研磨砂輪(Grinding Wheel)是以結合劑固定堅硬磨粒、製成圓盤或環狀的工具,以高速旋轉磨除材料表面。在半導體中,用於磨削晶圓背面使其變薄的晶背研磨、修整晶圓外圍形狀的倒角,以及矽晶棒、SiC等硬質基板的加工。
半導體用研磨砂輪一般以鑽石作為磨粒。砂輪的性能由磨粒大小(粒度號數)與固定磨粒的結合劑決定。粒度號數越大,磨粒越細;在晶背研磨中,標準作法是先以粗砂輪(約#300~#600)快速磨削,再以細砂輪(約#2000以上)減少磨削面的刮痕與損傷的2段式研磨。結合劑有以樹脂固定的樹脂結合劑(resin bond)、以陶瓷質固定的陶瓷結合劑(vitrified bond),以及以金屬固定的金屬結合劑(metal bond),左右著磨削速度、表面粗糙度與砂輪壽命之間的平衡。
研磨砂輪在使用過程中,磨粒會磨耗,磨屑也會造成堵塞而使切削力下降,因此要進行整修表面、露出新磨粒的修整(dressing)。晶背研磨將晶圓薄化到數十μm以下時,研磨後殘留的細微刮痕與加工損傷會降低晶片強度,因此研磨後會以拋光或蝕刻去除損傷層。研磨設備與砂輪,是由迪思科(DISCO)、東京精密等設備廠商與砂輪廠商搭配進行最佳化。