论文摘要
随着科技的发展，电子设备在人们生活中已经十分普及，成为了日常生活中的必需品和消耗品。单晶硅以其优良的性能、低廉的价格和易制备等特点，一直以来是最为广泛的电子芯片基底材料。硅片的表面质量直接影响着芯片及后续产品的性能，随着芯片的集成度越来越高，硅片刻线越来越细，因此对硅片的表面质量要求也越来越高。研磨、抛光是最常见的硅片表面精密加工方法，经过多年的发展出现了多种硅片表面加工方法，但是不同的方法也存在着各自的一些缺点，例如效率低或者环境污染严重等问题。超声椭圆振动辅助化学机械加工以其具有的较低的切削力，较高的加工表面质量和加工效率等诸多优点，多年来受到广泛重视。固结磨粒研磨，由于其磨具在研磨过程中所表现出的优良特性，较好解决了传统的游离磨粒研磨效率低、加工便面面型精度不易控制、磨料浪费严重及对环境污染等缺点，而使该技术近年来得到越来越广泛的关注，并认为固结磨粒研磨代表了硅片平坦化技术的发展方向。基于这一背景，本文针对超声椭圆振动辅助固结磨粒化学机械复合研磨硅片进行了一系列的研究。首先，对该研磨过程的机理进行了分析。其次，对复合研磨的实验装置的构成和研磨原理进行了介绍。然后，在此基础上进行了硅片研磨过程的数学建模和分析，并在所建立的数学模型基础上借助MATLAB软件对硅片的研磨轨迹进行了仿真和分析研究，得出了一些影响硅片表面面型精度的一些工艺规律。最后，在该实验装置上进行了基础的实验研究，得出并分析了研磨头弹簧刚度与表面质量和材料去除量关系的一些基本工艺规律，为今后进一步的研究提供了理论及实验基础。