Автореферат (1091351), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Затемприборная пластина помещается в автоматизированную установкуприклеивания Wafer Substrate Bonding Unit, и запускается цикл приклеивания.Схематично разработанная система нанесения двухслойного клеящегопокрытия и порядок приклеивания приборных пластин сапфира и карбидакремния с изготовленными на них СВЧ МИС со сложными конструктивнымиособенностями на диск-носитель с использованием защитного полимерапроиллюстрированы на рис. 9.На рис.
10 показаны результаты использования метода защиты СВЧ МИСдля приклеивания приборных пластин сапфира и карбида кремния на дискноситель с учетом трехмерности изделий, при котором обеспечиваетсянадежная защита приборов в течение последующих операций шлифования,полирования и резки на кристаллы.15Рис. 9. Схематичное представление порядка приклеивания приборных пластинсапфира и карбида кремния с изготовленными на них СВЧ МИС на дискноситель.На фотографии "воздушного моста", покрытого слоем WaferBONDCR-200 толщиной 20 мкм (рис.
10 (а)) видна высокая однородностьпланаризирующей плоскости. Рис. 10 (б) демонстрирует отсутствие воздушныхпузырей после приклеивания пластины карбида кремния на диск-носитель.(а)(б)Рис. 10. Фотографии «воздушного моста» покрытого слоем защитногополимера толщиной 20 мкм (а) и фрагмент приборной пластины карбидакремния, приклеенной на диск-носитель и сфотографированной с обратнойстороны подложки (б).Разработанное решение для приклеивания приборных пластин сапфира икарбида кремния с СВЧ МИС на диск-носитель с использованием температурносовместимых защитного полимера WaferBOND CR-200 и клеящего адгезиваGlycol Phtalate 0CON-324 обеспечивает надежную защиту СВЧ МИС,однородность планаризирующей плоскости, необходимую стабильность и16химическую инертность в течение операций шлифования и полирования придостаточной простоте применения с использованием известного оборудования.Приведенный порядок приклеивания приборных пластин с изготовленными наних СВЧ МИС со сложными конструктивными особенностями позволяетснизить риск повреждений тонкой приборной пластины в течение различныхпроцессов, защитить СВЧ МИС и, следовательно, повысить процент выходагодной продукции.
Данный метод защиты СВЧ МИС при операцияхшлифования, полирования и резки приборных пластин сапфира и карбидакремния на отдельные кристаллы и порядок приклеивания приборных пластинсапфира и карбида кремния с изготовленными на них 3D СВЧ МИС на дискноситель был апробирован, положительно зарекомендовал себя и в настоящеевремя с успехом применяется в ИСВЧПЭ РАН.Четвертаяглава«Определениережимоводностороннегошлифования и полирования свободным абразивом обратной стороныприборных пластин сапфира и карбида кремния с изготовленнымиСВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN» посвящена установлениювзаимосвязи между используемым абразивом и его размерностью, временемобработки и нагрузки на пластину в течение утонения приборных пластин доустановленного допустимого диапазона с целью получения высокого качестваобработанной поверхности при сохранении целостности пластины.
Работывыполнялись на установке PM5 компании Logitech Ltd (Великобритания),которая предназначена для обработки широкого ряда материалов и позволяетосуществлять шлифование и полирование на одной и той же оснастке, меняялишь абразивные суспензии и шлифовальные/полировальные диски. Обработкапроизводится свободным абразивом, что в отличие от обработки связаннымабразивом налагает ограничения на скорость утонения, но при этом позволяетболее гибко выстроить процесс в части нагрузки на пластину.
В случае стакими трудно поддающимися обработке материалами как сапфир и карбидкремния последнее обстоятельство трудно переоценить ввиду хрупкостиобрабатываемого материала. Шлифование приборных пластин сапфира икарбида кремния осуществлялось суспензиями на основе карбида бора (B4C) сдобавлением этиленгликоля для обеспечения взвеси абразива, оставшуюсячасть объема суспензии составляла деионизованная вода (10% B4C + 10%этиленгликоль + 80% деионизованная вода). Применялась чугуннаяшлифовальная плита, скорость вращения плиты на всех этапах 70 об/мин. Приодинаковых условиях карбид кремния обрабатывается вдвое медленнее, чтонеизбежно приводит к увеличению расхода абразива и трудозатрат.
Это связанос тем, что твердость по Моосу у карбида кремния (9+ баллов) выше, чем усапфира (9 баллов) и практически не уступает твердости по Моосу карбидабора (9,32 балла), который выступает в качестве обрабатывающего материала.Полирование, преследуя цель снятия нарушенного слоя на подложке,неизбежно возникающего в процессе шлифования, выполнялось на нейлоновомполировальном сукне марки Chemcloth при помощи суспензии SF1. Даннаясуспензия предназначена для полирования сапфира.
В ее состав входит17мелкодисперсный аморфный оксид кремния, который при высыханиисуспензии образует кристаллы, работающие как абразивный материал приполировании. При полировании сапфира он способен химическивзаимодействовать с материалом подложки, образуя алюмосиликаты:Al2O3+2SiO2+2H2O→Al2Si2O7∙2H2O(5)что делает полирование сапфира химико-механическим процессом и позволяетдобиться лучшего качества поверхности.
Отличительной особенностьюполирования карбида кремния является тот факт, что карбид кремния невзаимодействует с полировальной суспензией SF1, как это было в случае ссапфиром. Вследствие этого полирование карбида кремния идет крайнемедленно, приблизительно 1,5 мкм/час.
Изучив опыт зарубежныхисследователей, которые успешно применяют смеси абразивных суспензий сцелью улучшения качества обрабатываемой поверхности, в полирующуюсуспензию SF1 для увеличения скорости полирования был добавленсинтетический алмазный порошок марки АСМ фракции 1/0. Скоростьполирования возросла приблизительно до 3,5 мкм/час. Полирование припомощи алмазной суспензии предназначено для финишных операций приобработке твердых материалов, что дает существенную экономию приобработке. Кроме того, при добавлении алмазного порошка в полировальнуюсуспензию SF1, мелкодисперсный аморфный оксид кремния, входящий всостав этой суспензии и при высыхании суспензии образующий кристаллы,работающие как абразивный материал при полировке, увлекает в себя частицыалмазного порошка.
Тем самым алмазный порошок, связываясьмелкодисперсным аморфным оксидом кремния, образует своего рода свободносвязанный абразив, что положительно сказывается на качестве обрабатываемойповерхности.Экспресс-методопределениявеличин,характеризующих геометрическое совершенство формыD EBприборных пластин в течение шлифования иCполирования, состоит в измерении их толщины в пятиточках, которые расположены на линиях, параллельных иРис.
11.перпендикулярных базовому срезу (рис. 11). ИзмеренияРасположениепластины осуществлялись при помощи контактногоконтрольных точек измерителя толщины CG-10 компании Logitech Ltdизмерения(Великобритания). Этот прибор обладает погрешностьютолщины.измерений 0,1 мкм при диапазоне 0-10 мм и силедавления контактной иглы 0,6-0,9 Н.Режимы обработки приборных пластин сапфира и карбида кремнияпредставлены в таб. 3 и 4 соответственно. Первый и последний этапыхарактеризуют измерения толщины пластины по контактным площадкам на ее"лицевой" части до приклеивания пластины на диск-носитель и послеотклеивания обработанной пластины соответственно.A18Таблица 3.
Обработка приборной пластины сапфира.№этапа12345678910111213АбразивB4C 50 мкмB4C 15 мкмSF1ВремяНагрузка на Толщина пластины после обработки[мкм]обработки пластину2[мин][г/см ]ABCDE449,2448,9470,9 469,5 469,8 470,2 470,0447,1 448,6 446,7 445,3 446,0150404,9 404,5 406,5 405,7 411,060362,5 364,4 361,7 360,5 365,0318,5 319,0 318,7 316,0 317,0125252,3 254,6 253,2 250,3 257,030237,7 235,1 234,8 237,6 240,010060221,6 224,1 223,4 222,4 224,0201,2 201,9 201,8 202,1 204,030200183,2 185,4 183,7 183,5 184,060300161,1 162,3 161,8 161,2 160,0140,8141,4Таблица 4.
Обработка приборной пластины карбида кремния.№этапаАбразив1234567891011121314151617181920B4C 15 мкмSF1+АСМ1/0ВремяНагрузка на Толщина пластины после обработки[мкм]обработки пластину2[мин][г/см ]ABCDE364,5364,5403,2 403,9 402,2 403,6 403,530392,0 392,5 390,4 390,0 400,6374,2 376,9 376,0 373,8 386,060358,6 361,8 362,8 362,8 364,0337,0 339,9 336,7 339,0 345,4309,3 313,4 314,4 311,7 308,6304,4 304,0 302,8 303,0 308,8295,1 293,0 292,6 292,2 294,4278,0 278,2 278,1 277,2 277,3100265,7 265,0 265,7 265,8 265,130255,1 254,6 255,1 251,7 252,2244,2 241,2 243,4 242,7 244,0232,5 231,0 232,3 230,0 230,7215,0 216,0 217,5 217,0 216,0201,2 202,1 205,7 203,5 203,660159,7 155,0 159,5 158,8 158,130147,2 146,2 148,0 147,7 147,090150142,3 142,6 144,4 143,8 143,3133,6134,3Качество поверхности обратной стороны приборных пластин сапфира икарбида кремния после шлифования и полирования проиллюстрировано нарис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
