Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Методы отчистки поверхности

 

Существуют различные методы отчистки поверхности полупроводников: погружение в промывную жидкость, промывка в протоке, кипячение, обработка в парах, полив с применением УЗ, ионно-плазменная обработка. Наиболее эффектным видом отработки является отчистка в протоке жидкости с применением УЗ. Выбор метода зависит от типа загрязнений.

Физические загрязнения (1÷100 мкм) удаляются механическим удалением (беличьи кисти, обдув струей инертного газа.)

Ионные загрязнения удаляют промывка в деионизованной воде, обработкой в кислотах, растворах комплексообразователей, бомбардировкой ионами инертных газов.

Органические загрязнения удаляют УЗ промывкой в нагретом органическом растворителе, кипячением в органическом растворителе (бензол, толуол, спирты, кетоны, их смеси).

Для отчистки пластин кремния в планарной технологии используют следующие технологические операции:

После механической обработки:

1. Многократное кипячение в органических растворителях (последний раз в имеющем квалификацию «осч»);

2. Кипячение в HNO3;

3. УЗ обработка (дважды в смеси H2SO4 и ацетона 1:1);

4. Промывка в протоке деионизованной воды;

5. Сушка в центрифуге или под струей очищенного воздуха.

Перед вакуумным напылением и диффузией:

1. Обработку в органическом растворителе (осч);

2. Кипячение в HNO3;

3. Промывку водой с использованием кистей;

4. УЗ обработку в смеси H2SO4, ацетона и Н2О;

5. Промывку в деионизованной воде;

6. Сушку в центрифуге.

Для сохранения чистоты поверхности пластин их перемещение в цехе проводят во фторопластинных кассетах под слоем деионизованной воды.

Хранят обработанные пластины в герметических боксах при избыточном давлении инертного газа или покрывают тонким слоем химически стойкого лака.

В полупроводниковом производстве применяют дистиллированную и деионизованную воду. Дистиллят используют в неответственных операциях для предварительной промывки ρ= 105-3×105 Ом×см, окисляемость < 12 мг/л [H2SiO3]<10 мг/л.

Деионизированная вода может быть марки «А» и «Б». Вода марки «А» используется для промывки пластин и приготовления растворов для основных операций. Вода марки «Б» используется для промывки конструкций, приборов и для приготовления растворов вспомогательных материалов.

Характеристика: «Б» ρ >106 Ом×см; окисляемость < 2,5 [H2SiO3]< 1,0 мг/л

«А» ρ >106 окисляемость < 1,3 [H2SiO3] < 0,2 мг/л

Деионизованную воду получают с помощью катионовых и анионовых фильтров с последующим пропусканием через мембранные фильтры для отчистки от кремнекислоты (диаметр пор 0,02 ÷ 0,05 мкм), р =30-50 атм. Производительность ~ 1 л/сутки/м2 . Есть установки с производительностью ~ 8 104 л/сутки.

 

Фотолитография (операции, материалы)

Это процесс формирования на поверхности пластины или подложке изображения элементов прибора (схемы).

Именно развитие фотолитографии послужило основой для создания планарной технологии. В технологическом производстве БИС процессе фотолитография на разных уровнях повторяются 10-12 раз.

Процесс фотолитографии состоит из следующих операций:

1. Подготовка полупроводниковой пластины.

2. Нанесение слоя фоторезиста на пластину.

3. Сушка слоя фоторезиста.

4. Экспонирование фоторезиста через фотошаблон.

5. Проявление фоторезиста.

6. Травление полупроводниковой пластины. В местах, не защищенных слоем фоторезиста.

7. Удаление остатков слоя фоторезиста.

В прецизионной фотолитографии кроме химического применяют так же механические методы кистевой отчистки. Специальные механизмы с закрепленными в них беличьими и колонковыми кистями очищают поверхность. Загрязнения удаляются деионизованной водой.

В фотолитографии используют позитивные и негативные фоторезисты. Это сложные многокомпонентные системы, изменяющие свою растворимость при облучении (УФ). Основные требования к ним: высокая светочувствительность, высокая разрешающая способность, хорошая адгезия, возможность получения на поверхности полупроводника однородного по толщине слоя.

При УФ облучении негативного фоторезиста в нем протекают процессы приводящие к потере растворимости. После обработки проявителем удаляются только необлученные участки пленки. В результате на подложке возникает негативное изображение фотошаблона.

При облучении позитивного ФР в нем протекают процессы, приводящие к появлению функциональных групп, изменяющих характер растворимости. Проявителем удаляются только облученные участки (позитивное изображение фотошаблона). Фоторезист ФП-383.

Фоторезисты наносят центрифугированием. При 2000 об/мин разброс по толщине ±10%, при 6000-8000 об/мин разброс ~±2%.

Нанесенный слой фоторезистов должен быть подвергнут предварительной сушке ИК-лучами для удаления растворителя. В жидком состоянии чувствительность фоторезиста к свету ниже, чем в твердом.

Процесс экспонирования (установка ЭМ-576). Засветку слоя фоторезиста проводят УФ-лучами от ртутной лампы через плотно прижатый к нему фотошаблон или маску. Время экспонирования должно выдерживаться с высокой точностью. Экспонированный слой должен быть просушен, это повышает его химическую стойкость.

В качестве проявителей используют вещества, растворяющие фоторезист. Как правило, это растворы щелочей. Проявление проводят в специальных установках (полуавтомат для проявления фоторезист ППФ-2).

Травление материала полупроводника проводят травителями при определенной температуре и с выбранной скоростью.

Получение заданной конфигурации обеспечивается за счет использования фотошаблонов. Фотошаблон это точное (1:1) изображение составных элементов микросхемы на фотопленке или фотопластинке. Фотошаблон может быть негативным или позитивным.

В последнее время наиболее распространены хромированные фотошаблоны, рисунок на которых обеспечивается за счет напыления тонкой пленки Cr (выдерживает 200-300 совмещений). Получение требуемой конфигурации может быть обеспечено различными методами:

1) Метод «свободных» масок. Основан на экранировании подложки с помощью обособленно изготовленного экрана из тонкой фольги (максимальное разрешение 12мкм, минимальный размер воспроизводимой структуры – 60мкм).

2) Контактная фотолитография. Основана на использовании фотошаблона, который плотно прижимают к покрытым слоем фоторезиста подложке, после чего экспонируют. Одновременно предъявляются высокие требования к совмещению рисунка на подложке и на фотошаблоне.

3) Проекционная фотолитография – изображение фотошаблона проецируется на пластину через специальный объектив (максимальное разрешение – 0,4 мкм, минимальный размер структуры – 2-3 мкм).

4) Электронолитография. Для облучения используется электронный пучок (λ<λуф) в вакууме. Максимальное разрешение 0,2 мкм, минимальная структура 1,0 мкм.

5) Рентгенолитография использует для облучения рентгеновское излучение (λ ≈ 10-3 мкм), максимальное разрешение 0,05 мкм, минимальная структура 0,4 мкм. Её недостаток – слабая чувствительность фоторезистов к мягкому рентгеновскому излучению.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:504

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.