Технология шлифования, полирования и химико-механического полирования кремниевых пластин.( Grinding, Polishing, and Chemical-Mechanical Polishing)

Некоторые приложения используют тонкий слой кремния (от 5 до 200 мкм), соединенный сплавлением (fusion-bond) со стандартной толщины подложкой (525 мкм для односторонне полированной или 400 мкм для полированной с двух сторон, 100 мм в диаметре), возможно, со слоем оксида между ними. Снижение толщины достигается с помощью шлифовки и полировки. Пластина установлена ​​на поворотном столе и вращается противоположно вращению колеса. Шлифовальник механически истирает кремний и уменьшает толщину пластины до желаемой толщины. Сотни микрометров могут быть удалены. Полученную шероховатость поверхности удаляют на последующей стадии полировки, в котором пластины установлены внутри точных шаблонов на поворотном столе. Колесо с текстурой войлока полирует поверхности пластины с использованием суспензии, содержащей мелкий кремнезем или другие твердые частицы в очень разбавленном раствор щелочи (рис 3.17). Окончательная поверхность гладкая, с разбросом толщины ± 0,5 мкм. Существует часто невидимые повреждения кристаллической структуры, произведенные во время стадии измельчения, которые становится очевидными, когда они травятся в ориентационно-зависимых травителях. Эти повреждения может быть удалены путем выращивания толстого химического окисла с последующим его травлением.
Химико-механическая полировка, также известная как химическая механическая планаризация (CMP) обычно используется в промышленности IC для планаризации (выравнивания) диэлектрических изолирующих слоев. Полировка сочетает механическое действие с химическим травлением, используя абразивную суспензию, диспергированную (измельченную) в щелочном растворе (рН> 10). Скорость удаления материала контролируется потоком суспензии и рН, давлением на полировальную головку, скоростью вращения и рабочей температурой. CMP является отличным способом сглаживания. Полученная шероховатость поверхности менее 1 нм, но скорость удаления меньше 100 нм / мин по сравнению с 1 мкм / мин стандартной полировки.