реферат (1041057)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МГТУ им.Н.Э.Баумана

Реферат по курсу «Основы наноэлектроники и нанотехнологий»

Способы очистки подложек для наноэлектроники

Работу выполнил

Студент группы МТ11-82 Гринёв И.О.

Преподаватель

Сидорова С.В.

2015г.

Оглавление

Введение…3

1. Жидкостная очистка…4

   1. Физическая очистка…5

   2. Химическая очистка…9

2. Сухая очистка…16

   1. Физическая очистка…16

   2. Химическая очистка…22

Введение.

Перед тем как приступить к операциям очистки поверхности, необходимо знать природу, характер и источник загрязнений. Поверхностные атомы пластин (подложек) по сравнению с объемными имеют большое количество ненасыщенных химических связей, чем объясняется высокая адсорбционная способность, приводящая к загрязнениям. В зависимости от типа взаимодействия загрязняющего вещества с поверхностью различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция является результатом межмолекулярного (силы Ван дер Ваальса) электростатического кулоновского взаимодействия. Адсорбированные частицы, совершая тепловые движения, могут преодолеть силы связи и оторваться (десорбция) от поверхности, то есть адсорбция — процесс обратимый. Физически адсорбированные загрязнения располагаются на поверхности в несколько слоев и сравнительно легко удаляются чистым растворителем, отжигом (испарением) в вакууме. Химическая адсорбция является необратимым процессом, так как между загрязнениями и поверхностью образуются прочные химические связи. Загрязнения закрепляются только одним слоем (монослой), удалить их более сложно. Источники загрязнения представлены на рис. 1 и в таблице 1.

Степень и состав загрязнений различны при разных обработках. На поверхности пластин и подложек одновременно могут присутствовать многие виды загрязнений. Наиболее трудноудалимыми являются органические и некоторые химически связанные с поверхностью загрязнения. Из физических загрязнений наиболее сложно удаляются мелкие зерна абразива, внедренные в поверхностный слой. Из растворимых в воде полярных загрязнений удаляются подвижные ионы металлов, изменяющие электропроводность поверхности. В то же время получить идеально чистую поверхность (без посторонних примесей) практически невозможно. Поэтому применяемое в технике понятие «чистая поверхность» имеет относительный характер. Технологически чистой считают поверхность, которая имеет концентрацию примесей, не препятствующую воспроизводимому получению заданныхзначений и стабильности параметров ИМС. Допустимая концентрация примесей на поверхности пластин зависит от сложности ИМС и способа ее формирования, в худшем случае она не должна превышать 10–8 г/см2.

В соответствии с применяемыми средствами очистку делят на жидкостную и сухую. Классификация методов очистки приведена на рис. 2.

1.1 Жидкостная очистка

Жидкостная очистка (далее ЖО) выполняется органическими растворителями; разнообразными составами, содержащими щелочи, кислоты, пероксид и другие реактивы, водой. Подобрать жидкое средство, одновременно удаляющее все возможные поверхностные загрязнения, практически невозможно, поэтому ЖО включает ряд последовательных операций. Нерастворимые в воде органические жировые загрязнения делают поверхность гидрофобной, то есть плохо смачиваемой водой и большинством растворов. Для равномерной очистки поверхность подложек (пластин) необходимо перевести в гидрофильное, то есть хорошо смачиваемое водой, состояние. Операция удаления жировых загрязнений, сопровождаемая переводом поверхности из гидрофобного в гидрофильное состояние, называется обезжириванием (обезжиривание —первая операция при ЖО).

1.1.1Физическая очистка

При очистке в первую очередь необходимо удалить молекулярные, органические и химически связанные с поверхностью загрязнения, а затем — остаточные ионные и атомарные. При физической ЖО происходит десорбция адсорбированных поверхностью загрязнений без изменения их состава, то есть без химических реакций, путем простого растворения. Поскольку возможно обратное загрязнение поверхности из очищаемой жидкости, необходимо следовать принципу ее непрерывного обновления (освежения).

Обезжиривание

Обезжиривание (отмывка) в органических растворителях применяется для удаления с поверхности пластин (подложек) жиров животного и растительного происхождения, минеральных масел, смазок, воска, парафина и других органических и механических загрязнений (В качестве растворителей наиболее часто применяют четыреххлористый углерод, бензол, толуол, изопропиловый спирт, фреон и др., в которых эффективно растворяется большинство жировых загрязнений).

Десорбция молекул жира с обрабатываемой поверхности происходит в результате их собственных колебательных движений и притяжения со стороны молекул растворителя. Если силы связи с поверхностью меньше сил притяжения молекулами растворителя, частицы жира отрываются от поверхности и благодаря диффузии распространяются по объему обрабатывающей жидкости. На очищаемую поверхность адсорбируются молекулы растворителя и могут также вновь попасть молекулы жира и загрязнения самого растворителя. Именно поэтому применяют очищенные растворители, во время обезжиривания создают условия для максимальной растворимости и минимальной обратной адсорбции на обрабатываемую поверхность загрязнений из растворителя, а после обезжиривания удаляют с поверхности его остатки.

При выборе обезжиривающего состава необходимо учитывать, что большинство органических растворителей неполярны, они растворяют только неполярные органические загрязнения. Поэтому вначале неполярными или слабополярными растворителями (бензолом, толуолом, четырехлористым углеродом) удаляют неполярные загрязнения (парафины, вазелины, минеральные масла). Затем ацетоном, спиртами, трихлорэтиленом и другими полярными растворителями удаляют полярные загрязнения (жиры, белки, следы поверхностно активных веществ — ПАВ). Для интенсивного одновременного удаления полярных и неполярных органических загрязнений в промышленном производстве широко применяют смеси различных растворителей.

Определяющими параметрами процесса являются температура и время. Растворимость жиров увеличивается с повышением температуры. Поэтому обезжиривание осуществляют в горячих или кипящих растворителях. Обезжиривание в органических растворителях наиболее часто выполняют погружением (рис. 3), в парах, с помощью ультразвука, струйной обработкой.

Недостатки обезжиривания в органических растворителях:

• необходимость предварительной очистки (удорожание технологического процесса — ТП);

• необходимость создания герметичных рабочих камер установок из-за больших потерь растворителя в результате испарения;

• большие расходы растворителя из-за возможности обратной адсорбции загрязнений из жидких растворителей;

• токсичность, легкая воспламеняемость, образование с воздухом взрывоопасных смесей, что требует большой осторожности и соблюдения правил техники безопасности при работе с большинством органических растворителей.

Ультразвуковое обезжиривание выполняют в специальных ваннах, дно и стенки которых совершают механические колебания с ультразвуковой (УЗ) частотой (рис. 4).

Эффективность очистки зависит от частоты и мощности УЗ-колебаний, температуры и времени обработки, а также от состава раствора, характера и степени загрязнений. С повышением частоты увеличивается проникающая способность жидкости за счет уменьшения длины волны УЗ-колебаний, уменьшается вероятность разрушения образцов за счет уменьшения размеров кавитационных пузырьков. С повышением мощности УЗ-колебаний до определенных значений интенсивность кавитации возрастает. Повышение температуры повышает растворимость загрязнений и влияет на условия возникновения кавитации. Для каждой жидкости существует оптимальная температура обработки. Обработку пластин и подложек обычно ведут при УЗ-колебаниях, когда кавитация отсутствует и очистка интенсифицируется за счет вихревых акустических протоков жидкости. УЗ-колебания значительно повышают производительность и улучшают качество не только обезжиривания, но и других операций жидкостной обработки.

Отмывка водой

Отмывка водой применяется для очистки от остатков полярных растворителей после обезжиривания, от остатков травителей, флюсов, кислот, щелочей, солей и других загрязнений. Так же, как и в органических растворителях, отмывка в воде сопровождается растворением загрязнений или механическим смыванием пылинок, ворсинок и других частиц. Отмывку выполняют в подогретой до 50–60 °С деионизованной воде. При меньших температурах отмывка недостаточно эффективна, при больших температурах возможно закрепление на обрабатываемой поверхности остатков некоторых загрязнений, например остатков щелочных растворов в результате гидролиза щелочных солей. После отмывки в подогретой воде пластины (подложки) отмывают в холодной воде, чтобы на поверхности не осталось следов перешедших в воду загрязнений, что имеет место при быстром испарении воды (когда пластины подогреты).

Отмывку в воде выполняют погружением, в протоке в многокаскадных ваннах, струей, гидромеханическим способом, в УЗ-ваннах. Отмывка погружением отличается простотой, применяется в основном в лабораторных условиях и на начальных стадиях для очистки сильно загрязненных пластин (подложек). Отмывка в протоке в многокаскадных ваннах обеспечивает непрерывный отвод загрязнений от пластин. Кассеты с пластинами переносят из одной ванны в другую навстречу движению воды. Отмывка струей выполняется в установках с системой циркуляции и подогрева воды. Вода подается через форсунки под давлением 50–200 кПа на движущиеся пластины, расположенные на диске центрифуги. Частота вращения центрифуги 200–600 об/мин. Достоинством струйной отмывки являются непрерывная смена воды и гидромеханическое воздействие струи на обрабатываемую поверхность, способствующие эффективному удалению загрязнений. Кроме того, удаление загрязнений интенсифицируется за счет возникающих центробежных сил.

Гидромеханическая отмывка выполняется с помощью беличьих кистей или капроновых (нейлоновых) щеток, которые, совершая сложные вращательные движения (рис. 5), способствуют обновлению воды непосредственно около очищаемых пластин, увеличивают смачиваемость поверхности и механически сбивают загрязнения. Пластины крепятся вакуумным способом. Деионизованная вода подается под давлением. К недостаткам гидромеханической отмывки относятся возможность обратного перехода загрязнений с кистей (щеток) на обрабатываемые поверхности, вероятность загрязнений за счет износа кистей или щеток, необходимость периодической тщательной очистки самих щеток, кистей.

1.1.2Химическая очистка

Этот вид обработки предусматривает разрушение загрязнений или поверхностного слоя очищаемого объекта в результате химических реакций.

Химическое обезжиривание

Химическое обезжиривание выполняют в составах, разрушающих молекулы жира, но не действующих на обрабатываемый материал. В раствор переходят продукты реакции, поэтому обратное загрязнение молекулами жира практически отсутствует.

Обезжиривание в растворах моющих порошков иногда применяют для предварительной очистки непосредственно после механического полирования, которое проводится с приклейкой пластин. Пластины отмывают в наклеенном на полировочные диски состоянии. В процессе обезжиривания такими растворами омыляемые жиры переводятся в мыла, представляющие собой растворимые в воде соли, которые удаляются последующей отмывкой в воде.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов реферата