Глава 2. Сравнительные характеристики оборудования для хмп.

2.1 Особенности и недостатки различных схем хмп пластин кремния.

Согласно требованиям большинства производителей ИС рабочая сторона пластины должна быть полированной, а обратная шлифованно-травленной, поэтому при производстве пластин Si традиционно используются станки для односторонней обработки (Рис 5). При этом пластины монтируются на блоки-носители.

Для полирования пластин Si большого диаметра с повышенными требованиями к геометрическим параметрам пластин на ОАО “ЭЛМА” было предложено новое техническое решение в конструкции станка одностороннего химико-механического полирования, предусматривающее монтаж пластин на индивидуальных блоках-носителях, которые имеют возможность самоустанавливаться на сферической опоре по поверхности полировальника с нулевой жесткостью и вращаться вокруг собственной оси под действием сил сопротивления движению, действующих на пластину со стороны полировальника (рис.6)[1]. В конструкции план-шайбы, передающей рабочую нагрузку на блок-носитель предусмотрено выравнивание давления по поверхности

контакта, передаваемого сферической опорой за счет распределения рабочей нагрузки по кольцевой зоне через кольцевой опорный подшипник. Система нагружения станка выполнена на основе диафрагменной однокамерной пневмосистемы с компенсацией давления посадки пластин на полировальник, осуществляемой пружиной.

На основании этого технического решения были разработаны станок предварительной полировки “Яхонт-1” и станок окончательной полировки “Яхонт-2”.

Станок “Яхонт-1” предназначен для одновременной обработки рабочей поверхности двенадцати пластин. Тем не менее, ХМП на этом станке нельзя назвать групповой обработкой в привычном применении этой характеристики к процессу полирования, поскольку на каждую несущую план–шайбу монтируется только одна пластина. В процессе полирования каждая пластина обрабатывается индивидуально, вращаясь вокруг собственной оси и самоустанавливаясь по поверхности инструмента (полировального стола с наклеенным на него нетканым полировальным материалом). По сути группа из двенадцати пластин одновременно подвергается индивидуальной обработке.

Таким образом, в данном случае процесс ХМП на станке с точки зрения размещения пластин на носителе (план-шайбе) является индивидуальной обработкой, а с точки зрения использования инструмента – групповой.

Аналогичным образом характеризуется ХМП пластин Si на станке двухсторонней обработки (Рис 7), где в каждом носителе (при ДСП – это сепаратор) располагается

только одна пластина, но инструмент (полировальники с наклеенными на них неткаными полотнами) используется для одновременной обработки нескольких пластин.

При двухсторонней обработке пластины ее геометрическая форма получается более совершенной по сравнению с односторонней обработкой, однако, как уже упоминалось выше, обратная сторона пластины не должна быть полированной.

Поэтому была отработана идея об обработке на станке двухстороннего полирования склеенных между собой пластин. По этой идее две хорошо отшлифованные пластины, на которых разнотолщинность пластин 3-5 мкм склеиваются между собой в единый пакет. При склеивании толщина слоя мастики не должна превышать 2 мкм, при этом происходит точное базирование пластин друг относительно друга. Сам процесс двухстороннего полирования характеризуется тем, что при полировании пластины становятся более плоскопараллельными, а обрабатываемые поверхности приобретают большую плоскостность. При двухсторонней полировке в каждое гнездо сепаратора закладывается не одна пластина, а сразу две. При этом обработка нерабочей стороны не производится, меньше вероятность ее травмирования в связи с тем, что она скрепляется с деталью из этого же материала. Увеличивается прочность обрабатываемой системы за счет увеличения толщины сепаратора (толщина сепаратора должна быть на 100-250 мкм меньше толщины склеенных пластин).