В технологии микроэлектронных приборов и микросхем различают процессы:
нанесете вещества в виде слоев и пленок на поверхность твердой фазы-подложки;
удаление вещества с подложки;
перераспределение атомов (ионов) между внешней средой н твердой фазой или в объеме твердой фазы-подложки.
Рассматриваемые технологические процессы обработки поверхности подложек в основном связаны с процессами удаления вещества. Удаление вещества может включать как физические процессы (испарение, десорбция, механическое удаление под действием абразива и др.), так и химические превращения окислительно-восстановительные процессы, реакции замещения, комплексо-образования и т. д.). В реальных процессах обработки поверхности полупроводников, кале правило, комплексно используются физические я химические процессы удаления вещества. Для 'интенсификации процессов удаления вещества применяются различные источники энергии: механическое трение и перемещение (процессы химико-механического и химико-динамического полирования); повышение температуры и разряд в электрических полях высокой частоты (термическое травление в вакууме, процессы); электрический ток и свет (электрохимические и фотохимические, процессы травления); ультразвуковые колебания (ультразвуковая; очистка и травление) и т. п. Таким образом, большинство применяемых процессов обработки поверхности полупроводников носит физико-химический характер.
Процессы удаления вещества с поверхности твердой фазы, на-) пример подложки, протекают обычно с существенным изменением: геометрических размеров и морфологии поверхности. Они могут; протекать однородно по всей поверхности (тотальная обработка), либо на отдельных участках поверхности подложки (локально, на строго ограниченных участках) в соответствии с заданной топологией (топографическим рисунком). Если же процесс обработки регулируется физическими или кристаллохимическими свойствами полупроводника, например, дефектностью или заданной кристаллографической плоскостью, то процесс протекает селективно. И, на*, конец, при физико-химической обработке поверхности полупроводников могут совмещаться тотально-локальные и локально-селективные процессы удаления материала. На рис. 1.3 представлена примерная классификация физико-химических методов обработки поверхности полупроводников.
Методы физико-химической обработки полупроводниковых подложек включают предварительную, межоперационную и финишную очистку поверхности от органических и неорганических загрязнений. Очистка производится в жидкой или паро-газовой средах с интенсификацией процесса механической протиркой поверхности подложек (гидромеханические кистемойки и др.,), ультразвуком, низкотемпературной плазмой, термическим нагревом в вакууме, ионной бомбардировкой и т. д.
После предварительной очистки на стадии пред планарной и пред эпитаюсиальной обработки подложек используются методы химико-механического полирования (ХМП), химико-динамического (ХДП) и электрохимического (ЗХП), а также плазмохимического травления (ПХТ), Области применения этих процессов физико-химической обработки поверхности подложек могут быть весьма разнообразны, как при решении технологических, так и исследовательских задач.
Примерная технологическая схема изготовления подложек представлена в табл. 1.8. Основные процессы механической обработки (1—4) описаны в [6], а процессы подготовки подложек из элементарных полупроводников н соединений АШВУ.
Физико-химические процессы обработки поверхности полупроводников используются не только для подготовки подложек, но для решения ряда специальных технологических задач микроэлектроники. К ним, например, относятся получение методами анизотропного травления определенного микрорельефа, изготовление тонких пластин, выявление границ в диффузионных и эпитакональная структурах, а также различных дефектов в полупроводниках. Подробно эти методы рассмотрены в гл. 5.
Примерная технологическая схема изготовления полупроводниковых подложек
1. Ориентация монокристаллического слитка (рентгеновский гониометр влн установка оптической ориентации)
2. Резка слитка на заготовки пластин (алмазные круги с внутренней режущей кромкой)
3. Шлифование пластин (свободным или связанным абразивом)
4. Полирование пластин (алмазными пастами)
5. Химико-механическое полирование пластин (абразивными или без-абразивными композициями)
6. Очистка и отмывка поверхности подложек от механических, органических и неорганических загрязнений
7. Химико-динамическое полирование подложек в жидкой среде или травление в газовой, парогазовой средах, в растворе-расплаве
8. Финишная очистка подложек от остатков травителя и других загрязнений |