Диссертация (1091353), страница 13
Текст из файла (страница 13)
32) иимподобные,основнымиособенностямикоторыхявляются90воспроизводимость и получаемая прецизионная параллельность пластины идиска-носителя.Рисунок 32. Автоматизированная установка приклеиванияWafer Substrate Bonding UnitОперация приклеивания в обязательном порядке включает в себядлительное воздействие давящей мембраны в камере приклеивания притемпературе плавления клеящего вещества в условиях вакуума.
Этообеспечивает обезгаживание адгезива, а также прижатие приборнойпластины с СВЧ МИС к диску-носителю. На данном этапе МИС наприборной пластине наиболее подвержены разрушающему воздействиюприжимающей мембраны. Традиционно применяемая для защиты изделий напластине технология нанесения фоторезиста в данном случае не способнасправиться с задачей вследствие потери адгезии фоторезиста, а также высотыи сложного рельефа СВЧ МИС на приборной пластине (рис.33).91(а)(б)Рисунок 33. Фотографии полного (а) и частичного (б) повреждений"воздушных мостов" СВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN в течениеприклеивания приборной пластины на ленту-спутник, сделанные припомощи растрового электронного микроскопаФотографии рис. 33 наглядно свидетельствуют о неспособноститрадиционно применяемых для планарных изделий микроэлектроники (такихкак, например, светоизлучающие диоды) защитных покрытий обеспечитьнадежнуюсохранностьмежэлектрическихсоединений,присущихсоверменным СВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN со сложнымиконструктивными особенностями.
Поврежденные изделия сводят на нетвыход годных кристаллов еще непосредственно до операции разделения накристаллы.С целью обеспечения соответствия всем ключевым требованиям,перечисленным выше, для приклеивания приборных пластинсапфира икарбида кремния с изготовленными на них СВЧ МИС на диск-носитель дляпоследующих операций шлифования и полирования в данной работе быларазработана и апробирована система нанесения двухслойного клеящегопокрытия.Для защиты "воздушных мостов" СВЧ МИС и планаризацииповерхностиприборнойпластинысцельюобеспеченияееплоскопараллельности и надежной защиты изделий применено полимерноепокрытие, наносимое непосредственно на приборную пластину.92Полимер WaferBOND CR-200 компании Brewer Science Inc (США)представляет собой прозрачную бесцветную жидкость и применяется длявременного приклеивания пластин на диск-носитель с использованиемстандартного оборудования, а также обеспечивает защиту и планаризациюповерхности пластины при нанесении центрифугированием, создаваяоднородное защитное покрытие высотой до 27 мкм [89].
При этом данноеклеящее вещество обладает температурной стабильностью до 220С,устойчиво к кислотам и основным растворителям, отвердевает притемпературе 120-180С (в зависимости от времени экспонирования), а такжеимеет собственный растворитель, который очищает поверхность пластины неоставляя следов загрязнений при температуре 110С в течение 15-30 минут.Нанесениезащитногопокрытиянанеобходимуютолщинувзависимости от высоты рельефа СВЧ МИС на приборной пластинеосуществляется согласно графика (рис. 34), отверждение осуществляется нанагретой плите при температуре 130-140С в течение 3 минут.Рисунок 34. График зависимости толщины нанесенного клеяWaferBOND CR-200 от скорости вращения центрифуги.93После отверждения защитного полимера WaferBOND CR-200 наповерхности приборной пластины и создания надежной защиты СВЧ МИС,поверх него наносится основной клеящий адгезив, который обеспечиваетнепосредственный контакт с диском-носителем.
Путем исследования ианализа имеющихся адгезивов для данной цели был выбран клеящий составGlycol Phtalate 0CON-324 компании Logitech Ltd (Великобритания) [90]. Онпредназначендлявременногоприклеиванияприборныхпластиниприменяется в тех случаях, когда требуется обеспечить высокое усилиесдвига приклеенной приборной пластины относительно диска-носителя, темсамым повышая стабильность всей склеенной системы, что актуально вслучае шлифования и полирования пластин сапфира и карбида кремния, таккак при обработке этих твердых материалов необходимо приложитьсущественную нагрузку на обрабатываемую пластину.
Этот адгезив, обладаятемпературно зависимой вязкостью, становится пластичным при температуре71С, тем самым создавая идеальные условия для приклеивания приборнойпластины с нанесенным защитным полимером WaferBOND CR-200,температура плавления которого 180С.Кроме того, Glycol Phtalate 0CON-324 после отверждения становитсяхимически стабильным, однако отлично растворим в ацетоне [91], чтопозволило не только склеивать приборную пластину после операцийшлифования и полирования при комнатной температуре, тем самымобеспечивая простоту операции склеивания, но также и решило проблему егонанесения на защищенную при помощи WaferBOND CR-200 приборнуюпластину.Glycol Phtalate 0CON-324 при комнатной температуре стабилен инаходится в твердом состоянии, что создает определенные трудности егооднородного нанесения на пластину. Однако, благодаря его растворимости вацетоне,удалосьэкспериментальнымпутемподобратьсоотношениераствора клеящего вещества и ацетона (1:4), при котором данный адгезивсталовозможнымнанестинапластинуприпомощиметода94центрифугирования при скорости 1000 об/мин в течение 30 секунд.
Послечего отверждение Glycol Phtalate 0CON-324 осуществляется на нагретойплите при температуре 60С в течение 2 минут. При этом происходитиспарение ацетона, и на пластине остается однородный клеящий слойадгезива Glycol Phtalate 0CON-324 толщиной до 10 мкм. После чегоприборнаяпластинаприклеиванияWaferпомещаетсяSubstrateвавтоматизированнуюBondingUnit,иустановкузапускаетсяциклприклеивания.СхематичногетероструктурахразработанныйAlGaN/GaNметодсозащитысложнымиСВЧМИСнаконструктивнымиособенностями при операциях шлифования, полирования и резки приборныхпластин сапфира и карбида кремния на отдельные кристаллы и порядокприклеиванияприборныхпластинсапфираикарбидакремниясизготовленными на них СВЧ МИС на диск-носитель с использованиемзащитного полимера проиллюстрированы на рис.
35.Рисунок 35. Схематичное представление порядка приклеивания приборныхпластин сапфира и карбида кремния с изготовленными на них СВЧ МИС нагетероструктурах AlGaN/GaN на диск-носитель.95На рисунках ниже показаны результаты использования метода защитысверхвысокочастотных монолитных интегральных схем на гетероструктурахAlGaN/GaNсосложнымиконструктивнымиособенностямидляприклеивания 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 отдельные кристаллы. На фотографии "воздушногомоста", покрытого слоем WaferBOND CR-200 толщиной 20 мкм виднавысокая однородность планаризирующей плоскости (рис.
36). На рис. 37демонстрируется отсутствие "воздушных пузырей" после приклеиванияпластины карбида кремния на диск-носитель.Рисунок 36. Фотография "воздушных" мостов, защищенных клеемWaferBOND CR-200.96Рисунок 37. Фрагмент приборной пластины карбида кремния приклеенной надиск-носитель и сфотографированной с обратной стороны подложки."Воздушные пузыри" при операциях шлифования и полированияприборных пластин до толщин 150 мкм и менее могут выступатьлокальными центрами напряжений в пластине, вызывая появление трещин исколов пластины при ее обработке, что отрицательно сказывается насохранении целостности пластины и увеличивает риск ее последующегоразрушения с частичной или полной потерей изготовленных на ней изделий,вследствие этого необходимо максимально избегать их появления.Таким образом, предложенное решение для приклеивания на дискноситель приборных пластин сапфира и карбида кремния с СВЧ МИС нагетероструктурахAlGaN/GaNсосложнымиконструктивнымиособенностями, заключающееся в применении системы двухслойногоклеевого покрытия с использованием температурно совместимых полимеров,удовлетворяет ключевым требованиям, предъявляемым к полимернымадгезивным веществам, которые применяются для временного приклеиванияприборных пластин на диск-носитель, а также обеспечивает надежнуюзащиту СВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN на пластине в течениепоследующих операций шлифования, полирования и резки на отдельныекристаллы [92].97ВыводыНа основе анализа характеристик имеющихся на рынке полимерныхклеящих составов предложен метод, позволяющий обеспечить надежнуюзащиту СВЧМИСнагетероструктурахAlGaN/GaNсосложнымиконструктивными особенностями при операциях шлифования, полирования ирезки приборных пластин сапфира и карбида кремния на отдельныекристаллы и порядок приклеивания на диск-носитель приборных пластинсапфира и карбида кремния с изготовленными на них СВЧ МИС нагетероструктурах AlGaN/GaN, который обладает гибкостью применения, атакже соответствует современным ключевым требованиям для приклеиванияприборных пластин с изготовленными на них МИС на диск-носитель дляпоследующих операций шлифования и полирования.Разработанное решение для приклеивания приборных пластин сапфираи карбида кремния с трехмерными СВЧ МИС на гетероструктурахAlGaN/GaN на диск-носитель с использованием температурно совместимыхзащитного полимера WaferBOND CR-200 и клеящего адгезива Glycol Phtalate0CON-324 обеспечивает надежную защиту СВЧ МИС, однородностьпланаризирующей плоскости, необходимую стабильность и химическуюинертность в течение операций шлифования и полирования при достаточнойпростотеприменениясиспользованиемизвестногооборудования.Приведенный порядок приклеивания приборных пластин с изготовленнымина них 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 на гетероструктурах AlGaN/GaN приоперациях шлифования, полирования и резки приборных пластин сапфира икарбида кремния на отдельные кристаллы был апробирован, положительнозарекомендовал себя и в настоящее время с успехом применяется в ИСВЧПЭРАН [92].98ГЛАВА 4.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ ОДНОСТОРОННЕГОШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ СВОБОДНЫМ АБРАЗИВОМОБРАТНОЙ СТОРОНЫ ПРИБОРНЫХ ПЛАСТИН САПФИРА ИКАРБИДА КРЕМНИЯ С ИЗГОТОВЛЕННЫМИ СВЧ МИС НАГЕТЕРОСТРУКТУРАХ AlGaN/GaNРазделению приборных пластин на кристаллы СВЧ МИС различнымиметодами резки предшествуют, как правило, операции шлифования иполирования обратной стороны приборной пластины [93, 94]. Уменьшениетолщиныподложкиположительносказываетсянаэффективноститеплоотведения для работающего изделия, способствует миниатюризацииэлектронных компонентов и, кроме того, позволяет сократить времяоперации резки приборной пластины на кристаллы, а также понизить износрежущего инструмента.Операции шлифования и полирования приборных пластин сапфира икарбида кремния производились на установке PM 5 компании Logitech Ltd(Великобритания). Данная установка предназначена для обработки широкогоряда материалов и позволяет осуществлять шлифование и полирование наоднойитойже оснастке, меняя лишь абразивные суспензииишлифовальные/полировальные диски (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
