2014-02-24
1741
Схема технологического процесса изготовления пассивной части тонкопленочной микросхемы
Основные этапы производства тонкопленочных микросхем (ГИС).
Отличительной чертой производства гибридных тонкопленочных микросхем, безусловно, является тонкопленочная технология, которая на основе использования физических свойств материалов в тонких слоях, позволяет создавать резисторы и конденсаторы, обладающие в ряде случаев лучшими характеристиками по сравнению с одноименными дискретными компонентами.
Методы применяемые в тонкопленочной технологии, называют групповыми, т. к. они позволяют одновременно изготовить все или часть элементов электрической схемы, органически связанных между собой на поверхности подложки. К этим методам относятся процессы получения рисунков с помощью специальных трафаретов и процессы нанесения пленок на подложку.
Таким образом, производства гибридных тонкопленочных микросхем характерны три основных этапа:
1. Изготовление трафаретов.
|
|
|
2. Изготовление пассивной части микросхем.
3. Сборка микросхем.
Последовательность операций технологического процесса изготовления пассивной части микросхемы иллюстрируется схемой.
| Юстировка масок | Очистка подложек | Очистка резистивных испарителей, навесок материалов, рабочей камеры и технол. оснастки | |||||||||||||||||||||||||||||
| Нанесение тонких пленок на подложки методом термического испарения или катодного плазменного распыления | |||||||||||||||||||||||||||||||
 Получение рисунка методом ф/литографии
| Контроль параметров процесса соединения пленок | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Контроль параметров тонкопленочных элементов (R и C) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Контроль степени вакуума в раб. камере | Контроль t0 подложки | Контроль толщины пленки | Контроль скорости осаждения | ||||||||||||||||||||||||||||
| Подготовка номиналов тонкопленочных элементов микросхемы | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Резка подложек на отдельные микросхемы | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Контроль степени вакуума | t0 под-ложки | Толщи-на пленки | Скорость охлаждения | ||||||||||||||||||||||||||||
– Основные операции
 | |
 |
– Вспомогательные операции
– Контрольные операции
Наличие на поверхности подложки загрязнений (пыль, пленки жира, влаги, отсорбированіх газов) существенно влияет на адгезию и химический состав наносимых на подложку тонких пленок. Поэтому подложки подвергаются тщательной очистке как до установки их в вакуумную камеру, так и в вакуумной камере.
|
|
|
Предварительная вневакуумная очистка подложек, в основном производится с целью удаления с их поверхности жировых загрязнений. Такая очистка осуществляется обычно химическим способом – обработкой подложек органическим растворителем и промывкой в деионизованой воде. Весьма эффективным органическим растворителем является изоприловый спирт. Очистка подложек в его парах, что дает возможность совмещать процесс очистки и регенерацию растворителя, т. к. образующийся в процессе конденсации паров изоприлового спирта на подложке конденсат растворяетжировые загрязнения и стекает в испаритель, где вновь возгоняется, оставив загрязнения в растворе. Процесс очистки может быть значительно ускорен при одновременном воздействии на подложки у/зв. колебаний. Для этой цели подложки помещают в у/зв. установку, оборудованную установку изоприлового спирта (после очистки подложки хранятся в ексикаторе с отожженным силикагелем т. к. поверхность их подвержена быстрому повторному загрязнению).
Контроль качества предварительной очистки подложек осуществляется выборочно – чаще всего для этой цели используют метод капли – основан на том, что очищенная поверхность хорошо смачивается, поэтому капля жидкости на ней растекается. Если же капля не растекается, то поверхность очищена плохо.
Окончательная очистка подложек осуществляется в вакуумной камере непосредственно перед нанесением тонких пленок. При этом удаление с поверхности паров воды и отсортированных молекул газа производится путем нагрева подложек в вакууме до 200 – 3000С, а удаление мономолекулярных слоев органических молекул – ионной бомбардировкой поверхности подложки в условиях тлеющего разряда переменного тока, создаваемого в вакуумной камере при давлении 10-2 – 10-3 мм. рт. ст.
Очистка резистивных испарений – изготавливается из тугоплавких металлов (Mo, W, Tа) методом штамповки; имеют весьма загрязненную поверхность. Поэтому перед использованием таких испарителей их подвергают очистке – обезжиривание, травление, отжиг хранят их после очистки в бензине.
Очистка навесок испаряемых материалов аналогичен процессу очистки резистивных испарений т. е. сначала навеску обезжиривают, затем травят, и, наконец, обезгаживают в вакууме непосредственно перед испарением.
2. Нанесение пасивної частини методами:
2.1. Вільних трафаретів – масок:
– на індивідуальних установок;
– установках карусельного типу.
2.2. Напилення цільного слою плівки з наступною фотолітографією.
