随着IC制造技术的飞速发展,其主要衬底材料—单晶硅片的直径不断增大,使得传统的硅片加工方法面临许多新问题。其中比较突出的问题是硅片尺寸增大后,其强度变差,容易产生翘曲变形,加工精度不易保证。因而很有必要开展大尺寸硅片的超精密加工装备和关键技术的研究,硅片的定位夹持技术就是其中之一。生产实践表明,磨削过程中,硅片的夹持可靠性和定位精度对硅片加工面型精度和表面质量以及加工效率有重要影响。因此,研究和设计硅片夹持系统,对我国开发和研究具有自主知识产权的高精度、高质量和高效率的大尺寸硅片超精密加工装备,具有重要的理论意义和实用价值。 本文研究了硅片自旋转磨削中的真空夹持技术。通过对硅片夹持系统方案的分析,选用多孔陶瓷真空吸盘,并在此基础上研制了真空夹持系统。通过对多孔陶瓷材料性能及其对吸附效果的分析,确定了真空吸盘所使用的多孔陶瓷材料;完成了分体式多孔陶瓷真空吸盘的结构设计,该吸盘具有结构简单、制造方便、成本低廉和可重复使用等特点:设计出的真空夹持系统,可实现硅片磨削时所要求的功能;在真空夹持系统的控制中,通过真空回路中继电器“互锁”实现了对硅片夹紧的安全保护;研制了夹持力检测装置,完成了对硅片法向夹持力和切向夹持力的测量,并根据实验结果拟合出了夹持力计算公式。 试验结果表明,论文所研制的真空夹持系统可以满足硅片超精密磨削中对夹持系统的要求,可以替代国外同类型产品。