硅片的超精密磨削理論與技術(shù)簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘
半導體單晶硅片是集成電路制造的主要支撐材料，超精密磨削加工效率高、可穩定獲得高面形精度和表面質(zhì)量，已成為大尺寸硅片加工不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。但是，我國硅片超精密磨削技術(shù)與裝備的整體水平相對落后，對相關(guān)基礎理論和核心技術(shù)缺乏系統研究，致使大尺寸硅片的磨削裝備和工具完全依賴(lài)進(jìn)口，成為硅材料加工制程的短板和技術(shù)瓶頸。郭東明院士和康仁科教授及其團隊，歷時(shí)15年，面向國家重大需求和國際學(xué)術(shù)前沿，深入開(kāi)展硅片超精密磨削理論與技術(shù)研究，取得了突出的研究成果并付諸實(shí)踐，對我國大尺寸硅片加工技術(shù)的創(chuàng )新發(fā)展具有重要作用。該書(shū)是一本系統闡述硅片超精密磨削基礎理論、關(guān)鍵技術(shù)及加工裝備的優(yōu)秀專(zhuān)著(zhù)，除過(guò)系統地總結著(zhù)者及其團隊多年來(lái)的研究和應用成果外，還介紹了國內外關(guān)于硅片超精密磨削技術(shù)的*新進(jìn)展。具有*威性、創(chuàng )新性、先進(jìn)性和實(shí)用性。該書(shū)基礎理論與技術(shù)實(shí)踐相結合，資料豐富，結構嚴謹、圖文并茂。對我國IC制造技術(shù)領(lǐng)域的科研和工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是一本重要參考書(shū)，對于我國從事超精密加工理論與技術(shù)研究的科研和工程技術(shù)人員、高校研究生和本科生也具有重要的參考價(jià)值。
本書(shū)在介紹單晶硅的物理、化學(xué)和半導體性質(zhì)，以及單晶硅片在集成電路制造中的應用和加工要求的基礎上，全面系統地闡述了硅片旋轉磨削原理、超精密磨削機理、超精密磨削工藝、超精密磨床，完整地總結了著(zhù)者及其團隊十多年來(lái)在硅片超精密磨削理論與技術(shù)方面的研究成果。全書(shū)共9章，其中第1章介紹單晶硅的基本性質(zhì)與應用，第2章介紹集成電路制造工藝及硅片加工相關(guān)術(shù)語(yǔ)，第3章介紹硅片的磨削方法與理論分析，第4章介紹硅片超精密磨削機理，第5章介紹超精密磨削硅片面型精度的測量與評價(jià)，第6章介紹超精密磨削硅片表面層質(zhì)量及檢測和評價(jià)，第7章介紹硅片超精密磨削工藝，第8章介紹硅片超精密磨床，第9章介紹硅片磨削技術(shù)新發(fā)展。本書(shū)不僅系統總結了硅片的超精密磨削理論與技術(shù)，而且也反映了著(zhù)者及其團隊在理論研究、試驗研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和設備研制等方面所做的工作和積累的經(jīng)驗。
郭東明：中國工程院院士，大連理工大學(xué)教授、博士生導師。1959年4月出生于河南省溫縣。分別于1982年、1984年和1992年于大連理工大學(xué)獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位、碩士學(xué)位和博士學(xué)位。1994年晉升教授，1995年聘為博士生導師。2011年當選為中國工程院院士?，F任大連理工大學(xué)校長(cháng)，兼任中國工程院機械與運載工程學(xué)部主任，中國機械工程學(xué)會(huì )副理事長(cháng)、中國機械工程學(xué)會(huì )生產(chǎn)工程分會(huì )主任委員，國際磨粒技術(shù)委員會(huì )(ICAT)委員和執委，遼寧省機械工程學(xué)會(huì )副理事長(cháng)，遼寧省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )主席，大連市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )主席等。Frontiers of Mechanical Engineering、International Journal of Extreme Manufacturing等雜志主編，International Journal of Aerospace and Lightweight Structures、International Journal of Abrasive Technology、《機械工程學(xué)報》等雜志編委，《中國機械工程》編委會(huì )副主任。國家“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”重點(diǎn)專(zhuān)項指南編寫(xiě)專(zhuān)家組召集人，國防基礎科研核科學(xué)挑戰專(zhuān)題極端制造領(lǐng)域首席科學(xué)家，國家自然科學(xué)基金委員會(huì )戰略咨詢(xún)委員會(huì )委員。長(cháng)期從事高性能精密制造理論與技術(shù)、精密超精密加工與測試、數字化制造技術(shù)與裝備方向研究。研究成果獲國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎1項和二等獎1項，國家科技進(jìn)步獎二等獎1項，省部級一等獎5項、二等獎2項。出版《面向快速制造的特種加工技術(shù)》、《超磁致伸縮材料微位移執行器原理與應用》等專(zhuān)著(zhù)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文200多篇。國家杰出青年科學(xué)基金獲得者。
第1章 單晶硅的基本性質(zhì)與應用 （1）
1.1 晶體幾何學(xué)基礎 （1）
1.1.1 晶體結構 （1）
1.1.2 晶向指數 （3）
1.1.3 晶面指數 （3）
1.1.4 立方晶體 （4）
1.2 單晶硅結構 （6）
1.3 單晶硅的基本性質(zhì) （8）
1.3.1 化學(xué)性質(zhì) （8）
1.3.2 力學(xué)特性 （11）
1.3.3 熱學(xué)性質(zhì) （12）
1.3.4 電學(xué)性質(zhì) （13）
1.3.5 光學(xué)性質(zhì) （13）
1.4 單晶硅的晶體缺陷 （13）
1.4.1 單晶硅的點(diǎn)缺陷 （14）
1.4.2 單晶硅的線(xiàn)缺陷 （15）
1.4.3 單晶硅的面缺陷 （16）
1.4.4 單晶硅的體缺陷 （18）
1.5 單晶硅的應用 （18）
參考文獻 （19）
第2章 集成電路制造工藝及硅片加工相關(guān)術(shù)語(yǔ) （20）
2.1 集成電路及其發(fā)展 （20）
2.2 集成電路制造流程 （21）
2.2.1 硅片制備 （21）
2.2.2 IC制造 （24）
2.2.3 IC封裝與測試 （25）
2.3 控制硅片質(zhì)量的主要特征參數及相關(guān)術(shù)語(yǔ) （25）
2.3.1 表征硅片加工前內在質(zhì)量的特征參數 （26）
2.3.2 表征硅片加工后幾何精度的特征參數 （26）
2.3.3 表征硅片加工后面型精度的特征參數 （27）
2.3.4 表征硅片加工后表面狀態(tài)質(zhì)量的特征參數 （34）
2.3.5 表征硅片加工后亞表面損傷的相關(guān)術(shù)語(yǔ) （35）
參考文獻 （37）
第3章 硅片的磨削方法與理論分析 （39）
3.1 集成電路制造中的硅片超精密磨削方法 （39）
3.1.1 硅片超精密磨削在集成電路制造中的應用 （39）
3.1.2 轉臺式磨削 （40）
3.1.3 硅片旋轉磨削 （41）
3.2 硅片旋轉磨削的硅片表面磨紋建模、仿真與分析 （42）
3.2.1 硅片表面磨紋建模 （43）
3.2.2 硅片表面磨紋仿真 （44）
3.2.3 硅片表面磨紋分析 （46）
3.3 硅片旋轉磨削的磨粒切削深度建模與分析 （49）
3.3.1 磨粒切削深度建模 （49）
3.3.2 磨粒切削深度對硅片磨削表面質(zhì)量影響的試驗分析 （53）
3.4 硅片旋轉磨削的硅片磨削面型建模、仿真與分析 （55）
3.4.1 硅片磨削面型建模 （55）
3.4.2 硅片磨削面型仿真 （57）
3.4.3 硅片磨削面型的統一表征方法 （60）
3.4.4 硅片磨削面型的控制 （62）
參考文獻 （66）
第4章 硅片超精密磨削機理 （68）
4.1 單晶硅超精密磨削的材料去除機理 （68）
4.1.1 單顆粒金剛石磨削試驗方法 （68）
4.1.2 單晶硅磨削過(guò)程中的脆性—延性轉變 （70）
4.1.3 單晶硅延性域磨削的臨界切削深度及其影響因素 （73）
4.2 硅片超精密磨削表面損傷形成機理 （76）
4.2.1 表面微觀(guān)形貌 （76）
4.2.2 表面層微觀(guān)組織 （79）
4.2.3 表面相變分析 （82）
4.3 單晶硅納米級磨削過(guò)程的分子動(dòng)力學(xué)仿真 （83）
4.3.1 分子動(dòng)力學(xué)仿真基本理論 （83）
4.3.2 單晶硅納米級磨削過(guò)程的分子動(dòng)力學(xué)仿真分析 （88）
參考文獻 （95）
第5章 超精密磨削硅片面型精度的測量與評價(jià) （96）
5.1 超精密磨削硅片厚度的測量與評價(jià) （96）
5.1.1 單面式測量 （96）
5.1.2 雙面式測量 （100）
5.2 超精密磨削硅片面型精度的測量方法與儀器 （102）
5.2.1 電容式傳感器測量 （102）
5.2.2 光學(xué)式測量 （103）
5.3 超薄硅片面型精度的測量技術(shù)及儀器 （107）
5.3.1 超薄硅片面型精度測量的技術(shù)需求 （107）
5.3.2 超薄硅片面型精度測量面臨的問(wèn)題及技術(shù)現狀 （109）
5.3.3 超薄硅片面型精度測量新方法研究 （111）
5.3.4 超薄硅片面型精度測量?jì)x器的開(kāi)發(fā) （115）
參考文獻 （120）
第6章 超精密磨削硅片表面層質(zhì)量及其檢測和評價(jià)方法 （122）
6.1 超精密磨削硅片表面層質(zhì)量的檢測方法 （122）
6.1.1 超精密磨削硅片表面粗糙度的檢測方法 （123）
6.1.2 超精密磨削硅片表面缺陷的檢測方法 （125）
6.1.3 超精密磨削硅片亞表面損傷的檢測方法 （126）
6.2 超精密磨削硅片表面層微裂紋 （132）
6.2.1 單顆粒金剛石磨削硅片表面/亞表面微裂紋的研究 （133）
6.2.2 超精密磨削硅片表面/亞表面微裂紋的研究 （134）
6.3 超精密磨削硅片表面層相變 （137）
6.4 超精密磨削硅片表面層殘余應力 （139）
6.4.1 單顆粒金剛石磨削硅片表面殘余應力的分布 （139）
6.4.2 磨削硅片表面微觀(guān)應力與表面層殘余應力 （142）
6.5 超精密磨削硅片表面層損傷模型 （147）
6.6 磨削參數對硅片表面層質(zhì)量的影響分析及控制策略 （149）
參考文獻 （153）
第7章 硅片超精密磨削工藝 （156）
7.1 金剛石砂輪超精密磨削工藝 （156）
7.1.1 金剛石砂輪的結構與組織特性 （156）
7.1.2 金剛石砂輪的制備與修整技術(shù) （160）
7.1.3 金剛石砂輪磨削工藝參數的選擇與優(yōu)化 （163）
7.2 軟磨料砂輪機械化學(xué)磨削新工藝 （170）
7.2.1 軟磨料砂輪機械化學(xué)磨削原理 （170）
7.2.2 軟磨料砂輪的制備與修整技術(shù) （171）
7.2.3 軟磨料砂輪的磨削性能 （175）
7.2.4 軟磨料砂輪磨削硅片的材料去除機理 （180）
7.3 硅片高效低損傷磨削工藝 （185）
7.3.1 高效低損傷磨削工藝方案 （185）
7.3.2 高效低損傷磨削工藝方案的應用試驗 （186）
參考文獻 （189）
第8章 硅片超精密磨床 （191）
8.1 硅片超精密磨削對硅片磨床的要求 （191）
8.2 硅片超精密磨床的結構形式和發(fā)展趨勢 （192）
8.2.1 硅片超精密磨床的結構形式 （192）
8.2.2 硅片超精密磨床的發(fā)展趨勢 （195）
8.3 300mm硅片超精密磨床的開(kāi)發(fā) （196）
8.3.1 硅片超精密磨床的總體方案 （196）
8.3.2 硅片超精密磨床的關(guān)鍵系統 （200）
8.3.3 硅片超精密磨床的主要結構件設計與特性分析 （211）
8.3.4 硅片超精密磨床的性能 （217）
參考文獻 （231）
第9章 硅片磨削技術(shù)新發(fā)展 （234）
9.1 雙面磨削 （234）
9.1.1 雙面磨削的特點(diǎn) （234）
9.1.2 雙面磨床 （234）
9.1.3 雙面磨削的加工效果 （235）
9.1.4 磨痕 （235）
9.1.5 硅片面型 （236）
9.2 磨拋一體化工藝 （237）
9.2.1 磨拋一體化工藝的特點(diǎn) （237）
9.2.2 磨拋一體化加工的工具 （238）
9.2.3 磨拋一體化加工的設備 （238）
9.3 行星盤(pán)磨削 （238）
9.3.1 行星盤(pán)磨削的特點(diǎn) （239）
9.3.2 行星盤(pán)磨削的工具與設備 （239）
參考文獻 （240）
京公網(wǎng)安備 11000002000088號
