химический каталог




Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

Автор А.И.Курносов, В.В.Юдин

мм, при этом ширина реза соответственно изменяется от 0,08 до 0,2 мм.

К основному преимуществу метода резки проволокой следует отнести возможность получения узких прорезей в полупроводниковой пластине и высокое качество обработки поверхности (отсутствие сколов на углах кристаллов).

Резка пластин на элементы с использованием ультразвуковых установок применяется в тех случаях, когда необходимо получить элемент круглой или более сложной геометрической формы. Сущность процесса ультразвуковой резки состоит в следующем. Ток от генератора ультразвуковых колебаний с частотой 15—70 кГц подается на обмотку электрического преобразователя-вибратора, который преобразует их в упругие механические колебания. Эти колебания усиливаются концентратором и передаются на режущий инструмент, который приводится в соприкосновение с поверхностью разрезаемой полупроводниковой пластины. В область резания непрерывно подается абразивная суспензия. Зерна абразива, приобретая значительные ускорения под действием ультразвуковых колебаний режущего инструмента, воздействуют на полупроводниковый материал, разрушая его точно под рабочей частью режущего инструмента. При ультразвуковой резке происходит разрушение режущего инструмента за счет истирания. Форму режущего инструмента выбирают в зависимости от требуемой формы кристалла.

Алмазное скрайбирование наиболее широко применяется для разделения пластин на кристаллы квадратной и прямоугольной форм. Сущность способа заключается в том, что на поверхности полупроводниковой пластины алмазным резцом наносят риски в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Глубина рисок не превышает 5—10 мкм, а ширина — 20—40 мкм. Вокруг нанесенной риски на поверхности полупроводниковой пластины возникают механические напряжения, ослабляющие материал в локальных областях. При приложении к пластине изгибающего усилия она разламывается вдоль нанесенных рисок.

Основным преимуществом способа алмазного скрайбирования является отсутствие пропила в полупроводниковой пластине и, как следствие этого, нет отходов полупроводникового материала при резке.

Минимальный шаг (сторона кристалла) нанесения риски для германия составляет 0,4 мм, а для кремния — 0,5 мм. Минимальный размер кристалла h и толщина исходной полупроводниковой пласти-

43

ны I связаны соотношением h = kl, где k = \ для кремния и & = 3,2 для германия.

Для алмазного скрайбирования применяют резцы с алмазным наконечником. В зависимости от геометрической формы режущей части алмазного наконечника все резцы подразделяют на три основных типа: с рабочей частью в виде трехгранной пирамиды, четырехгранной пирамиды и четырехгранной усеченной пирамиды. Каждый тип алмазного резца используется для обработки определенного полупроводникового материала. Так, для резки пластин из германия толщиной 100—250 мкм применяют резцы с режущей частью в виде трехгранной пирамиды, а для резки пластин из кремния толщиной 200—500 мкм —резцы с алмазным наконечником, имеющим форму четырехгранной пирамиды с острой вершиной.

Электронно-лучевое скрайбирование. Нанесение рисок на поверхность полупроводниковой пластины, наряду с алмазным резцом, можно проводить, остросфокусированным электронным лучом. Суть способа состоит в сканировании электронного луча по поверхности полупроводниковой пластины с определенным шагом, равным стороне кристалла. Электронный луч, обладая достаточной энергией, производит микрорасплавление локального участка поверхности полупроводниковой пластины. Процесс нагрева и охлаждения локальных областей (бороздок) полупроводниковой пластины происходит в течение короткого времени, что вызывает возникновение термомеханических напряжений в области созданных электронным лучом бороздок. При последующем приложении к пластине изгибающего усилия пластина раскалывается по бороздкам.

При определенных условиях (толщина разрезаемой пластины, диаметр луча, мощность установки и др.) метод электронного луча позволяет проводить сквозную резку полупроводникового материала за счет расплавления и последующего испарения локальной области полупроводниковой пластины.

Лазерное скрайбирование находит все большее применение для разделения пластин на кристаллы. При лазерном скрайбировании риска на поверхности полупроводниковой пластины образуется не механическим, а электрофизическим способом (подобно электронному лучу) путем нагрева и испарения узкой полосы полупроводникового материала. Данный метод позволяет проводить скрайбирование пластин с любым покрытием на любую глубину и сквозное разделение.

Размеры риски (ширина и глубина), зона термического влияния лазерного луча, а также скорость скрайбирования и равномерность удаления полупроводникового материала по всей длине риски определяются скоростью перемещения пластины относительно лазерного луча, мощностью, частотой и длительностью импульса лазерного излучения, а также размером сфокусированного пятна.

44

§ 3.5. Разламывание пластин после скрайбирования

Процесс разламывания пластин после скрайбирования является весьма ответственной операцией в общем цикле разделения пластин на элементы. Неточное разламывание даже хорошо проскрайбиро-ванных пластин может привести к значительному браку получаемых кристаллов: сколам, неровным граням, искажению геометрической формы.

Разламывание пластин с нанесенными на ее поверхность рисками основано на создании растягивающих усилий, которые вызывают появление трещин вдоль нанесенных рисок. В этом случае наиболее критичным является значение угла раскалывания, от которого зависят отклонения геометрических размеров разрезаемых элементов.

Применяют различные способы разламывания пластин на отдельные кристаллы. Рассмотрим три из них, наиболее широко используемые.

При первом способе (ручном) пластину помещают на мягкую подложку (резину, поролон и др.) рисками вниз и сверху прокатывают резиновым валиком в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причем ось валика должна быть строго параллельна рискам, по которым идет разламывание, иначе ломка пластины может произойти не по рискам, а по произвольному направлению.

Таким образом, при первой прокатке валика по поверхности пластины с рисками она разламывается на полосы, а при второй прокатке в перпендикулярном направлении полосы раскалываются на квадратные или прямоугольные кристаллы.

Для устранения перемещения полос и кристаллов в процессе разламывания перед началом процесса пластину наклеивают на бумагу или полиэтиленовую пленку. Это позволяет сохранить ориентацию кристаллов относительно расположения их в исходной пластине и избежать их произвольного разламывания и царапания друг о друга.

Второй способ предусматривает механизацию процесса разламывания пластин с рисками. Сущность способа состоит в том, что после наклейки пластины ее пропускают через пространства между двумя движущимися металлическими лентами, которые имеют определенный радиус закругления. Проходя участок закругления, пластина раскалывается по рискам на кристаллы.

Третий способ основан на прижатии пластины с рисками к сферической поверхности линзы, в результате чего происходит одновременное разламывание пластины в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Устройство для разламывания состоит из линзы со сферической поверхностью и резиновой мембраны. Пластину располагают на резиновой мембране рисками вниз, а сверху к пластине подводят сферическую поверхность линзы. При определенном давлении воздуха на резиновую мембрану происходит прижатие полупроводниковой пластины к сферической поверхности линзы и разламывание.

45

Преимуществами этого способа являются простота, возможность автоматизации и высокая производительность. Разламывание пластин этим способом возможно только на кристаллы квадратной формы; кроме того, каждый размер квадратного кристалла требует определенной кривизны линзы.

Качество разламывания полупроводниковых пластин для всех трех рассмотренных способов зависит от изгибающего напряжения^ Изгибающее напряжение, необходимое для разламывания пластин,, может быть определено из следующего выражения:

j_j _ тЮ_ _ т_ ih_\ 2

~~ ьп ~ ь ГП '

где т — изгибающий момент; h — толщина ребра кристалла, получаемого при скрайбировании; Ь — длина кристалла;/ — ширина кристалла.

Величину h/l в этом выражении называют показателем способности к разламыванию.

§ 3.6. Шлифовка полупроводниковых пластин

Полученные после разрезания слитка полупроводниковые пластины обладают рядом нарушений, к которым относятся наличие механически нарушенного слоя, неплоскостность и неплоскопараллельность сторон, изгиб и большой разброс по толщине. Поэтому после проведения процесса резки обязательной технологической операцией является шлифовка.

Для получения хороших результатов шлифовки необходимо выполнять следующие требования: шлифовку нужно проводить в чистых, свободных от пыли помещениях и под защитными кожухами с избыточным давлением воздуха; все установки для проведения процессов шлифовки должны быть разделены по виду обработки и типу используемого абразива; все материалы (шлифовальники, абразивные порошки) должны быть тщательно рассортированы и храниться в отдельных герметичных скафандрах.

Под процессом шлифовки понимают обработку полупроводниковых пластин на твердых доводочных дисках-шлифовальниках абразивными микропорошками. Шлифовальники обычно изготовляют из чугуна, стекла, стали, меди или латуни. Зернистость микропорошков для шлифования полупроводниковых пластин выбирают от М14 до М5. Процесс шлифовки позволяет получать 9—12-й класс чистоты обработки.

Процесс шлифовки классифицируют по технологическим и конструктивным признакам, а также по виду используемого абразивного материала.

По технологическим признакам 'шлифовку подразделяют на предварительную и окончательную, по конструктивным признакам — на одностороннюю и двустороннюю, по виду используемого материала — на шлифовку свободным и связанным абразивом.

46

Предварительная и окончательная обработка (шлифовка) представляет собой два процесса, отличающиеся друг от друга целями, режимами и применяемыми материалами.

страница 11
< 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
сумки в тюмени купить
необычные шоколадные изделия купить
аренда проектора для концерта
фз о такси консультант

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
(06.12.2016)