《表3 测量的硅片表面粗糙度》

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《单晶硅反射镜的超精密磨削工艺》

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（nm）

图6为超细粒度金刚石砂轮磨削硅片和#3000金刚石砂轮[25]磨削硅片的表面微观3D形貌结果，结果表明超细粒度金刚石砂轮磨削后的硅片表面仍然可见磨痕。与#3000金刚石砂轮磨削硅片[25]对比可知，磨痕明显变浅，微观形貌结果与上述分析类似。表3为AFM测量的3种硅片的表面粗糙度Ra值，分别为0.3，7.7和14.7nm，结果表明超细粒度金刚石砂轮磨削硅片表面粗糙度比#3000有较大提升，表面粗糙度Ra<10nm。图7为进给速度分别为6，10和12μm/min时超细粒度金刚石砂轮磨削硅片的砂轮主轴电流和表面粗糙度Ra的变化趋势，结果可知随进给速度的增大，磨削硅片表面粗糙度Ra值随之增加，主轴电流也增大。但也可看出，从主轴空转（进给速度为0时）到进给速度为10μm/min时，电流变化趋势缓慢，当进给速度增加到12μm/min时主轴电流增大的趋势变大，说明进给速度为12μm/min时，超细粒度金刚石砂轮的磨削能力下降。为了防止硅片出现烧伤，砂轮堵塞等现象，研制的超细粒度金刚石砂轮在当前加工参数下磨削Φ200mm硅片时的进给速度不易大于12μm/min。图8（a）和图8（b）分别为SEM和TEM观察的硅片表面与亚表面结果，SEM观察的硅片表面能够清晰看见磨痕，但磨痕明显较浅。TEM观察的硅片亚表面损伤可知，超细粒度金刚石砂轮磨削后的硅片亚表面损伤深度小于100nm，损伤层结构只有非晶层和位错缺陷，与#3000金刚石砂轮磨削硅片的亚表面深度比较（约为200nm），亚表面损伤深度显著降低。