磨削深度。
(2)可實現高效磨削。由公式(1)可知,通過同時提高硅片轉速和砂輪軸向進給速度,可以在保持與普通磨削同樣的磨削深度情況下,達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,可以避免硅片出現中凸和塌邊現象。由r上述優(yōu)點,現在直徑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磨削原理的超精密磨削技術。
2硅片背面磨削的工藝過程:
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?,軸向進給速度為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,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?,軸向進給速度為0.5~10mm/min。主要是消除粗磨時形成的損傷層,達到所要求的厚度,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硅片磨削技術的原理當前主流晶圓減薄機的整體技術采用了In.feed磨削原理設計。為了實現晶圓的延性域磨削,提高減薄質量,通過減小砂輪軸向進給速度實現微小磨削深度,因此,要求設備的進給運動分辨率小于0.1Ixm,進給速度1ixrn/min。另外,為了提高減薄工藝的效率,進給系統在滿足低速進給的前提下,要盡可能實現高速返回(見圖2)。
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4國內外減薄機現狀
國外硅片超精密磨床制造起步較早,發(fā)展迅速,技術先進。其中美國、德國、日本等發(fā)達國家生產的硅片超精密磨床技術成熟,代表著減薄機較高水平。國外知名公司的減薄機主要參數見表l。目前國外生產的減薄機具有高精度、高集成化、自動化、加工硅片大尺寸化、超薄化等特點。
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