Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы, страница 4

Для !з сорбции положительных ионов — катионов используются две ка' тионитовые К, а для сорбции анионов — две анионнтовые А колонны (на рис, !.6 условно показано по одной). Пока одни колонны сорбируют катионы и анионы, вторые проходят регенерацию, Конструктивно катионитовые и анионитовые колонны одинаковы и представляют собой стальной цилиндр, футерованный винипластом и закрытый сверху н снизу крышками. В верхней части колонны имеются два распределителя для равномерной подачи очищаемой воды и кислоты или шелочи для регенерации.

Внизу расположен патрубок вывода очищенной воды. После связывания катионов смолой вода направляется в дегазатор Д, где из нее удаляется углекислыи газ, образовавшийся в результате разложения находящихся в исходной воде карбонатов и бикарбонатов. В верхнюю часть дегазатора равномерными струями вводится вода, снизу нагнетается воздух, уносящий содержащийся в воде углекислый газ в атмосферу, Вода собирается в баке дегазатора и насосом подает;я в анионитовую колонну, в которой поглощаются содержащиеся после катионной очистки кислотные остатки (анионы).

Нз этом оканчивается первая ступень очистки, удельное сопротин ение воды достигает 2... ...3 МОм см. Часто установки централизованной очистки включают еще одну ступень — фильтр смешанного действия, представляющий собой катионитовый и анионитовый фильтры, объединенные в одной колонне (на рис.

!.6 эта ступень не показана). После второй ступени очистки удельное сопротивление достигает 5 ... 8 МОмХ Хсм. Из бака сборника СБ вода насосом перекачнзается потребителю. В процессе очистки происходит обеднение смол катнонитовых и анионитовых фильтров, онн переводятся на регенерацию, а мгкаЬаа окка 444 Рис !.6. Приициниальнаи схема участка централиаоааиной очистки ноям 16 в технологический цикл очистки включаются параллельные фильтры. Станция регенерации поставляет необходимую для восстановления смол кислоту и щелочь. В ее комплект входит бак-растворитель твердой щелочи, эжекторная система для приготовления рабочих растворов и два дозатора: кислоты и щелочи, Прн регенерации колонна вентилями 1 и 3 (6, 8) отключается от линии очистки (рис. 1.6). Процесс регенерации состоит из трех операций: рыхления, собственно регенерации и отмывки смолы.

Рыхлят смолы протизотоком воды, чтобы освободить их от пыли, образовавшейся прн работе, и устранить спрессованность. При регенерации через вентиль 5 в катионитовую колонну подается раствор соляной нли серной кислоты, в анионитовую через вентиль 9 — раствор едкого патра. Реагируя с обедненной катиокитовой смолой, кислота освобождает связанные при очистке воды ионы металлов, восстанавливая ее свойства. о© они 4 Щелочь вытесняет кислотные остатки из обедненной анионитовой смолы. Сброс отработанных растворов осуществляется через клапаны 2 и 7. Отмывают катионитовую смолу после регенерации противотоком воды, взятой от параллельного катионитового фильтра, анионитовую смолу— прямотоком дегазированной воды.

В ионитной установке финишной 2 ' - а очистки УФ-250 (рис. 1.7) дионизо- ванная вода с удельным сопротивле+ нием 2 ... 3 МОм.см через датчик 1, впускной кран 2 и ротаметр 3 подается в фильтруюшую колонну 5, затем через выпускной кран 6 и датчик 7 /, 7 поступает к потребителю. Измерительный прибор 4 подсоединен к датчикам 7 или 1 и контролирует удельное электрическое сопротивление воды. При падении удельного сопротивления ниже допустимого выдается сигнал о необходимости замены фильтра. Фильтр выполнен в виде легкосъемного цилиндра 5 из органического стекла, з который засыпана смесь катионитовой н анионнтовой смол. Для регенерации фильтр снимают и проводят ее центРис ! 7 установка финишной Ралнзонанно нз специальных устаочисткн воды уф-260 нонках.

2 — 6281 17 Электроионитные установки финишной очистки воды типа ' УФЭ работают за счет сорбции ионов примесей ионно-обменными смоламн н электрохямической десорбцин н удаления нх за счет протекания электрического тока и использования мембран, пропускающих только катионы нли анионы. Установки работают в непрерывном режиме и не требуют регенерации. Регенерация смол идет в процессе работы за счет частичного электролиза воды на Н+ и ОН- под действием постоянного электрического тока. КОНТРОЛЬНБ!Е ВОЛРОСБ! 1. В чем различно поведение пылинок в атмосфере и в вакуумной камереу Где н как происходит их сепарацияг Оцените время оседания пылинок размером 0,2 и 1 мкм с высоты 1 и в обоих случаях.

2. Предложите средства зашиты подложек от инородных частиц в вакуумных камерах, 3. Выберите комплект оборудования для подготовки и очистки технологических газов, обеспечивающий подачу азота, аргона, кислорода и водорода в количествах 60, 20, 40 и 20 м'/ч соответственйо. 4. Как осуществляется регенерация смол катионнтовых н анионитовых фильтров в установках централизованной очистки воды? Глава 2 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ 2.1.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕХАНИЧЕСКОИ ОБРАБОТКЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В качестве заготовки для основного технологического процесса изготовления ИС применяется полупроводниковая пластина, которая по структуре, химической чистоте и содержанию дефектов на поверхности и внутри должна быть возможно ближе к идеальному монокристаллу. Кремниевые пластины для изготовления БИС должны соответствовать параметрам, приведенным в табл. 2 !.

Пластины изготавливаются из монокристаллических слитков, выращенных нз расплава по методу Чохральского, или зопной плавкой. Такой слиток содержит ничтожное количество примесей (до !о-з...10-1отэ) и представляет цилиндрический стержень с диаметром сечения 30...150 мм длиной 100 ..500 мм. Типовой технологический процесс изготовления пластины, отвечающей этим требованиям, включает калибровку слитков по диаметру, ориентацию слитка относительно кристаллографических плоскостей, изготовление базового среза, резку слитка на пластины, двухстороннее шлифованне и полирование, снятие фасок, химико-механическое полирование рабочей стороны и финишную очист.

ку (рис. 2.1). Калибровка или круглая шлифовка слитка по диаметру (рис. 2.1) необ. ходима для выравнивания его боковой поверхности и получения впоследствии пластин равного диаметра. Ведется иа универсальных или специальных кругошлифовальных станках 3А12, 3Б12 или 3!2М алмазным шлифовальным 18 Та 6 л и ца 2.1 Зяапеяпс допуска прп диаметре ппостппи, ии ПараметР !зэ,о та.з +0,8 +20 15 ш0,5 х-15 8 +0,8 +15 10 Диаметр, мм Толщина, мкм Клиновидность,мкм Отклонение от плоскостности, мкм Отклонение от заданной кристаллографнческой плоскости Шероховатость поверхности, мкм !с 0,025...0,05 !о 0,025...0,05 !а 0,025...0,05 кругом. Предварительно к торцам слитка наклеечной мастикой приклеиваются центры. При шлифовании слиток охлаждается водой.

Для обеспечения требуемых свойств кристалл ИС должен быть строго ориентирован относительно кристаллографических плоскостей исходного моно- кристалла, допустимые погрешности составляют около 1'. Ориентация достигается за счет формирования на слитке базового среза, который делается параллельяо одной из кристаллографических плоскостей (обычно (110)), и направленной резки слитка на пластины (обычно по плоскости (11!)). Перед этими операцинми слиток ориентируется относительно кристаллографических плоскостей.

Резка сли~ка на пластины осуществляется обычно алмазным диском с внутренней режущей кромкой. После резки на поверхности пластины образуется дефектный слой толщиной около 100 мкм, в котором выделяют четыре зоны: рельефную 1, трещииоватую 2, дислокационную 3 и напряженную 4 (рнс. 2.!). Основной задачей дальнейших операций является удаление этого дефектного слоя. Пластины сначала шлифуют на станках двухсторонней шлифовки, затем для предотвращения сколов при транспортировке и обработке пластин с их кромок снимается фаска. Операция проводится химическим способом или профильным алмазным кругом иа специальной установке, куда нластнны загружаются поштучно илн партией и закрепляются на шпинделе вакуумной присоской. Частота вращения шпинделя 15 ... 20 мин ', шлифовального круга 6000 ...

8000 мин '. После снятия фаски обычно повторяют двух- или одностороннее механи. ческое полированне. Между операциями механической обработки пластин для удаления абразива, наклеечной мастики, выглаживания и удаления дефектного слоя включают операции отмывки, химической очистки и травления. Окончательную доводку рабочей поверхности пластины проводят финишным и суперфинишиым химико-механическим полированием. Пластины обратной стороной наклеивают специальной мастикой на блоки с тщательно выверенной плоскостностью, Наклеивание производится на специальных установках, осуществляющих подогрев блоков, прижим к ним пластин и охлаждение.

Полнрование проводят обычно с использованием силикозоля — химически активной суспензии, приготовленной на основе окиси кремния. Завершающими операциями механической обработки пластин являются откленвание от блоков, отмывка, контроль и упаковка в специальную тару. 2* !9 шяиапбкп бпппбпгп грека уроенсаоия сная!!И Наяибрабка Химическая ачостка о трабпеное приенп!орпбаннпе накпеобаное к апрпбке ! убепоченп Репка снимка на пластины Хи!кинескоп очистка йбрапибная суспеньия !7 убекиченп Дбуьстарпннее мяо!рабаное и ппяорабпное Снятие тпсак, коническая очистка, нанпеобаное нп браки !Омон биноческо пктибнпя суспензия атакИ !р! убеяочена (ць/ Киники-механичес- кие ппяирпбаное цп ( Лстпчнин приемник 0мкяеибанпе атннбкп, нпнтрппь и уппкпб !а ' Рис, 2.3.