一、標(biāo)準(zhǔn)制定背景與意義

      在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，晶圓的精密磨削是關(guān)鍵工序，直接影響芯片的質(zhì)量和性能。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)晶圓磨削用砂輪的精度、可靠性和穩(wěn)定性要求越來越高。然而，此前缺乏針對(duì)半導(dǎo)體晶圓精密磨削用砂輪的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，難以滿足行業(yè)發(fā)展需求。為規(guī)范市場，提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出，全國磨料磨具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，多家單位共同起草了《GB/T 44687-2024 超硬磨料制品 半導(dǎo)體晶圓精密磨削用砂輪》國家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，為半導(dǎo)體晶圓精密磨削用砂輪的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和使用提供了明確的技術(shù)依據(jù)，有助于提升我國半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的整體水平。

      二、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容解讀

      （一）范圍

      本標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了半導(dǎo)體晶圓精密磨削用砂輪的產(chǎn)品分類、產(chǎn)品標(biāo)記、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存等內(nèi)容。適用于半導(dǎo)體晶圓邊緣倒角精密磨削和端面減薄精密磨削用金屬結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑和陶瓷結(jié)合劑及其復(fù)合結(jié)合劑金剛石砂輪，清晰界定了標(biāo)準(zhǔn)的適用對(duì)象和涵蓋范圍，為相關(guān)企業(yè)和機(jī)構(gòu)開展工作提供了準(zhǔn)確的指引。

      （二）規(guī)范性引用文件

      標(biāo)準(zhǔn)引用了 GB/T 1800.2-2020《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范 (GPS) 線性尺寸公差 ISO 代號(hào)體系 第 2 部分：標(biāo)準(zhǔn)公差帶代號(hào)和孔、軸的極限偏差表》、GB/T 2493《磨具回轉(zhuǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)方法》、GB/T 9239.1《機(jī)械振動(dòng) 恒態(tài) (剛性) 轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)要求 第 1 部分：規(guī)范與平衡允差的檢驗(yàn)》、GB/T 16458《磨料磨具術(shù)語》、GB/T 35479《超硬磨料制品 金剛石或立方氮化硼磨具 形狀總覽和標(biāo)記》以及 JB/T 7425《超硬磨料制品 金剛石或立方氮化硼磨具 技術(shù)規(guī)范》等文件。這些引用文件為標(biāo)準(zhǔn)中尺寸公差、試驗(yàn)方法、術(shù)語定義等內(nèi)容提供了基礎(chǔ)支撐，確保標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和規(guī)范性，使本標(biāo)準(zhǔn)與其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)緊密銜接，便于在實(shí)際生產(chǎn)和檢驗(yàn)過程中執(zhí)行 。

      （三）術(shù)語和定義

      直接采用 GB/T 16458 界定的術(shù)語和定義，保證了本標(biāo)準(zhǔn)在術(shù)語使用上的一致性和準(zhǔn)確性，避免因術(shù)語理解差異導(dǎo)致的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和使用過程中的混亂，有助于標(biāo)準(zhǔn)使用者準(zhǔn)確理解和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。

      （四）產(chǎn)品分類

      1.晶圓邊緣倒角精密磨削用砂輪（倒角砂輪）

      ?磨料層槽型：磨料層槽型分為圓弧底槽（代號(hào) R）和梯形槽（代號(hào) T），并對(duì)槽型相關(guān)尺寸代號(hào)（如槽開口角 V、梯形槽底寬度 b、槽間距 P 等）進(jìn)行了說明，不同槽型適用于不同的磨削工藝需求，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和選擇提供了依據(jù)。

      ?砂輪形狀：主要有 14A1/R 和 14A1/T 兩種形狀代號(hào)，明確了砂輪形狀與代號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，方便產(chǎn)品標(biāo)記和識(shí)別。

      ?基本尺寸：規(guī)定了不同規(guī)格倒角砂輪的外徑 D、總厚度 T、孔徑 H 等基本尺寸，同時(shí)部分尺寸（如 P1、P、A 等）由供需雙方商定，既保證了產(chǎn)品尺寸的規(guī)范性，又為滿足個(gè)性化需求提供了靈活性。

      1.晶圓端面減薄精密磨削用砂輪（減薄砂輪）：詳細(xì)列出了 6A2 和 6A2H 型、6A2T 型、1A2T/S 型、6A2M/S 和 6A2M/A 型、6A2T/S 型等多種類型減薄砂輪的形狀示意圖、基本尺寸及尺寸代號(hào)含義。不同類型的減薄砂輪在形狀和尺寸上各有特點(diǎn)，以適應(yīng)晶圓端面減薄精密磨削的不同工藝要求，為用戶根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的砂輪提供了全面的參考。

      （五）產(chǎn)品標(biāo)記

      1.倒角砂輪：以 GB/T 35479 規(guī)定的標(biāo)記方法為基礎(chǔ)，增加磨料層槽型尺寸和槽數(shù)構(gòu)成完整產(chǎn)品標(biāo)記。通過示例詳細(xì)展示了不同參數(shù)的倒角砂輪的標(biāo)記方式，使生產(chǎn)者和使用者能夠準(zhǔn)確通過標(biāo)記獲取產(chǎn)品的關(guān)鍵信息，如形狀、尺寸、磨料、結(jié)合劑等，便于產(chǎn)品的生產(chǎn)管理、銷售和使用。

      2.減薄砂輪：6A2、6A2H 和 6A2T 型砂輪的產(chǎn)品標(biāo)記符合 GB/T 35479 規(guī)定；1A2T/S、6A2M/S、6A2M/A 和 6A2T/S 型砂輪在 GB/T 35479 標(biāo)記方法基礎(chǔ)上，加上磨料結(jié)塊尺寸和結(jié)塊數(shù)構(gòu)成完整標(biāo)記。同樣通過示例說明了標(biāo)記方法，確保減薄砂輪產(chǎn)品標(biāo)記的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的清晰傳遞。

      （六）技術(shù)要求

      1.外觀：對(duì)砂輪磨料層、基體以及磨料層與基體粘結(jié)處的外觀質(zhì)量提出明確要求。如磨料層不應(yīng)有發(fā)泡、夾雜和裂紋，工作表面磨料顆粒應(yīng)出露且分布均勻；基體色澤應(yīng)一致，不應(yīng)有裂紋、毛刺和腐蝕凹坑；磨料層與基體粘結(jié)處不應(yīng)有縫隙、起層和裂紋。良好的外觀質(zhì)量是保證砂輪正常使用和磨削效果的基礎(chǔ)，這些要求有助于生產(chǎn)者控制產(chǎn)品質(zhì)量，避免因外觀缺陷導(dǎo)致的磨削問題和安全隱患。

      2.基本尺寸極限偏差：分別對(duì)砂輪外徑、孔徑、總厚度、磨料層厚度和寬度、磨料層深度、倒角砂輪槽型尺寸以及其他尺寸（如孔處厚度、凸面直徑等）的極限偏差作出規(guī)定。嚴(yán)格的尺寸極限偏差要求確保了砂輪尺寸的精度，保證其與磨削設(shè)備和晶圓的適配性，從而提高磨削加工的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

      3.幾何公差：規(guī)定了倒角砂輪的端面圓跳動(dòng)公差和徑向圓跳動(dòng)公差、減薄砂輪的平行度公差。合理的幾何公差控制有助于保證砂輪在高速旋轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性，減少振動(dòng)和擺動(dòng)，提高晶圓磨削的表面質(zhì)量和加工精度。

      4.基體粗糙度：明確砂輪基體的配合孔和支撐端面粗糙度不應(yīng)大于 Ra1.6μm，其余表面粗糙度不應(yīng)大于 Ra3.2μm。合適的基體粗糙度有利于提高砂輪與設(shè)備的安裝精度和穩(wěn)定性，同時(shí)也對(duì)磨削過程中的散熱和磨屑排出有積極影響，進(jìn)而提升磨削質(zhì)量和效率。

      5.動(dòng)平衡：要求砂輪的動(dòng)平衡符合 GB/T 9239.1-2006 中平衡品質(zhì)級(jí)別 G2.5 的規(guī)定。良好的動(dòng)平衡性能可降低砂輪在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，延長砂輪和磨削設(shè)備的使用壽命，保證磨削過程的平穩(wěn)性和安全性。

      6.回轉(zhuǎn)強(qiáng)度：規(guī)定在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、重要原材料變化、生產(chǎn)工藝改變以及成熟產(chǎn)品每半年周期等情況下，需對(duì)砂輪進(jìn)行回轉(zhuǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)要求按最高工作速度的 1.73 倍進(jìn)行回轉(zhuǎn)，且砂輪不應(yīng)破裂、產(chǎn)生裂紋和磨料層松脫。回轉(zhuǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)是確保砂輪在高速旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)下安全性和可靠性的重要手段，防止因砂輪強(qiáng)度不足導(dǎo)致的破裂事故，保障操作人員和設(shè)備的安全。

      （七）試驗(yàn)方法

      1.外觀：采用 10 倍以上放大鏡檢查裂紋、起層、磨料出露和分布情況，其他外觀項(xiàng)目通過目測檢查。該方法操作簡單、直觀，能夠快速有效地檢測出砂輪外觀存在的明顯缺陷。

      2.基本尺寸：針對(duì)外徑、孔徑、總厚度等不同尺寸，規(guī)定了相應(yīng)的測量工具和方法，如使用游標(biāo)卡尺、塞規(guī)、內(nèi)徑指示表等測量儀器，或同等及以上精度的儀器進(jìn)行測量。對(duì)于倒角砂輪槽型尺寸，通過制作復(fù)印樣片并利用影像測量儀等儀器測量樣片尺寸反推槽型尺寸，確保尺寸測量的準(zhǔn)確性和一致性。

      3.幾何公差：端面圓跳動(dòng)和徑向圓跳動(dòng)通過將砂輪穿在心軸上并夾緊在圓跳動(dòng)檢查儀上，利用千分表測量；平行度則用杠桿千分尺測量砂輪不同位置的厚度差值。同時(shí)對(duì)測量所用的心軸等工具提出技術(shù)要求，保證幾何公差測量結(jié)果的可靠性。

      4.基體粗糙度：可對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)樣塊目測檢查，或用儀器測量，方便企業(yè)根據(jù)自身?xiàng)l件選擇合適的檢測方式，確保基體粗糙度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

      5.動(dòng)平衡：按照 JB/T 7425 的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，確保動(dòng)平衡檢測的規(guī)范性和科學(xué)性。

      6.回轉(zhuǎn)強(qiáng)度：依據(jù) GB/T 2493 的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，并明確經(jīng)過回轉(zhuǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)的砂輪均應(yīng)廢棄，保證試驗(yàn)過程的安全性和試驗(yàn)結(jié)果的有效性。

      （八）檢驗(yàn)規(guī)則

      1.出廠檢驗(yàn)：產(chǎn)品出廠時(shí)需按本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求進(jìn)行全面檢驗(yàn)，全部符合要求者為合格，合格產(chǎn)品附合格證。嚴(yán)格的出廠檢驗(yàn)制度確保了流入市場的產(chǎn)品質(zhì)量，保障用戶的使用權(quán)益。

      2.質(zhì)量抽查：產(chǎn)品質(zhì)量抽查按 JB/T 7425 的規(guī)定執(zhí)行，其中回轉(zhuǎn)強(qiáng)度從抽取樣本中隨機(jī)取 1 片進(jìn)行檢驗(yàn)。質(zhì)量抽查有助于監(jiān)管部門和企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行不定期監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在質(zhì)量問題，督促生產(chǎn)者持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。

      （九）標(biāo)志

      1.產(chǎn)品標(biāo)志：要求產(chǎn)品上的標(biāo)志應(yīng)包含制造廠名或商標(biāo)、產(chǎn)品型號(hào)、主要尺寸、磨料代號(hào)等多項(xiàng)內(nèi)容，且標(biāo)志應(yīng)清晰、整潔、美觀、牢固。合同有特殊規(guī)定的，按合同要求標(biāo)志。產(chǎn)品標(biāo)志為用戶識(shí)別產(chǎn)品信息、選擇合適產(chǎn)品提供了便利，同時(shí)也有助于企業(yè)樹立品牌形象。

      2.合格證標(biāo)志：合格證上應(yīng)標(biāo)注制造廠名或商標(biāo)、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品型號(hào)等信息，并加蓋檢驗(yàn)簽章，確保合格證的真實(shí)性和有效性，為產(chǎn)品質(zhì)量提供官方認(rèn)可證明。

      3.外包裝標(biāo)志：外包裝上的標(biāo)志包括制造廠名和商標(biāo)、產(chǎn)品名稱及數(shù)量、產(chǎn)品型號(hào)等內(nèi)容，還需標(biāo)注安全標(biāo)志和廠址，便于產(chǎn)品在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中的識(shí)別、管理和追溯，同時(shí)提醒相關(guān)人員注意產(chǎn)品安全信息。

      （十）包裝、運(yùn)輸和貯存

      1.包裝：內(nèi)包裝采用紙盒或塑料盒，并填襯珍珠棉等軟質(zhì)材料，防止產(chǎn)品竄動(dòng)碰壞；外包裝用紙箱或木箱，要求緊固、安全、可靠，符合運(yùn)輸有關(guān)規(guī)定。合理的包裝設(shè)計(jì)能夠有效保護(hù)產(chǎn)品在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中不受損壞，確保產(chǎn)品質(zhì)量不受影響。

      2.運(yùn)輸：產(chǎn)品運(yùn)輸應(yīng)按外包裝標(biāo)志中安全標(biāo)志內(nèi)容的要求進(jìn)行，確保運(yùn)輸過程中產(chǎn)品的安全性，避免因運(yùn)輸不當(dāng)導(dǎo)致的產(chǎn)品損壞和安全事故。

      3.貯存：規(guī)定產(chǎn)品存放處應(yīng)通風(fēng)干燥，同時(shí)明確樹脂結(jié)合劑（包括其復(fù)合結(jié)合劑）砂輪存放期為 1 年，其他結(jié)合劑砂輪存放期為 2 年。逾期產(chǎn)品需按標(biāo)準(zhǔn)重新檢驗(yàn)，合格后方可使用。科學(xué)的貯存要求有助于延長產(chǎn)品使用壽命，保證產(chǎn)品在使用時(shí)的性能和質(zhì)量 。