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研究生： 陳春宏
Chun-Hong Chen
論文名稱： 多晶鑽石碟薄化矽晶圓之破壞層研究
A study on the damage layer of thinning silicon wafer with PCD shaver
指導教授： 左培倫
Pei-Lum Tso
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年： 2006
畢業學年度： 94
語文別： 中文
論文頁數： 85
中文關鍵詞： 矽晶圓 、薄化 、變質層 、裂痕 、多晶鑽石碟 、硬脆材料
外文關鍵詞： silicon wafer, thinning, deformed layer, crack, PCD
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    • 多晶鑽石碟刮削矽晶圓的方式介於磨削與銑削之間，其多切刃且切刃體積小、切削後傾角大的特性類似磨削加工，而移除材料的模式則類似銑削加工。由於鑽石碟上切刃等高且形狀大小固定的特性，得以控制加工時切刃實際切入材料的深度。由於切深的控制，使鑽石碟能均勻地刮削矽晶圓，而得到均勻的表面。本論文以多晶鑽石碟作為薄化矽晶圓的刀具，在不同的切深下刮削矽晶圓，藉由顯微鏡觀察加工後矽晶圓的表面與次表面形貌，得到破壞層與切深的關係，並了解破壞層生成的模式與鑽石碟刮削矽晶圓的加工特性。

    第一章 簡介 1.1研究背景……………………………………………………………1 1.2研究動機……………………………………………………………3 1.3多晶鑽石碟介紹……………………………………………………4 1.4研究目的……………………………………………………………7 1.5本章小結……………………………………………………………8 第二章 文獻回顧與相關理論介紹 2.1磨削阻力……………………………………………………………10 2.2硬脆材料……………………………………………………………11 2.3硬脆材料的移除模式………………………………………………13 2.4臨界切削深度………………………………………………………15 2.5次表面破壞層………………………………………………………16 2.5.1變質層……………………………………………………………16 2.5.2裂痕………………………………………………………………18 2.6壓裂紋試驗…………………………………………………………19 2.7刮痕試驗與破壞裂痕深度…………………………………………22 2.8磨削裂紋……………………………………………………………24 2.9矽晶圓特性與裂痕破裂模式………………………………………25 2.10切削方向…………………………………………………………28 第三章 理論推導 3.1鑽石碟切刃對矽晶圓施力之應力場討論…………………………30 3.2比磨削能……………………………………………………………32 3.3本章小結……………………………………………………………37 第四章 實驗設備與規劃 4.1實驗設備……………………………………………………………38 4.1.1 CNC綜合加工機…………………………………………………38 4.1.2光學顯微鏡………………………………………………………39 4.1.3掃描式電子顯微鏡………………………………………………40 4.1.4壓力量測裝置……………………………………………………41 4.1.5電子式螺旋測微器………………………………………………41 4.1.6試片製作工具……………………………………………………42 4.2實驗器材與材料……………………………………………………43 4.3實驗規劃……………………………………………………………44 4.3.1不同切削方向對晶圓破壞的影響………………………………44 4.3.2切深、壓力、次表面破壞的關係………………………………46 4.3.3加工結果與比切削能……………………………………………46 4.4實驗步驟……………………………………………………………47 4.5斜拋腐蝕介紹………………………………………………………48 第五章 加工硬脆材料時的破裂現象 5.1切削力的影響………………………………………………………49 5.2切削熱影響…………………………………………………………51 5.3切刃鈍化與切屑堆積………………………………………………52 5.4本章小結……………………………………………………………53 第六章 結果與討論 6.1表面形貌觀察………………………………………………………54 6.1.1延性切削面與脆性切削面………………………………………54 6.1.2加工後之表面損傷………………………………………………56 6.1.3表面脆性破壞成因………………………………………………59 6.2次表面裂痕觀察……………………………………………………60 6.3裂痕的延伸與交錯連結……………………………………………64 6.4表面刻劃紋路………………………………………………………69 6.5各項加工參數對破壞層之影響……………………………………72 6.5.1切深的影響………………………………………………………72 6.5.2切削方向的影響…………………………………………………74 6.5.3轉速的影響………………………………………………………75 6.5.4晶圓位置的影響…………………………………………………76 6.6比切削能……………………………………………………………77 第七章 結論與未來展望 7.1結論…………………………………………………………………81 7.2未來展望……………………………………………………………82 參考文獻………………………………………………………………83

    【1】廖錫田，矽晶圓薄化技術之研究，台灣大學博士論文，2005
    【2】James C. Sung，「Diamond Planer for Shaveing Wafers」，KINIK Company
    【3】安永暢男and高木純一郎，「精密機械加工原理」，全華圖書，2004.12
    【4】T. Matsuo、S. Toyoura、E. Oshima、and Y. Ohbuchi，「Effect of Grain Shape on Cutting Force in Superabrasive Single-Grit Tests」，Ann CIRP，1989，Vol.38 No.1，pp.323-326
    【5】P.S. Sreejith and B.K. Ngoi，「Material removal mechanisms in precision machining of new materials」，International Journal of Machine Tools & Manufacture 41 (2001)，1831-1843
    【6】左培倫，「磨削加工的熱損傷與內應力」，機械工業，1998.05，pp.133-143
    【7】黃忠良 譯著，「精密陶瓷加工」，富漢出版社，1999
    【8】 K.E. Puttick、M.R. Rudman、F.A. Smith、and K. Lindsey，「Single Point Diamond Machining of Glasses」，Proc.，Royal Soc.A.426，1989，pp.19-30
    【9】D.B. Marshall and B.R. Lawn，「Indentation of Brittle Materials」，Micro-indentation Tech. in Materials Science and Engineering，ASTM STP 889，1996
    【10】王志方，「材料表面測定技術」，復漢出版社
    【11】B.R. Lawn and A.G. Evans，「A model for crack initiation in elastic/plastic indentation fields」，Journal of Materials Science，1977，pp.2195-2199
    【12】B.R. Lawn and M.V. Swain，「Microfracture Beneath Point Indentation in Brittle Solids」，Journal of Materials Science，v10，1975，pp.113-122
    【13】Weili Cheng、Elizabeth Ling、and Iain Finnie，「Median cracking of brittle solids due to scribing with sharp indenters」，Journal of the American Ceramic Society，v 73，n 3，1990，pp.580-586
    【14】Z.J. Pei、S.R. Billingsley、and S. Miura，「Grinding induced subsurface cracks in silicon wafers」，International Journal of Machine Tools & Manufacture 39(1999) 1103-1116，1998
    【15】Masayoshi Nakamura、Tsunetaka Sumomogi、and Toshiro Endo，「Evaluation of surface and subsurface cracks on nano-scale machined brittle materials by scanning force microscope and scanning laser microscope」，Surface and Coatings Technology 169-170 (2003) 743-747
    【16】Tsunetaka Sumomogi、Masayoshi Nakamura、Toshiro Endo、Takayuki Goto、and Satoshi Kaji，「Evaluation of surface and subsurface cracks in nanoscale-machined single-crystal silicon by scanning force microscope and scanning laser microscope」， Materials Characterization 48 (2002) 141-145
    【17】林明獻，矽晶圓半導體材料技術
    【18】C.P. Chen and Martin H. Leipold，「Fracture Toughness of Silicon」，Journal of American Ceramic Society，Vol.59，pp.469-472，1980
    【19】Y.L. Tsai and J.J. Mecholsky,Jr.，「Fractal fracture of single crystal silicon」，Journal of Material Research，Vol.6，No.6，1991，pp.1248-1263
    【20】王兆煒，「鑽石刀片切割矽晶圓之破裂研究」，華梵大學碩士論文
    【21】T. Shibata、S. Fujii、E. Makino、and M. Ikeda，「Ductile Regime Turning Mechanism of Single Crystal Silicon」，Precision Engineering，V18，pp.129-137，1996
    【22】「Low Stress Grinding for Quality Production」，MACHINABILITY DATA CENTER, Second Edition，p16，1983
    【23】Thomas G. Bifano and Steven C. Fawcett，「Specific grinding energy as an in-process control variable for ductile-regime grinding」，Precision Engineering，v 13，n 4， Oct 1991，pp.256-262
    【24】A. Arora、D.B. Marshall、B.R. Lawn、and M.V. Swain，「 Indentation Deformation/Fracture of Normal and Anomalous Glasses」，Journal of Non-Crystalline Solids，v 31，n 3，Apr 1979，p 415-428
    【25】H.K. 、M. Hartmann、C. Spengler and B. Karpuschewski，「Grinding-and-Slicing Techniques as an Advanced Technology for Silicon Wafer Slicing」，Machining Science and Technology，1997

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