химический каталог




Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

Автор А.И.Курносов, В.В.Юдин

Цель предварительной шлифовки — быстро выровнять плоскости пластин и удалить припуск. Режимы проведения этого процесса отличаются более высокими частотой вращения шлифовальников и давлениями абразивного порошка на поверхность полупроводниковой пластины. Кроме того, для предварительной шлифовки выбирают абразивные порошки с более крупным зерном (М14, М10).

Окончательная шлифовка (тонкая) характеризуется более мягкими режимами обработки и применением абразивных порошков с более мелким зерном (М7, М5). Целью окончательной шлифовки является дальнейшее улучшение геометрических параметров и качества поверхности обрабатываемых пластин.

Принцип снятия полупроводникового материала с поверхности пластин при односторонней и двусторонней шлифовках одинаков. Разница между этими процессами заключается лишь в конструктивных особенностях шлифовальных станков, которые дают возможность проводить процесс шлифования либо с одной стороны пластины, либо сразу с двух сторон. Для шлифовки пластины с двух сторон с использованием оборудования для односторонней шлифовки процесс повторяют, а пластину переворачивают на другую сторону.

При односторонней шлифовке полупроводниковые пластины наклеивают на специальные приспособления — головки, которые располагают на рабочей поверхности шлифовального круга так, чтобы полупроводниковые пластины соприкасались с поверхностью шли-фовальника. На шлифовальнике, как правило, располагают три головки с наклеенными пластинами.. При вращении шлифовальника головки самоустанавливаются и поверхности шлифовальника и полупроводниковых пластин плотно прилегают друг к другу. В зону шлифования подают абразивную суспензию.

Двустороннюю шлифовку проводят на станках, которые имеют два шлифовальника. Обрабатываемые полупроводниковые пластины располагаются в специальных гнездах сепараторов, которые вместе с пластинами размещают между двумя шлифовальниками. Нижний шлифовальник обычно неподвижен, а верхний свободно самоустанавливается при вращении. Пластины, загруженные в гнезда сепаратора, совершают сложное движение, которое складывается из вращения шлифовального круга, вращения сепаратора и вращения самой пластины внутри гнезда сепаратора. Такое движение дает возможность снимать слой материала равномерно со всей поверхности пластины с высокой точностью. Абразивная суспензия подается через верхний шлифовальник и равномерно обволакивает полупроводниковую пластину со всех сторон. При работе станка абразивные зерна перекатываются по верхней и нижней поверхностям пластины, создавая определенное давление, которое приводит к выкалыванию микрочастиц полупроводникового материала. Шлифованная поверхность обрабатываемых пластин имеет матовую фактуру и состоит из большого числа кратерообразных выколок. Раз-

47

меры выколок находятся в прямой зависимости от размера зерен абразива, давления иа них шлифовальника и скорости шлифовки.

Шлифовку свободным абразивом выполняют на станках односторонней и двусторонней обработки полупроводниковых пластин с использованием различных суспензий и паст. В процессе обработки зерна абразива находятся в свободном состоянии, т. е. не связаны жестко друг с другом. Абразивная суспензия создает тонкую прослойку между шлифовальником и обрабатываемой полупроводниковой пластиной, в которой абразивные зерна свободно перекатываются. Отсюда и появилось название «свободный абразив».

Шлифовка связанным абразивом существенно отличается от шлифовки свободным абразивом как по физическому принципу удаления полупроводникового материала в процессе обработки, так и по кинематике процесса. Шлифовку связанным абразивом выполняют на станках с жесткими осями, особенностью которых является неизменность положения осей вращения шлифовальника и обрабатываемых пластин. Главной особенностью этого процесса является конструкция шлифовального круга, который представляет собой металлический диск с нанесенным на его поверхность алмазным слоем. Алмазные зерна прочно соединены с поверхностью шлифовального диска специальной крепящей связкой.

Обрабатываемые полупроводниковые пластины наклеивают на головку станка, которая в процессе шлифовки вращается вокруг своей оси. Шпиндель шлифовального круга, вращаясь с частотой 15000— 18 000 об/мин, приходит в контакт с поверхностью пластин. Алмазные зерна шлифовальника, ударяясь с высокой скоростью о пластины, снимают с поверхности полупроводникового материала микростружку. Обработанная этим способом полупроводниковая пластина имеет специфический рисунок поверхности, который представляет собой сетку из множества пересекающихся рисок. Процесс шлифовки связанным абразивом характеризуется выделением большого количества теплоты. Поэтому для предотвращения перегрева шлифовальника и обрабатываемых пластин в зону шлифования подают охлаждающую жидкость. Уменьшение частоты вращения шлифовального круга приводит к снижению качества обработки поверхности пластин.

Точность обработки связанным абразивом зависит в первую очередь от настройки станка и жесткости крепления его элементов (предметной головки, шпинделя шлифовальника). Погрешности геометрических размеров и форм обрабатываемых пластин возникают вследствие непараллельности осей шпинделя шлифовального круга и предметной головки станка.

§ 3.7. Полировка полупроводниковых пластин

Для улучшения качества обработки поверхности полупроводниковых пластин и уменьшения глубины механически нарушенного слоя проводят процесс полировки.

48

Процесс полировки отличается от процесса шлифовки технологическим режимом, размером зерна и видом абразива, а также материалом полировальника. Общим у этих процессов является вид обработки — односторонняя с использованием свободного абразива.

Процесс полировки проводят, как правило, на мягких полировальниках, которые представляют собой жесткие диски, обтянутые мягким материалом: фланелью, замшей, батистом, фетром, велюром, сукном, шелком и др. В качестве абразива используют микропорошки (с зернистостью не выше 3 мкм) синтетического алмаза, оксида алюминия, оксида хрома, диоксида кремния или диоксида циркония.

Выбор полировочной ткани зависит от совместимости ее с используемой абразивной средой. Полировочная ткань должна удерживать своим ворсом частицы абразивного материала в процессе обработки полупроводниковых пластин. Полировочная ткань должна быть стойка к истиранию и иметь низкую стоимость. Обычно для предварительной полировки используют безворсовые тканевые материалы с более крупными алмазными зернами. Ворсистые материалы применяются для окончательной обработки с использованием алмазных зерен менее 1 мкм.

К качеству полировальников также предъявляют ряд требований: они не должны иметь складок, порезов, утолщений, разорванных нитей, бугров и впадин, посторонних включений и других дефектов поверхности. Стойкость мягких полировальников невелика. Так, батистовый полировальник пригоден для обработки 20— 30 пластин, сатиновый — для 50—70, замшевый — для 100—120, велюровый — для 500—600 пластин.

Процесс полировки полупроводниковых пластин состоит из трех основных этапов.

Первый этап (предварительная полировка) состоит в приготовлении абразивной суспензии и подготовки полировального круга. На стеклянный диск натягивают мягкий материал (батист) с помощью металлических пялец. Поверхность батиста смачивают спиртом или приборным маслом для равномерного распределения абразивных зерен. На поверхность вспомогательного стеклянного диска наносят алмазный порошок АСМЗ, общий вес которого не превышает одного карата, и несколько капель приборного масла. Полученную смесь растирают другим таким же стеклянным диском до равномерного распределения алмазного порошка по всей поверхности стеклянных дисков. После этого поочередно каждый диск переносят на приготовленный батистовый полировальник и проводят втирание алмазного порошка в батист. Втирание ведут до тех пор, пока весь алмазный порошок не перейдет на поверхность батиста.

На приготовленный таким образом полировальник помещают рабочие головки с наклеенными на них полупроводниковыми пластинами. Так как процесс алмазной обработки связан с тепловыделением, то не рекомендуется устанавливать интенсивный режим полировки. Повышение температуры процесса полировки может при-

49

вести к отклеиванию полупроводниковых пластин, отрыву их от рабочей головки и их механическому повреждению. Поэтому частота вращения полировальника не должна превышать 30—40 об/мин.

Второй этап (промежуточная полировка) характеризуется сменой материала полировальника и использованием алмазного порошка АСМ.1. Для этого на стеклянный диск натягивают другой мягкий материал (велюр), смоченный горячей водой или спиртом. На поверхность велюра рассмотренным способом наносят алмазный порошок с приборным маслом. После проведенных операций очищенные от следов предыдущей обработки головки с полупроводниковыми пластинами располагают на вновь приготовленном полировальнике и процесс полировки продолжается. На втором этапе нагрузка на полупроводниковые пластины несколько увеличивается, а частота вращения полировальника снижается до 25—30 об/мин.

Третий этап (окончательная тонкая полировка) включает в себя смену полировальника и абразивного материала. В качестве материала полировальника используют новую партию батиста, а абразивным материалом могут служить оксид хрома, диоксид кремния и диоксид циркония.

Наиболее часто тонкую полировку полупроводниковых пластин проводят с использованием оксида хрома с величиной зерна менее 1 мкм. Обычно применяют оксид хрома двух сортов: грубый с размером зерна 0,6—0,8 мкм, получаемый путем восстановления бихромата калия серой, и тонкийс размером зерна 0,2—0,4 мкм, получаемый термическим разложением бихромата аммония.

Следует отметить, что полировка оксидом хрома является малопроизводительным процессом, продолжающимся несколько часов.

Более производительным является процесс полировки с использованием на последнем этапе в качестве абразивного материала диоксидов кремния или циркония.

Обычно используют диоксид кремния с размером зерна не более 0,1 мкм. Водную

страница 12
< 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
боксы для хранения вещей и мебели в москве дешево
билеты на астролябия
bamix m160
перечница автоматическая

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
(26.02.2017)