Диссертация (1091353), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Основные технологические операции, предшествующие резкеприборных пластин на кристаллыРазделению на отдельныекристаллыпредшествуетподготовкапластины. Это обработка в кислородной плазме, нанесение защитногофоторезиста, шлифование и полирование, а также исследование пластиныподмикроскопомиизмерениерельефаповерхностиприпомощипрофилометра.Кроме того, для операций шлифования и полирования необходимонаклеить пластину на специальный диск-носитель, который представляетсобойстекляннуюилисапфировую оснастку, посредством которойобеспечивается дополнительная жесткость приборной пластины в течениеопераций шлифования и полирования.Учитывая, что в течение шлифования и полирования конечнаятолщина, заложенная при проектировании и разработке полупроводниковыхизделий на пластине, может достигать 150 мкм и менее [5], операцияприклеивания пластины на диск-носитель преследует также цель сохраненияпластиныотфизическогоразрушениявследствиемеханическоговоздействия, а также обеспечивает удобство работы оператора во времянеобходимых отмывок пластины для проведения промежуточных измерений23геометрическихпараметровпластиныдлякорректировкипроцессовшлифования и полирования.После завершения операций шлифования и полирования пластинутребуется отклеить с диска-носителя для проведения окончательныхизмерений на профилометре, а также для проведения операции разделенияприборной пластины на отдельные кристаллы.1.2.1.

Приклеивание приборной пластины на диск-носитель и еепоследующее отклеиваниеВ изготовлении полупроводниковых приборов методом прикрепленияпластины на диск-носитель является приклеивание. Пластина монтируется надиск-носитель для дополнительной последующей обработки.Операции разделения пластины на отдельные кристаллы, шлифованиепластины, а также ее полирование требуют применения временногоприклеиванияВследствиеполупроводниковойособенностейпластиныоснасткинадиск-носитель[6].установок,используемыхдляшлифования и полирования, пластину необходимо предварительно закрепитьна специальном стеклянном или сапфировом диске-носителе.

Креплениепластины к диску-носителю при помощи различных клеевых субстанцийявляется традиционным методом приклеивания пластины при процессахутонения и резки на кристаллы.Это довольно грубый процесс, который зависит от навыков оператора.Технология включает нагрев диска-носителя до требуемой температуры.Затем расплавление клея на диске-носителе вручную. Оператор наносит клейпо всей поверхности, пока клей не покроет диск-носитель. Затем приборнаяпластина помещается на клей сверху, и на нее оказывается давление по всейповерхности с целью удаления пузырьков воздуха из-под пластины, так как24любые не удаленные пузырьки воздуха будут создавать существенные рискипри процессах утонения и резки, являясь центрами зарождения трещин.Основные этапы включают: подготовку клеевой субстанции.

Различные типы клея выступают вкачестве адгезионного вещества между хрупкой пластиной и дискомносителем. Тип клея выбирается в соответствии с необходимойтемпературой последующего процесса, чтобы гарантировать, чтоприклеенная конструкция останется устойчивой. После выбораклеящего вещества, оно помещается при высокой температуре на дискноситель при помощи различных инструментов; приклеиваниепластинынадиск-носитель.Посленанесенияадгезионного вещества, диск-носитель помещается в нагретую камеруприклеивания.

Пластину и диск-носитель механически выравнивают изатем слегка прижимают друг к другу, чтобы создать временнуюсклейку, которая в дальнейшем обеспечивает последующие процессы,такие как утонение, например; отклеивание пластины с диска-носителя. После завершения обработкипластины, ее следует отклеить от диска-носителя. В зависимости оттипа клеевой субстанции отклеивание может проводиться посредствомспециальногопроцессанагреваилирастворенияадгезивавспециальном растворителе.Эта технология приклеивания в изготовлении и производствеполупроводниковых изделий позволяет снизить риск повреждений тонкойприборной пластины в течение различных процессов и, следовательно,повысить процент выхода годной продукции.Использованиеразличныхклеевыхсубстанций,основнымкомпонентом которых, как правило, является воск, обусловлено их низкойстоимостьюиотносительнойдорогостоящего оборудования.простотойнанесения,нетребующей25Всеоперациипоподготовкеклея,центрифугированиюинепосредственно приклеиванию должны выполняться в блоках, которыеобеспечивают более высокий класс чистоты непосредственно в рабочей зоне.Необходимость обеспечения более высокого класса чистоты рабочейзоны в течение операции приклеивания по сравнению с последующимиоперациями шлифования и полирования обусловлена тем, что частицы пыли,попавшие между пластиной и диском-носителем, способны при шлифованиивыступать локальными центрами напряжений, что может привести кнеконтролируемомуобразованиютрещинвтечениеобработкиидальнейшему раскалыванию пластины.При попадании частиц пыли на поверхность пластины, покрытуюклеящим веществом, удаление таковых частиц достигается только приудалении всего слоя клеящего вещества и нанесения его заново.Преимущества приклеивания: широкий спектр применяемых адгезивов; практическая осуществимость операции в условиях вакуума или ватмосфере; простота нанесения и низкая стоимость; низкие температуры приклеивания ≤ 200 С; отсутствие электрического напряжения или тока; применимость к различным материалам подложки; компенсация неоднородности и загрязнения поверхности; высокая светопропускаемость.Недостатки: проникновение влаги; отсутствие герметичности с органическими материалами; ограничение долговременной стабильности в агрессивной среде;26 ограниченная температурная стабильность; относительно низкая сила приклеивания.Для нанесения тонких слоев клеящего вещества на приборнуюпластину или на диск-носитель используются различные методы: нанесение клея вручную на нагретую поверхность диска-носителя; испарениеклеящеговеществаизрастворапутемнагреваспоследующим осаждением на поверхность приборной пластины илидиска-носителя; нанесение клеящего вещества при помощи центрифуги на поверхностьприборной пластины или диска-носителя.При нанесении клеящего вещества вручную, поверхность дисканосителя предварительно разогревается до температуры плавления клеящеговещества.

Необходимо поддерживать требуемую температуру нагрева втечение периода нанесения клея. Клей в данном методе, как правило,представляет собой твердое вещество при комнатной температуре, приконтакте с нагретой поверхностью диска-носителя начинает плавиться,оставляя на поверхности клеящее вещество. Оператор вручную, осуществляявозвратно-поступательные движения, покрывает клеящим веществом всюповерхность диска-носителя. После чего сверху помещается приборнаяпластина, на которую оказывается прижимающее воздействие. Затем всясистемаохлаждаетсядокомнатнойтемпературы,чтоприводиткотверждению клеящего вещества и, как следствие, склеиванию приборнойпластины и диска-носителя.Недостатком данного метода является невозможность нанести клеящеевещество однородно и равнотолщинно по всей поверхности диска-носителя.Преимущество данного метода заключается в его относительно низкойстоимости.27Нанесение клеящего вещества посредством испарения из растворанапоминает процесс напыления металлов на приборную пластину в вакууме.Пластина помещается над емкостью с раствором, раствор нагревается,клеящее вещество начинает испаряться и осаждается на полупроводниковойпластине.

В данном методе без труда достигается однородность, однако,метод затратный в экономическом отношении.В области полупроводникового производства хорошо известен методдостижения однородного распределения жидкостей на по существу плоскойподложке путем вращения (центрифугирования) подложки вокруг оси,нормальной к плоскости, образуемой ее поверхностью. При нанесениивязкой жидкости на такую поверхность во время центрифугированияцентробежные силы влияют на распределение этой жидкости по поверхностирадиально наружу.

Такой метод центрифугирования используется, например,для распределения разливом лака, фоторезиста на полупроводниковыхподложках.Стандартным процессом для такого способа распределения является:1)дозированныйразливжидкостинапокрываемуюподложку(необязательно в ходе этого этапа ее медленно вращают длядостижения преимущественного первоначального распределения);2) центрифугирование диска с высокой скоростью (обычно от несколькихсотен вплоть до 12000 об/мин) для равномерного распределенияжидкости. В этом случае толщина слоя зависит от таких параметров,как вязкость, температура, скорость вращения и время вращения.Данный метод обеспечивает хорошую однородность нанесенногоклеящего вещества при сравнительно небольших затратах, а также не требуетгромоздкого оборудования.

Однако, клеящее вещество должно находиться вжидком или хотя бы вязком состоянии для эффективного нанесения.281.2.2. Шлифование и полирование приборной пластиныШлифование и полирование – это процесс, при котором происходитпрецизионное удаление материала с образца, в целях получения желаемогоразмера, качества поверхности или формы поверхности образца.Основным назначением шлифования обратной стороны пластиныявляется исправление погрешностей их геометрической формы после резкислитка на пластины, частичное удаление нарушенного в процессе резкиприповерхностного слоя и получение требуемого класса чистоты [7].Шлифование может производиться двумя способами, которые взарубежной научной литературе характеризуются определениями "grinding"и "lapping".

В первом случае шлифование осуществляется жесткимшлифовальныминструментом,накоторыйразличнымиспособамизакреплены зерна абразива. Во втором случае шлифование выполняется припомощи твердого шлифовального круга, на который наносится абразив ввиде пасты или суспензии. Из-за различных состояний, в которых находитсяабразив, эти способы определяются, как шлифование связанным абразивом ишлифование свободным абразивом соответственно.Основными преимуществами шлифования свободным абразивомявляются: очень пассивная, щадящая форма шлифования (низкое давлениена образец, низкая скорость шлифования, низкая скорость съемаматериала); в большинстве случаев шлифование выполняется на плоскихповерхностях,однако,принеобходимостисуществуетвозможность корректировки формы шлифовальной плиты; шлифовальная плита, как правило, мягче, чем обрабатываемыйобразец;29 почти всегда это "мокрый процесс", так как абразив подается нашлифовальную плиту в виде суспензии, что благоприятносказывается на отведении тепла и сошлифованного материала; образец никогда не контактирует напрямую со шлифовальнойплитой.В результате шлифование свободным абразивом обеспечивает лучшеекачество поверхности, чем шлифование связанным абразивом [8] приминимальном воздействии на обрабатываемую пластину, что в случае такихматериалов как сапфир и карбид кремния снижает риск поврежденияпластины и потери дорогостоящих кристаллов МИС.Несмотря на высокую производительность процесса шлифованиясвязанным абразивом, при обработке обратной стороны приборных пластиннаибольшее распространение получило шлифование свободным абразивом.Это объясняется тем, что обработка свободным абразивом приводит кменьшей глубине нарушенного слоя, так как свободная частица передаетменьшую энергию поверхности, чем связанная, создавая видимостьменьшего диаметра абразивного зерна.Пластина, закрепленная на носителе, который применяется дляудобства работы с тонкой пластиной, помещается на шлифовальную плиту(рис.

Характеристики

Список файлов диссертации