Очистка подложки от химических и физических загрязнений

Для обеспечения требуемого качества поверхности пластин должны быть подвергнуты дальнейшей обработке.

Этот этап производства включает в себя следующие операции:

- шлифовка;

- полировка;

- обезжиривание;

- промывка в особо чистой воде;

Шлифовка и полировка диэлектрической подложки необходимы для получения ровной поверхности. При неровной поверхности на подложке скапливаются различные вещества, ухудшающие диэлектрические свойства подложки, кроме того, при тонкопленочной технологии, неровность подложки приведет к дефектам напыляемых пленок. Также, от качества поверхности и её чистоты зависят адгезионные свойства подложки. Шлифовка и полировка пластин производится на плоскошлифовальных прецизионных станках с использованием абразивных материалов.

К физическим методам удаления загрязнений относят растворение, отжиг, обработку поверхности ускоренными до больших энергий ионами инертных газов. Эти методы используют в основном для удаления загрязнений, расположенных на поверхности. Для удаления загрязнений на поверхности и в приповерхностном слое, в том числе тех, которые находятся в химической связи с материалом пластины или подложки, используют химические методы удаления. Они основаны на переводе путем химической реакции загрязнений в новые соединения, которые затем легко удаляются (травление, обезжиривание) [4].

При обезжиривании используются различные растворители – орга-нические соединители, способные растворять жиры, масла, воски, смолы, углеводороды (бензол, толуол, ксилол) или их смеси (бензин, лигроин, керосин, скипидар), а также используются различные спирты и некоторые другие растворители.

Для окончательного удаления загрязнений и самих растворителей, используется промывка в воде. Так как в воде растворимы многие соли, оксиды, кислоты и щелочи, природная вода никогда не может быть совершенно чистой и не может быть использована для отмывки пластин. Для этих целей используется особо чистая вода: дистиллированная - для предварительной отмывки и деионизованная (ионообменная) для заключительной.

Дистиллированная вода, получаемая многократной дистилляцией, содержит небольшое количество примесей (сухой остаток равен 5мг/л) и её электрическое сопротивление не превышает 100 кОм× см.

Деионизованную воду получают методом ионного обмена, сущность которого состоит в том, что в системе вода-ионит происходит обмен ионами. В воде всегда содержатся катионы железа, меди, кальция и т.п. и анионы хлоридов, сульфидов, бикарбонатов. Для очистки воды от них используют иониты - специальные катионовые и анионовые смолы.

Нанесение слоев на подложку

Рабочая камера вакуумной установки(.1.4) Процесс проведения операции вакуумного напыления состоит из следующих действий. В верхнем положении колпака с подложкодержателя снимают обработанные подложки и устанавливают новые. Колпак опускают и включают систему вакуумных насосов (вначале для предварительного разрежения, затем высоковакуумный). Для ускорения десорбции воздуха с внутренних поверхностей и сокращения времени откачки в трубопровод подают проточную воду. По достижении давления внутри камеры порядка 10^-4Па включают нагреватели испарителя и подложек. Термическое напыление в вакууме 10^-3 - 10^-4 Па предусматривает нагрев материала до температуры, при которой происходит испарение, направленное движение паров этого материала и его конденсация на поверхности подложки.

Рисунок 3.1.4.1 – Упрощенная схема рабочей камеры термического вакуумного напыления:

1 – вакуумный колпак, 2 – заслонка, 3 – трубопровод для водяного нагрева или охлаждения колпака, 4 – игольчатый натекатель для подачи воздуха в камеру, 5 – нагреватель подложки, 6 – подложкодержатель с подложкой, на которой может быть размещен трафарет, 7 – герметизирующая прокладка из вакуумной резины, 8 – испаритель с размещенным на нем испаряемым веществом и нагреватель.

Низкое давление воздуха в рабочей камере необходимо для обеспечения свободной диффузии атомов вещества испарителя в объем рабочей камеры, прямолинейного движения атомов вещества без столкновения с молекулами остаточного воздуха и бесполезного рассеивания материала в объеме камеры, а также исключения химического взаимодействия напыляемого вещества с молекулами воздуха. При достижении рабочих температур заслонку отводят в сторону и пары вещества достигают подложки, где происходит их конденсация и рост пленки. Система автоматического контроля за ростом пленки фиксирует либо толщину пленки (для диэлектрика пленочных конденсаторов), либо поверхностное сопротивление (для резисторов), либо время напыления (проводники и контакты, защитные покрытия). Вырабатываемый при этом сигнал об окончании напыления после усиления воздействует на соленоид заслонки, перекрывая ею поток пара. Далее отключают нагреватели испарителя и подложек, выключают систему откачки, а в трубопровод подают холодную проточную воду. После остывания подколпачных устройств через натекатель плавно впускают атмосферный воздух. Выравнивание давлений внутри и вне колпака дает возможность поднять его и начать следующий цикл обработки.

Процесс термического вакуумного напыления характеризуется температурой на испарителе, давлением воздуха в рабочей камере, температурой нагрева подложек[8].

Термическим напыление в вакууме удается получить наиболее чистые пленки. Достоинства метода: простота, высокая скорость осаждения пленок, возможность напыления многих веществ. Однако этим методом трудно получать пленки из тугоплавких материалов сложного состава, имеющих различные скорости испарения отдельных компонент. Кроме того, для получения высокого вакуума (10–5 - 10–7 Па) требуется сложная система [9].

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒