Комитет по образованию мингорисполкома

Учреждение образования

Минский государственный профессионально-технический колледж электроники

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 и однородность температурного поля в расплаве. 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 80 до 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.