К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 147
Текст из файла (страница 147)
При ХМП используют щелочные дисперсные среды частиц 5)Оз - нанометрового размера. На рис. 5.1.12 показано, что увеличение размера частиц, их концентрации, РН среды увеличивает скорость съема материала. Однако размер частиц и их концентрация в полируюшем составе должны быль тщательно сбалансированы, чтобы не допустить возникновения дефектов типа царапин. с'ю»»/ми» ду УР,Р гу р» а) гю»м/ии» яу дг~ )у )г» р) Рва. 5.1.12. Вавявяе рН срема в аэавмнрапвв С(%) чаепся ВЮз размером Зэ ам (а) в 7 вм (6) ввсверавав еревм яа ааараегь съема та ссагервааа Из рис. 5.1.12 также следует, что влияние химической состввюпошей в процессе ХМП (рост скорости сьема материала с увеличением РН) сравнимо с влиянием механической составляюшей цроцесаа (влияние размера и концентрации частиц РДОт в диаперсной среде). ХМП начинается а,приклеивания пластин нерабочей стороной на полировальные блоки (носители).
Для этого клеевой состав наносится на нерабочую поверхность пластин равномерным слоем. Пластина с клеевым составом помещается на нагретый носитель и выдерживается под прессом. Даюгение пресса должно равномерно распределяться по поверхности носителя. В качества носителей используются плоакопараллельные блоки из керамики, алюминии, стекла. Время службы таких блоков без переполнрования соответственно составляет 1 год, 1 мес и 1 нед.
После завершении приклейки блоки вместе с пластинами помешахпся в станок дяя групповой обработки, где в зависимости от диаметра пластин и типа станка может одновременно обрабатываться от 12 до 24 пластин (см. табл. 5.1.б). В станках для групповой химико- механической обработки важно, чтобы давление равномерно распределялось на все полировальные головки. Поэтому все станхи оанашают системой контроля и регулировки давления. Контроль температуры на поверхности полировального круга осуществляется с помощью инфракрасных датчиков температуры. Точность поддержания температуры составляет я 1 С, что необходимо дпя обеспечении допустимого отклонения от плоскостности и микрошероховатостн на каждом из этапов ХМП. Все детали станков должны обладать высокой коррозионной стойкостью, так как ХМП проводится в щелочной среде.
Запыленность окружающей среды определяется требованиями к пластинами и соответственно - к классу чистых комнат, где производится ХМП. Применяется трехстадийная ХМП. На первой стадии обеспечивается съем слоя материала толщиной 15 - 25 мкм и досппэются требуемые геометрические параметры. Используют плотные полировальные кр)ти из непсаного материала. В процессе полирования поддерживают повышенное давление, требуемые угловую скорость полировального круга и температуру, что обеспечивает высокую скорость съема материала (0,8 - 1,0 мкм/мин).
Недостатками этой стадии процесса явюпотся большая шероховатость поверхности (Яа = 0,55 нм), наличие матовости и царапин. На второй стадии ХМП удаляются царапины, оставшиеся после первой стадии. Для этого в качестве материала полировального круга используют мягкие полотна с пориспям 420 Глава 5.1. ТВХНОДОГНД НЗГОТОВДВВНй ПОДУПРОВОДНВКОВЫХ ПДАСТНН полиуретановым покрьцнем. Давление на полировальный круг сиижаесая, температура полирования несколько ниже.
В результате скорость сьема материала уменьшаатая до 0,4- 0,5 мкм/мин, толщина удаляемого слоя состаюиет 3 - 5 мкм. Задачей третьей стадии ХМП явиегая удаление частиц полирующего состава, продуктов полирования и снижение микрошероховатости поверхности. Как и на второй стадии, в качестве материала для полировального крута используют мягкие полотна с пористым полиуретановым покрытием. Давление на полировальный круг и температура полирования еще больше снижаются, полирующий состав используется одноразово, скорость сьема материала состаюиет 0,1 - 0,2 мкм/мин, толщина удаляемого слоя 0,2 - 0,3 мкм. Скорость оьема материала на третьей стадии ХМП очень зависит от РН диспераной среды.
Скорость съема материала имеет ярко выраженный максимум при рН 11,5 (риа. 5.1.13, а). В этой же области максимален и угол емачивания (рис. 5.1.13, б), что свидетельствует о гидрофобном характере поверхности пластин кремния, формируемой на третьей стадии ХМП. гмин!нин б г а» р Ю гг и д» а) Ю хр гг гасг» Рве. 5.1.13. Заэвавмасть авараста аьмв та маырааы ва тратьев стэлва ымиы-ммиычаслага ааавразааля (а) и угла амачмаамаг и аеверзааасм арамаиэ (б) ат рН лваверааав аралы После отклеивания пластин, удаления органических зырязнений и химической обработки пластин ХМП заканчивается. Однако пццюфобный характер поырхностн пластины после ХМП, а также характер строения ее поверхности (рис.
5.1.14) не поэзо)иют признать ее пригодной для дачьнейшего использования в технологическом процессе изготовления интеграчьных схем. Требуетая очистка поверхноати пластины от оршнических, металлических загрязнений и посторонних частиц на поверхности, чтобы удовлетворить требованиям к пластинам, приведенным в табл. 5.1.1. Целью очистки поверхности пластины являеюя удаление с ае поверхности атомарных и ионных поверхностных загрязнений, а также посторонних частиц без нарушения или необратимого изменения свойств самой поверхноОперации очиспи повраздюиют по состоянию реакпшов на жидкостные и сухие, а по механизму процессов - на физические и химические. К физичешсим операциям отношсюя очистка ультразвукоыя, а помощью щеток и кистей, струей жидкости или шъа ионными и зпектронвьии пучками, прогревом в вакууме и инертном газе, а к химическим - очистка растворителями, кислотами, щелочами и тд.
Традиционный подход к очиопсе полупроводниковых пластин оанован на применении жидкостных методов, предусматривающих, как правило, применение растворов перекиси водорода. При их применении расходуется сравнительно много реагентов, требуется утилизация отходов. Онн малопригодны дзя современных шпегриро ванных щюцессов. Независимо от методики очистки — последовательная отмывка в ыниах с различными растворамн или использование системы распьшения химических реагентов под действием потока чистого азота при высоком дюшении в замкнутом обьеме установки - растворы для очистки остаются одинаковыми: ЗРМ + ПНР + АРМ + НРМ, 1 11 П1 Т(г где 5РМ - НэбОс/НтОт, ПИР - разбавленный 1%-ный раствор НР в деионизоынной воде, АРМ вЂ” )с)Н4ОН/НтОг и НРМ - НС1/НзОт.
На 1 этапе удюиется тонкая полимерная пленка, на П этапе - естественный оксид н мелкодиаперсные частицы (МДЧ), на П1 этапе - МДЧ, на ТУ этапе - металлы, а поверхноап становится пцсрофильной. Операции очистки многократно повторяются в технологическом процессе изготовления ИС как на этапах обработки подложек, так и при создании микроструктур. Выбор конкретных методов физико-химической обработки определяется типом загрязнений, которые необходимо удалить с поверхности полупроводниковой пластины. ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ 451 5; исаагииссти Рве. 5.1.14.
Струатура иеиеумвеств ебребетеююй арееивюиой еааехаиы в схема рассеивая света реавестамв иееерхвеегв Чистые комнаты Рост монокристалла Калибровка слитка Ориентация слитка Формирование основного и дополнительного срезав Приклсииание слитка Резка на пластины Очиспса пластин Формирование фаски Очистка Лазерная маркировка Считывание и сортировка Термообработка для аннигиляции термодоноров Шщфование Очистка Щелочное травление Кадриль толщины, клина и коробления 100%-ный визуальный контроль поверхности Рвс.
5.1.15. Техвамивчееавй мархюут югетееаевва иремввеиых иаеегав 422 Глава 5.2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУР Методы контроля качества шюстины должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 5.1.1. После проведения контроля по методикам АБТМ при условии соответствия измеренных параметров требованиям потребителя пластины упаковываются в спецкзльнуго тару.
На этом заканчивается процесс изготовления полупроводниковых пластин, на поверхности которых в дальнейшем формируются микроструктуры полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Технологический маршрут изготовления кремниевых пластин показан на рис. 5.1.15. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Готра 3. Ю. Технолопш микроэлектронных устройств: Справочник. М: Радио и связь, 1991. 528 с. 2.
Запорожский В. П. Лювпииов Б. А. Обработка полупроводниковых материалов: Учебное пособие. Мз Выошая школа, 1988. 184 с. 3. Никифорова-Дешкева С. Н. Механическая и хнмичеокая обработка. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники: Учебное пособие: Мз Высшая школа, 1989. 95с. Глава 5.2 ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУР з.з.г. макго яитогввюия Развитие электронных технологий, требующих формирования элементов сложной конфигурации (топологни) на структурных слоях, в значительной степени определяется уровнем литографических процессов. Литографический процесс обеспечивает перенос рисунка (тополопш) с фотошаблона на актнночувствительный слой, формирование в этом слое защитной маски, с высокой точноспю соответствующей рисунку шаблона, и травление нижележащего технологического слоя через сформированную маску для создания в технологическом слое структурных топологических элементов.
Актиночувствнтельным называется слой, который изменяет свои свойспю (растворимость, химическую стойкость) под дейспшем акти пичного излучения (например, ультрафиолетового излучения нли потока электронов). При создании полупроводниковых приборов, интегральных микросхем, цлоскнх экранов, дисплеев и других ИЭТ литографические процессы позволяют: получать на поверхности окисленных полупроводниковых подложек свободные от слоя окс1ша области, задающие конфигурацию полупроводниховых приборов и элементов ИС, в которые проводится локальная диффузия примесей для созданий Р-и-переходов; формировать межсоединения элементов; создавать технологические маски из резистов, обеспечивающие избирательное маскирование при ионном легнровании; перфорировать тонкие пленки и создавать плоские конструкпшные элементы произвольной конфигурации; протравливать глубокий рельеф в технологических слоях и подложках.
Широкое применение микролитографии обусловлено следующими достоинствами: высокой воспроизводимостью результатов и гибкостью, что позволяет легко переходить от одной топологии струятур к другой сменой шаблонов; высокой разрешающей способностью актиночувствительных резистов; универсальностью процессов, обеспечивающей их применение для самых разнообразных целей (травления, легирования, осаждения); высокой производительностью, обусловленной групповыми методами обработки. Микролитография состоит из двух основных стадий: формирования необходимого рисунка элементов в слое актиночувствительного вещества (ревиста) путем его экспонирования и проявления; травления нижаюившего технологического слоя (диэлекгриюх металла) через сфорыированную тополопгюскую маску или непосредственного использования слоя ревиста в качестве топологической маски при ионном леп1ровании или дяя других технсююпаческих цепей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
