химический каталог




Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

Автор А.И.Курносов, В.В.Юдин

нужно выбирать равной 3000—5000 об/мин. При частотах вращения менее 3000 об/мин производительность процесса резки резко снижается, а при частотах выше 5000 об/мин возрастают вибрации станка, которые вызывают биение диска, что, в свою очередь, приводит к снижению чистоты обработки поверхности полупроводниковых пластин и резкому увеличению расхода полупроводникового материала.

На процесс резания существенное влияние оказывает скорость подачи слитка (сила прижатия к алмазному диску). При малых скоростях подачи слитка производительность процесса резки слишком мала. С увеличением скорости подачи производительность повышается, а точность обработки снижается за счет прогибания диска. Отрезаемая пластина будет иметь искривленную поверхность. При малой толщине пластины это может привести к ее разлому в процессе резки. Поэтому рекомендуется более низкая скорость подачи (20—30 мм/мин) для тонких (200 мкм) пластин и более высокая скорость подачи (60—80 мм/мин) для более толстых пластин (400 мкм). На скорость подачи существенное влияние оказывает твердость обрабатываемого материала. Более твердый материал (например, кремний) разрезают при меньших скоростях подачи, чем более мягкий (германий).

Качество процесса резки в сильной степени зависит от применяемой охлаждающей жидкости и ее расхода. Для этого вида механической резки рекомендуется использовать воду, 3,5%-ный водный раствор кальцинированной соды или жидкость НИИАЛМАЗа. Наи-

39

лучшим способом подачи охлаждающей жидкости в зону резания является подача ее сверху вниз непосредственно на режущую кромку алмазного диска, который должен рассекать струю жидкости пополам. В этом случае диск равномерно охлаждается с обеих сторон. Рекомендуется выбирать расход жидкости равным 2—4 л/мин.

Стойкость алмазных дисков зависит от режимов резания, рода обрабатываемого материала и качества крепления диска на шпинделе (натяжение, биение, вибрация и др.).

Процесс изнашивания рабочей поверхности алмазного диска характеризуется тремя периодами: 1) выкрашивание из связки отдельных непрочно закрепленных алмазных зерен; 2) округление вершин и расщепление алмазных зерен, а также частичное скалывание отдельных зерен по плоскости спайности; 3) увеличение усталостных явлений в основе диска, зерне, связке.

Стойкость алмазных дисков связана с основными технологическими факторами соотношением

где Kg — коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал; ? — частота вращения диска, об/мин; s — скорость подачи, мм/мин; йиЬ — постоянные коэффициенты.

Тепловые явления, возникающие при резке слитка на пластины, оказывают существенное влияние на качество резки: увеличивается толщина нарушенного слоя, создаются остаточные напряжения и микронеровности, структурные изменения поверхности полупроводникового материала и алмазного диска.

Преимуществами метода резки алмазными дисками с внутренней режущей кромкой являются: высокая производительность; 7— 8-й класс чистоты обработки; малый разброс по толщине пластин (±20 мкм); малые отходы полупроводникового материала при резке.

Недостатком метода является сложность установки алмазного диска, его натяжение и центровка.

Метод резки слитков на пластины стальными полотнами имеет ряд преимуществ, которые заключаются в следующем. Во-первых, для резки полупроводниковых материалов могут быть использованы металлические полотна достаточно малой толщины (менее 0,05 мм), которые позволяют получать очень тонкий рез. Во-вторых, качество резки значительно выше, чем при алмазной обработке. Это объясняется рядом особенностей процесса резки полотнами. Здесь режущим веществом является абразивный порошок, подаваемый в виде суспензии в рабочую зону резки, а металлическое полотно или набор полотен служит только средством переноса абразивного порошка по плоскости реза полупроводникового материала. Абразивные частицы, двигаясь под действием металлических полотен, одной стороной своей грани вминаются в полотно, а другой стороной воздействуют на поверхность обрабатываемого полупроводникового материала. Взаимодействие абразивных зерен с полупро-

40

водниковьш материалом приводит к появлению микротрещин и вы-колок в последнем и послойному удалению обрабатываемого материала.

Таким образом, рассматриваемый процесс резки больше напоминает шлифовку свободным абразивом, которая характеризуется меньшим числом механических нарушений поверхности полупроводника.

Резка полотнами состоит в следующем. Металлические полотна набирают в обойму от нескольких единиц до нескольких сотен штук. Прокладки, расположенные между полотнами, дают возможность устанавливать нужный размер отрезаемых от слитка пластин. Набранную обойму устанавливают на рабочей скобе станка. Обойма может совершать возвратно-поступательные движения в горизонтальном направлении со скоростью 200—600 дв. ход/мин. Разрезаемый слиток, предварительно приклеенный к рабочему столику станка, подводят к движущимся полотнам снизу до соприкосновения и устанавливают определенную скорость подачи слитка. В зону резания подают абразивную суспензию.

К недостаткам этого метода резки следует отнести в первую очередь невысокую по сравнению с резкой алмазным диском с внутренней режущей кромкой точность обработки. Это объясняется тем, что у диска большая жесткость конструкции, чем у полотен. Полотна в пакете не удается равномерно и сильно натянуть. Кроме того, в процессе резки полотна неравномерно изнашиваются и натяжение их неравномерно ослабевает.

§ 3.4. Резка полупроводниковых пластин I на элементы (кристаллы)

Эта операция заключается в разделении пластин на отдельные элементы (кристаллы) и проводится (в случае изготовления полупроводниковых приборов и ИМС по планарной технологии) не в начале общего цикла, а в его конце, непосредственно перед процессом сборки.

Для разделения полупроводниковых пластин на кристаллы используют следующие способы: резку алмазным диском с внешней режущей кромкой; резку металлическими полотнами с применением абразива; резку металлическими полотнами с алмазной режущей кромкой (штрипсами); резку проволокой с применением абразива; резку с использованием ультразвуковых установок; алмазное скрай-бирование с последующим разламыванием; электронно-лучевое скрайбирование с последующим разламыванием; лазерное скрайби-рование с последующим разламыванием.

Использование каждого из указанных способов резки пластин на кристаллы диктуется требованиями к конкретному типу полупроводникового прибора и ИМС и технологии его изготовления.

Рассмотрим основные особенности этих способов и принципы осуществления резки полупроводниковых пластин.

41

Резка алмазным диском с внешней режущей кромкой отличается от рассмотренной резки слитка на пластины. Отличие состоит в конструкции алмазного диска, у которого режущая алмазная кромка нанесена на его периферийную часть. Конструкция такого диска принципиально не может быть использована для разрезания слитка на пластины из-за малой жесткости конструкции, не позволяющей получать глубокие резы без нарушения качества обработки.

Однако для разрезания пластин на кристаллы, когда глубина реза не превышает 0,5 мм, успешно используют алмазные диски с внешней режущей кромкой. Более того, для увеличения производительности процесса часто используют не единичные диски (как при резке слитков), а наборы дисков, причем прокладки между дисками задают размер отрезаемого элемента (кристалл). При использовании набора дисков можно существенно уменьшить их толщину (до 0,1 мм) и, следовательно, ширину реза (до 0,2 мм). При хорошо настроенном оборудовании разброс кристаллов по геометрическим размерам не превышает ±0,03 мм, что дает возможность отдельные разрезанные этим способом кристаллы с полупроводниковыми приборами и ИМС собирать и комплектовать в обоймы.

Резка металлическими полотнами с использованием абразива, используемая для разрезания пластин на кристаллы, не отличается от рассмотренного аналогичного способа резки слитка на пластины.

Резка полотнами с алмазной режущей кромкой (штрипсами) включает в себя возвратно-поступательное движение металлических полотен и взаимодействие алмазных зерен с полупроводниковым материалом. Поэтому резка полупроводниковых пластин на кристаллы осуществляется без применения абразива с использованием охлаждающей жидкости.

Резка проволокой с применением абразива используется для получения кристаллов квадратной и прямоугольной форм из пластин исходного материала. Резка проволокой имеет две разновидности. В одном случае проволока наматывается на ролики, укрепленные на специальной вилке, которая приводится в возвратно-поступательное движение кривошипно-шатунным механизмом. Резка в этом случае производится аналогично резке полотнами с той лишь разницей, что вместо полотен натянута проволока. При этой разновидности резки проволока, совершая возвратно-поступательное движение с вилкой, медленно перематывается. Перемотка необходима для равномерного износа проволоки по всей рабочей длине.

В другом случае резка происходит по принципу перемотки проволоки с одного ролика на другой с большой скоростью. В процессе перемотки происходит резка пластин на кристаллы. При резке в том и другом случаях на проволоку непрерывно подается абразивная суспензия.

Метод резки проволокой обладает определенными преимуществами. Так, для малых скоростей подачи обрабатываемого материала происходит незначительное его разрушение, что позволяет резать полупроводниковые пластины с покрытиями из золота, алюминия, никеля, меди и других металлов без их отслаивания от подложки.

42

Кроме того, если замена изношенных полотен трудоемка, то на замену проволоки затрачивается значительно меньше времени. Метод резки проволокой обеспечивает получение кристаллов правильной геометрической формы с боковыми гранями, перпендикулярными рабочей поверхности. Минимальный размер кристалла, получаемого этим способом резки, равен 0,5X0,5 мм.

Для резки полупроводниковых пластин обычно используют проволоку из вольфрама, стали, никеля, нихрома и сплава МВ-50. Диаметр проволоки выбирают равным 0,05—0,15

страница 10
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем" (3.82Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
звуковое оборудование аренда в москве
Компания Ренессанс: лестница лес 91 - качественно и быстро!
кресло 9908
снять бокс для хранения вещей в москве сао

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)