Способ ориентированной механической обработки кремниевых изделий

Способ ориентированной механической обработки кремниевых изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОРИЕНТИРОВАННОЙ MEХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРЕМНИЕВЫХ ИЯДЕЛИЙ , представляюошх собой слитки или пластины, ориентированные по плоскости

3459 Н 011 21 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ CCCP

FO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧЯРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 28994 33/1 8-25 (22) 07.01.80 (46) 15.06.83. Бюл. 9 22 (72) В.Н.Шевченко, С.С.-1 орелкк, A.Õ.Tóçîâñêèé, В.Р.Фомин.и Ю.В.Amos (71) Ордена Трудового Красного Знамени завод чистых металлов им.50 ле-

)тия СССР (53) 679 ° 8.052 (088,8) (56) 1.: Авторское, свидетельство СССР; .9 4.35925, кл. В 24 В 7/22, 1972. . 2. Патент Японии 1Ф 49-5196, кл. 99(5) A 04, опублик. 1974 (прото;тип).

SU„„. 023452 A (54) (57) СПОСОБ ОРИЕНТИРОВАННОЙ МЕ ХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРЕМНИЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ, представляющих собой слитки или пластины,ориентированные по плоскости (100), включающий фиксацию обрабатываемого изделия и воздействие на его поверхность абразивным инструментом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения вероятности возникновения трещин и повышения иехаиической прочности кремниевых пластин, фиксацию производят таким образом, чтобы траектория движения абра« зивных зерен не совпадала со следами плоскостей спайности, пересекающих . обрабатываемую поверхность.

1023452

Изобретение относится к механической обработке монокристаллических полупроводниковых материалов, а именно к . ориентированной резке, шлифовке и полировке слитков и пластин полупроводниковых материалов.

Известен способ ориентированной шлифовки и полировки полупроводниковых материалов., согласно которому об» рабатываемые пластины пер.мешаются относительно шлифовальника поступательно по замкнутому многоугольнику, стороны которого совпадают с определенным семейством кристаллографических направлений. Использование этого способа,в основе которого ле- 15 жит явление аниэотропии съема полупроводникового материала по различ- ным кристаллографическим направлениям, . позволяет несколько увеличить скорость абразивной обработки и умень«, рр шить величину нарушенного слоя в обрабатываемых пластинах )1).

Недостатком данного способа явля ется большая вероятность появления на обрабатываемых полупроводниковых пластинах трещин:и микротрещин, что вызывает в дальнейшем их полное разрушение не только при механической обработке, но и на всех последующих операциях (особенно термических ) технологического цикла изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, что снижает выход годной продукции.

Известен также способ ориентированной механической обработки полупроводниковых материалов, включающий, фиксацию обрабатываемого изделия таким образом, чтобы направление (110 > располагалось вдоль радиального направления вращающегося шлифовальника. 49

Этот способ позволяет уменьшить число выбоин и сколов на обрабатываемой поверхности, улучшить воспроизводимость процесса (2 .

Однако при использовании этого 45 способа достаточно велика вероятность появления на обрабатываемых полупроводниковых пластинах трещин и микротрещин, что снижает механическую прочность полупроводниковых плас- тин и в конечном счете уменьшает вы ход годной продукции при производстве интегральных схем.

Целью изобретения является уменьшение вероятности возникновения трещин и повышение механической прочности кремниевых пластин.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу ориентированной механической обработки кремниевых из« делий, представляющих собой слитки 60 или пластины, ориентированные по плоскости (100), включающему Фиксацию обрабатываемого изделия и воздействие: на его поверхность абразивным инструментом, фиксацию производят таким образом, чтобы траектория движения абразивных зерен не совпадала со следами плоскостей спайности, пересекающих обрабатываемую поверхность.

Пример . Согласно предлагаемому способу проводится шлифовка связанным абраэивом монокристаллических кремниевых пластин с ориентацией поверхности (100).

Для кремния, имеющего кристаллическую. решетку типа алмаза, плоскостями наилегчайшего скола (плоскостями спайности ) являются плоскости)И1) . В пластинах кремния с ориентацией (100) кристаллографическими направлениями следов плоскостей спайности 81,нa поверхности обрабатываемых пластин являются направления 110ф расположенные в двух взаимно перпендикулярных семействах.

Поскольку в настоящее время на всех кремниевых пластинах обозначается направление следов плоскостей спайности в виде базового среза или взаимно противоположных ориентационных меток(для успешного проведения скрайбирования пластин на кристаллы), Никаких дополнительных операций разметки для проведения ориентированной шлифовки не нужно.

По предлагаемому способу ориентированной обработки на станке CAM-420 тремя алмазными кругами Ф 100 мм с зернистостью ACP 100/80, АСО 80/63, АСН 40/28, установленными последовательно, прошлифованы на конечную толщину,400 мкм 1000 кремниевых пластин ф,40 мм с ориентацией поверхности (100).

Перед разрезанием на боковую по-. верхность слитков, из которых получены эти 1000 пластин, наносится ° четыре ориентационнне канавки размером 0,5 0,5 мм, обозначающие на слитке направления следов плоскостей спайности (110 ?. После разрезания слитка на каждой пластине остаются эти ориентационные риски.

После этого на гнезда присоса пластин вакуумного стола станка САШ420 наносится по две ориентационные метки таким образом, чтобы при сов,мещении с ними ориентационных канавок пластин, устанавливаемых на стол станка, траектория движения алмазной кромки кругов .не совпадала ни с одним иэ кристаллографических направлений <110>.

Все 1000 пластин при раскладке их на вакуумном столе перед шлифовкой сориентированы относительно меток на столе. После шлифовки ни на одной пластине не было отмечено совпадение следов шлифовки с кристамлографическими направлениями <110>.

После стандартного металлографического травления и тщательного визуального осмотра, а также контроля

1023452

Составитель В.Камийский

Редактснэ И.Петрова Техред М."гепер - Корректор A.Tÿñâo

»«»»»»»»»»» «ее»»««««»

Заказ 4225/40 Тирам 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35,,Раушская наб., д.4/5

»««» «» ««»»»««« »« «««««««Ф« « »«(« ««»»»»»«

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, -4 пластин под проектором ПН-80 толь-: ко на шести пластинах,из 1000 заме- . чены несквозн»е (глубиной 5-7 мкм) иикротрещины, которые в процессе последующей полировки удаляются, на

- трех пластинах были периферийные сколы глубиной до 3 эх. После полировки пастой (съем с каждой стороны до 30 мкм) ни. на одной пластине не об;наружены. трещины. При проведении последующих термических операций (термического окисления, диффузин,нанесения химического окисла и слоя поликристалла толщиной 250 мкм) трещины образовались на саин пластинах (техпроцесс изготовления кремниевых структур с -диэлектрической изоляцией:КСДИ ). Пля определения технико-экономической эффективности способа орнен тированной шлифовкй по известной технологии (неорнентированная шлифовка) на тои же оборудовании и при тех же » .технологических режимах обработаны еще 1000 кремниевых пластин той же марки, диаметра и ориентации, Затем эта партия пластин подвергается. такому же контролю, как и пре». дыдущая. В резульгате установлено,. что количество брака йо трещинам в, 10 случае ориентированной шлифовки ока- . залось в .5,5 раза меньше, .чем по

:известной.технологии °, Проведенные йснытания пластин йа прочность по методике-осесииметрич-:, 35 ного изгиба йоказывавт, что прочность пластин, обработанных по предлагаемому способу, на 15-25% вьаае, чем пластин, обработанных по обйчиой технологии.