Способ двустороннего полирования плоских поверхностей

 

СПОСОБ ДВУСТОРОННЕГО ПОЛИРОВАНИЯ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ , при котором детали перед обработкой свободно устанавливают в сепараторе , сообщают ему сложное плоскопараллельное движение между двумя соосно врашаюш .имися инструментами, а в зону обработки подают полируюш,ую жидкость, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки монокристаллических подложек, перед обработкой подложки подвергают разбраковке по прогибу и комплектуют партию, в которой прогиб подложек не превышает 0,04% от их диаметра, с каждой подложки снимают фаску с двух сторон высотой 20-30% от ее толщины, после чего подложки устанавливают в сепаратор стрелой прогиба к верхнему инструменту .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1090541 з(5р В 24 В 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO О (ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3506014/25-08 (22) 28.10.82 (46) 07.05.84. Бюл. ¹ 17 (72) К. Ф. Скворцов, В. В. Холевин, Ю. И. Нестеров, Б. С. Смольянинов, А. В. Чамов, А. В. Парфенова, В. Г. Кафтанатьев, О. С. Сальник и А. Н. Туманов (53) 621.923.5 (088.8) (56) 1. Курносов А. И. и др. Технология производства полупроводниковых приборов. М., «Высшая школа», 1974, с. 39-45.

2. Авторское свидетельство СССР № 566720, кл. В 24 В 37/04, 1975 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ДВУСТОРОННЕГО

ПОЛИРОВАНИЯ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, при котором детали перед обработкой свободно устанавливают в сепараторе, сообщают ему сложное плоскопараллельное движение между двумя соосно вращающимися инструментами, а в зону обработки подают полирующую жидкость, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки монокристаллических подложек, перед обработкой подложки подвергают разбраковке по прогибу и комплектуют партию, в которой прогиб подложек не превышает 0 04% от их диаметра, с каждой подложки снимают фаску с двух сторон высотой 20-30% от ее толщины, после чего подложки устанавливают в сепаратор стрелой прогиба к верхнему инструменту.

1090541

Изобретение относится к прецизионной абразивной обработке поверхностей и может быть использовано для финишного полирования монокристаллических подложек интегральных схем.

Известен способ финишного химико-механического полирования подложек из кремния, включающий наклейку подложек на план станка, использование мягкого полировальника и подачу щелочной абразивной суспензии в зону обработки (1).

Однако указанный способ обеспечивает только одностороннее полирование, кроме

10 собу двустороннего полирования плоских поверхностен, при котором детали перед обработкой свободно устанавливают в сепараторе, сообщают ему сложное плоскопараллельное движение между двумя соосНо вращающимися инструментами, а в зону обработки подают полирующую жидкость, при этом перед обработкой подложки подвергают разбраковке по прогибу и комплектуют партию, в которой прогиб под35 ложек не должен превышать 0,04 /О от их

40 диаметра, с каждой подложки снимают фаску с двух сторон высотой 20-ЗОО/о от ее толщины, после чего подложки устанавливают в сепаратор стрелой прогиба к верхнему инструменту.

Предварительная разбраковка подложек по прогибу необходима для исключения

45 попадания в обрабатываемую партию подложек, имеющих прогиб более 0,047,от их диаметра, так как такие подложки могут быть раздавлены верхним инструментом при нагружении станка, что приведет к поломке подложек во всей партии. Снятие

50 фасок высотой 20 — 30 /о от толщины подложек необходимо для предотвращения сколов с краев подложек, при возникновении которых отклонение частицы могут вызвать появление рисок и царапин на поверхности подложек. Увеличение высоты фасок более 30 /о от толщины подложек может при55 того, подложки после отклейки от плана изгибаются вследствие неодинаковых напряжений в поверхностном слое подложек с двух сторон.

Известен также способ бесприклеечной двусторонней обработки плоских деталей, включающий укладку обрабатываемых деталей в сепараторы между двумя притирами-инструментами, в процессе обработки деталям сообщают сложное плоскопараллельное движение между двумя соосно вращающимися инструментами с непрерывной подачей абразивной суспензии (2).

Недостатком известного способа является невозможность получения 14-го клас- 25 са шероховатости поверхностей из-за возникновения сколов пластин и их разрушения.

Цель изобретения — получение подложек с шероховатостью поверхности R = 0,032 мкм без нарушенного слоя с обеих сторон.

Цель достигается тем, что согласно спо30 вести к выскальзыванию подложек из гнезд сепаратора и к их поломке, а уменьшение высоты фасок менее 20О/о не исключает появления сколов. Кроме того, поверхностный слой фасок должен быть свободным от напряжений, для чего проводится, например, их механическое формирование алмазным инструментом с последующим химическим травлением на глубину 3-4 мкм для снятия нап ряжений.

Укладка подложек в сепаратор стрелой прогиба к верхнему инструменту также предотвращает поломку при нагружении станка, так как обеспечивает возможность более пл авного распрямления подложек при нагружении.

Применение химически активных абразивных суспензий, золей и гелей обеспечивает получение бездефектной поверхности подложек с шероховатостью К = 0,032 мкм за счет того, что съем материала подложек производится не механически за счет актов микрорезания или микровыкалывания, а в результате сложного химико-механического, в случае суспензии, и механо-химического, в случае золя и геля, процесса, в котором субмикронные сравнительно мягкие, абразивные частицы удаляют модифицированные в результате химических реакций тонкие поверхностные слои материала с обрабатываемой подложки.

Пример. Производят химико-механическое полирование подложек из кремния диаметром 76 мм, предварительно отшлифованных алмазным кругом АСМ 14/10 после резки и отполированных алмазной пастой

АСМ 2/1. Перед финишным полированием подложки толщиной 450 мкм разбраковы.вают по прогибу и используют в дальнейшем подложки с прогибом менее 30 мкм.

Кроме того, с подложек снимают фаски высотой 130 мкм. Одностороннее полирование проводят на станке Ю 1М3.105.001, для чего подложки наклеивают на план станка воском. Двустороннее полирование проводят на станке СДП-100. В обоих случаях используют щелочную суспензию «ЭлплазК» с рН.12, удаляют припуск 15 мкм с обрабатываемых поверхностей на полировальниках из материала «Поливел».

Щелочная суспензия «Элплаз-К» — состав для полирования, содержащий едкий калий (КОН), воду и абразивные частицы окиси кремния ЯО .

Для приготовления суспензии в водный раствор КОН с кислотным показателем рН-10,5-12,5 ед. добавляется порошок SiOz до тех пор, пока плотность суспензии составит 1,024 г/см . После перемешивания суспензия готова к употреблению.

Материал «Поливел», используемый в качестве покрытия полировальников, пред1090541

Составитель А. Дроздецкий

Текред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Тираж 737 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Товтин

Заказ 2992/14 ставляет собой нетканный ворсистый материал-разновидность искусственной кожи.

После одностороннего полирования и отклейки подложек их прогиб увеличивается в среднем на 4-6 мкм, а после двустороннего — уменьшается в среднем на 7-9 мкм.

Выход годных подложек по прогибу (не более 30 мкм) в обработанных партиях по

2000 шт после одностороннего полирования

91,5 /о, а после двустороннего — 100 /о. В обоих случаях шероховатость обработан- 10 ных поверхностей R< — — 0,032 мкм, нарушенный слой отсутствует.

Использование предлагаемого способа двустороннего полирования монокристаллических подложек обеспечит получение подложек с малым прогибом, с шероховатостью К =0,032 мкм, без поверхностного нарушенного слоя с обеих сторон, что в свою очередь увеличит процент выхода годных деталей.