Основными критериями точного и эффективного утончения пластины на
машине для утончения обратной стороны кремниевых пластин являются точность контроля толщины ±1–2 мкм, общее изменение толщины (TTV) ≤ 2 мкм и отсутствие дефектов, таких как сколы краев, микротрещины и поверхностные царапины. Это достигается за счет системной координации предварительной обработки пластины, подбора оборудования и расходных материалов, точного управления процессом и контроля качества на всех этапах, при этом основная задача — сбалансировать эффективность удаления материала и целостность пластины.
1. Предварительные условия: Предварительная обработка и подбор оборудования и расходных материалов
Предварительная обработка пластины должна обеспечивать соответствие начальной плоскостности стандартам, отсутствие примесей и оксидных слоев на обратной стороне, а также защиту лицевой стороны (высококлеящаяся УФ‑лента/синяя лента) для предотвращения повреждения лицевых структур в процессе обработки. Для оборудования радиальное биение шпинделя должно быть откалибровано до ≤ 0,5 мкм, а точность позиционирования механизма подачи — до ≤ 0,1 мкм. Расходные материалы подбираются поэтапно: алмазные шлифовальные круги 500–2000# для грубой шлифовки и шлифовальные круги на смолевой связке 3000–8000# для тонкой шлифовки. Перекрестное загрязнение частицами разной зернистости строго запрещено. Система охлаждения должна быть предварительно настроена для поддержания стабильного расхода 10–15 л/мин.
2. Основной процесс: Точное управление ступенчатой шлифовкой
2.1 Грубая шлифовка
Направлена на эффективное удаление избыточного материала. Скорость вращения шпинделя контролируется в диапазоне 1500–2500 об/мин, давление шлифовки — 0,3–0,5 МПа. За счет жесткой шлифовки толщина пластины быстро снижается до целевого значения +20–30 мкм.
2.2 Тонкая шлифовка
Обеспечивает точность и качество поверхности. Скорость вращения шпинделя увеличивается до 3000–4000 об/мин, давление снижается до 0,1–0,2 МПа. Микрорезка корректирует отклонения толщины и снижает шероховатость поверхности до Ra ≤ 5 нм.
3. Контроль качества: Предотвращение дефектов и двойной контроль
На протяжении всего процесса поддерживается чистота помещения не ниже класса 100 для предотвращения царапин от пыли. Температура контролируется в реальном времени на уровне ≤ 40 ℃, чтобы избежать микротрещин из‑за теплового напряжения. Устранение дефектов: при сколах краев снизить давление шлифовки и проверить плоскостность круга; при отклонениях толщины компенсировать подачу с помощью онлайн‑измерений. Контроль осуществляется по двойному стандарту «прибор + визуальный осмотр»: лазерные толщиномеры контролируют толщину и TTV в нескольких точках, а микроскопы проверяют поверхностные дефекты для соответствия требованиям процесса упаковки.
