Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы, страница 7

Для обеспечения плавного перемещения штока и м и м м кавит«лящви м Гвтпм ааИух зад Рис. 2.! б. Принципиальная схема полуавтомата при- клеивания пластин к блоку 33 ты выгрузить на транспортер или с транспортера перегрузить в касету, например в линиях «Лада». Подъем и опускание пл атф р 2 с кассетон 3 осуществляется электродвигателем 16 через ходовой винт 15. Платформа снабжена линейной 14 гольным й с прямоу и прорезями, с противоположных сторон которой закреплены свето- и фотодиоды, фиксирующие положение кассеты, в котором она должна остановиться для выгрузки пластины на транспортер, образованный двумя пассиками 5, натянутыми между шкивами 4 и 6. Пластина из кассеты по транспортеру подается к автооператору, который перегружает ее на столик 13 механизма шлифовки, снабженный вакуумной присоской. Столик в ар д игателя 12 с частотон несколько десятков толик враоборотов в минуту, к торцу пластины прижимается алмазный круг 11 с треугольным пазом, приводимый во вращение данг атеЗатем обеспечивающин снятие фаски с двух сторон пл астины.

она выгружается автооператором на выходную ветвь 8 транспортера и в приемную кассету. П ри необходимости автомат может быть включен ческ ю линию как ч н в автоматиу ию как технологическая позиция, для чего механизмы загрузки н разгрузки снимаются и на шкивы входного и выходного транспортеров надеваются пассики, обеспечивающие их продолжение. Полуавтомат полирования пластин (рис. 2 14) предназначен для окончательного механического и химико-механического поливаемые рования кремниевых пластин диаметром до !50,, Об б о мм.

ра атыном ис е пластины наклеены на блок 4 закрепленн Г ы! на прижим- диске 3. Полуавтомат имеет четыре прижимных диска, кото- 32 Рис. 2.14, Принципиальная схема полуавтомата финишной н суперфииишной обработки пластин 3 — б281 воздух в цилиндры подается через включенные параллельно об- ратный клапан 15 и дроссель 14, При подаче воздуха он прохо- дит в цилиндр через обратный клапан, а вытесняется из другой полости через дроссель, что ограничивает скорость перемещения штока, Для стабилизации температуры процесса полирования поли- ровальный стол 5 н прижимные диски 3 охлаждаются проточной водой, поступающей в них через электромагнитные клапаны и уплотняемые манжетами коллекторы.

Неплоскостность пластин во время одностороннего механиче- ского шлифования и полирования во многом определяется каче- ством приклеивания пластин к блокам, Для обеспечения качест- венного приклеивания участки механической обработки пластин комплектуются полуавтоматами приклеивания пластин к блоку (рис. 2.15), состоящими из основания, внутри которого закреплен бак 4 для подогрева воды электрическим нагревателем 5. Блок с пластинами устанавливается на рабочий столик 3.

В бак 4 че- рез клапан 7 и золотник 9 поступает горячая вода нз водопровод- ной сети, что приводит к вытеснению нагретой воды из бака в полость рабочего стола 3 и расплавлению нанесенного на блок пиценна или иного термокомпаунда, Через клапан 8 и золотник 10 в верхнюю полость пневмоцилиндра 1 подается сжатый воздух, прижим 2 опускается н прижимает пластины к блоку, обеспечи- вая параллельность их поверхности и поверхности блока за счет самоустановки прижима на сферической опоре штока. Необходи- мая плавность перемещения прижима достигается за счет включенных параллельно дросселей и обратных клапанов, как н у рассмотренного ранее полуавтомата полирования.

После заданной выдержки времени золотник 9 переключает- ся, подача горячей воды в подогреватель н столик прекращается и он охлаждается холодной водой, поступающей через клапан 6 нз водопроводной сети. Пневмоцилиндр поднимают, управляя зо- лотником !О, блок с приклеенными пластинами снимают со сто- лика и подают на шлифование или полирование. В новом поколении оборудования финишного н суперфиннш- ного механического и химико-механического полирования так же, как и в станках плоского шлифования, все более широкое при- менение находят станки с закреплением пластин на блоках ваку- умными присосками, что не требует дополнительной операции по приклеиванию, повышает чистоту процесса обработки и поверх- ности пластин благодаря исключению клея.

Основной проблемой конструирования таких станков являет- ся разработка вакуумных присосок, обеспечивающих минималь- ную деформацию пластин на прижимном диске при нх закрепле- нии. И в этом направлении достигнуты результаты не худшие, а часто даже лучшие, чем прн приклеивании пластин. 24 КОНТРОЛБНБРЕ ВОПРОСЫ 1, Назовите последовательность и назначение операций механической обработки полупроводниковых пластин.

2. Укажите преимущества и недостатни методов кристаллографической ориентации слитков. 3. Какими факторами ограничена частота вращении шпинделя станков для резки слитков на пластины1 4. Для чего обгонная муфта на рнс. 2.11? Что нужно предусмотреть в схеме на рис. 2.12, чтобы компенсировать перегрузки в червячном зацеплении при торможении карусели? б. Назовите преимущества и педостатки различных способов крепления пластин при их шлифовании я полировании.

Часть 2 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУР ИНТЕГРАЛЬНЪ|Х МИКРОСХЕМ Рис. 3.!. Компоновка ус- 3 6 7 д Р тановов линии травления подложек у --'--.п.ЫйЫ Гл аи а 3 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 3.!. ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОДЛОЖЕК Химико-технологические процессы, используемые в производстве ИС, можно разделить на две основные группы. Первая группа включает чисто химические операции: очистку подложек перед выполнением технологических операций, травление на подложках примесно-силикатных стекол, диэлектрических и металлических пленок, удаление фоторезиста.

Вторая группа химико-технологических процессов предназначена для формирования рельефа в слоях фоторезиста на поверхности подложек и используется совместно с оптико-механическим оборудованием в микролитографии. Рассмотрим особенности основных процессов для химической обработки подложек. Очистка подложек должна обеспечить полное удаление с нх поверхностей органических и механических загрязнений. Обычно очистка начинается с обезжиривания в щелочных растворах нлн органических растворителях, В ряде случаев для удаления загрязнений, химически связанных с материалом подложки, дополнительно применяется травление серной и азотной кислотой, водным раствором фтористо-водородной кислоты и другими реактивами.

Для интенсификации обезжиривания обработка подложек может вестись в нагретых реактивах или их парах, при воздействии на реакционный объем вибраций или ультразвуковых колебаний, Применяется также обработка подложек струей или распыленным потоком реактива, дополнительное воздействие на них щетками или кистями. Травление диэлектрических и металлических слоев на подложке проводится с использованием растворов кислот, их смесей и ряда других реактивов, а также методом ионного травления. Для уменьшения бокового подтравливания температура травителя должна поддерживаться в пределах 25... 50'С с точностью не хуже ~2'С.

Скорость процесса химического травления существенно зависит от концентрации компонентов реактива н длительности процесса. Ионное травление обеспечивает более высокую 36 скорость обработки, отсутствие бокового подтрава, лучшее качество края элементов и более высокую точность их размеров (см. э 6.2). Удаление фоторезиста проводится обработкой в концентрированных кислотах, органических растворителях или плазмохимическим методом, При обработке жидкими реактивами они нагреваются до температуры 60... 100'С, для дополнительной интенсификации процесса используются ультразвуковые колебания, что уменьшает время обработки в 10...20 раз.

Плазмохимическое удаление фоторезиста заключается в его окислении при повышенной температуре в атмосфере ионнзированного газа, Этот метод не зависит от режимов предварительной термообработки фоторезиста, легко управляется, ведется в чистой среде. Оборудование для плазмохимической обработки рассмотрено в 2 6.2. Перечисленные виды химической обработки подложек предьявляют к промышленному химино-технологическому оборудованию ряд специфических требований. Функциональные узлы этого оборудования должны надежно работать в жестких условиях при одновременном воздействии агрессивных сред (кислот, растворителей, сухих и влажных газов, паров агрессивных жидкостей и т. д.), нагрева до 250...300'С, избыточного давления, механических нагрузок.

Не менее важно обеспечить строгую стабилизацию режимов выполняемых операций, автоматизировать работу химико-технологических установок, Для проведения химической обработки подложек в производстве ИС могут использоваться отдельные химико-технологические установки, а также комплекс универсального оборудования «Лада-! Электроника». В комплекс входят 25 установок, из которых можно скомпоновать 5 технологических линий.

На линиях можно проводить отмывку пластин перед окислением, диффузией, напылением; травление слоев окиси кремния, нитрида кремния, фосфоро- и боросиликатных стекол; травление металлов; удаление фоторезиста с окисленных и металлизированных подложек. На рис. 3.! показана типовая компоновка линии для травления подложек, в которую входит 12 установок семи наименований. В установке химической обработки ! производится травление и снятие фосфоро- и боросиликатных стекол в водном растворе плавиковой кислоты и предварительная промывка пластин в деионизованной воде, На установке 2 пластины отмываются в деионизованной воде и сушатся.

Далее следует обработка пла- 37 стин на трех установках 4 в горячей азотной кислоте при температуре 110'С, перекисно-аммиачной смеси (70'С) и промывка деионизованной водой. После отмывки и сушки на установке б пластины проходят гидромехаиическую отмывку (установка 7). Окончательно обработанные пластины поступают на установку визуального контроля 8.