超精密磨削硅片表层损伤检测的试验研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要硅片表面的完整性是影响集成电路fIcl器件的性能、成品率以及寿命的重要因素，随着硅片直径的增大和IC线宽的减小，对硅片表层质量的要求日益增高。虽然硅片自旋转磨削被认为是目前加工大尺寸硅片最理想的超精密磨削方法，并已得到广泛的应用，但是在目前的技术条件下还不可避免地会给硅片带来表面／亚表面损伤，这个损伤层会直接影响下～道抛光工序的加工时闻。但目前对此类损伤的产生机理、分析检测以及损伤层厚度的预测与控制等方面的研究还不够完善，难以实现大尺寸硅片的低损伤、高效率磨削。本文首先在综合对比分析现有的硬脆材料表面／亚表面损伤检测方法的基

2、础上，通过大量的试验以及对一些检测方法的优化组合与改进等措施，得到了适用于检测硅片表面／亚表面损伤的具体方法，并针对不同损伤程度的硅片对检测技术的不同要求，建立了一套适用于不同损伤程度硅片的检测方法。在此基础上，通过在磨削硅片上有选择地取样，研究了磨削硅片亚表面损伤构形与表面磨纹方向之间的关系；通过设计和采用合理的检测试验方法，研究了采用自旋转磨削方式磨削硅片的亚表面损伤深度的分布规律，为后续硅片损伤检测试验研究的采样提供了指导。最后，通过几组单因素试验，研究了自旋转磨削方式下磨削参数与磨削硅片亚表面损伤深度之间的关系，得到了磨削参数对硅片亚表面损伤深

3、度的影响规律以及影响程度，为磨削工艺参数的优化提供了有力的参考依据。关键词：硅片；自旋转磨削；超精密磨削；亚表面损伤深度张胜利：超精密磨削硅片表层损伤检测的试验研究StudyonSurface／subsurfaceDamageDetectionofUltraprecisionGroundSiliconWaferAbstractThesurfaceintegrityofsiliconwaferhasbecomeakeyfactortoaffecttheperformance，qualityand1ifeofICchips．Withtheincreasin

4、gsizeofthewaferanddecreasinglinewidthofIc，hi曲ersurfacequalityofwaferisdemanded．Amongtheprecisionprocessmethods，waferrotationgrindingjsconsideredasthemostidealtechnologyforprocessingthelargesizesiliconwafer．However,itCannotavoidtobringthedamageofthewafersurface／subsurfaceunderthe

5、presentcondition，andthedamagewillseverelyaffecttheprocesstimeofthefollowingpolishingprocedure．Atpresent，manystudiesonthemechamsm，analysisanddetectionofthedamage，thepredictionandcontrolofthesubsurfacedamagedepth(SDO)，shouldbecarriedouttOachievethelowdamageandhighefficiencywafergr

6、inding．Firstly,throughthecomparisonofthemethodsusedinthedamagemeasurementOilhard＆brittlematerial，asetofmethodsfordetectingthesiliconwaferwithdifferentde掣eesurface／subsurfacedamageareproposedtomeetthedifferentrequirements，whichatebasedOna10tofexperimentSandtheoptimizationandcombi

7、nationofdetectiontechniques．Secondly，therelationshipbetweenthesurfacegrindingmarks’odentationandtheconfigurationofthesubsurfacecracksiSinvestigatedbytheselectivesamplesonthewafersurface，Whi曲iSimportanttOtheresearchondamagemechanism．Atthesametime，thedistributionruleoftheSDDontheg

8、roundwaferisrevealed．ThiSstudyIeSuItSWillbenefi