УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОВОДКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН Советский патент 1996 года по МПК H01L21/304 

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано при одностороннем шлифовании и полировании полупроводниковых пластин.

Цель изобретения повышение точности обработки при одностороннем приклеивании пластин на спутники.

При односторонней обработке пластин на спутниках, размещенных на части доводочного диска, принудительное вращение спутников является совокупным результатом взаимодействия пластин с доводочным диском, спутником с прижимным диском и зубчатых колес между собой в планетарном механизме. Таким образом, применение средства для размещения спутников на доводочном диске в виде планетарного механизма из зубчатых колес не является простым суммированием известных приемов, а позволяет достичь поставленной цели изобретения за счет достижения равновесного фрикционного контактного взаимодействия доводочного диска, пластин, спутников, прижимного диска, зубчатых колес и корпуса устройства. Причем, изменяя давление на пластины, можно существенно варьировать этой контактной системой и в зависимости от поставленных задач индивидуально подбирать частоту вращения спутников вокруг своей оси.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез, с жестким закреплением внешнего зубчатого колеса на корпусе устройства; на фиг. 2- то же, вид сверху, при снятом прижимном диске; на фиг. 3 вариант разъемной жесткой связи внешнего зубчатого колеса с прижимным диском.

Устройство для доводки пластин (фиг. 1, 2) содержит доводочный диск 1 с приводом вращения (не показан), центральное зубчатое колесо 2, колеса-сателлиты 3, внешнее зубчатое колесо 4. В колесах-сателлитах 3 выполнены эксцентрично отверстия 5 для размещения спутников 6 с наклеенными пластинами 7, причем отверстия 5 для обеспечения одной и той же частоты вращения сателлитов и спутников образуют со спутниками зазор величиной 0,2-0,5% от диаметра спутника.

Для того чтобы обеспечить эффективность вращения спутников относительно оси колеса-сателлита, необязательно выполнять отверстия с указанной величиной зазора. Колесо-сателлит может быть снабжено средством для фиксации спутника в отверстии.

Соосно с центральным колесом 2 на спутниках установлен прижимной диск 8, имеющий по крайней мере одну шпильку 9, свободно входящую в отверстие 10 колеса 2. Между прижимным диском и спутниками размещают прокладку 11 для уменьшения трения между ними. Посредством кронштейнов 12 колесо 4 жестко закреплено на корпусе 13 (h₃=0).

Для обеспечения вращения колесу 4 с частотой, равной частоте вращения прижимного диска 8( фиг. 3), под углом 120^о на колесе 4 закреплены шпильки 14, а на прижимном диске планки 15, которые жестко связаны между собой с помощью болтов 16.

П р и м е р 1. Проводят алмазное полирование пластин арсенида галлия диаметром 40 мм (100) марки АГЧП-6. Пластины по три штуки наклеивают на спутник из нержавеющей стали диаметром 90 мм.

На доводочном диске 1 диаметром 520 мм закрепляют бязевый полировальник, на который наносят алмазную пасту АСМ 3/2 с вакуумным маслом, затем на нем устанавливают зубчатые колеса 2 и 4 (m=3 мм, z₁=22, z₃=105), между которыми размещают четыре колеса-сателлита 3 (z₂=38), обеспечивая зацепление между ними. В отверстиях 5 колес 3 размещают четыре спутника с пластинами. Прижимной диск 8 с прокладкой 11 совмещают с колесом 2, добиваясь размещения шпильки 9 в отверстия 10 колеса. Ось вращения прижимного диска 8 помещают в направляющую штангу корпуса на расстоянии ≈ 150 мм от оси вращения доводочного диска. Посредством кронштейнов 12, сохраняя равномерность перемещения колес-сателлитов 3 между колесами 2 и 4, внешнее колесо 4 жестко закрепляют на корпусе 13 устройства.

Создают давление на пластины из расчета Р=6,0 кПа. Доводочный диск приводят во вращение с частотой N=60 об/мин за счет фрикционного взаимодействия пластин с полировальником и перемещения спутников в планетарном механизме. Частоты вращения прижимного диска 8 и колеса 2 равны между собой: n₁=n_д=0,8 об/с, а спутники вращаются с частотой
n₂=n₁• 0,8 • 0,3 об/с.

После обработки пластин в течение 30 мин спутники снимают с полировальника, удаляют с пластин ватным тампоном, смоченным бензином, остатки полирующего состава и контролируют качество обработки.

Отклонение от плоскостности пластин в наклеенном виде менее 1,0 мкм (измерения выполняют на интерферометре ИТ-200), отклонение от параллельности сторон не превышает 6 мкм (измерения выполняют с помощью микронного индикатора, определяя толщину в пяти точках и считая измеряемый параметр как разность между максимальным и минимальным значением величин толщины). Внешний вид поверхности отвечает установленным требованиям: риски, царапины, выколы отсутствуют, наблюдается алмазный фон, поверхность зеркальная. Скорость съема в процессе полирования 0,8-0,9 мкм/мин.

П р и м е р 2. Проводят шлифование пластин кремния ⊘ 76 мм (100) марки КЭФ-ЧО. Для этого пластины наклеивают на спутники из нержавеющей стали диаметром 90 мм.

На доводочном диске из стекла диаметром 520 мм аналогично примеру 1 размещают оснастку и устанавливают четыре спутника. Посредством шпилек 14, планок 15 и болтов 16 (фиг. 3) внешнее колесо связывают с прижимным диском, обеспечивая их одинаковую частоту вращения.

В зону обработки из мешалки каплями подают абразивную суспензию, состоящую из смеси воды и глицерина с добавкой микропорошка КЗМ 14 (250 ш/л). Создают давление на пластины из расчета Р=8 кПа. Доводочный диск приводят во вращение с частотой N=40 об/мин.

После 30-минутной обработки пластин контролируют качество поверхности и отклонение от параллельности сторон. Поверхность матовая, риски, выколы отсутствуют. Отклонение от параллельности сторон не превышает 8 мкм.

Технико-экономическая эффективность устройства для односторонней доводки заключается в повышении точности обработки пластин за счет увеличения частоты вращения спутников; в повышении скорости съема при односторонней алмазно-абразивной обработке полупроводниковых пластин.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а точнее, к односторонней шлифовке полупроводниковых пластин. Устройство содержит доводочный диск с приводом вращения, установленным в корпусе устройства, спутники для наклейки пластин, средство для размещения спутников на доводочном диске, прижимной диск для нагружения пластин, соосно установленный с указанным средством, ось которого смещена относительно оси доводочного диска. Средство для размещения спутников на доводочном диске выполнено в виде центрального и внешнего зубчатых колес, группы зубчатых колес-сателлитов с отверстием для размещения спутника в каждом, расположенных планетарно между центральным и внешним зубчатыми колесами и находящихся в зацеплении с ними, причем центральное колесо установлено соосно с прижимным диском. Внешнее зубчатое колесо за пределами области перемещения группы зубчатых колес-сателлитов снабжено разъемными жесткими связями с прижимным диском или корпусом устройства. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОВОДКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН, содержащее доводочный диск с приводом вращения, вращающееся центральное и жесткое закрепленное внешнее зубчатые колеса, между которыми размещены зубчатые колеса-сателлиты с отверстиями для размещения спутников, и прижимной диск, причем зубчатые колеса-сателлиты находятся в зацеплении с центральным и внешним зубчатыми колесами, и прижимной диск установлен соосно с центральным зубчатым колесом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки при одностороннем приклеивании пластин на спутники, ось доводочного диска смещена относительно оси центрального зубчатого колеса. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешнее зубчатое колесо связано с прижимным диском посредством разъемных жестких связей.