表面缺陷辅助硅片金刚石切削技术研究

本文报道了金刚石切削硅片中融合表面缺陷加工（SDM）方法从而提升硅片性能的效果。混合微加工方法通常需要额外的硬件来实现混合加工技术的附加优势，例如激光加热、低温冷却、电脉冲或超声椭圆振动等。本文所采用的表面缺陷加工方法不需要任何额外硬件且易于在连续微加工模式下实现。本文利用硅切屑的拉曼光谱数据、平均表面粗糙度数据和图像数据比较了传统的单点金刚石车削（SPDT）和表面缺陷加工（SDM）在周向和径向上的表面缺陷。同时，采用三维有限元分析法（FEA）分析了加工晶圆上的切削力和残余应力演变。研究发现，在周向产生的表面缺陷间隔为1mm时，平均表面粗糙度（Ra）最低为3.2nm，而传统单点金刚石切削在相同切削参数下获得的平均表面粗糙度为8nm。对切屑进行拉曼光谱观测表明在两种微切削过程中均存在相变残余物。通过有限元分析法进行残余应力和亚表面完整性量化分析，发现沿周向制造的凹槽具有最佳的加工性能。