Тема: Химическая обработка. Урок Виды загрязнений. Обезжиривание.
На технологической операции "Химическая обработка" с поверхности полупроводниковых пластин удаляются имеющиеся там загрязнения.
Технологически чистой считается поверхность, на которой концентрация загрязнений не препятствует воспроизводимому получению заданных параметров ИМС и их стабильности.
Для правильного выбора метода очистки полупроводниковых пластин от загрязнений необходимо знать, какие загрязнения имеются на поверхности пластин, как их можно удалить, какое влияние они могут оказать на свойства ИМС и на качество последующих операций, а также методы контроля чистоты поверхности.
Пластины во фторопластовых кассетах погружают в двух- четырех каскадную ванну. По мере очистки кассеты с пластинами переносят из одной ванны в другую навстречу
движению растворителя, что обеспечивает непрерывный отвод загрязнений от пластин.
2. В парах растворителя.
Исключается повторное загрязнение.
3. Ультразвуковое обезжиривание.
Выполняют в специальных ваннах, дно и стенки которых совершают механические колебания с ультразвуковой - частотой. Эти колебания вызывают перемешивание растворителя и кавитацию, и загрязнения быстро удаляются из самых труднодоступных участков.
4. В растворах моющих порошков.
Жиры на поверхности пластин переводятся в мыла, представляющие собой растворимые в воде соли, которые удаляются последующей отмывкой в воде.
5. В щелочах.
Жиры разлагаются с образованием растворимых в воде соединений, которые удаляются последующей отмывкой в воде.
6. В ПАРе.
Пероксидно-аммиачный раствор состоит из пероксида водорода, гидрооксида аммония и воды ( Н2О2 : NH4OH : H2O =1:1:4) Удаляет все жировые загрязнения, неорганические загрязнения, ионы различных металлов путем их оксидирования атомарным кислородом. Щелочь ускоряет процесс разложения перекиси, омыляет жиры и связывает в хорошо растворимые комплексы некоторые металлы.
7. В кислотах.
Удаляются атомы и ионы металлов, жировые загрязнения, а также оксиды, нитриды, сульфиды и др. соединения. Удаление ионов металлов сопровождается их вытеснением ионами водорода. Для удаления атомов металлов применяют кислоты, растворяющие эти металлы.
8. В пероксидно-кислотных растворах ( Н2О2 : НNO3 : Н2O =1:1:1)
При нагревании кислота легко разлагается, эффективно связывая в комплексы ионы щелочных металлов.
9. Хорошие результаты обеспечивает очистка пластин кремния в растворе «Каро» ( H2SO4 : Н2О2 = 3 : 1 ) при температуре 130°.
Урок Травление. Очистка в h2o
Травление - это процесс окисления поверхности пластин и перевод образовавшегося окисла в растворимую соль.
Травление проводится после обезжиривания, т.к. только в этом случае травитель хорошо смачивает всю поверхность пластин, и верхний слой (например, нарушенный) удаляется равномерно.
Процесс травления можно разбить на пять стадий:
диффузия травителя к обрабатываемой поверхности;
адсорбция травителя поверхностью;
химическое взаимодействие травителя с обрабатываемым материалом;
десорбция продуктов химических реакций;
диффузия продуктов химических реакций от поверхности.
Скорость травления ограничивается либо диффузией травителя к поверхности или продуктов реакции от поверхности, либо скоростями поверхностных химических реакций.
Травители, в которых самыми медленными этапами являются диффузионные, называются полирующими. Такие травители нечувствительны к неоднородностям поверхности, они сглаживают шероховатости, выравнивая микрорельеф.
Травители, в которых самыми медленными являются поверхностные химические реакции, называются селективными. Селективные травители с большой разницей скоростей травления в различных направлениях принято называть анизотропными.
В зависимости от целей травления применяют те или иные травители. Так, для подготовки пластин кремния к изготовлению микросхем применяют полирующие травители. В процессе изготовления ИМС с помощью анизотропных травителей в кремнии вытравливают углубления. Для выявления поверхностных дефектов применяют селективные травители.
В качестве травителей используют кислоты и щелочи.