随着集成电路(IC)制造技术的飞速发展,为了增大IC芯片产量,降低单元制造成本,硅片趋向大直径化;同时,为了提高IC的集成度,要求硅片的刻线宽度越来越细,对硅片表面质量的要求越来越高,以研磨、腐蚀为特征传统的硅片加工工艺已无法满足大尺寸硅片加工的要求。虽然自旋转磨削技术以其优异的性能,广泛地应用于大尺寸硅片加工中的材料制备阶段和图形硅片的背面减薄工序中,被认为是目前加工大尺寸硅片最理想的磨削方法,但目前仍存在硅片加工过程中容易产生翘曲变形、面型精度不易保证等亟待解决的技术难题。 本文综合考虑硅片夹持系统中真空吸盘修整参数以及硅片磨削参数等多种因素,建立了硅片自旋转磨削面型的理论模型;在此模型的基础上,推导了硅片磨削面型的方程式以及表征硅片表面质量的重要指标—硅片总厚度变化(TTV)的计算公式;并应用VC++6.0编程技术和OpenGL三维图形库开发了硅片磨削面型仿真软件,对真空吸盘修整面型以及硅片自旋转磨削面型进行了计算机仿真和预测;并分析了真空吸盘修整面型、砂轮转速、工作台转速、砂轮主轴进给速率、磨床主轴左右摆动角以及前后偏摆角等加工参数对硅片磨削面型的影响规律。 在以上理论研究基础上,以VG401MKⅡ型超精密磨床为试验平台进行了硅片自旋转磨削面型试验,研究了真空吸盘修整面型、砂轮转速、工作台转速、砂轮主轴进给速率、磨床主轴左右摆动角以及前后偏摆角等加工参数对硅片磨削面型的影响情况,并对硅片自旋转磨削面型的计算机仿真结果同试验检测结果进行了验证。 研究结果为硅片超精密磨削面型的预测提供了参考,对有效控制硅片磨削面型以及合理选择磨削工艺参数提供了依据,对于实现大尺寸硅片高精度面型磨削加工具有重要指导意义。