Контроль качества поверхности

После любой из этих операций на поверхности полупроводника остается нарушенный слой, который существенным образом влияет как на дальнейшую технологическую обработку (травление, окисление), так и в конечном счете на параметры полупроводниковых приборов, особенно с мелкими (меньше 1 мкм) активными слоями. Поэтому контроль структуры нарушенного слоя и способы его удаления представляют важную задачу современной планарной технологии

 

 

Рис. 4 Нарушенный слой

 

 

Контроль чистоты поверхности пластин

В процессе резки и шлифовки пластины полупроводниковых материалов загрязняются различными органическими веществами, в том числе жирами, клеящими мастиками. В результате таких загрязнений скорости травления чистых и загрязненных участков сильно различаются.

Загрязнения на поверхности полупроводника даже в весьма малых количествах резко ухудшают качество приборов и изменяют протекание технологических процессов формирования полупроводниковых структур.

Поверхностные загрязнения можно классифицировать на следующие основные виды.

1. Физические или механические загрязнения (пыль, волокна, абразивные и другие частицы, не связанные химически с поверхностью). Наличие таких загрязнений приводит к неравномерности травления и дефектам в слоях диэлектрика или полупроводника, наносимых на поверхность полупроводникового материала.

2. Молекулярные загрязнения - это природные или синтетические воски, смолы и растительные масла (нефть). Они вносятся после механической резки, шлифовки и полировки пластин. Молекулярные загрязнения включают также отпечатки пальцев и жировые пленки, которые осаждаются под воздействием атмосферы или при длительном хранении пластин в таре. Эти пленки удерживаются на поверхности пластин слабыми электростатическими силами.

 

Применение щеток и кистей увеличивает степень очистки поверхности от загрязнений, однако при этом возможны механические повреждения поверхности в виде царапин и сколов

Методы контроля загрязнений:

1. Наблюдение поверхности пластины в темном (или светлом) поле микроскопа; загрязнения видны в виде светящихся точек (используют металлографический или интерференционный микроскопы);

2. Наблюдение поверхности в косом свете - отражения от зеркальной поверхности пластины и в загрязненных местах различаются;

3. Люминесцентный метод, использующий свойство ряда веществ, находящихся на поверхности, светиться под влиянием ультрафиолетовых лучей (может применяться для обнаружения органических пленок, олеиновой

кислоты, вакуумных масел и других загрязнений), чувствительность его сравнительно мала и равна 10-5 г/см2;

 

Контроль температурных норм для материала и обрабатывающего оборудования.

Некоторые полупроводниковые материалы в процессе механической обработки могут значительно нагреваться, что может негативно сказаться на их свойствах, структуре и геометрической форме.

Например, структуры ОСИД начинают деградировать при длительном воздействии температуры свыше +90 °С (а кремний обладает колоссальной теплопроводностью). Чтобы этого избежать, у оборудования и образцов при необходимости должно присутствовать активное охлаждение.

Заключение

Исходя из выше сказанного ясно, что конструкторско-технологическое обеспечению участков механической обработки должно включать в себя обеспечение безопасности рабочих, от всех типов воздействия таких как: механическое травмирование; поражение электрическим током; энергетическое воздействия; опасные выбросы в атмосферу рабочей зоны. Также обязательно, при производстве микросистемной техники и других полупроводниковых элементов, соответствовать высоким стандартам качества изготовления, исключить ряд факторов и причин возникновения погрешностей, в частности с помощью методов борьбы с вибрацией и правильным расположением рабочих элементов на предприятии. Должны быть подведены коммуникации, соответствующие и подходящие для такого рода оборудования. Требуется непрерывный контроль на разных технологических этапах. Вся конструкторско-технологическая деятельность должна быть подкреплена соответствующей документацией и соответствовать государственным стандартам, предусмотренным для этой технологической области.