Требования, предъявляемые к полупроводниковым пластинам

Технология современных микросхем предъявляет жесткие требования к геометрическим параметрам и качеству поверхности пластин.

Геометрические параметры пластин:

1. Диаметр пластин определяется размерами полупроводникового слитка. Стандартные диаметры- 60, 76, 100, 150 мм. На пластинах большего диаметра можно изготовить большее количество кристаллов ИМС.

2. Толщина пластин определяется стойкостью к механическим нагрузкам и способностью сохранять форму при проведении термических операций. Чем больше диаметр пластины, тем большей должна быть ее толщина. Стандартные толщины- 350, 380, 460, 700 мкм.

3. Профиль кромки пластин должен быть скругленным, а не прямоугольным с целью предотвращения появления сколов и трещин при перекладывании пластин в кассеты и при межоперационной транспортировке.

4. Базовый срез необходим для ориентированной установки (базирования) пластин в оборудование на участке фотолитографии. Одна из сторон кристалла ИМС всегда параллельна базовому срезу.

5. Дополнительные (маркировочные) срезы служат для визуального определения марки пластины.

6. Непараллельность

7. неплоскостность

8. прогиб

Непараллельность, неплоскостность, прогиб должны быть в заданных допустимых пределах (Δ h ₁ < 10 мкм; Δ h ₂ < 5 мкм; Δ h ₃ < 15 мкм).

Качество поверхности пластин характеризуется глубиной механически нарушенного слоя, шероховатостью и качеством очистки от загрязнений.

Механически нарушенный слой состоит из трех частей:

1. наружный рельефный слой - имеет хаотически

расположенные выступы, трещины, выколки;

2. трещиноватый слой - имеет идущие вглубь

микротрещины;

3. деформированный слой - имеет продолжения

микротрещин и расположенные вокруг них зоны

механических напряжений.

4. ненарушенная структура пластины

Рабочая сторона пластин должна быть без нарушенного слоя, высокой степени структурного совершенства, на ней не должно быть механических и химически связанных с поверхностью загрязнений.

Урок

Резка слитков на пластины.

Резка слитка обеспечивает необходимую толщину полупроводниковой пластины, плоскостность и параллельность ее сторон, минимальный прогиб.

Основным промышленным методом резки полупроводниковых слитков на пластины является резка диском с внутренней алмазосодержащей режущей кромкой.

Этот метод в сравнении с другими методами резки обеспечивает лучшее качество пластин и большую производительность процесса.

1 - основа диска 4 - полупроводниковый слиток

2 - режущая кромка 5 - полупроводниковая пластина

3 - держатель слитка

Во время резки алмазные зерна, закрепленные в режущей кромке, разрушают обрабатываемую поверхность, срезают микровыступы. Частота вращения диска 4000 -5000 об/мин, скорость резания пластины - 40 мм/мин, разброс по толщине пластин ± 20 мкм, отходы материала - небольшие. Основной недостаток - сложность установки алмазного диска и его центровки.