單晶硅片研拋減薄不均勻性及撓曲變形的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在MEMS傳感器中，制備出高性能、高靈敏、低成本的硅結(jié)構(gòu)層已成為許多MEMS器件產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。研磨和拋光結(jié)合的化學(xué)及機(jī)械減薄方法具有去除速率高，面型精度好，同時(shí)又能對(duì)器件的玻璃層中開出的引線孔洞起到很好保護(hù)作用的特點(diǎn)，故被廣泛的應(yīng)用于MEMS器件結(jié)構(gòu)層的制備和封裝工藝中。目前我國無論是在硅片研拋均勻性還是在涉及減薄翹曲變形的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究方面都相對(duì)較少，這在一定程度上制約了我國MEMS器件的產(chǎn)業(yè)化，為此本文針對(duì)研拋減薄中的相關(guān)問題展

2、開了如下研究:
　　(1)對(duì)硅片研磨減薄過程中材料去除速率非均勻性的影響因素進(jìn)行了研究。根據(jù)Preston方程，從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析了硅片研磨中材料去除速率(MaterialRemovalRate，MRR)的非均勻性與硅片上任意一點(diǎn)對(duì)研磨盤的相對(duì)速度的關(guān)系，得出當(dāng)載樣盤和研磨盤的角速度相等時(shí)，其界面相對(duì)速度恒定不變，此時(shí)研磨過程中的MRR將由界面的法向壓強(qiáng)決定。因此對(duì)實(shí)驗(yàn)中的基于載樣盤自重研磨和氣動(dòng)主軸施壓研磨的接觸面壓強(qiáng)的分布進(jìn)行了

3、有限元仿真，結(jié)果表明石蠟粘片誤差是導(dǎo)致非均勻性的主要因素。
　　(2)創(chuàng)新性的提出并設(shè)計(jì)加工了石蠟旋涂粘片系統(tǒng)以減小石蠟粘片的誤差，測(cè)得在90℃時(shí)，當(dāng)?shù)退俣无D(zhuǎn)速和高速段轉(zhuǎn)速的大小和時(shí)間分別為500rpm和8s，2500rpm和20s的條件下，旋涂后的石蠟?zāi)ず穸妊貜较蚍较虻奶荻容^小，其值基本穩(wěn)定在2.7μm左右，石蠟?zāi)ず穸茸畲笳`差為0.867μm。經(jīng)0.6Mpa的氣動(dòng)壓力施壓壓片后，粘片后總厚度最大厚度差ΔD不超過3μm。