大连理工-康仁科863课题.ppt

技术领域名称：先进制造技术领域项目名称：超精密加工技术与装备课题名称：大尺寸平面功能晶体基片 超精密磨削技术与装备 依托单位： 大连理工大学 申请责任人： 康仁科 答辩提纲 1. 课题简介 2. 课题背景 3. 国内外发展现状与趋势 4. 主要研究内容、技术难点和创新点 5. 预期目标、主要技术和经济指标，可获得的成果 6. 研究方法、技术路线及可行性分析 7. 年度进度及考核指标 8. 课题的组织和分工 9. 预期研究成果应用前景分析 10. 课题依托单位和协作单位情况及其支撑条件 11. 经费预算 1. 课题简介 2 课题背景 硅片和光电晶体基片是集成电路和光电器件制造的基础材料。 全球90％以上的IC采用单晶硅片，每年所需硅片超过1.5亿片。 半导体照明等光电器件主要采用蓝宝石、 碳化硅、砷化镓和氮化镓等晶体基片制造。 微电子制造技术发展趋势之一:基片大尺寸化 微电子制造技术发展趋势之二:高集成化 每隔3年，芯片特征线宽缩小1/3，集成度翻两番。 对表面精度、表面粗糙度等提出越来越高的要求。 微电子制造技术发展趋势之三：芯片超薄化 大尺寸硅片和光电晶体基片超精密加工技术的新进展 采用微粉金刚石砂轮的超精密磨削技术代替传统研磨成为大尺寸硅片超精密加工的主流技术 最有代表性的基片超精密磨削技术—硅片旋转磨削方法（Wafer Rotation Grinding Method） 超精密磨削技术的应用 超精密磨削用于基片制备阶段的平整化加工，取代了研磨和腐蚀工序，可减小加工表面损伤深度，大大减少后续抛光的加工量。 超精密磨削技术的应用 3. 国内外发展现状与趋势 日本茨城大学的Libo Zhou 和P.L. Tsuo 等人对硅片旋转磨削和工作台旋转磨削方法的特点进行了实验对比研究，分析了两种磨削方式下材料去除率、表面粗糙度、磨削力的特点。 美国Kansas State University 的Z.J.Pei等人对旋转磨削法超精密磨削硅片过程中加工参数对硅片表面磨痕分布、面型精度、表面粗糙度和亚表面损伤的影响进行了比较系统的研究。 3.2 大尺寸硅片超精密磨削机床的进展 全自动超精密磨床 3.3 大尺寸硅片超精密磨削机床发展趋势 国外先进硅片超精密磨床的特点： “多主轴、多工位”的集成化设计，可进行粗磨和精磨加工，并完成吸盘修整、硅片对准、清洗、烘干和装卸等操作； 控制系统具有加工参数设置、过程控制与检测以及磨削过程仿真等功能； 采用传输机器人完成硅片在不同加工和操作工位的定位和传输，实现在加工过程中自动化。 3.4 存在问题 国外现有的硅片磨床大都没有磨削力检测系统，有些只采用主轴功率检测磨削过程，检测精度和灵敏度较差。 磨床在粗、精磨削阶段大都采用恒进给速度磨削，而且加工余量和进给速度根据经验设定，也不能实现磨削过程自适应控制。 磨削效率和磨削表面损伤的矛盾是硅片加工技术面临的突出问题，如何通过磨削过程自适应控制和工艺参数优化实现高效低损伤磨削是需要研究的问题。 3.5 国内现状及存在问题 国内对硅片超精密加工技术和装备的研究起步较晚。哈尔滨工业大学、天津大学和广东工业大学等单位对小尺寸单晶硅、蓝宝石等功能晶体的超精密磨削机理和工艺技术进行了一些研究，但尚未开展大尺寸基片超精密技术和装备的研究。 大连理工大学通过承担国家863 计划和国家基金重大和重点项目，利用进口设备对大直径硅片超精密磨削加工理论和关键技术进行了研究，并开展了超精密磨削装备的设计开发。 目前，国内缺乏拥有自主知识产权的大尺寸功能晶体基片超精密加工技术和装备，先进的超精密加工装备完全依赖进口，被日、美、德等少数发达国家所垄断。 3.6 国内外专利申请和授权情况 [1] 晶片磨床构造（专利权人：台湾省新竹县财团法人工业技术研究院；专利号：CN1640618）； [2] 晶片的磨削装置及磨削方法（专利权人：日本株式会社迪思科；专利号：CN1664993）； [3] 半导体单晶片保护构件与半导体单晶片的磨削方法（专利权人：日本株式会社迪思科；专利号：N1496581）； [4] 表面保护用板以及半导体晶片的磨削方法（专利权人：日本琳得科株式会社；专利号：CN1868040）； [5] 用于同时双面磨削多个半导体晶片的方法和平面度优异的半导体晶片（专利权人：德国慕尼黑硅电子股份公司；专利号：CN101106082）； [6] 晶片磨削装置（专利权人：日本株式会社迪思科；专利号：CN101121237）； [7] 晶片搬送方法和磨削装置（专利权人：日本株式会社迪思科；专利号：CN101127316）； [8] 晶片的磨削加工方法（ 专利权人： 日本株式会社迪思科； 专利号：CN101161411）； [9] 贴合晶圆制造方法、贴合晶圆及平面磨