单晶硅片磨削的表面相变

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1、第16卷第8期2008年8月光学精密工程opticsandPrecisionEngineeringV01．16No．8Aug．2008文章编号1004—924X(2008)08一1440—06单晶硅片磨削的表面相爿k又张银霞1，郜伟1，康仁科2，郭东明2(1．郑州大学机械工程学院，河南郑州450001；2．大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室，辽宁大连116024)摘要：为揭示硅片自旋转磨削加工过程中材料的去除机理，采用显微拉曼光谱仪研究了硅片磨削表面的相变。结果表明：半精磨和精磨硅片表面存在a—Si相、Si一Ⅲ

2、相、Si一Ⅳ相和Si一Ⅻ相，这表明磨削过程中si—I相发生了高压金属相变(si一Ⅱ相)。Si一Ⅱ相容易以塑性方式去除。粗磨硅片表面没有明显的多晶硅，只有少量的非晶硅出现，材料以脆性断裂方式去除。从粗磨到精磨，材料去除方式由脆性断裂去除向塑性去除过渡。粗磨向半精磨过渡时，相变强度越大，材料的塑性去除程度越大；半精磨向精磨过渡时，相变强度越小，材料的塑性去除程度越大。关键词：单晶硅片；磨削；相变中图分类号：TN305．2文献标识码：APhasetransformationsofgrindingmonOcrystalline

3、siliconwafersurfacesZHANGYin—xial，GA0Weil，KANGRen—ke2，GU0Dong—min92(1．Sf^ooZ(，厂^如f^口”ifnZE行gi行PPri咒g，Z^P行gz^D“Lkit，Prsi￡y，Z^P以gz^o“450001，C

4、Ili行口；2．KPyL口60，．口￡o，．y，brPrPci5io九&No行一￡，．口di￡io竹口ZM口fJIli门i竹go厂￡^PMi竹is￡，yo厂点：d“f口fio行，DⅡZin行L7行iuP，-sf￡yo厂丁0c^行oZogy，D丑

5、Zi口挖116024，C，li挖日)Abstract：Inordertounderstandthematerialremovalmechanismduringwaferrotationgrinding，thephasetransformationsonthegroundsiliconwafersurfacewereinvestigatedbyRamanmicrospectros—copy．Theresu】tsexistingtheamorphoussi“con(a—Si)，Si一Ⅲphase，Si一ⅣphaseandS

6、i一Ⅻphaseonthesemi—fineandfinegroundwafersurfacesindicatethattheSi—Iphasehasbeentransformedintoductilemetalphas皇(Si—IIphase)duringgrinding，andtheSi一Ⅱphaseisductileandeasilyberemovedbyduct订emode．Thereisnoobviouspolycrystallinesiliconontheroughgroundwafersurface，bu

7、tVerysmallamountsofQ—Siisobserved，thesemateriaIsareremovedbybrittIemode．Fromroughgrindingtofinegrinding，thematerialremovalmodechangesfrommicro—fracturemodetoductilemodegradually．Duringthetransitionfromroughgrindingtosemi—finegrinding，theduct订emodere—moValdegreei

8、ncreaseswiththeincreasingphasetransformationdegree；thetransitionfromsemi—finegrindingtofinegrinding，theductilemoderemovaldegreeincreaseswiththedecreasingphasetrans—formationdegree．Keywords：monocrystal】inesiliconwafer；grindjng；phasetransformation收稿日期：2008一O卜07；修订

9、日期：2008一03—28．基金项目：国家自然科学基金重大资助项目(No．50390061)第8期张银霞，等：单晶硅片磨削表面相变引言单晶硅片是集成电路(IC)制造过程中最常用的衬底材料，硅片的表面层质量直接影响着器件的性能、成品率以及寿命。在硅片的生产加工过程中，把单晶硅锭加工成抛光片通常需要至少六道机械加工、两道化学加工和一至