КОНСПЕКТ ПО ПРЕДМЕТУ
“Специальная технология”
Специальность: Наладка технологического оборудования радиоэлектронного производства
Единичная квалификация: наладчик технологического оборудования
Разработчик: преподаватель В.С. Камлюк
Минск 2008
Раздел 1 Технологический процесс обработки изделий микроэлектроники
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ
ПРОЦЕССЫ НАЧАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТИН
Изготовление ИМС требует выполнения большого числа отдельных сложных и взаимосвязанных операций формирования структуры ИМС. При этом используется несколько основных этапов, как правило, одинаковых во всех процессах, независимо от типа структурной технологической схемы. -. Все этапы технологии изготовления ИМС можно объединить в 4 группы примерно в той последовательности, в какой они осуществляются в промышленной практике: 1) получение исходных пластин; 2) выращивание пленок различных материалов, из которых на пластине создаются полупроводниковые, диэлектрические и металлические слои; 3) формирование рисунков, обеспечивающих воспроизведение топологии ИМС на поверхности пластин; 4) сборка и монтаж ИМС. Рассмотрим основные процессы по каждой из перечисленных групп.
|
|
Получение пластин (подложек) для изготовления полупроводниковых ИМС осуществляется главным образом из кремния, а в последнее время и из арсенида галлия. Первой стадией изготовления кремниевой пластины является очистка кремния тем или иным методом. Очищенный материал превращается в монокристаллический слиток следующим способом. Монокристалл-затравка на торце держателя вводится в расплав кремния и медленно вытягивается из него при непрерывном медленном вращении. Охлаждение расплавленного кремния на гранях кристалла-затравки вызывает рост монокристалла кремния в точном соответствии со структурой затравочного кристалла. Преобразование расплавленного кремния в монокристаллические цилиндрические слитки продолжается по мере медленного вытягивания их из расплава. Длина этих слитков обычно зависит от непрерывности подачи исходного материала в ванну с расплавом. Критическими параметрами при этом являются скорости вращения и вытягивания затравки, чистота материала иоднородность температурного поля врасплаве. С целью получения высококачественных слитков для вытягивания кристалла применяются сложные автоматизированные системы, управляемые с помощью ЭВМ. Технология формирования слитков стремится к производству слитков больших диаметров (от 80до 250 мм)
Устройство для выращивания монокристаллического слитка вытягиванием из расплава:
|
|
1 — стенка реактора; 2— держатель затравки; 3 — монокристаллическая затравка; 4 — выращиваемый монокристалл; 5 — расплав; 6 – тигель
с равномерно распределенными свойствами по длине и сечению. На одной стороне каждого слитка по всей его длине сошлифовывают плоскую фаску (грань), параллельную оси выращивания. Эта грань используется на протяжении всего процесса обработки пластин как базовая при совмещении рисунков отдельных слоев и проведении электрических измерений. Затем слитки разрезаются с помощью алмазных дисков на отдельные пластины толщиной от 0,5 до 1 мм. Пластины шлифуются и полируются с целью удаления повреждений и неровностей. Конечным этапом получения поверхностей высокого класса чистоты является химическое травление.
Пластины, механически и химически очищенные, высушиваются с целью удаления остатков влаги. Влияние любых дефектов или загрязнений пластин, не устраненных на этом этапе, может значительно усилиться на следующих операциях. Поэтому для оценки качества пластин необходим тщательный контроль их обработки.
После того как пластины соответствующим образом подготовлены, начинается формирование слоев.