矽片的超精密磨削理論與技術（簡體書）

本書在介紹單晶矽的物理、化學和半導體性質，以及單晶矽片在集成電路製造中的應用和加工要求的基礎上，全面系統地闡述了矽片旋轉磨削原理、超精密磨削機理、超精密磨削工藝、超精密磨床，完整地總結了著者及其團隊十多年來在矽片超精密磨削理論與技術方面的研究成果。全書共9章，其中第1章介紹單晶矽的基本性質與應用，第2章介紹集成電路製造工藝及矽片加工相關術語，第3章介紹矽片的磨削方法與理論分析，第4章介紹矽片超精密磨削機理，第5章介紹超精密磨削矽片面型精度的測量與評價，第6章介紹超精密磨削矽片表面層質量及檢測和評價，第7章介紹矽片超精密磨削工藝，第8章介紹矽片超精密磨床，第9章介紹矽片磨削技術新發展。本書不僅系統總結了矽片的超精密磨削理論與技術，而且也反映了著者及其團隊在理論研究、試驗研究、技術開發和設備研製等方面所做的工作和積累的經驗。

第1章 單晶矽的基本性質與應用 （1）
1.1 晶體幾何學基礎 （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 單晶矽結構 （6）
1.3 單晶矽的基本性質 （8）
1.3.1 化學性質 （8）
1.3.2 力學特性 （11）
1.3.3 熱學性質 （12）
1.3.4 電學性質 （13）
1.3.5 光學性質 （13）
1.4 單晶矽的晶體缺陷 （13）
1.4.1 單晶矽的點缺陷 （14）
1.4.2 單晶矽的線缺陷 （15）
1.4.3 單晶矽的面缺陷 （16）
1.4.4 單晶矽的體缺陷 （18）
1.5 單晶矽的應用 （18）
參考文獻 （19）
第2章 集成電路製造工藝及矽片加工相關術語 （20）
2.1 集成電路及其發展 （20）
2.2 集成電路製造流程 （21）
2.2.1 矽片製備 （21）
2.2.2 IC製造 （24）
2.2.3 IC封裝與測試 （25）
2.3 控制矽片質量的主要特徵參數及相關術語 （25）
2.3.1 表徵矽片加工前內在質量的特徵參數 （26）
2.3.2 表徵矽片加工後幾何精度的特徵參數 （26）
2.3.3 表徵矽片加工後面型精度的特徵參數 （27）
2.3.4 表徵矽片加工後表面狀態質量的特徵參數 （34）
2.3.5 表徵矽片加工後亞表面損傷的相關術語 （35）
參考文獻 （37）
第3章 矽片的磨削方法與理論分析 （39）
3.1 集成電路製造中的矽片超精密磨削方法 （39）
3.1.1 矽片超精密磨削在集成電路製造中的應用 （39）
3.1.2 轉檯式磨削 （40）
3.1.3 矽片旋轉磨削 （41）
3.2 矽片旋轉磨削的矽片表面磨紋建模、仿真與分析 （42）
3.2.1 矽片表面磨紋建模 （43）
3.2.2 矽片表面磨紋仿真 （44）
3.2.3 矽片表面磨紋分析 （46）
3.3 矽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 磨粒切削深度對矽片磨削表面質量影響的試驗分析 （53）
3.4 矽片旋轉磨削的矽片磨削麵型建模、仿真與分析 （55）
3.4.1 矽片磨削麵型建模 （55）
3.4.2 矽片磨削麵型仿真 （57）
3.4.3 矽片磨削麵型的統一表徵方法 （60）
3.4.4 矽片磨削麵型的控制 （62）
參考文獻 （66）
第4章 矽片超精密磨削機理 （68）
4.1 單晶矽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 單晶矽磨削過程中的脆性―延性轉變 （70）
4.1.3 單晶矽延性域磨削的臨界切削深度及其影響因素 （73）
4.2 矽片超精密磨削表面損傷形成機理 （76）
4.2.1 表面微觀形貌 （76）
4.2.2 表面層微觀組織 （79）
4.2.3 表面相變分析 （82）
4.3 單晶矽納米級磨削過程的分子動力學仿真 （83）
4.3.1 分子動力學仿真基本理論 （83）
4.3.2 單晶矽納米級磨削過程的分子動力學仿真分析 （88）
參考文獻 （95）
第5章 超精密磨削矽片面型精度的測量與評價 （96）
5.1 超精密磨削矽片厚度的測量與評價 （96）
5.1.1 單面式測量 （96）
5.1.2 雙面式測量 （100）
5.2 超精密磨削矽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 光學式測量 （103）
5.3 超薄矽片面型精度的測量技術及儀器 （107）
5.3.1 超薄矽片面型精度測量的技術需求 （107）
5.3.2 超薄矽片面型精度測量面臨的問題及技術現狀 （109）
5.3.3 超薄矽片面型精度測量新方法研究 （111）
5.3.4 超薄矽片面型精度測量儀器的開發 （115）
參考文獻 （120）
第6章 超精密磨削矽片表面層質量及其檢測和評價方法 （122）
6.1 超精密磨削矽片表面層質量的檢測方法 （122）
6.1.1 超精密磨削矽片表面粗糙度的檢測方法 （123）
6.1.2 超精密磨削矽片表面缺陷的檢測方法 （125）
6.1.3 超精密磨削矽片亞表面損傷的檢測方法 （126）
6.2 超精密磨削矽片表面層微裂紋 （132）
6.2.1 單顆粒金剛石磨削矽片表面/亞表面微裂紋的研究 （133）
6.2.2 超精密磨削矽片表面/亞表面微裂紋的研究 （134）
6.3 超精密磨削矽片表面層相變 （137）
6.4 超精密磨削矽片表面層殘餘應力 （139）
6.4.1 單顆粒金剛石磨削矽片表面殘餘應力的分佈 （139）
6.4.2 磨削矽片表面微觀應力與表面層殘餘應力 （142）
6.5 超精密磨削矽片表面層損傷模型 （147）
6.6 磨削參數對矽片表面層質量的影響分析及控制策略 （149）
參考文獻 （153）
第7章 矽片超精密磨削工藝 （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 金剛石砂輪的製備與修整技術 （160）
7.1.3 金剛石砂輪磨削工藝參數的選擇與優化 （163）
7.2 軟磨料砂輪機械化學磨削新工藝 （170）
7.2.1 軟磨料砂輪機械化學磨削原理 （170）
7.2.2 軟磨料砂輪的製備與修整技術 （171）
7.2.3 軟磨料砂輪的磨削性能 （175）
7.2.4 軟磨料砂輪磨削矽片的材料去除機理 （180）
7.3 矽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 矽片超精密磨床 （191）
8.1 矽片超精密磨削對矽片磨床的要求 （191）
8.2 矽片超精密磨床的結構形式和發展趨勢 （192）
8.2.1 矽片超精密磨床的結構形式 （192）
8.2.2 矽片超精密磨床的發展趨勢 （195）
8.3 300mm矽片超精密磨床的開發 （196）
8.3.1 矽片超精密磨床的總體方案 （196）
8.3.2 矽片超精密磨床的關鍵系統 （200）
8.3.3 矽片超精密磨床的主要結構件設計與特性分析 （211）
8.3.4 矽片超精密磨床的性能 （217）
參考文獻 （231）
第9章 矽片磨削技術新發展 （234）
9.1 雙面磨削 （234）
9.1.1 雙面磨削的特點 （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 矽片面型 （236）
9.2 磨拋一體化工藝 （237）
9.2.1 磨拋一體化工藝的特點 （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 行星盤磨削 （238）
9.3.1 行星盤磨削的特點 （239）
9.3.2 行星盤磨削的工具與設備 （239）
參考文獻 （240）