VII Сборка ИМС

Под сборкой обычно подразумевают завершающий процесс соединения деталей и сборочных единиц (узлов), в результате, которого получается готовое изделие. Монтаж кристаллов на металлическое основание корпусов осуществляется пайкой с образованием золотой эвтектики. В стеклянных или пластмассовых корпусах, в которых отсутствуют металлические пластины в основаниях корпусов кристаллы прикрепляют к несущей рамке легкоплавким стеклом в атмосфере инертного газа при температуре не более 250 ◦С. Затем производится монтаж выходных контактных площадок на внутренние выводы корпуса.
Для защиты элементов ИС от воздействия внешней окружающей среды ее кристалл должен быть герметизирован. Наиболее просто герметизация может быть создана путем покрытия кристалла тонким слоем защитного лака или компаунда (конформное покрытие). В качестве материалов для защиты от влаги используются лаки СБ-1с, УР-231, УР-930 и Э-4100, эпоксидно – крезольный лак ЭП – 096, кремний органические лаки К – 47 и К – 57. Для защиты поверхности кристаллов применяют компаунды типа МБК, виксинт, К – 18.

Тема 11: «Литография в процессе изготовления полупроводниковой микросхемы».

Применительно к области нано технологий под литографией понимают технологию микроэлектроники, включающую в себя набор в нескольких этапах:

Нанесение фоточувствительной полимерной плёнки (фоторезиста) на кремниевую пластину.

· Сушка фоторезиста.

· Экспонирование плёночного покрытия пластины с определенным рисунком через соответствующую маску.

· Проявление фоторезиста.

· Формирование на подложке физической структуры элементов электронной схемы.

Рассмотрим основные виды литографии: фотолитография, электронно-лучевая литография, рентгеновская литография, СТМ, АСМ.

Фотолитография — процесс формирования на поверхности подложки элементов микроэлектроники с помощью чувствительных к излучению покрытий. Затраты на фотолитографию составляют 1/3 всех затрат.

Технологический процесс фотолитографии.

1. Очистка поверхности подложки (priming). Для этого используют ультразвуковую очистку, химическую обработку и плазмо-химическое травление тонких слоев.

2. Нанесение фоторезиста. Осуществляется центрифугированием или распылением

При центрифугировании подложка устанавливается на вращающееся основание, а дозатор находится сверху.

3. Сушка фоторезиста при температуре 20 градусов 15 минут. Сушка необходима для удаления остатков растворителя и уменьшения дефективности слоя.

4. Экспонирование фоторезиста ультрафиолетом через фотошаблон для получения рисунка схемы.

5. Проявление изображение в слое резиста, т.е. избирательное удаление экспонированных участков в случае позитивных (светлых участков) резистов, или неэкспонированных участков в случае негативных (темных участков) резистов.

6. Термическая обработка или задубливание фоторезиста при температуре 120 градусов 20 минут.

7. Травление оксида кремния в водном растворе плавиковой кислоты.

8. Удаление резистивной маски с поверхности подложки.

9. Промывка пластины в дионизированной воде с использованием ультразвука и последующая сушка.

«Получение фотошаблона».

За один процесс диффузии можно обработать от 50 до 200 пластин. На каждой пластине может быть 250 микросхем. За один цикл можно получить 50 тыс. микросхем. Для изготовления полупроводниковых ИМС необходим комплект от 5-8 до 25 фотошаблонов. В качестве материала фотошаблона используется стекло, покрытое светочувствительной фотоэмульсией.

Изготовление фотошаблона начинают с вычерчивание оригинала, представляющего собой увеличенное в 200-300 раз рабочее изображение. Прецизионные кардиографы обеспечивают выполнение оригинала с точностью до +/-25 мкм. Изображение схемы на оригинале фотошаблона повторяется многократно. Процесс получения на оригинале фотошаблона матрицы изображения называют фотоумножением или мультипликацией. Рабочий фотошаблон является «позитивным» изображением. Его получают с промежуточного фотошаблона методом контактной печати. Существует два способа мультиплецирования:

· проекционный

· контактный

Фоторезист — химические вещества или смеси, из которых формируются пленки, изменяющие под действием УФ света свои физико-химические свойства, и предохраняющие поверхность подложки от воздействия на нее агрессивных сред.

Позитивный фоторезист на основе системы орто-нафтохинондиазид-новолачной смолы.

Для облучения используются ультрафиолетовые лучи: I-365 Нм, G-436 Нм.

Негативный фоторезист состоит из матричного полимера и ароматического диазида. Преимущество негативного фоторезиста: широкий выбор технологических параметров при которых получается резистные маски хорошего качества; хорошая адгезия к поверхности подложки; нечувствителен к перепроявлению.