Способ механической обработкизаготовок

Союз Советских Социалистических РеслубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 801145(22) Заявлено 261078 (21) 2681431/18-21с присоединением заявки йо(5)М, Кл.З Н 01 Б 21/08 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Авторыизобретения В,М.Колешко и А.В.Гулайт с, -: .;- 3, Институт электроники АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем и может быть использовано при механической обработке заготовок, например полупроводниковых пластин.Известен способ механическойобработки полупроводниковых пластин, основанный на полировании рабочей поверхности пластин, при котором полупроводниковую пластину подвергают последовательному механическому шлифованию и полированию мелкодисперсными абразивными микропорошками и полирующей суспенэией 11 1.15Известен способ механической обработки заготовок преимущественно полупроводниковых пластин.Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ, кото рый основан на полировании рабочей поверхности полупроводниковых пластин полирующими суспензиями 2.Недостатком способов является то, что из-за механического воздействия абразивных частиц, входящих в состав полирующих суспенэий, поверхностный слой полупроводниковой пластины имеет сравнительно высокую плотность дислокаций, которые приво- З 0 дят к разупорядочению кристаллической структуры полупроводника. Кроме того, дислокация способствует изгибу пластин, следствием чего является снижение точности последующих фотолитографических и других технологических операций изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем.Цель изобретения - улучшение качества обработки.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе механической обработки полупроводниковых пластин, основанном на полировании их рабочей поверхности, полирование осуществляют при воздействии на полупроводниковые пластины электрического поля напряженностью10 -106 в/см.В случае полупроводника р-типа электрическое полЕ прикладывают в направлении к обрабатываемой поверхности, а в случае П -типа - от обрабатываемой поверхности.Улучшение.качествэ обработки достигается за счет того, что в сильных электрических полях происходит обратимое механическое упрочнение полупроводникОвйх пластин, которое яв 801145О 20 25 ЗО Формула изобретения ляется результатом возбуждения электронной подсистемы полупроводника.Так как в процессе механической гбработки полупроводниковых пластин .:спользуются металлические оправки ля закрепления полупроводниковых пластин, то в данном случа.е электроны и дырки инжектируют в полупроводниках из металлической оправки и поллровального диска, посредством которых к полупроводниковой пластине при.ожено электрическое поле. Инжекция приводит к появлению дополнительных, избыточных против равновесной концентрации, свободных носителей заряда, При этом повышается концентрация носителей на уровнях прилипания (ловушках захвата), вызывающая увеличение плотности электрического заряда движущихся дислокаций, собирающих в процессе движения заряды с ,центров прилипания,увеличение заряда: дислокаций ведет к уменьшению подвиж. ности дислокаций, т.е, к упрочнению полупроводника. Заряженные дислокации теряют возможность двигаться в глубь полупроводника и приводить к разупорядочению кристаллической структуры.В случае при;есного полупроводника р-типа электрйческое поле прикладывают к полупроводниковым пластинам в направлении к обрабатываемой поверхности, При .этом запорный слой вблизи обрабатываемой поверхности, т.е. приповерхностный слой, обедненный дырками, становится более узким. Плотность электрического заряда движущихся дислокаций за счет захвата дырок увеличивается, что приводит к повышению поверхностной прочности полупроводника и, как следствие, к повышению качества его обработки.В случае примесного полупроводника И -типа электрическое поле прикладывают к полупроводниковым пластинам в направлении от обрабатываемой поверхности. Плотность электрического заряда дислокаций при этом увеличивается за счет захвата электронов.Электрическое поле к полупроводниковым пластинам в процессе их обработки прикладывается контактным методом, который обеспечивает наи. - больший эффект.Нижний предел 10 В/см выбран исходя из условий наиболее эдФективногс воздействия электрического напряжения на процесс механической обработки полупроводниковых пластин. При напряженности электрическогополя меньше 10В/см качество обработки полупроводниковых пластин повышается незначительно, при напряженности поля выше 10 В/см появляется опасносность электрического пробоя полупроводниковой пластины. П р и м е р. Ва полированной уста.новке, содержащей вращающийся полировальный диск с замшевым полировальником, металлические оп авки длязакрепления полупроводниковых пластин и распылитель и элирующей смеси,например ультразвуковой диспергатор,производится механическое полирование пластин кремния толщиной 0,4 ммпри частоте вращения полировальногодиска 300 об/мин и удельном давлениина пластину кремня 1000 г/см , В качестве полирующей используется смесь,содержащая ионы меди и Фтора. Полупроводниковые пластины наклеиваютсяна металлические оправки с помощьюнаклеечного вещества - воска. К пластинам кремния в процессе их полирования прикладывается электрическоеполе напряжением 500 В(напряженностьполя составляет при этом 1,2510 В/смЭлектрический контакт источниканапрякения с рабочей поверхностью кремниевых пластин осуществляется черезполирующую смесь, обладающую электролитическими свойствами. Металлическиеоправки имеют специальные клеммы длянепосредственного контакта источника напряжений с нерабочей поверхностью кремниевых пластин (минуя диэлектрический слой наклеечного вещества - воска).В случае кремния р-типа положительный потенциал подают на металлические оправки, а отрицательныйна полировальный диск.При этом электрическое поле прилагается к пластинам кремния в направлении к обрабатываемой поверхности, т.е. векторнапряженности электрическо:о полявнутри кремниевых пластин направленсверху вниз - от раба ей поверхности к нерабочей,В случае кремния И -типа положительный потенциал подают на полировальный диск, а отрицательныи - наметаллические оправки, при этомэлектрическое поле прилагается кпластинам кремния в направлении отобрабатываемой поверхности, т,е.вектор напряженности электрическогополя внутри кремниевых пластин направлен снизу вверх - от нерабочейповерхности к рабочей.Полирование по предлагаемому способу уменьшает на 60-100 толщинуФизически нарушенного слоя и в 2-3раза - плотность дислокаций в припоВерхностном слое кремниевых пластин. Способ механической обработки за.отовок, преимущественно полупроводнйковых пластин, основанный на полировании рабочей поверхности полупроводниковых пластин, о т л и ч а ю801145 Составитель О. БоскинРедактор П. Пчелинская Техред Н Ковалева КорректорЕ, Рошко Заказ 10445/73 Тирак 795 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, москва, -35, Раушская наб д. 4/5,я и й с я тем, что, с целью улучшения качества обработки, полированиеосуществляют при воздействии электриЗческого поля напряженностью10 -10 В/см,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 93328141,кл.51-307,1967. 2. Курносов А. И, и .Один В. В.Технология производства полупроводНиковых приборов. 14 "Рысшая школа", 5 1974, с. 40-41 прототип).