SU1023452A1 - Способ ориентированной механической обработки кремниевых изделий - Google Patents

Abstract

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

Description

Изобретение относитс  к механическ обработке монокристаллических полупроводниковых материалов, а именно к ориентированной резке, 11шифовке и полировке слитков и ггластин полупроводниковых материалов. Известен способ ориентированной шлифовки и полировки полупроводнико вых материалов, согласно которому о рабатываемые пластины пер- метаютс  относительно шлифовальника поступательно по замкнутому многоугольнику стороны которого совпадают с определенным семейством кристаллографических направлений, Использование Этого способа,в основе которого лежит  вление анизотропии съема полупроводникового материала по различным кристаллографическим направлени  позвол ет несколько увеличить скорость абразивной обработки и умень .шить величину нарушенного сло  в обрабатнваегиых пластинах ijНедостатком данного способа  вл  етс  больша  веро тность по влени  на обрабатываемых полупроводниковых пластинах трещин;и микротрещин, что вызывает в дальнейшем их полное разрушение не только при механической обработке, но и на всех последующих операци х ( особенно термических}тех нологического цикла изготовлени  пол проводниковых приборов и интегральны схем, что снижает выход годной продукции . Известен также способ ориентированной механической обработки полуi проводниковых материалов, включающий фиксацию обрабатываемого издели  таки образом, чтобы направление 110 располагалось вдоль радиального направлени  вращающегос  шлифовальника Этот способ позвол ет уменьшить число выбоин и сколов на обрабатываемой поверхности, улучшить воспроизводимость процесса . Однако при использовании этого способа достаточно велика веро тност по влени  на обрабатываемых полупров .одниковых пластинах трещин и микротрещин, что снижает механическую прочность полупроводниковых ш1ас тин и в конечном счете уменьшает выч ход годной продукции при производстве интегральных схем. Целью изобретени   вл етс  уменьше ние веро тности возникновени  трещин и повышение механической прочности кремниевых пластин. Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу ориентированной механической обработки кремниевых из делий, представл к цих собой слитки или пластины, ориентированные по плоскости (1007, включающему фиксаци обрабатываемого издели  и воздействи на его поверхиость с1бразивным инстру ментом, фиксацию производ т таким образом, чтобы траектори  движени  абразивных зерен не совпадала со следами плоскостей спайности, пересекающих обрабатываемую поверхность. Пример . Согласно предлагаемому способу проводитс  шлифовка св занным абразивом монокристаллических кремниевых пластин с ориентацией поверхности (100). Дл  кремни , имеющего кристаллическуй . решетку типа алмаза, плоскост ми наилегчайшего скола (плоскост ми спайности) Явл ютс  плоскости III J . В пластинах кремни  с ориентацией (100) кристаллографическими нгшравлени ми следов плоскостей спайности 1М J ,нд поверхности обрабатываемых пластин  вл ютс  направлени  119J расположенные в двух взаимно перпендикул рных семействах. Поскольку в насто щее врем  на всех кремниевых пластинах обозначаетс  направление следов плоскостей спайности в виде базового среза или взаимно противоположных ориентациЬнных меток ( дл  успешного проведени  скрайбировани  пластин на кристаллы ), Никаких дополнительных операций разметки дл  проведени  ориентированной шлифовки не нужно. По предлагаемому способу ориентированной обработки на станке САШ-420 трем  алмазными кругами 0 100 мм с зернистостью АСР 100/80, АСО 80/63, лен 40/28, установленными последова- , тельно, прошлифованы на конечную толщину ,400 мкм 1000 кремниевых пластин 0,40 мм с ор11ентацией поверхнос- . ти (100). Перед разрезанием на боковую по-; верхность слитков, из которых получены эти 1000 пластин, наноситс  четыре ориентационные канавки размером 0,,5 мм, обозначающие на слитке направлени  следов плоскостей спайности 1107. После разрезани  слитка на каждой пластине остаютс  эти ориентационные риски. После этого на гнезда присоса пластин вакуумного стола станка САШ420 наноситс  по две ориентационные метки таким образом, чтобы при совмещенйи с ними ориентационных канавок пластиН, устанавливаемых на стол станка, траектори  движени  алмазной кромки кругов не совпадала ) ни с одним из кристаллографических направлений 110. :, Все 10:00 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 кристаллографическими направлени ми 110. После стандартного метёшлографического травлени  и тщательного виального осмотра, -а также контрол 

пластин под проекторе ПН-8О только и а шести пластинах из 1000 заме--. чены иесквознме (глубиной 5-7 мкм микротревщны, которые в процессе последующей полировки удгш ютс , На трех пластинах были периферийные сколы глубинЬй до 3 мм. После полировки пастой (съем с кёикдой стороны до 30 мкм) ИИ на одной пластине не об иаружены тревожны. При проведении последующих термических операций . (хермичвского окислени , Ц1ффузии, нанесени  химического окисла и сло  поликристалла ТОЛЩИНОЙ 250 мкм тре|цины образовались Hai семи пластинах (техпроцесс иэготб лени  кремниевых структур с диэлектрической изол цией;кс и . . . -: , ./ .; - : : -.: /

дл  определени  технико-экон мичёскрй эффективности способа ориеитированной шлифовки по иэвестной технологии (неориентированна  шлифовка У на том же оборудовании и при .тех же технологических режимах обработаны еще 1000 кремниевых пластин той же

Марки, диаметра и ориентации.

Затем эта пластин подверга етс  такомуже кoнtpoлюv как и пре дыдуща . В результате установлено/ что количество бражка по тршкинам в;

0 случае ориентированнб1й шлифовки оказгшось В; 5,5 раза меньше, чем по известной. техноло{4|}|.

Проведенные ис11ытани  пластин на прочность по методдаке осесимметр ич-;

5 ного изгиба показывают, что проч- г ность пластин, обработанных по предлагаемому способу, на 1$-25% вше, чем пластин, обработанных по обёМной технологии.

Claims (1)

1. 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, отлич ающий с я тем, что, с целью уменьшения вероятности возникновения трещин и повышения механической прочности кремниевых пластин, фиксацию производят таким образом, чтобы траектория движения абразивных зерен не совпадала со следами плоскостей спайности, пересекающих обрабатываемую поверхность. _ ьо 00 а