Виды подложек и их характеристики

58 Электроннолучевая обработка

Электронно-лучеваяобработкаосновананаиспользованииэнергиипотока направленныхэлектроновдляформированияповерхностейдеталейпутемнагрева, плавленияииспаренияматериалавзонеобработки.Дляобработкиматериалов электронным лучом используются специальные установки, в которых формируются мощныенаправленныепучкиэлектронов.Принципиальнаясхематакойустановки приведенанарис.24.17.Основнымиееэлементамиявляютсякатодныйузели системы фокусировки и перемещения луча (детали). Электронная пушка состоит из подогревного катода 1, фокусирующего электрода 14 и ускоряющего анода 2. Пучок электронов 3, испускаемых поверхностью нагретого катода 1, собирается в узкий луч фокусирующим электродом 14 и ускоряется разностью потенциалов между анодом 2 икатодом1.Длясуженияэлектронногопучкадонеобходимыхразмеров используютсяэлектростатическиеиэлектромагнитныелинзы4идиафрагма5. Пройдячерезних,лучпопадаетнаобрабатываемуюдеталь10,укрепленнуюна рабочем столе 11. Обработка выполняется в камере 12, в которой создается глубокий вакуум(133·10-6Па).Наблюдениезапроцессомобработкипроводитсяспомощью оптической системы 8, окуляра 13,полупрозрачного зеркала 7 и подсветки 6.Технологическиехарактеристикиэлектронно-лучевойобработки (производительность,точность,шероховатостьповерхностиит.п.)вомногом определяютсявозможностямиоборудования, энергетическими параметрами электронного пучка, свойствами обрабатываемого материала.

Привоздействииэлектронноголучанаматериалэлектроныпроникаютна

некоторуюглубинуδ.ЕевеличиназависитотускоряющегонапряженияUи плотности материала ρ:

При проникновении электронов в материал их энергия передается электронамиядраматомов.Большаячастькинетическойэнергииэлектроновпереходитвтепловуюэнергию,оставшаясячастьпревращаетсявэлектромагнитноеизлучениефотонов, рентгеновское, излучение и эмиссию вторичных электронов.

Электронно-лучевая обработка применяется при размерной микрообработке и сварке, монтаже микросхем на печатные платы, при внутрисхемном и внутримодульном монтаже.

Достоинствамиэлектронно-лучевойсваркиявляются:высокаячистота сварногошва,возможностьполучатьсварныешвышириной1ммименее, локальностьтемпературноговоздействия,глубокийпровар,возможностьсварки диэлектрическихматериалов.

Кнедостаткамэлектронно-лучевойобработкиследуетотнестисложность технологическихустановок,высокуюихстоимостьинеобходимостьпроведения работ в условиях глубокого вакуума

 

Подложкойпринятоназыватьизоляционныйилиполупроводниковый материалвидепластины,шайбы,брускаилидиска,которыйслужитобщим основаниемдлярасположенияактивныхипассивныхэлементовинтегральной микросхемы.

Поверхность подложек, на которую наносят пассивные и активные элементы, подвергаютспециальноймеханической(шлифовкаиполировка)ихимической (травление и промывка) обработке.

Главной задачи механической обработки в производстве полупроводниковых приборов является получение заготовок необходимых размеров, формы и профиля с требуемым качеством поверхности. Эта задача решается путем разрезания слитков на пластины, шлифование и полирование пластин, профилирование их поверхности различными механическими, механохимическими и физическими методами.

К качеству поверхности пластин и кристаллов в полупроводниковой технике предъявляют жесткие требования, к которым относятся следующие:

- Толщина пластин не должна отличаться от номинала более чем на ±10 мкм

- Точность ориентации кристаллической плоскости пластины должнанаходится в пределах±0,5є, таккак отэтого зависит воспроизводимостьпроцессовокисления, диффузии,имплантациипримесейит.д.Наиболеечастоиспользуюткристаллы, вырезанные по плоскостям (111) в биполярной и (100) в МДП-технологии.

- Плоскопараллельностьпластинрегламентируетсяотклонениемот плоскости не более ±5 мкм по всему диаметру пластины.

- Сведение к минимуму или полное отсутствие механически наружного слоя. Этотребованиесвязаносмалойглубинойзалеганиядиффузионныхили имплантированных p-n переходов.

- Шероховатость рабочей стороны не должна превышать 0,05 мкм (Rz<0,05 мкм),шероховатостьнерабочейстороныRa≤0,5мкм(шлифовано-травленной)и Ra<0,08 мкм (полированной).

Рабочаясторонапластиндолжнабытьполированнойвысокойстепени структурного совершенства, без остаточного нарушенного слоя. Механическиенарушения(риски,царапины,выколы,микротрещины) приводяткизменениюхарактеристикИМСиихдеградации.Нерабочаясторона можетбытьшлифовано-травленнойили полированной.Наповерхностипластины должны отсутствовать загрязнения, пятна, остатки наклеечных веществ.

Длявизуальногоопределенияориентации,типаэлектропроводностии удельногосопротивлениякремниевыхпластиннанихимеетсябазовыйи дополнительный срезы.