Töltse le a "Félvezető eszközök és integrált áramkörök gyártásának technológiája" című könyvet (3,82 Mb). Módszer a

Polírozás

A félvezető lapkák felületkezelésének minőségének javítása és a mechanikailag sérült réteg mélységének csökkentése érdekében polírozási eljárást végeznek. A polírozási eljárás a csiszolóanyag technológiai módjában, szemcseméretében és típusában, valamint a polírozópárna anyagában különbözik a csiszolási eljárástól. A feldolgozás szabad csiszolóanyaggal történik. A polírozási folyamat puha polírozó párnákon történik, amelyek puha anyaggal borított merevlemezek. Szintetikus gyémánt, alumínium-oxid, króm-oxid, szilícium-dioxid mikroporokat használnak csiszolóanyagként. A polírozó anyagnak meg kell tartania a csiszolószemcséket a lemezek feldolgozása során. A lemez polírozási folyamata több szakaszban történhet. Kezdetben durvább szemcséjű mikroporokat használnak. A következő lépésekben az előző kezelés nyomaitól való tisztítás műveletét követően a polírozó párna anyagát cseréljük és finomabb mikroporokat használunk. A félvezető lapkák terhelése kissé megnő. A vizes szuszpenziót a teljes polírozási folyamat során alaposan összekeverjük. A polírozás utolsó szakasza nagy jelentőséggel bír. Lehetővé teszi a részecskék hátterének eltávolítását a lemezek felületéről, ami a polírozás első szakaszában jelentkezik, és jelentősen csökkenti a mechanikailag sérült réteg mélységét. Alkalmazhatók továbbá kémiai-mechanikus polírozási eljárások, amelyek a feldolgozott félvezető anyaggal szembeni nagy kémiai aktivitással tűnnek ki.

A lemez polírozását több lépésben, munka oldalról végezzük:

· Előpolírozás ASM-3 gyémántpasztával, puha ruhán a sérült réteg 6-9 mikron mélységéig.

· Ismételt polírozás ASM-1 gyémántpasztával puha ruhán a 4-6 mikron sérült réteg mélységéig.

· Végső polírozás ASM-0,5 gyémántpasztával puha ruhán a sérült réteg 3-1 mikron mélységig.,.

Kémiai-mechanikus polírozás

A felületi réteg atomilag tökéletes szerkezetének eléréséhez szükséges a visszamaradt mechanikailag sérült réteg eltávolítása az aljzat felületéről, ezért a következő technológiai folyamat az ostyák kémiai kezelése. Minden típusú szennyezés két kritérium alapján osztályozható: fizikai-kémiai tulajdonságaik (szerves, szervetlen, sós, ionos, mechanikai stb.) és kölcsönhatásuk jellege (fizikailag és kémiailag adszorbeált) a félvezető anyagokkal, amelyeken találhatók. .

A fizikailag adszorbeált szennyeződések közé tartozik minden típusú mechanikai részecske (por, szálak, csiszolóanyag, fémzárványok), valamint minden típusú szerves anyag, amely fizikai adszorpciós erők hatására az aljzat felületéhez kapcsolódik. A szerves szennyeződések eltávolítása bonyolultabb mosási folyamatot igényel, mivel hevítéskor lebomlanak, és gáz halmazállapotú anyagok szabadulnak fel, amelyek rontják a későbbi technológiai folyamatokat.

A kémiailag adszorbeált szennyeződések közé tartoznak a különböző típusú oxid- és szulfidfilmek a lemezek felületén, a vegyszerek kationjai és anionjai. Így az aljzat szennyeződésektől való teljes megtisztításához számos egymást követő műveletet alkalmaznak, amelyek mindegyike többféle szennyeződést eltávolít. A maratás kötelező technológiai művelet.

A szilícium maratásakor a salétromsav oxidálószerként működik.

A hidrogén-fluorid (hidrogén-fluorid) sav, amely a maratószer része, a szilícium-oxidot szilícium-tetrafluoriddá alakítja. A lemezek tükörfelületét biztosító maratáshoz ezeknek a savaknak a keverékét használják 3: 1 arányban, a maratási hőmérséklet 30 ... 40 ° C, a maratási idő körülbelül 15 s.

A kémiai-mechanikai polírozást két lépésben végezzük:

· Elsődleges polírozás aerosil, SiO 2 szuszpenzióval (szemcse 0,04-0,3 mikron), a sérült réteg 2-1 mikron mélységéig.

· Végső polírozás zeolit ​​szuszpenzióval, a sérült réteg mélységéig 1-0,5 mikron.,.

A szántóföldi réteg mélységének és műveltségének értéke a növények számára.

A termőtalaj vastagsága a termékenység és a termőképesség egyik mutatója. Minél nagyobb, annál nagyobb a termékenysége és a mezőgazdasági növények termelékenysége.

Magas és fenntartható terméshozam elérése csak akkor lehetséges, ha a növények víz- és táplálékigényét folyamatosan és teljes mértékben kielégítik. Minden táplálék (a levegőben lévő szén-dioxid kivételével) és víz a talajból a gyökereken keresztül jut be a növénybe. Érthető tehát az a kivételes befolyás, amely a mezőgazdaságban a mezőgazdasági növények növekedéséhez és fejlődéséhez a legkedvezőbb talajviszonyok megteremtésében rejlik. Minden agrotechnikai módszer, amely a talajművelési rendszereket és a vetésforgóban történő műtrágyahasználatot alkotja, végső soron erre irányul. A mezőgazdasági felhasználás során végzett agrotechnikai intézkedések hatására a talaj tulajdonságai jelentősen megváltoznak. A feldolgozási technikák és a műtrágyahasználat közvetlen hatása a talaj állapotára és tulajdonságaira annak bizonyos vastagságú felső rétegére korlátozódik. Folyamatosan ki van téve a talajművelő eszközök hatásának. Ennek a rétegnek a talajművelő eszközökkel történő fellazítása és feltekerése erősebben befolyásolja tulajdonságait. A talajba juttatott szerves és ásványi műtrágyák eloszlanak, ebben a talajrétegben intenzíven tevékenykednek a talaj mikroorganizmusai, amelyek vezető szerepet töltenek be a talaj életében, megteremtve a termőképesség feltételeit.

A régi szántóföldi szikes-podzolos talajokon különösen jól látható, hogy a felső (szántó) réteg megjelenésében és tulajdonságaiban is milyen élesen különbözik az alatta lévő talajrétegektől. Lazább felépítés, megnövekedett a növények számára elérhető humusz- és tápanyagtartalom, alacsony savtartalom, magas biológiai aktivitás jellemzi.

A szántóréteg vastagságának növekedése pozitív hatással van a talaj vízháztartására. Növekedésével a talaj jobban tudja hasznosítani a csapadékot. Mély, erősen megművelt szántórétegű talajon, még heves esőzések esetén is, a csapadék nagy részének általában van ideje behatolni ennek a rétegnek a vastagságába, és megmarad benne, további nedvességfelesleggel, amely meghaladja a talaj nedvességtartalmát. a kapacitás fokozatosan az alatta lévő rétegekbe kerül. Ellenkezőleg, egy sekély szántórétegű talajon, azonos domborzati viszonyok között, azonos felszíni állapot mellett és azonos mezőgazdasági felhasználás mellett az esőzések általában kevés hasznot húznak, mivel a csapadék nagy része a talaj felszínén hullik le. Megnövekedett mennyiségű csapadék esetén a sekély szántórétegű talaj gyorsan bevizesedik, a rajta lévő növények túlzott nedvességtől és a talaj oxigénhiányától szenvednek. Ugyanakkor a szomszédos mély szántórétegű talajon, bár ez a talaj több nedvességet tartalmaz, mint az első, a növények normálisan fejlődnek, a túlzott nedvességtől való szenvedésük jelei nem találhatók. Az ilyen talajon a növények jobban bírják a szárazságot, és kevésbé szenvednek a túlzott csapadéktól.

A szántóréteg vastagságának növekedésével javulnak a kultúrnövények táplálkozási feltételei. Még nagyon rossz talajban is általában több százszorosa a tápanyagtartalom annak, amit a mezőgazdasági növények évente a legmagasabb hozam mellett használnak. A talaj ilyen nagy mennyiségű tápanyagtartaléka ellenére a növényeknek nem mindig van lehetőségük időben és teljes mértékben kielégíteni táplálékszükségleteiket. A növények számára szükséges tápanyagok túlnyomó része hozzáférhetetlen formában a talajban található - szerves maradványokban, humuszban, talaj mikroorganizmusok összetételében, valamint rosszul oldódó ásványi vegyületekben. Csak a talaj ezen alkotórészeinek mikroorganizmusok általi feldolgozása, valamint az elhalt mikroorganizmusok testének lebomlása eredményeként jutnak tápanyagokhoz a növények számára könnyen oldódó vegyületek formájában. A talaj mikroorganizmusainak ez a jótékony tevékenysége csak kedvező talajviszonyok mellett - ha a talaj tartalmazza a szükséges táplálékot, hőt, nedvességet, levegőt (oxigént), illetve fokozott talaj savasság hiányában - tud normálisan működni. Erősen kötött vagy vizes talajban az oxigénhiány miatt a növények számára hasznos mikroorganizmusok létfontosságú tevékenysége elnyomódik. Ilyen körülmények között egy másik mikroorganizmus-csoport fejlődik ki a talajban, amelynek salakanyagait a mezőgazdasági növények nemhogy nem használják fel táplálkozásra, de akár hátrányosan is befolyásolhatják a növekedést, fejlődést.

A talajban rendkívül magas a mikroorganizmusok száma. De ilyen hatalmas mennyiségben a talaj mikroorganizmusai kedvező hőmérsékleti és páratartalom mellett csak a szántórétegben fejlődnek ki. Az alatta lévő talajrétegekben a mikroorganizmusok aktivitása erősen gyengül. A talajban élő mikroorganizmusok túlnyomó többségének szerves anyagra van szüksége a létfontosságú tevékenységéhez szükséges energiaforrásként és a szervezet felépítéséhez szükséges anyagok fő forrásaként.

A legtöbb esetben a podzolos horizont által képviselt gyep-podzolos talajok alászántó rétege nagyon kevés szerves anyagot tartalmaz, és elsősorban táplálékhiány miatt nem tudnak benne intenzíven fejlődni a mikroorganizmusok. A mikroorganizmusok erősen elfojtott aktivitásának másik oka az altalajrétegben az oxigénhiány. Végül az altalaj mikroorganizmusainak aktivitása gyakran gátolt a talaj fokozott savassága miatt ebben a rétegben. Ezen okok miatt a gyep-podzolos talajban a mikroorganizmusok aktivitása csak a szántórétegen belül a legkifejezettebb.

Következésképpen minél vastagabb a szántóréteg, annál nagyobb az a biológiailag aktív réteg, amelyben a hasznos talaj mikroorganizmusok élettevékenységének köszönhetően tavasztól őszig folyamatosan készül a kultúrnövények számára szükséges táplálék.

A talaj szántórétegének vastagságának növelése a biológiailag aktív réteg növekedését és a mezőgazdasági növények tápanyag-ellátásának nagyobb lehetőségeinek megteremtését jelenti. Nagy hiba lenne azonban ezen az alapon a szántóréteg vastagságának növelését a műtrágyahasználattal szembehelyezni. Kora tavasszal, alacsony hőmérsékleten a mikroorganizmusok nem működnek. Az ipar a mezőgazdaság segítségére van. Ásványi műtrágyákkal látja el a mezőgazdaságot, amely növényi tápanyagokat tartalmaz a számukra elérhető formában. Mély szántórétegű művelt talajokon a műtrágyák terméshozamra gyakorolt ​​pozitív hatása fokozódik.

A mezőgazdasági növények normál talajtáplálkozása szempontjából nagy jelentősége van gyökérrendszerük fejlődésének, valamint a gyökerek talajban való mélységi eloszlásának. A gyökérrendszerek fejlődési ereje a talaj termékenységének szintjétől, a műveltség mértékétől függ. Gyep-podzolos talajokon minden mezőgazdasági üzemben a gyökerek nagy része (tömegük 80-90%-a) a szántórétegen belül helyezkedik el. Ugyanabban a rétegben található a növény teljes élete során a gyökérszőrrel borított vékony gyökerek túlnyomó része, vagyis a gyökérrendszerek aktív, felszívódó része, amelyen keresztül a talajból származó táplálék bejut a növénybe. Ez azzal magyarázható, hogy a tápanyagok a növények számára hozzáférhető formában főleg a szántórétegben találhatók. Minél nagyobb a szántóréteg vastagsága, annál nagyobb a megművelt talaj térfogatát sűrű gyökérhálózat, és annál teljesebb a növények talajtáplálása. A sekély szántórétegű talajokon a növényeknek elsősorban a nagyon korlátozott, egyértelműen elégtelen réteg miatt kell a talajtáplálkozási szükségleteiket fedezniük.

A felszín alatti rétegek kedvező fizikai és agrokémiai tulajdonságaival rendelkező művelt talajokon a kalászosok a felszín alatti horizontok több mint 50%-át nedvességnek, 20-40%-nak tápanyagnak fogyaszthatják.

Mély szántóréteg jelenlétében kivételt képeznek a téli növények kedvezőtlen telelőkörülmények közötti elpusztulása. Az ilyen talajokon a téli növények általában még a legnehezebb telelési körülményeket is elviselik. Ez a mély szántórétegű talaj legjobb fizikai tulajdonságaival, a hosszan tartó őszi vizesedés hiányával és a téli növények jó fejlődésével magyarázható az őszi időszakban.

Mély szántórétegű talajokon jóval ritkábban fordul elő olyan jelenség, mint a lóhere elvesztése kedvezőtlen telelőkörülmények között.

A szántóréteg vastagságának növekedésével a mezőgazdasági növények más agrotechnikai művelési módszereinek hatékonysága nő. Ebből következően megállapítható, hogy csak mély szántóréteg és magas talajművelés mellett biztosíthatók a mezőgazdasági növények növekedéséhez és fejlődéséhez teljesen kedvező feltételek. Különbözően reagálnak a termőtalaj vastagságára és a művelési mélységre. A mélyművelésre reagáló növények első csoportjába a következők tartoznak: cékla, kukorica, burgonya, lucerna, lóhere, bükköny, bab, napraforgó és zöldségfélék. A mélyművelésre mérsékelten reagáló kultúrnövények második csoportjába tartozik: őszi rozs, őszi búza, borsó, árpa, zab, macska nélküli far. A mélyművelésre alig vagy egyáltalán nem reagáló növények harmadik csoportjába a len és a tavaszi búza tartozik. A vastag szántórétegű talajokon a mezőgazdasági növények termése magasabb.

A szántóréteg vastagságának növelésének technikái. A múlt század elején a szántóföldek uralkodó gyepes-podzolos talajú részén a szántóréteg mélysége nem haladta meg a 14-15 cm-t, nagy területen pedig nem haladta meg a 12 cm-t. Az elmúlt időszakban a mezőgazdasági kultúra növekedése, a szerves és ásványi műtrágyák kijuttatásának növekedése miatt a szántóréteg vastagsága 20-22 cm-re nőtt Gazdaságilag kifizetődőnek tekinthető a 30- ekeréteg vastagsága. 35 cm-es kultúrák.

A gyep-podzolos talajok mély szántóréteg kialakításának és művelésének technológiája biztosítja a szántóréteg egy helyen történő elhagyását, az alatta lévő rétegek fellazítását és művelését. Különösen fontos ezt sekély szántóréteggel megfigyelni.

A termőtalaj mélyítésének számos módja ismert jelenleg.

• Az alatta lévő talajréteg felszántása és felszínre hozatala.
• A szántóréteg teljes burkolása az altalaj egy részének egyidejű fellazításával.
• Lazítás beállított mélységig szántás nélkül, szkimmerek és ekék vagy vésőekék nélkül.
• Mélyítés az altalaj egy részének szántórétegig történő egyidejű felszántásával és az altalaj lazításának alkalmazásával.
• Talajművelés horogsoros ekével, a horizontok kölcsönös eltolásával.

A gyep-podzolos talajok szántórétegének mélyítésének és művelésének módszerének kiválasztásakor a következő mutatókat kell figyelembe venni: 1) a szántóréteg jellemzői (vastagság, termékenység, szemcseméret-eloszlás); 2) a felszín alatti rétegek jellemzői: összetétel (podzolos, illuviális, anyakőzet), mélység, szemcseméret-eloszlás, agrofizikai és agrokémiai tulajdonságok (humusztartalom, tápanyagok, a környezet reakciója, mobil alumínium és vastartalom).

A szántóréteg vastagságának növelésének legolcsóbb módja az alatta lévő talajréteg felszántása és felszínre hozatala. Ez hagyományos ekékkel történik. Egyszerre legfeljebb 2-3 cm podzolos réteget szabad felszántani. A 20 cm-nél nagyobb szántórétegű talajokon vastagságának 1/5-ével mélyül. Annak elkerülése érdekében, hogy a mezőgazdasági növények terméshozamának csökkenése a podzolos horizontot szántóföldre szántsa, 80-100 t/ha szerves trágya, savtöbblet semlegesítésére szolgáló mészműtrágya és ásványi műtrágya kijuttatása szükséges az 1. sz. tervezett hozam. Az ilyen bevezetés javítja a talaj fizikai tulajdonságait és biológiai aktivitását, és semlegesíti a savasságot. A szántóréteg podzolos szántással történő mélyítésének legjobb helye az őszi rozs vetésére szolgáló ugar és a burgonya ültetésére szolgáló tábla. A szántóréteg elmélyítése a podzolos horizont bevonásával olyan növények esetében, mint a cukorrépa, a kukorica, a búza és a len, még műtrágya bevezetésével sem lehetséges, mivel ez a terméshozam csökkenéséhez vezet.

Sekély podzolos horizontú talajokon a szántóföldi réteg mélyítésekor óvatosan kell eljárni, tekintettel arra, hogy a podzolos réteget kedvezőtlen fizikai és biológiai tulajdonságok jellemzik, szinte semmilyen tápanyagot nem tartalmaz a növények számára asszimilálható formában, és megnövekedett savassága van. Ilyenkor a podzolos horizontot nem fordítjuk kifelé, és nem keverjük össze a szántóval, hanem csak lazítjuk. Ilyen mélyítéssel a réteg a humuszos réteg mélységébe fordul, és az alatta fekvő horizontot talajmélyítők kb. 10-15 cm-rel fellazítják, később a podzolos horizont művelésével részben felszántható a talajmélyítőkkel. közönséges ekével szántott horizont. A gley horizontot nem szabad a humuszhorizontig felszántani, mivel a mezőgazdasági növényekre káros savas sókat tartalmaz. Az ilyen talajokon jó eredményeket érhetünk el a szántóréteg mélyítése altalajozós ekével, szemétlerakó nélküli ekével, vágott lerakós ekével és vésőekével. Az alsó réteg helyén történő lazítással történő mélyítés (verzió nélkül) jelentősen növeli a levegőztetést, fokozza a mikroorganizmusok létfontosságú tevékenységét és felhalmozódik a talajban a növények számára asszimilálódó élelmiszertermékek, mind a szerves anyagok bomlása, mind az oxidáció következtében. ásványi vegyületek. A szántóréteg vastagságának fokozatos növelésének egyik hatékony módja a mélyítés a szántóréteg egy részének szántórétegre való egyidejű felszántásával és a szántóréteg lazításával.

Radikálisan megváltoztathatja a szántóréteget, ha horogsoros ekével, a talajhorizontokat kölcsönösen eltolja. Ez a módszer akkor lehet eredményes, ha a gazdaságban kellő mennyiségű szerves, ásványi és mésztrágya van, ellenkező esetben a terméshozam jelentős mértékben csökkenhet. A szántóréteg vastagságának növelése nagy anyagi és anyagi ráfordítást igényel, ami nem mindig áll a gazdaságok hatáskörében.

A hosszú távú helyhez kötött és rövid távú szántóföldi kísérletek eredményei azt mutatják, hogy nincs elég nyomós ok a szántóréteg fokozatos 25-30 cm-es vagy annál nagyobb mélyítésének javasolására. A mélyítés csak jól megművelt szántókon, intenzív műtrágyahasználat, időszakos meszezés és a mélyművelésre jól reagáló növények termesztése mellett célszerű.

A hétpólusú vetésforgó mélyítés nélküli forgatásánál átlagosan 59,1 centner/ha köb, 5 cm-es mélyítésnél 59,8 centner/ha, azaz a termelékenység gyakorlatilag azonos. A podzolos szántás miatti szántóréteg mélyülése azonban magas üzemanyag- és kenőanyag-költségekkel jár a megvalósításhoz, valamint a kővel eltömődött talajokon, az ekék töréséhez.

A köztársaság legtöbb gazdaságában a szántóföldek humuszos rétege 20 cm vagy annál nagyobb, podzolos talajok hozzáadásával mélyíteni nem hatékony, de meg kell művelni, és csak a túlkonszolidált területeken kell az altalaj rétegeit deszkaszerszámokkal lebontani. lehetőleg ferde állványokkal. A 20-22 cm humuszréteg vastagságú gyep-podzolos könnyű agyagos talajokon 4,5-6,0 t / ha gabona, burgonya - 35-40, gyökérnövény - 60-80, évelő fű széna - 10-12 t/ha.

Kulcsszavak

szilícium ostya/ sérült réteg / Auger elektronok / a jogsértések mélysége/ szilícium ostya / megszakadt réteg / Auger elektron / megszakítás mélysége

annotáció tudományos cikk a nanotechnológiáról, a tudományos munka szerzője - Vitaly Alexandrovich Solodukha, A. I. Belous, G. G. Chigir

Mérési módszer javasolt mélysége zavart réteg a felületen szilícium ostyák a felületi szilíciumrétegek precíziós porlasztásával és az Auger-elektronok kibocsátásának intenzitásának rögzítésével működő Auger-spektrométeren alapul. A méréshez mélysége zavart rétegben Auger-spektroszkópiával megszüntetjük a kilépő Auger-elektronok számának a porlasztási időtől (profiltól) való függését, majd ezt a függést elemezzük. A szilícium mennyisége a sérült rétegben kevesebb, mint az ömlesztettben. Ahogy mélyül, a sérült réteg csökken, ami megfelel az atomok sűrűségének növekedésének egyetlen rétegben. A módszer lényege abban rejlik, hogy a sérült réteget ionsugárral porlasztással távolítják el, a határfelületet pedig úgy azonosítják, hogy regisztrálják az Auger-elektronok kibocsátásának intenzitását a porlasztott felületről, amíg az el nem éri az intenzitással megegyező értéket. Az egykristályos szilícium Auger-elektronjainak felszabadulásáról. Az Auger-elektronok szilícium felületről történő felszabadulási intenzitásának regisztrálása a felületi szilíciumrétegek eltávolításakor lehetővé teszi a szilícium jelenlétének hatékony szabályozását. zavart réteg a felszínen szilícium ostya... Sőt, az Auger-spektroszkópiai módszer sajátosságaiból adódóan a mélységben történő szabályozás helye körülbelül 1,0 nm. Az Auger-elektronok felszabadulásának intenzitását az Auger-spektrométer automatikusan és távolságként határozza meg. zavart réteg fokozatosan növekszik. A zavart mélysége a réteg meghatározása az eltávolítás eredményeként kialakult lépcsőfok magasságának mérésével történik zavart réteg a felszínről szilícium ostya... A csigás spektroszkópia hatékonyan szabályozza a felületi sérülés mélységét a gyártási szakaszokban szilícium ostyákés integrált áramkörök. mérési tartomány a jogsértések mélysége 0,001-1,000 μm.

Kapcsolódó témák nanotechnológiával foglalkozó tudományos munkák, a tudományos munka szerzője Vitalij Alekszandrovics Solodukha, A.I.Belous, G.G. Chigir

• Az Si-felületről visszavert elektronok felületi gerjesztésének valószínűségének kiszámítása

  2014 / Igumenov Alekszandr Jurijevics, Parsin Anatolij Szergejevics, Mihlin Jurij Leonidovics, Pchelyakov Oleg Petrovics, Nikiforov Alekszandr Ivanovics, Timofejev Vjacseszlav Alekszejevics

• Az atomerő-mikroszkópia használata a szilíciumlapkák tisztítási minőségének és tribometrikus tulajdonságainak felmérésére

  2019 / Mikheev Igor Dmitrievich, Vakhitov Faat Khasanovics

• Szénbeültetett szilíciumrétegek szerkezeti elemzése

  2010 / Beisenkhanov N.B.

• A szilícium szelektív maratási módszereinek alkalmazása a lemezek minőségének értékelésére mikromechanikus érzékelők gyártásában

  2018 / Abdullin Farkhad Anvyarovich, Pautkin Valerij Jevgenyevics, Pecherskaya Jekaterina Anatoljevna, Pechersky Anatolij Vadimovics

• A titán-nikelid felületi rétegeinek szilícium-módosításának hatása plazma-immerziós kezelés alatt a titán-nikelid korrózióállóságára kloridtartalmú közegekben

  2015 / Korshunov Andrej Vladimirovics, Lotkov Alekszandr Ivanovics, Kashin Oleg Alekszandrovics, Abramova Polina Vladimirovna, Boriszov Dmitrij Petrovics

• A nikkel mezopórusos szilíciumba történő elektrokémiai leválasztásának jellemzői

  2012 / Dolgiy A.L., Prischepa S.L., Petrovich V.A., Bondarenko V.P.

• Kálium-hidroxid oldatban maratott szilícium felület vizsgálata

  2018 / Pautkin V.E., Abdullin F.A., Vergazov I.R., Mishanin A.E.

• Termikus oxidáció és érintkezés 6H-SiC-hez

  2009 / Ryabinina I.A., Rembeza S.I., Rembeza E.S.

• Nexaf és XPS porózus szilícium kutatás

  2018 / Nekipelov S.V., Lomov A.A., Mingaleva A.E., Petrova O.V., Sivkov D.V., Shomysov N.N., Shustova E.N., Sivkov V.N.

• A szilícium-szilícium-dioxid interfész elektrofizikai tulajdonságainak jellemzése szondaelektrometriai módszerekkel

  2017 / Pilipenko V.A., Solodukha V.A., Filipenya V.A., Vorobey R.I., Gusev O.K., Zharin A.L., Panteleev K.V., Svistun A.I., Tyavlovsky A.K., Tyavlovsky K.L.

A szilícium lapka felületén lévő megszakadt réteg mélységének mérése Auger spektroszkópiai módszerrel

A dolgozat a szilícium lapka felületén lévő megszakadt réteg mélységmérésének módszerét javasolja, amely az Auger-spektroszkópia alkalmazásán alapul a felületi szilíciumrétegek precíziós porlasztásán és az Auger elektronhozam intenzitásának regisztrálásán. A megbontott réteg Auger-spektroszkópia segítségével történő méréséhez meg kell határozni a felszabaduló Auger-elektron mennyiségének függőségét a porlasztási időtől (profil), majd a függést elemezni kell. A szilícium mennyisége a megbontott rétegben kisebb, mint a térfogatban. Mélyebbre haladva a bomlasztó réteg csökken, ami megfelel az atomsűrűség növekedésének egyetlen rétegben. Az eljárás lényege, hogy ionsugár porlasztással a bomlasztó réteget visszamozgatják, és a határfelületi régió detektálása az Auger-elektron hozamintenzitás regisztrálásával történik a porlasztott felülettől egészen addig a pillanatig, amikor eléri. az az érték, amely megegyezik az egykristályos szilícium Auger-elektronhozamának intenzitásával. A felületi szilíciumrétegek eltávolítása során az Auger-elektron hozamintenzitás regisztrálása a szilícium felületről lehetővé teszi a megszakadt réteg jelenlétének hatékony szabályozását a szilícium lapka felületén. Ebben az esetben a mélységszabályozás lokalitása körülbelül 1,0 nm az Auger-spektroszkópiai módszer néhány sajátossága miatt. Az Auger elektronhozam intenzitása az Auger spektrométer használata során automatikusan meghatározásra kerül, és a megszakadt réteg eltávolítása közben az intenzitás fokozatosan növekszik. A megbontott réteg mélységét annak a lépcsőnek a magasságának mérésével határozzuk meg, amely a szétszakított rétegnek a szilícium lapka felületéről való eltávolítása eredményeként keletkezett. Az Auger spektroszkópiai módszerek hatékony mélységszabályozást biztosítanak a felületi megszakításoknál a szilíciumlapkák és integrált áramkörök gyártási szakaszaiban. A zavarok mélységmérési tartománya 0,001-1,000 um.

A tudományos munka szövege a "Sérült réteg mélységének mérése szilícium lapkák felületén Auger spektroszkópiával" témában

DOI: 10.21122 / 2227-1031-2016-15-4-329-334 UDC 621.382.049.774.004.58

A bolygatott réteg mélységének mérése

szilícium lapkák felületén Auger spektroszkópia segítségével

V. A. Solodukha1 *, levelező tag A fehérorosz NAS, Dr. tech. Tudományok, prof. A.I.Belous1 *, Cand. tech. Tudományok G. G. Chigir1 *

1) OJSC "Integral" - az "Integral" holding (Minszk, Fehérorosz Köztársaság) ügyvezető társasága

© Fehérorosz Nemzeti Műszaki Egyetem, 2016 Fehérorosz Nemzeti Műszaki Egyetem, 2016

Absztrakt. A szilícium lapkák felületén lévő sérült réteg mélységének mérésére olyan módszert javasoltak, amely a szilícium felületi rétegek precíziós porlasztásával és az Auger-elektronok kibocsátásának intenzitásának rögzítésével végzett Auger spektrométeren alapul. A sérült réteg mélységének Auger-spektroszkópiával történő méréséhez a kilépő Auger-elektronok számának a porlasztási időtől (profil) való függését megszüntetjük, majd ezt a függést elemzik. A szilícium mennyisége a sérült rétegben kevesebb, mint az ömlesztettben. Ahogy a réteg mélyül, a sérült réteg csökken, ami megfelel az atomok sűrűségének növekedésének egyetlen rétegben. A módszer lényege abban rejlik, hogy a sérült réteget ionsugárral porlasztással távolítják el, a határfelületet pedig úgy azonosítják, hogy regisztrálják az Auger-elektronok kibocsátásának intenzitását a porlasztott felületről, amíg az el nem éri az intenzitással megegyező értéket. az Auger-elektronok felszabadulása a monokristályos szilícium számára. Az Auger elektronok szilícium felületről történő felszabadulási intenzitásának rögzítése a felületi szilíciumrétegek eltávolításakor lehetővé teszi a szilícium lapka felületén lévő sérült réteg jelenlétének hatékony szabályozását. Sőt, az Auger-spektroszkópiai módszer sajátosságaiból adódóan a mélységben történő szabályozás helye körülbelül 1,0 nm. Az Auger-elektronok kibocsátásának intenzitását az Auger-spektrométer automatikusan határozza meg, és a sérült réteg eltávolításával fokozatosan növekszik. A sérült réteg mélységét a szilícium lapka felületéről a sérült réteg eltávolítása eredményeként kialakult lépcső magasságának mérésével határozzuk meg. A csigás spektroszkópia hatékonyan szabályozza a felületi sérülés mélységét a szilícium lapkák és integrált áramkörök gyártásának szakaszaiban. A megsértések mélységének mérési tartománya 0,001-1,000 mikron.

Kulcsszavak: szilícium lapka, sérült réteg, Auger elektronok, sérülés mélysége

Idézet: Solodukha V. A. A szilíciumlapkák felületén lévő sérült réteg mélységének mérése Auger-spektroszkópiával / V. A. Solodukha, A. I. Belous, G. G. Chigir // Tudomány és technológia. 2016. T. 15., 4. szám P. 329-334

A megszakított réteg mélységének mérése

szilícium lapka felületén csigás spektroszkópiai módszerrel

V. A. Solodukha1 *, A. I. Beloys1 *, G. G. Chyhir1 *

1) JSC "Integral" - "Integral" holding-kezelő társaság (Minszk, Fehérorosz Köztársaság)

Absztrakt. A dolgozat a szilícium lapka felületén lévő megszakadt réteg mélységmérésének módszerét javasolja, amely az Auger-spektroszkópia alkalmazásán alapul a felületi szilíciumrétegek precíziós porlasztásán és az Auger elektronhozam intenzitásának regisztrálásán. A megbontott réteg Auger-spektroszkópia segítségével történő méréséhez meg kell határozni a felszabaduló Auger-elektron mennyiségének függését a porlasztási időtől (profil), majd a függést elemezni kell. A szilícium mennyisége a megbontott rétegben kisebb, mint a térfogatban. Mélyebbre haladva a bomlasztó réteg csökken, ami megfelel az atomsűrűség növekedésének egyetlen rétegben. A módszer lényege, hogy a bomlasztó réteget ionsugár porlasztással távolítják el, és az interfész tartomány detektálását az Auger regisztrációja segítségével végezzük.

Levelezési cím

Vitalij Solodukha

OJSC "Integral" az ügyvezető társaság az "Integral" st. Kazintsa, 121a,

220108, Minszk, Fehérorosz Köztársaság Tel.: +375 17 212-32-32 [e-mail védett]

levelezési cím

Solodukha Vitaliy A.

JSC "Integral" - Holding-kezelő társaság "Integral" 121a Kazinza str.,

220108, Minszk, Fehérorosz Köztársaság Tel.: +375 17 212-32-32 [e-mail védett]

Tudomány és technológia. T. 15,

elektronhozam intenzitása a porlasztott felülettől egészen addig a pillanatig, amikor eléri azt az értéket, amely megegyezik az egykristályos szilícium Auger elektronhozamának intenzitásával. A felületi szilíciumrétegek eltávolítása során az Auger-elektron hozamintenzitás regisztrálása a szilícium felületről lehetővé teszi a megszakadt réteg jelenlétének hatékony szabályozását a szilícium lapka felületén. Ebben az esetben a mélységszabályozás lokalitása körülbelül 1,0 nm az Auger-spektroszkópiai módszer néhány sajátossága miatt. Az Auger elektronhozam intenzitása automatikusan meghatározásra kerül Auger spektrométer használata közben, és a megszakadt réteg eltávolítása közben az intenzitás fokozatosan növekszik. A megbontott réteg mélységét annak a lépcsőnek a magasságának mérésével határozzuk meg, amely a szétszakított rétegnek a szilícium lapka felületéről való eltávolítása eredményeként keletkezett. Az Auger spektroszkópiai módszerek hatékony mélységszabályozást biztosítanak a felületi megszakítások esetén a szilícium lapkák és integrált áramkörök gyártási szakaszaiban. A zavarok mélységmérési tartománya 0,001-1,000 um.

Kulcsszavak: szilícium ostya, megszakadt réteg, Auger elektron, zavarás mélysége

Idézet: Solodukha V. A., Beloys A. I., Chyhir G. G. (2016) Depth Measurement of Disrupted Layer on Silicon Wafer Surface with Auger Spectroscopy Method. Tudomány és technika. 15 (4), 329-334 (oroszul)

Bevezetés

A modern mikroelektronika fejlődésének fő tendenciája a tervezési szabványok állandó és gyors csökkenése. A mikroáramkörök (MS) gyártására szolgáló szubmikron technológiákra való intenzív átállás a felhasznált anyagokkal szembeni követelmények megnövekedéséhez vezet. Ezért sürgetővé válik a javított tulajdonságokkal rendelkező szilíciumlapkák kialakítása egy vékony felületközeli rétegben. A szilícium lapkák felületi sérülésének mélysége (a sérült réteg mélysége) a legfontosabb paraméterük, amelyet az MS gyártása során ellenőrizni kell. A felület károsodása a lemezek gyártási szakaszában fellépő mechanikai hatások, valamint a sugárzási folyamatok eredményeként, különösen az adalékanyag ionbeültetése során következik be. A sérült réteg mélységének ismerete lehetővé teszi a szilícium feldolgozási folyamatok optimalizálását és a legjobb kiválasztását, ami viszont növeli a megfelelő anyagok hozamát és csökkenti az anyagfelhasználást.

A zavart réteg paramétereinek megfigyelésére és meghatározására számos módszer létezik. Nincsenek azonban univerzális módszerek a sérült réteg mélységének, az egyes kompozit zónáinak és a szilícium kristályrács hibáinak megfigyelésére. A szilíciumlapkák sérült rétegének mélységének vizsgálata több szakaszból áll, beleértve a kristályszerkezeti hibákra érzékeny módszereket és a hibák rétegenkénti eltávolítását. Viszonylag egyszerű módszerekkel mérhetőek a nagyobb mértékű jogsértések, például egy tuskó ostyára vágása után, ahol a sérült réteg mélysége több tíz mikron.

kellő pontossággal. A sérült réteg csiszolás után 1-5 mikron, méretei már nem ilyen egyértelműek. Ezekben az esetekben korszerűbb, nagyobb felbontású módszereket kell alkalmazni. A polírozás utáni (0,5 μm-nél kisebb) szilíciumlapkák sérült rétegének mélységének szabályozására gyakorlatilag nincs kvantitatív módszer annak értékelésére. Az ismert modern módszerek nagyon munkaigényesek és nem alkalmasak ipari felhasználásra. A vizsgálat tárgya a mikron alatti mikroáramkörök gyártására szánt szilícium lapkák felületén lévő sérült réteg volt. A munka célja egy hatékony módszer kidolgozása a szilícium lapkák sérült rétegének kémiai-mechanikai polírozás utáni mélységének szabályozására korszerű analitikai eszközökkel.

A módszer fizikai alapjai és lényege

Új módszert javasoltak a szilícium lapkák sérült rétegének polírozás utáni mélységének kvantitatív szabályozására szubmikron méretű MS-ek gyártásához. A módszer az Auger-spektroszkópia alkalmazásán alapul, a felületi szilíciumrétegek precíziós porlasztásával és az Auger-elektronok felszabadulási intenzitásának rögzítésével a lapka felületéről. A sérült réteg mélységének Auger-spektroszkópiával történő méréséhez a kilépő Auger-elektronok számának a porlasztási időtől (profil) való függését megszüntetjük, majd ezt a függést elemzik (1. ábra). A szilícium mennyisége a sérült rétegben kevesebb, mint az ömlesztettben. Ahogy a réteg mélyül, a sérült réteg csökken, ami megfelel az atomok sűrűségének növekedésének egyetlen rétegben. ábrán látható grafikonok. 1, ez egy sima fennsíknak felel meg.

és technológia. 15. évf., 4. szám (2016)

4500000 4000000 3500000 3000000 2500000 2000000 1500000 1000000 500000 0

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 Idő, perc

Rizs. 1. A távozók számának függősége

A csigás elektronok a porlasztási idő függvényében ostyáknál polírozás (1) és csiszolás (2) után

Ábra. 1. A felszabaduló Auger-elektron mennyiségének függősége az ostyák porlasztási idejétől polírozás (1) és köszörülés (2) után

Az eljárás lényege, hogy a sérült réteget ionsugárral porlasztással távolítják el, a határfelületet pedig úgy azonosítják, hogy regisztrálják az Auger-elektronok kibocsátásának intenzitását a porlasztott felületről, amíg az el nem éri az intenzitással megegyező értéket. az Auger-elektronok felszabadulása a monokristályos szilícium számára. A sérült réteg mélységét a szilícium lapka felületéről a sérült réteg eltávolítása eredményeként kialakult lépcső magasságának mérésével határozzuk meg.

Az Auger elektronok szilícium felületről történő felszabadulási intenzitásának rögzítése a felületi szilíciumrétegek eltávolításakor lehetővé teszi a szilícium lapka felületén lévő sérült réteg jelenlétének hatékony szabályozását. Sőt, az Auger-spektroszkópiai módszer sajátosságaiból adódóan a mélységszabályozás (mélység átlagolása) lokalitása körülbelül 1,0 nm. Az Auger-elektronok kibocsátásának intenzitását az Auger-spektrométer automatikusan határozza meg, és a sérült réteg eltávolításával fokozatosan növekszik. A sérült réteg eltávolítása után a kimeneti intenzitás eléri a maximális értéket, amely megegyezik a monokristályos szilícium (sérült réteg nélküli szilícium) értékével, ± 1,0 nm-t meg nem haladó mélységi hibával. A szilícium felületi rétegeinek további eltávolítása megszűnik. Így a minta felületén lépcső alakul ki: a kezdeti felület a felső részén található.

■■ Tudomány

informatikai berendezések. 15. évf., 4. szám (2016)

az elemzett szilícium lapka sérült réteggel, az alján pedig egy eltávolított sérült réteggel ellátott felület. Ennek a lépésnek a mérete megegyezik a zavart réteg mélységével.

Az Auger spektroszkópiai módszer alkalmazása a szilíciumlapkák sérült rétegének mélységének meghatározására két körülményre vezethető vissza:

Vékony, akár egyatomos rétegek szekvenciális eltávolításának lehetősége;

Az Auger elektronok hozama a vizsgált anyag mennyiségétől (sűrűségétől) függ a felületen. Mivel a sérült rétegben sok hiba van, sűrűsége kisebb lesz, mint az egykristályos anyagé, és így a felbukkanó Auger-elektronok száma is kisebb lesz.

A sérült réteg mélységét profilométeren végzett lépéssel határoztuk meg a sérült réteg permetezéssel történő teljes eltávolítása után. A monokristályos szilícium hozamát a következőképpen határoztuk meg. Az Auger-elektronok felszabadulásának intenzitását minden porlasztási lépés után nyomon követtük. Amikor az elektronhozam három lépésben nem változott több mint egy százalékkal, a porlasztást leállítottuk, a mintát eltávolítottuk a spektrométer kamrából, és profilométeren megmértük a krátermélységet. A munkában használt Ta1y81er profilométer maximális függőleges nagyítása 2 000 000-szeres. Ezzel a növekedéssel a minimális beosztási érték 0,5 nm / mm. A profilométer rögzítőjének diagramszalagján egy 100 nm-es valós lépés képe látható az ábrán. 2. Ezt a lépést 200 000-szeres nagyítással mértük, mérete a profilométer szalagon 20 mm. Ezek az adatok világosan illusztrálják a profilométer képességeit.

- "" Г "" "- ■ li - I .. 1" ""

P4 ..

L.:F [- ■■ T "" "Z" Z _ 1_. r 4

SCH -. egy..... --- . 10 nm 1-- (. - -j - "

Rizs. 2. A lépcső profilja a profilométer diagramszalagján

Ábra. 2. Lépjen profilt egy profilométer-diagram szalagra

Az RN1-660 Auger spektrométer nagyon széles tartományban teszi lehetővé a porlasztási sebesség változtatását: percenkénti tized nanométertől 100 nm/percig. Ezért, ha a sérült réteg mélysége kicsi, a szórási sebesség változása még a kémiai-dinamikus polírozás módszereiben is különbségeket tárhat fel.

A módszer metrológiai jellemzői

A krátermélység méréseinek véletlenszerű komponensének meghatározásához méréssorozatot végeztünk egy körülbelül 50 nm krátermélységű mintán. A profilométer nagyítását 1 000 000-szeresre állítottuk be. A mérési eredmények négyzetes szórásának értéke nem haladta meg az 1,00 nm-t. Emiatt egyetlen mérés hibájának véletlenszerű összetevője 0,95-ös konfidenciaszint mellett nem haladta meg a 4,00%-ot. A zavart réteg mélységének csökkenésével a hiba növekszik. A módszer azonban lehetővé teszi a sérült réteg mélységének meghatározását 1,00 nm értéktől kezdve. A polírozott szilícium ostyán a sérült réteg mélysége gyakorlatilag nem lehet kisebb, mivel a levegőben gyorsan 1,00-2,00 nm vastagságú természetes szilícium-oxid film képződik, amely szintén bejut a sérült rétegbe.

A sérült réteg mélysége az ismert permetezési mennyiségből határozható meg. Ehhez először ki kell választani a mintához az optimális szórási módokat, meg kell határozni ehhez a módhoz a permetezési mennyiséget, majd a fix permetezési módokat és a mennyiség értékét kell használni. A permetezési mennyiség kétféleképpen határozható meg:

Ismert vastagságú réteg szórásával. Például a szilícium-dioxid réteg vastagsága meglehetősen pontosan meghatározható ellipszometriával. Tekintettel arra, hogy a szilícium-dioxid porlasztási sebessége gyakorlatilag megegyezik a szilíciuméval, és a "szilícium-szilícium-dioxid" határfelület magabiztosan meghatározható egy Auger-spektrométeren, a porlasztási sebesség ebben az esetben meglehetősen pontosan meghatározható;

A szilícium lapka többszöri permetezésével, a lépcsők mélységének profilométeren történő mérésével és a porlasztási sebesség statisztikai adatfeldolgozással történő kiszámításával.

Kiderült, hogy nem szükséges folyamatosan a profilométert használni a méréshez

a zavart réteg mélysége. Elég, ha az Auger spektrométert egy ismert porlasztási sebességre hangoljuk, és a felvett profilból meghatározzuk a monokristályos szilícium eléréséhez szükséges időt, kiszámítjuk a sérült réteg mélységét.

Számos kísérletet végeztek az optimális permetezési sebesség meghatározására. A tesztek során az elektronágyú paramétereit változtatták: ionsugár áram, raszter (sweep), minta dőlésszöge. Ennek eredményeként a 2,2 nm/perc porlasztási sebességet választottuk. Ebben az esetben a porlasztási módok a következők voltak: raszter 3x3 mm2, gyorsító feszültség 3,5 kV, ionsugár áram 30 nA, szög az ionsugár és a minta felülete között 10°.

A károsodott réteg mélységének javasolt mennyiségi szabályozása a következő jellemzőkkel rendelkezik: a sérült réteg mélységének mérési tartománya 0,001-1,000 μm, mélységi felbontása 1000 nm-ig. Ez a módszer pásztázó szonda mikroszkóppal kombinálva is használható.

Kísérleti eredmények

és vita

Az Auger-elektronok hozamának a porlasztási időtől való függőségét két különböző üzemben gyártott, különböző felületkezelési móddal rendelkező szilíciumlapka esetén az ábra mutatja. 3.

Permetezési idő, min

Rizs. 3. Az Auger-elektronok számának függősége az 1., 2. számú lemezek porlasztási idejétől különböző utópolírozási módok után: 1. sz. - a lemez külföldi vállalkozásban készült; 2. szám - ugyanez Fehéroroszországban

Ábra. 3. Az Auger-elektronok mennyiségének függősége a porlasztási időtől az 1., 2. számú lapkáknál különböző végső polírozási módok után: 1. sz. - külföldi vállalkozásban gyártott lapka; No 2 - a Fehérorosz Köztársaságban gyártott ostya

és technológia. 15. évf., 4. szám (2016)

Adatelemzés Fig. A 3. ábra azt mutatja, hogy a sérült réteg mélysége nem tükrözi teljes mértékben a felület-előkészítés minőségét. A monokristályos szilícium eléréséhez szükséges idő az 1., 2. lapkák esetében azonos, és 1,75 percet tesz ki. Ez azt jelenti, hogy a sérült réteg mélysége a két lemez esetében azonos és 3,80 nm. Kiderült, hogy gyakorlatilag nincs különbség a lemezek között a sérült réteg mélységében. ábra adataiból. A 3. ábrából az következik, hogy a lemezek sérült rétegei eltérőek. Az 1. számú lemez sérült rétegének területén az Auger-elektron hozam intenzitása lényegesen nagyobb, és feltételezhető, hogy tökéletesebb a 2. számú lemezhez képest. Emiatt az Javasolták, hogy a felület-előkészítés minőségét a kapott porlasztási profilgörbe feletti területtel is értékeljék. A kimenő Auger elektronok számát célszerű előzetesen relatív értékre átszámítani. Ehhez el kell osztani az Auger-elektronok mért számát a monokristályos szilíciumból kilépő Auger-elektronok számával, majd ki kell számítani a területet. A számítások elvégzése után kiderül, hogy az 1. számú lemeznél a kapott szórási profilgörbe feletti terület 0,191 m2, a 2. számú lemeznél pedig 0,323 m2. Megállapítható, hogy az 1. számú lapka felületi minősége jobb, mint a 2. számú ostya. A megfelelő szubmikronos mikroáramkörök hozamának összehasonlítása azt mutatja, hogy az 1. csoportba tartozó ostyákon a megfelelőek hozama magasabb, mint a 2. 2. számú csoport, ami az ostyák felület-előkészítési minőségének különbségéből adódik.

Az Auger-spektroszkópia használata a szilíciumlapkák sérült rétegének mélységének mérésére csiszolás után és különösen vágás után több okból nem praktikus: először is drámaian meg kell növelni a porlasztás sebességét és idejét; másodszor, léteznek olyan módszerek a vágás és csiszolás után a sérült felületi réteg mélységének szabályozására, amelyek kevésbé munkaigényesek és kellően pontosak. A sérült réteg mélységének lemezről lemezre terjedésének meghatározása különböző ostyagyártóknál azt mutatta, hogy polírozott lemezeknél a sérült réteg mélységének minimális értéke 3 nm, a maximum pedig nem haladja meg a 100 nm-t.

■■ Tudomány

informatikai berendezések. 15. évf., 4. szám (2016)

1. A szilícium lapkák felületén lévő sérült réteg mélységének mérésére olyan módszert javasoltam, amely a szilícium felületi rétegek precíziós ionporlasztásával és az Auger-elektronok kibocsátásának intenzitásának rögzítésével végzett Auger spektrométer alkalmazásán alapul. A megsértések mélységének mérési tartománya 0,001-1,000 mikron. Mélységfelbontás 1000 nm.

2. A sérült réteg azonos mélységeiben javasolt a szilíciumlapka felület-előkészítésének minőségét a kapott porlasztási profilgörbe feletti területtel értékelni.

3. A módszer hatékonyan optimalizálja a mikroelektronikai gyártásban a szilícium lapkák befejező felület-előkészítési folyamatait, az optimális technológiai folyamatokat, és segít csökkenteni a technológiai anyagfelhasználást.

IRODALOM

1. Egykristályok mechanikai feldolgozása során a zavart rétegek ellenőrzésének módszerei / AI Tatarenkov [et al.]. Moszkva: Energija, 1978.64 p.

2. Luft, BD Félvezetők felületkezelésének fizikai és kémiai módszerei / BD Luft. M .: Rádió és kommunikáció, 1982.S. 16-18.

3. Vizsgálati módszer egy mechanikusan megmunkált szilicinszeletfelület kristálysérülésének mélységének mérésére szögpolírozással és hibamaratással: Standard SEMI MF950-1106 // Annual Book of ASTM Standard. USA: American Society for Testing and Materials, 1999. Vol. 10.05: Elektronika II (Elektromos szigetelés és elektronika). 315. o.

4. Vegyi kezelés az IC-technológiában / VP Vasilevich [et al.]. Polotsk: PSU, 2001.S. 174-185.

5. Berchenko, NN Elektronikus és ionos spektroszkópiai módszerek felületek és interfészek tanulmányozására félvezető elektronikában. 1. rész / N.N.Berchenko, N.R. Aigina // Külföldi elektronikai technológia. 1986. 9. szám (304). 86 s.

6. Berchenko, NN Elektronikus és ionos spektroszkópiai módszerek felületek és interfészek tanulmányozására félvezető elektronikában. 2. rész / N.N.Ber-chenko, N.R. Aigina // Külföldi elektronikai technológia. 1986. 10. szám (305). 85 s.

7. Holeva, LD Elektronikus spektroszkópiai módszerek az elektronikus technológia anyagainak elemzéséhez / LD Holeva, VS Shkirov // Külföldi elektronikai technológia. 1979. 4. szám (199). S. 3-33.

8. Módszer a sérült réteg mélységének mérésére szilícium félvezető lapka felületén: US Pat. 5907 Rep. Fehéroroszország, IPC C1 N 01 L 21/66 /

G. G. Chigir, L. P. Anufriev, V. A. Ukhov, L. P. Penkov; közzététel dátuma 2004.03.30.

9. Szilíciumlapkák felületi károsodási mélységének mérése Auger-spektroszkópiával és ionporlasztással / AS Turtsevich [et al.] // Szilárd test sugárzási fizikája: Tr. 20. Int. találkozók, 2010. július 6–8., Szevasztopol, Ukrajna. M .: NII PMT, 2010.T. 2.S. 556-562.

10. The Measurement of the Depth of the Depth of Damaged Layer on Surface of Silicon Wafers by Method of Auger Spec-troscopy / A. Turtsevich // New Electrical and Electronic Technologies and their Industrial Implementation (NEET 2013): Proceedings of the 8th International Conference, Zakopane, Lengyelország, 2013. június 18-21. Varsó: Pol. Acad. of Sciences, Inst. Fizika, 2014. 17. o.

11. A szilíciumlapkák felszínén lévő megszakadt réteg elemzése ionporlasztás és csigás spektroszkópia alapján / V. A. Solodukha // Új elektromos és elektronikus technológiák és ipari megvalósításuk: Proc. 9. Int. Konf. Zakopane, Lengyelország, 2015. június 23-26. Lublin: Lublini Műszaki Egyetem, 2015. 21. o.

Beérkezett: 2015. 09. 07. Nyomtatásra jóváhagyva 2015. 11. 08. Online közzétéve 2016. 07. 28.

1. Tatarenkov A. I., Enisherlova K. L., Rusak T. F., Grid-nev V. N. (1978) Methods for Control of Disarrayed Layers during Mechanical Machining of Mono-Crytals. Moszkva, Energia. 64 (oroszul).

2. Luft B. D. (1982) Physical and Chemical Methods for Machining of Semiconductor Surface. Moszkva, Radio i Svyaz, 16-18 (oroszul).

3. Szabványos SEMI MF950-1106. Tesztmódszer mechanikusan megmunkált szilíciumszelet felület kristálysérülési mélységének mérésére szögpolírozással és hibamaratással. Annual Book of ASTM Standard, 10.05. Elektronika II (Elektromos szigetelés és elektronika). American Society for Testing and Materials 1999, 315.

4. Vasziljevics V. P., Kisel A. M., Medvedeva A. B., Pleba-novich V. I., Rodionov Iu. A. (2001) Kémiai kezelés az IMS technológiában. Polotsk: Polotsk State University, 174-185 (oroszul).

5. Berchenko N. N., Aigina N. R. (1986) Methods for Electronic and Ionic Spectroscopy to Investigate Surface and Interfaces in Semiconductor Electronics. 1. rész. Zaru-bezhnaya Elektronnaya Tekhnika, 304 (9). 86 (oroszul).

6. Berchenko N. N., Aigina N. R. (1986) Methods for Electronic and Ionic Spectroscopy to Investigate Surface and Interfaces In Semiconductor Electronics. 2. rész. Zaru-bezhnaya Elektronnaya Tekhnika, 305 (10). 85 (oroszul).

7. Kholeva L. D., Shkirov V. S. (1979) Methods for Electronic Spectroscopy to Analyze Materials of Electronic Equipment. Zarubezhnaya Elektronnaya Tekhnika, 199 (4), 3-33 (oroszul).

8. Chigir G. G., Anufriev L. P., Ukhov V. A., Penkov L. P. (2004) Method for Measuring Depth of Disarrayed Layer on the Surface of Silicon Semiconductor Plate. A Belarusz Köztársaság 5907. számú szabadalma (orosz nyelven).

9. Turtsevich A. S., Shvedov S. V., Chigir G. G., Ukhov V. A. (2010) Measurement of Damage Depth on Silicon Plate Surface while Using Methods of Auger Spectroscopy and Ion Sputtering. Radiatsionnaia Fizika Tverdogo Tela: tr. 20-go Mezhdunar. Soveshchaniia. T. 2. Moszkva, Fejlett Anyagok és Technológiák Kutatóintézete, 556-562 (orosz nyelven).

10. Turtsevich (2014) Sérült réteg mélységének mérése szilíciumlapkák felületén Auger-spektroszkópiás módszerrel. Új elektromos és elektronikus technológiák és ipari megvalósításuk (NEET 2013): Proceedings of the 8th International Conference, Zakopane, Lengyelország, 2013. június 18-21. Varsó: Pol. Acad. of Sciences, Inst. fizika, 17.

11. Solodukha V. A., Shvedov S. V., Ponaryadov V. V., Pili-penko V. A., Chyhir R. R. (2015) Analysis of the Disrupted Layer on the Surface of the Silicon Wafers, Based on the Ion Sputtering and Auger Spectroscopy. Új elektromos és elektronikus technológiák és ipari megvalósításuk: Proc. 9. Int. Konf. Zakopane, Lengyelország, 2015. június 23-26. Lublin: Lublini Műszaki Egyetem, 21.

A jó minőségű eszközök és IC-k előállításához egységes félvezető lapkákra van szükség, amelyek felülete hiba- és szennyeződésmentes. A lemezek felületi rétegeiben nem lehetnek kristályszerkezeti zavarok. Nagyon szigorú követelményeket támasztanak a lemezek geometriai jellemzőivel, különösen a laposságukkal szemben. A felület síksága döntő jelentőségű az eszközszerkezetek optikai litográfiai módszerekkel történő kialakításában. A lemez geometriai paraméterei, mint az elhajlás, az oldalak párhuzamossága és a vastagságtűrés szintén fontosak. A nagyon kemény és törékeny félvezető anyagokat nem lehet megmunkálni a legtöbb hagyományos módszerrel, például esztergálással, marással, fúrással, lyukasztással stb. vagy szabad csiszolóanyagokkal.

A szükséges paraméterek biztosítására kidolgozásra kerültek a lemezgyártás alapvető technológiai műveletei. Az alapműveletek közé tartozik az egykristály előzetes előkészítése, ostyákra osztása, az ostya csiszolása, polírozása, letörés, ostya vegyi maratása, az ostya nem működő oldalának getterezése, az ostyák geometriájának és felületének ellenőrzése, ill. konténerekbe csomagolni.

A tuskó előzetes előkészítése a tuskó krisztallográfiai orientációjának meghatározásából, külső átmérőjének adott méretűre kalibrálásából, a sérült réteg légtelenítéséből, alap- és kiegészítő metszetek készítéséből, adott krisztallográfiai orientációjú végfelületek előkészítéséből áll. Ezután az öntvényt meghatározott vastagságú lemezekre osztják. Az utólagos köszörülés célja a vágott lemezek felületének kiegyenlítése, vastagságuk terjedésének csökkentése, egységes felület kialakítása. A lemezek éles szélein a letöréseket eltávolítják a vágás és köszörülés során keletkező forgácsok eltávolítása érdekében. Ezenkívül a lemezek éles szélei feszültségkoncentrátorok és potenciális szerkezeti hibák forrásai, amelyek a lemezek újrapozicionálásakor és mindenekelőtt a hőkezelések (oxidáció, diffúzió, epitaxia) során keletkezhetnek. A sérült felületközeli rétegeket vegyi maratással távolítják el, majd a lemezek mindkét oldalát, illetve azt az oldalt, amely az eszközszerkezetek gyártására szánják, polírozzák. Polírozás után a lemezeket megtisztítják a szennyeződésektől, ellenőrzik és csomagolják.

Az eszközök gyártása során a legelterjedtebb síktechnológiával és annak változataival a lemeznek csak az egyik, az úgynevezett munkaoldalát használják. Figyelembe véve a minőségi, hibamentes felületű ostyák elkészítésének jelentős munkaintenzitását és magas műveleti költségeit, az ostyák gyártásának egyes lehetőségei az oldalak aszimmetrikus, azaz egyenlőtlen feldolgozását biztosítják. A lemez nem működő oldalán egy 5-10 mikron vastagságú szerkezetileg deformált réteget hagynak, amely getter tulajdonságokkal rendelkezik, vagyis képes a félvezető eszköz testéből gőzt és gázt elnyelni. miután a nagyon fejlett felület miatt le van zárva. Az ostya munkafelülete felé eső réteg diszlokációs szerkezete képes magához vonzani és megtartani a szerkezeti hibákat a félvezető kristály nagy részéből, ami jelentősen növeli a megbízhatóságot és javítja az eszközök elektromos paramétereit. A lemezek oldalainak aszimmetrikus megmunkálása azonban a hajlítás veszélyét okozza. Ezért a nem működő oldalon a jogsértések mélységét szigorúan ellenőrizni kell.

A szabványos méretű lapkák félvezetőgyártásban történő alkalmazása lehetővé teszi a berendezések és szerszámok egységesítését minden műveletben, a megmunkálástól a kész szerkezetek paramétereinek ellenőrzéséig. A hazai és külföldi iparban 40, 60, 76, 100, 125, 150 és 200 mm átmérőjű lemezeket használtak. Adott átmérőjű lemez előállításához a kinőtt egykristályos vezetőtömböt kalibrálják.

Az egykristály adott krisztallográfiai síkjának tájolása vagy keresése, és e sík helyzetének meghatározása a tuskó végéhez képest speciális berendezéssel optikai vagy röntgen módszerekkel történik. Az egykristályok orientációjának optikai módszere a maratott felületek azon tulajdonságán alapul, hogy a fénysugarakat szigorúan meghatározott irányban verik vissza. Ebben az esetben a visszaverő sík mindig egybeesik a (111) típusú krisztallográfiai síkokkal. A tuskó végének eltérése a krisztallográfiai síktól (111) a matt ernyőn visszavert nyaláb eltéréséhez vezet, amelyet a végnek a (111) síktól való téves tájolási szöge jellemez. A visszavert nyaláb fényfigurákat képez a képernyőn, amelyek alakját a tuskó végén szelektív maratással maratott gödrök konfigurációja határozza meg. Egy tipikus világos alak az irányított tuskó esetében egy háromkaréjos csillag, és egy négykaréjos csillag az irányított növekedésű rúd esetében.

A kalibrálást külső körköszörülés módszerével végezzük gyémánt korongokkal fémkötésen (1.1. ábra). Ugyanakkor univerzális hengeres csiszológépeket és speciális gépeket is használnak, amelyek lehetővé teszik a kalibrálást alacsony radiális vágóerővel. Ha egy univerzális hengeres csiszológépen egy szilícium ingot kalibrálásakor a sérült réteg mélysége eléri a 150-250 mikront, akkor speciális gépek használata biztosítja a sérült réteg mélységének 50-80 mikronra történő csökkentését. A kalibrálást leggyakrabban több lépésben hajtják végre. Először az első nagyolási lépéseknél a fő ráhagyást 160-250 mikron szemcseméretű gyémánt kerekekkel távolítják el, majd a simítást 40-63 mikron szemcseméretű gyémánt kerekekkel végzik.

1.1 ábra - A tuskó kalibrálásának sémája

A hengeres felület kalibrálása után az alap és a további (jelölő) szakaszok készülnek a tuskón. Az alapvágás a lemezek tájolását és pozícionálását szolgálja a fotolitográfiai műveleteknél. A további szeletek az ostyák krisztallográfiai orientációját és a félvezető anyagok vezetőképességének típusát jelzik. Az alap és a kiegészítő vágások szélessége szabályozott, és a tuskó átmérőjétől függ. Az alap- és kiegészítő vágásokat felületi csiszológépeken, a GOST 16172-80 szerinti gyémánt csészekorongokkal vagy a GOST 16167-80 szerinti egyenes profilú korongokkal végezzük. A körökben lévő gyémántpor szemcsemérete 40 / 28-63 / 50 mikron tartományban van kiválasztva. Egy vagy több tuskót egy speciális eszközben rögzítenek, a kívánt krisztallográfiai síkot a gépasztal felületével párhuzamosan orientálva. Vágófolyadékot (pl. vizet) juttatnak a feldolgozó zónába.

A metszeteket síkvizes gépeken is lehet készíteni 20-40 mikron szemcseméretű szilícium-karbid vagy bór-karbid alapú csiszolószuszpenzióval. A szabad csiszolócsiszolás csökkenti a sérült réteg mélységét, ugyanakkor csökken a feldolgozási sebesség. Ezért az iparban a legelterjedtebb a hengeres felületek köszörülése és gyémánt korongokkal történő vágása.

Az őrlés után a tuskót salétromsav, hidrogén-fluorid és ecetsav polírozó keverékébe marják, eltávolítva a sérült réteget. Általában 0,2-1,0 mm vastagságú réteget marnak. Kalibrálás és maratás után a tuskó átmérőjének tűréshatára 0,5 mm. Például egy 60 mm névleges (cél) átmérőjű tuskó tényleges átmérője 59,5-60,5 mm lehet.

A félvezető egykristályok ipari gyártása a hengeres alakhoz közeli tuskók növesztése, amelyeket blankokra-ostyákra kell osztani. A bugák lemezekre osztásának számos módszere közül (vágás belső vagy külső vágóéles gyémánt korongokkal, elektrokémiai, lézersugár, kémiai maratás, penge- vagy huzalkészlet, végtelenített szalag stb.), vágás gyémánt kerekekkel belső vágóél jelenleg a legszélesebb körben használt.(AKVR), vászonkészlet és végtelen vezeték.

Az AKVP biztosítja a kellően nagy átmérőjű (legfeljebb 200 mm-es) bugák szétválasztását, magas termelékenységgel, pontossággal és a drága félvezető anyagok alacsony veszteségével. Az AKVR kör egy 0,05-0,2 mm vastagságú fém gyűrű alakú test, melynek belső szélére gyémántszemcsék vannak rögzítve, amelyek vágást végeznek. A karosszéria kiváló minőségű korrózióálló króm-nikkel acélból készül, keményedő ötvöző adalékokkal. A hazai iparban 12X18H10T minőségű acélt használnak házakhoz. A belső élre rögzített gyémántszemcsék méretét a vágandó félvezető anyag fizikai és mechanikai tulajdonságaitól függően választjuk meg (keménység, ridegség, tapadási képesség, azaz a vágóélhez való tapadás). A szilícium vágásához általában 40-60 mikron fő frakciójú gyémántszemcséket célszerű használni. A szemcséknek elég erősnek kell lenniük, és a hagyományos kristályokhoz hasonló alakúaknak kell lenniük. A germániumot és a viszonylag lágy, А 3 В 5 típusú félvezető vegyületeket (gallium-arzenid, indium-arzenid, indium-antimonid, gallium-foszfid stb.) gyémántokkal kell vágni, amelyek fő frakciójának szemcsemérete 28-40 mikron. E szemcsék szilárdsági követelményei nem olyan magasak, mint a szilícium vágásakor. A zafír, korund, kvarc egykristályait, a legtöbb gránátot nagy szilárdságú kristályos gyémántok választják el, amelyek fő frakciójának szemcsemérete 80-125 mikron.

A tuskó jó minőségű lemezekre osztásának előfeltétele az AKBP kör helyes felszerelése és rögzítése. A keréktest anyagának nagy szilárdsága és jelentős nyúlási képessége lehetővé teszi a kerék kellő merevséggel történő felhúzását a dobra. A kerék keménysége közvetlenül befolyásolja a betétek felületének pontosságát és minőségét, a kerék élettartamát, azaz élettartamát és a bevágást. Az elégtelen merevség a lemezek geometriájának hibáihoz (nem síkság, elhajlás, vastagság szétterülése) és a vágásszélesség növekedéséhez vezet, a túlzott merevség pedig a kerék gyors meghibásodásához vezet a karosszéria szakadása miatt.

A belső gyémánt vágóéles fémkoronggal (1.2. ábra) az egykristályok ostyára vágási módszere gyakorlatilag felváltotta az összes korábban alkalmazott vágási módot: a külső gyémánt vágóélű korongokat, a pengéket és a huzalt csiszolófelfüggesztéssel. Ez a módszer a legelterjedtebb, mert kisebb vágásszélesség mellett nagyobb termelékenységet biztosít, aminek következtében a félvezető anyag vesztesége közel 60%-kal csökken a külső vágóéltárcsával történő vágáshoz képest.

A gép vágószerszáma egy vékony (0,1-0,15 mm vastag) fémgyűrű, a 3 furat szélére 40-60 mikron méretű gyémántszemcséket hordanak fel. A 2 kört megfeszítjük és az 1 dobon rögzítjük, amelyet a tengelye körül forgásba hozunk. A 4 tömböt az AKVR kör belső furatába olyan távolságban vezetik be, amely megegyezik a megadott lemezvastagság és a vágásszélesség összegével. Ezt követően a tuskó egyenes vonalúan elmozdul a forgó körhöz képest, aminek következtében a lemez levágódik.

A 6 vágott lemez beleeshet a 7 gyűjtőtálcába, vagy az 5 tüskén lévő tuskó ragasztómasztixel történő teljes levágása után megtartható. A tuskó átvágása után visszahúzódik eredeti helyzetébe és a kör elhagyja a kialakított rést. Ezután a tömböt ismét egy előre meghatározott lépésre mozgatják a kör belső furatába, és megismétlik a lemez vágási ciklusát.

A szerszámot egy 3-5 ezer ford./perc fordulatszámmal forgó orsó végén csavarokkal rögzítjük a dobhoz (1.3. ábra) az egyiken gömb alakú kiemelkedésű, a másikon megfelelő üreges gyűrűk segítségével, amely biztosítja a szükséges lemez előtöltés. A tárcsa végső feszességét a / dobra szerelve biztosítjuk. A 7 rögzítőcsavarok csökkentik a váll közötti hézagot 2 1. dob és befogás

1.2. ábra - Vágási séma koronggal 1.3. ábra - Rögzítési dob

belső gyémánt pengével

gyűrűk 5 . Ebben az esetben a 6 vágótárcsa felfekszik a dob 4 támasztónyúlványára, és sugárirányban megfeszül. Az alátéteket a szorítógyűrűk és a dobperem közé kell felszerelni 3 , amelyek korlátozzák a gyűrűk mozgását 5 és megakadályozza a lemez szétrepedését a túlzott feszültség miatt. A tárcsa egyenletes feszességét a 7 átmérőjű csavarok egymás utáni fokozatos meghúzásával érik el. Egyes géptípusokon, például az "Almaz-BM" esetében a tárcsa tömítettségét folyadék (például glicerin) szivattyúzásával biztosítják. a szorítógyűrűk közötti üreg.

A jelenleg gyártott félvezető tuskóvágó gépek minden típusú szerkezeti elrendezése három csoportra osztható:

Vízszintes orsóval és csúszkával, amely a tömb diszkrét mozgását is végrehajtja a vágott lemez vastagsága és a vágási előtolás által (1.4. ábra, a);

Függőleges orsóval és támasztékkal, amely a tömb diszkrét mozgását is végrehajtja a vágott lemez vastagságáig, és a forgácsoló előtolást (1.4. ábra, b);

Vízszintes orsóval, amely egy bizonyos tengely körüli lengetéssel táplálja a vágást, és egy támasztékkal, amely csak diszkréten tolja el a tömböt a vágott lemez vastagságáig (1.4. ábra, c).

Az első típusú szerszámgépek, amelyek magukban foglalják a 2405, "Almaz-4", T5-21 és T5-23 modelleket, korábban jelentek meg az iparban, mint mások, és a legelterjedtebbek. Ilyen elrendezésnél a vízszintesen elhelyezett orsó viszonylag kis átmérőjű csapágyakban forog, amivel viszonylag könnyen biztosítható az egység szükséges forgási sebessége, pontossága és rezgésállósága. Az ilyen típusú gépelrendezés hátránya a csúszóvezetők meglehetősen intenzív kopása, és ennek következtében a pontosság csökkenése.

1.4 ábra - A belső vágóéllel rendelkező gyémánt kerekes tuskóvágó gépek szerkezeti elrendezésének diagramjai:

1 - ékszíj sebességváltó; 2 - orsótengely; 3 - csapágy; 4 - dob;

5 - gyémánt lemez; 6 - rúd; 7 - tartó; 8 - forgókar; 9 - tengely

A vágott félvezető lapkák szükséges geometriai méretei, síkpárhuzamossága és a megadott méreteknek való megfelelés biztosítása, valamint a sérült réteg mélységének csökkentése érdekében az ostyákat köszörülésnek és polírozásnak vetik alá. A köszörülési eljárás a lemezek kemény simítótárcsákon - csiszolókorongokon (öntöttvasból, üvegből, sárgarézből stb.) 28-3 mikron szemcseméretű csiszoló mikroporral vagy 120-as szemcseméretű gyémánt csiszolókoronggal. 5 mikronig. A lemezek alakjának hibáit (nem lapos, ékszerű stb.), amelyek a tuskó vágása során keletkeznek, a csiszolás során kijavítják. A köszörülés eredményeként megfelelő geometriai alakú, felületi érdességű lemezeket kapunk. A 0,32-0,4 mikron.

Az 1.5. ábra a köszörűgépek osztályozását mutatja Az ostya- és kristálycsiszológépek a következő alapelemekből épülnek fel. Az üvegből vagy öntöttvas csiszolókorongon három kerek elválasztó található - lyukakkal (résekkel) ellátott kazetták a félvezető lapkák betöltésére. A csiszolószuszpenzió folyamatosan kerül a korongba a csiszolási folyamat során. Amikor a köszörűkorong forog, a kazettás leválasztók görgők segítségével a tengelyük körül forognak a köszörű sugara mentén, különböző kerületi sebességekből fellépő erő hatására. A kazettás leválasztó résbe töltött lemezek a köszörülés során összetett mozgást végeznek, amely a köszörűkorong forgásából, a kazettaleválasztó elforgatásából és a lemezek elválasztóülésen belüli elforgatásából áll.

1.5 ábra - A köszörűgépek osztályozása

Egy ilyen mozgás lehetővé teszi, hogy egy anyagréteget egyenletesen távolítsunk el a lemez teljes síkjából, a félvezető eszközökhöz elegendő síkpárhuzamosság és pontosság mellett. A vastagság szórás a lemezen 0,005-0,008 mm, a síkpárhuzamosság pedig 0,003-0,004 mm. A vezetőképes anyag csiszolása a csiszolószemcsék szilárdságától függ: például azonos szemcseméret mellett a mélyebb hornyok nagyobb mikrokeménységű csiszolóanyagokat adnak. Ezért a feldolgozandó anyag tulajdonságaitól, a felületi tisztaság mértékétől és a rendeltetéstől függően megfelelő finomságú csiszolóanyagot kell választani. A félvezető anyag kristályainak szinte kezdeti őrlését durván eloszlatott bór-karbid porokkal végezzük, majd - M14, M10, Ml5 szemcseméretű elektrokorund vagy szilícium-karbid porokkal hozzák a kívánt méretre és a kívánt felületi tisztaságra. Köszörüléskor a használt csiszolóanyag mikrokeménysége 2 legyen - 3-szor nagyobb, mint a csiszolóanyag mikrokeménysége. Ennek a követelménynek megfelel a timföld, a zöld szilícium-karbid, a bór-karbid, a gyémánt. A csiszolókorongokkal ellátott felső orsók forgási frekvenciája 2400 ford./perc, a rájuk rögzített megmunkálható lemezekkel ellátott csiszolóasztaloké 350 ford./perc. Általában az egyik pozíciót az előcsiszoláshoz, a másikat pedig a simításhoz használják. A kereket az orsó súlya táplálja. Az 1.4. ábra a beszúrós köszörülés diagramját mutatja.

1-3 - csiszolókorongok; 4-6- feldolgozott lemezek; 7- asztal

1.6. ábra - Merülő köszörülési séma

Az 1.7. ábra egy lemezes csiszolókorong megjelenését mutatja.

A lemezek polírozására ugyanazok a gépek használhatók, mint a csiszolásra. Ehhez köszörűkön mintákat készítenek külső és belső acélgyűrűk segítségével. 4 velúrt húznak rájuk. A felső köszörűn és a velúron lyukak találhatók a csiszolószuszpenziónak a polírozási zónába történő adagolásához.

A polírozás lehet:

- mechanikai, ami főként a csiszolószemcsés mikrovágás, képlékeny alakváltozás és simítás miatt következik be;

- kémiai-mechanikai, amelyben a kezelt felületről az anyag eltávolítása elsősorban a kémiai reakciók eredményeként kialakult lágy filmek mechanikai eltávolítása miatt történik. A kémiai-mechanikus polírozáshoz valamivel nagyobb nyomóerő szükséges a munkadarabnak a polírozópárnához, mint a mechanikus polírozásnál. A félvezető lapkák egyoldali polírozására szolgáló félautomata berendezés diagramja az 1.8. ábrán látható. asztal 4, amelyen a kivehető polírozópárna található 8, 87 ± 10 ford./perc frekvenciával hajtja meg a 7 villanymotor ékszíjas sebességváltón keresztül 6 és egy kétfokozatú sebességváltó 5.

1.7 ábra - A csiszolókorong külső képe

1.8 ábra - Lemezek félautomata egyoldali polírozásának sémája.

A gépágy felső részén négy pneumatikus henger található, a rudakon 2 amelyekből a nyomótárcsák csuklósan vannak 3. A pneumatikus hengerek szükség szerint emelik, süllyesztik és nyomják a lemezeket a polírozópárnához. A csuklós szorítótárcsák a ráragasztott lemezekkel lehetővé teszik, hogy szorosan illeszkedjenek (önbe igazodjanak) a polírozó alátéthez, és saját tengelyük körül forogjanak, így biztosítva a polírozott lemezek komplex mozgását. A gép lehetővé teszi a 100 mm átmérőjű lemezek feldolgozását, és biztosítja a megmunkált felület érdességét a tizennegyedik osztálynak megfelelően.

A félvezető lapkák éleinek letörését többféle célból hajtják végre. Először is, a lemezek éles szélein lévő forgácsok eltávolítására, amelyek a vágás és csiszolás során keletkeznek. Másodszor, hogy megakadályozzák a forgácsok lehetséges képződését az eszközszerkezetek kialakításához közvetlenül kapcsolódó műveletek végrehajtása során. A forgács, mint ismeretes, a magas hőmérsékletű kezelések során a lemezek szerkezeti hibáinak forrásaként szolgálhat, és a lemezek meghibásodásának oka lehet. Harmadszor, hogy megakadályozzák a technológiai folyadékok (fotorezisztek, lakkok) vastagodó rétegeinek képződését a lemezek szélein, amelyek a keményedés után sértik a felület síkságát. A lemezek szélein ugyanazok a megvastagodások keletkeznek, amikor félvezető anyagok és dielektrikumok rétegei kerülnek a felületükre.

A letöréseket mechanikusan (csiszolás és polírozás), kémiai vagy plazmakémiai maratással alakítják ki. A letörések plazmakémiai maratása azon a tényen alapszik, hogy a plazmában az éles peremek nagyobb arányban permeteznek, mint a lemezek más területei, mivel az éles széleken sokkal nagyobb az elektromos térerősség. Ily módon 50-100 mikronnál nem nagyobb görbületi sugarú letörést kaphat. A kémiai maratással nagyobb letörési sugarat biztosítanak, azonban mind a kémiai, mind a plazmakémiai maratás nem teszi lehetővé különböző profilú letörések gyártását. Ezenkívül a maratás egy rosszul szabályozott és ellenőrzött eljárás, ami korlátozza széles körű ipari alkalmazását. A gyártás során leggyakrabban a profilos gyémánt kerékkel történő letörések kialakításának módszerét használják. Ily módon különféle formájú letörések készíthetők (1.9. ábra, a-c). A gyakorlatban leggyakrabban letöréseket alakítanak ki, amelyek alakját az 1. ábra mutatja. 1.9, a. A feldolgozás során a lemezt a gép vákuumasztalára rögzítik és a tengelye körül forog. A lemez forgási frekvenciája 10-20 ford./perc, a gyémántkerék 4000-10000 ford./perc. A gyémántkorongot 0,4-0,7 N erővel a lemezhez nyomják. A kerék forgástengelyét a vákuumasztal forgástengelyéhez képest elmozdítják úgy, hogy a félvezető vegyületek feldolgozása 1,5-os nyomáson köszörüljön. 2,5-szer kevesebb, mint a szilíciumé. A csiszolás során a lemezeket időszakonként szemrevételezésnek és vastagságellenőrzésnek vetik alá.

1.9. ábra - Letörések fajtái

A mechanikai feldolgozást követően a félvezető lapkák felületén lévő kristályrács tönkremegy, repedések, kockázatok jelennek meg az anyagban, különböző szennyeződések. A félvezető anyag sérült felületi rétegének eltávolítására kémiai maratást alkalmaznak, amely akkor történik, amikor a hordozó érintkezik folyékony vagy gáznemű közeggel.

A kémiai maratási folyamat egy folyékony maratószer kémiai reakciója az ostyaanyaggal, hogy oldható vegyületet képezzenek, majd eltávolítsák azt. A félvezetőgyártás technológiájában a kémiai kezelést általában maratással, a kémiai-dinamikus kezelést pedig polírozó maratással szokás nevezni. A félvezető anyagok kémiai maratását végezzük a sérült réteg eltávolítása érdekében. Jellemzője a megnövekedett maratási sebesség a kristályszerkezeti zavar helyein. A kémiai-dinamikus maratásnál vékonyabb rétegeket távolítanak el, mivel célja magas tisztasági osztályú sima felület kialakítása a lemezen. A maratószer összetételét úgy választják meg, hogy teljesen elnyomja a szelektív maratási képességét. A kémiai feldolgozási folyamatok nagymértékben függnek a hőmérséklettől, a koncentrációtól és a reagens tisztaságától. Ezért a vegyi feldolgozó berendezések tervezése során törekednek a folyamat fő paramétereinek stabilizálására, és ezáltal a magas minőségű maratásra.

A munkakamrák gyártásához használt anyagoknak ellenállónak kell lenniük a felhasznált reagensekkel szemben, és az alkalmazott automatizálási berendezéseknek vagy érzéketleneknek (például pneumatikus vagy hidroautomatikus), vagy jól védettnek kell lenniük az agresszív reagensgőzök hatásaitól elektroautomatika).

A PVHO-GK60-1 típusú lemezek vegyi maratására szolgáló berendezés látható az ábrán. 1.10, és a munkatestek berendezésének diagramja az ábrán látható. 1.11.

1.10 ábra – Telepítés PVKHO-GK60-1 típusú lemezek vegyi maratásához:

1.11 ábra - A PVHO-GK60-1 berendezés munkatesteinek diagramja

Három munkafürdő van felszerelve a munkaasztalra a porálló kamrában 1 -3. A fürdőben a szilícium ostyákat hideg vagy forró savakba, vagy szerves oldószerekbe merítve dolgozzák fel. A fürdő fedelét a feldolgozás során hermetikusan lezárják. A feldolgozás csoportos módszerrel történik, mérettől függően 40-60 lemezes kazettákban. A kádkazettából 6 áthelyezték a fürdőbe 2 ioncserélt vízzel való tisztításhoz. A mosás mértékét a készülék az ionmentesített víz ellenállásának különbsége szerint szabályozza a fürdő bemeneténél és kimeneténél. Utána a fürdőben 3 tányérok, 10 db. ecsettel dolgozzuk fel 4 és centrifugában szárítjuk 5.

A kémiai-dinamikus, vagy polírozó maratást olyan eszközzel végezzük, melynek diagramja az 1.12. ábrán látható. Lényege, hogy a maratószert közvetlenül a megmunkált lemez felületén aktívan elkeverik. Ez biztosítja a reakciótermékek gyors eltávolítását, a maratószer új adagjainak egyenletes ellátását, összetételének változatlanságát és a termikus feldolgozási rendszer állandóságát.

PTFE dobba 2, a normálhoz képest ferde tengelyen forgatva 15-45°-os szögben öntsön egy adag maratószert 3 . A megmunkált 4 lemezeket az 5 fluoroplasztikus tárcsákra ragasztják, amelyeket a dob alján helyeznek el úgy, hogy a lemezek felfelé nézzenek. A dobot egy villanymotor hajtja 120 ford./perc fordulatszámú sebességváltón keresztül. Ebben az esetben az 5 korongok a fala mentén gördülnek, biztosítva a maratóanyag jó keveredését és megteremtve az egyenletes maratáshoz szükséges feltételeket.

1.12. ábra - A polírozó maratási séma

A szilícium polírozására elektrokémiai polírozást is alkalmaznak, amely egy félvezető anódos oxidációján alapul, amelyet az oxidfilmre gyakorolt ​​mechanikai hatások kísérnek.

A feldolgozott lemezek felületi minőségét a sérült réteg érdessége és mélysége határozza meg. Vágás, csiszolás és polírozás után a lemezeket lemossák. A lemezek felületének állapotát vizuálisan vagy mikroszkóp alatt ellenőrizzük. Ezzel egyidejűleg ellenőrzik, hogy a felületen vannak-e karcolások, nyomok, forgácsok, szennyeződések és kémiailag aktív anyagok hatásának nyomai.

Az irányítást minden létesítményben egy kezelő végzi, például MBS-1, MBS-2 típusú (88-szoros nagyítású) vagy MIM-7 (1440-szeres nagyítású) mikroszkópok segítségével. Az MBS-1 mikroszkóp a megvilágító speciális eszközének köszönhetően lehetővé teszi a felület megfigyelését a különböző szögekből eső fénysugarakban. A MIM-7 mikroszkópon világos és sötét mezőben is megfigyelheti a felületet. Mindkét mikroszkóp lehetővé teszi a felületi károsodás mértékének mérését speciálisan rögzített szemlencsekkel. A lemezek vizuális ellenőrzésére szolgáló berendezésekben a lemezek betáplálása a kazettáról a mikroszkóp alatti színpadra automatizált, és a vezérlés után a megfelelő osztályozó kazettába történő visszavezetése történik. Néha kivetítőt használnak optikai mikroszkóp helyett, hogy csökkentsék a kezelő fáradtságát.

A felület érdességét a GOST 2789-73 szerint az R a profil számtani átlagos eltérésével vagy az R z mikroérdesség magasságával becsülik meg. . A GOST a felületi érdesség 14 osztályát állapítja meg. 6–12 érdességfokozat esetén a fő skála: R a , és az 1-5. és 13-14. - az R z skála . Az érdesség mérése egy vizuálisan meghatározott irányban történik, amely megfelel az R a és R z legnagyobb értékeinek .

A mérésekhez használjon szabványos profilográfokat-profilométereket, vagy egy összehasonlító mikroszkóp segítségével a feldolgozott lemez felületét vizuálisan hasonlítja össze a standarddal. A modern profilográf-profilométer egy univerzális, rendkívül érzékeny elektromechanikus érintőkészülék, amelyet fémes és nem fémes felületek hullámosságának és érdességének mérésére terveztek. A készülék működési elve, hogy a 10 mikron görbületi sugarú tapintótű oszcilláló mozgásai feszültségváltozásokat okoznak, melyeket az olvasókészülék rögzít. A készülék rögzítő mechanizmussal is rendelkezik, és felületi profilogramot is tud készíteni. Érintésmentes mérésekhez a MII-4 és MII-11 mikrointerferométereket Rz - 0,005-1 µm mérési tartománnyal, valamint atomerőmikroszkópokat használnak.

A lemez megmunkált felületének minőségi kritériumai közé tartozik annak a rétegnek a vastagsága, amelyben a félvezető kristályrácsa mechanikai kezelés következtében megsérül. A sérült réteg vastagsága a feldolgozáshoz használt csiszolópor szemcseméretétől függ, és megközelítőleg a következő képlettel határozható meg:

H=K∙ d, (1,1)

ahol d a szemcseméret; NAK NEK- tapasztalati együttható ( K= 1,7 Si esetén; K= 2,2 Ge esetén).

A sérült réteg vastagságát csak a lemezek megmunkálási technológiájának hibakeresési folyamatában határozzák meg. A sérült réteg vastagságának meghatározására a legegyszerűbb és legkényelmesebb módszer a felület mikroszkópos szemrevételezése a szelektív maratást követően.

A lemezek vastagságának, nem laposságának, párhuzamosságának és elhajlásának szabályozására szabványos mérőműszereket használnak, például mérőórákat vagy más hasonló, 0,001 mm-es beosztású kar-mechanikus eszközöket. Az utóbbi időben egyre gyakrabban használnak érintésmentes pneumatikus vagy kapacitív érzékelőket a lemezek geometriai paramétereinek szabályozására. Segítségükkel gyorsan elvégezhetők a mérések anélkül, hogy a lemezt szennyeződés vagy mechanikai sérülés veszélye fenyegeti.

UNION OF SOVIET OTSIALLISTIC PUBLIC (51) 4 WITH 01 V 5 (p) yu h Ya BR SANI K SZERZŐI HATÓSÁGOK 11 31 et al, Layer method with less monocrystal 978 MÉLYSÉG A FOLYAMATOTT RÉTEG TÉNYÉVEL hogy a pontosság növelése érdekében vékony metszet, profil, gramm felület rögzítése, maratás előtt egy vékony metszet felületének profilogramja rögzítésre kerüljön abban az irányban, amely az első profilogram vetülete vékony metszet felületére abban a koordinátarendszerben, hogy a maratást izotróp maratószerrel végezzük, a maratás után a maratott metszet felületének profilogramját rögzítjük ugyanabban az irányban és ugyanabban. koordinátarendszer, mint az előző profilogramoknál, és a harmadik profilogramon keresse meg a zavart réteg határát abban a pontban, amelyen túl a második és a harmadik profilogram egyenlő távolságra van, 1174726 a felszíntől való távolságot, a többi zóna egyikét: dombormű, törött, képlékeny deformációk, rugalmas deformációk fokozott sűrűséggel. 1 A diszlokációk száma Egy tárgy kezelt felülete sérült rétegének mélységének meghatározására ismert módszer, amely abból áll, hogy a tárgyból 15 másodperces vékony metszetet készítünk, a vékony metszet felületét maratjuk, megtaláljuk. a bolygatott réteg határa és a sérült réteg mélységének meghatározása a helyzetével, 20 Az ismert módszernél a metszet felületének maratását dekódoló maratószerrel szelektíven, a szerkezet feltárásáig végezzük shpifa, aoprs: a bevezetés A bontott és sértetlen szerkezet határvonalainak vizsgálata egy maratott metszeten vizuálisan történik. A bolygatott réteg mélységét a ferde szakasznak a kezelt felülethez viszonyított dőlésszögének figyelembevételével határozzuk meg Ya. 3 Az ismert módszer hátránya, hogy a zavart réteg mélysége a szemrevételezésből adódóan alacsony pontosságú. a törött és az ép szerkezet közötti átmenet vonalának metszetének elhelyezkedése A tárgy kezelt felülete sérült rétegének mélységének meghatározására szolgáló módszer, amely abból áll, hogy a tárgyból metszetet készítünk, a felületet maratjuk a szelvénynek a sérült réteg határvonalát megtalálva és a sérült réteg elhelyezkedésével meghatározva a sérült réteg mélységét, maratás előtt a felületről 50 profilogramot rögzíteni, a szelvény felületéről profilogramot rögzíteni abban az irányban, amely a szelvény vetülete. az első profilogram a vékony metszet felületén ugyanabban az 55 koordinátarendszerben, a maratást izotróp maratószerrel végezzük, a maratást követően a felület profilogramját rögzítjük ugyanabban az irányban és ugyanabban a koordinátarendszerben maratott vékony metszet, mint az előző profilogramokon, és a zavart réteg határa a harmadik profilogramon azon a ponton található, amelyen túl a második és a harmadik profilogram egyenlő távolságra van. ÁBRA. a tárgy egy részének izometrikus képét adjuk meg, amelynél meghatározzuk a kezelt felület sérült rétegének mélységét, jelezve a ferde metszet felületeit és a metszet maratás utáni felületét; a 2. ábrán - AA metszet az 1. ábrán. A módszert a következőképpen hajtjuk végre: Az objektum kezelt felületén 1, amelynél meghatározzuk a zavart réteg mélységét, profilogramot készítünk 2. Ezután egy ferde felületet készítünk. vékony metszet készül a tárgyon, melynek felülete 3 ismert szöget zár be a kezelt 1 felülethez képest, A metszetet kímélő polírozással nyerjük. Profilogramot rögzítenek. A vékony metszet 3 felületének 4. ábrája abban az irányban, amely a 2 profilogramnak a vékony metszet 3 felületére vetülete ugyanabban a koordinátarendszerben. A 4. profilogram rögzítésekor a felvétel egy része az 1. felület mentén történik úgy, hogy az egybeessen a 2. profilogram rögzítésével. 3 szakaszos metszet felületének maratása izotróp maratószerrel a méréshez rendelkezésre álló réteg maratásához szükségesnél nem rövidebb ideig Az izotróp maratás tulajdonsága a minden irányban egyenlő maratási sebesség (az anizotróp tulajdonságoktól függetlenül) Az anyag szerkezetének megsértésének mértékétől függően csak stabilizált maratási körülmények között változik. Az anyag maratási sebessége egyenesen arányos szerkezetének megsértésének mértékével. A maratást követően az 5. felületet kapjuk, amelyre a 6. profilogramot ugyanabban az irányban és koordinátarendszerben rögzítjük, mint az előző 2. és 4. Felület. az 1. terület, amelyen a 2, 4 és 6 profilogramokat rögzítették, bevonattal védik a maratással szemben, amelyet a 6. profilogram eltávolítása előtt eltávolítanak. Továbbá mindhárom kapott 2., 4. és 6. profilogramot kombinálják, miközben a kereset Az 1 felület, amely mindhárom 2, 4 és 6 profilogramon azonos, és a 6 profilogram határozza meg az a pontot, amely a sérült réteg és az ép szerkezet közötti 7 határon fekszik. Az a pont a 74726 4 helye a 6 profilogramon, amely után a 4. és 6. profilogramok egyenlő távolságú görbéket követnek. A ponttól az 1. felületig mérjük a legrövidebb távolságot, amelyet a 2. profilogram jelez, és ebből a távolságból a profilfelvétel léptékének figyelembevételével meghatározzuk a zavart réteg mélységét.

Alkalmazás

3696760, 28.10.1983

PYA R-6028 VÁLLALAT, KIEVSKIJ A LENIN MŰSZAKI INTÉZET RENDJE IM. A NAGY OKTÓBERI SZOCIALISTA FORRADALOM 50. ÉVFORDULÓJA

NIKULIN ALEXANDER FEDOROVICH

IPC / Címkék

Referencia kód

Módszer a. f. Nikulin a tárgy kezelt felülete zavart rétegének mélységének meghatározására

Hasonló szabadalmak

Az 1 fogaslécek 2, szabad állapotban támaszkodnak a 8 rögzítőelemekre. Az 1 fogaslécek tartófelülete két azonos sugarú domború 9 és 10 részből áll, amelyek simán konjugálnak a 2 horony oldalaihoz. A csapágy kivitelezése Az 1 fogaslécek felületei két, azonos sugarú konvex 9 és 10 szakasz formájában biztosítják a készülék pontos felszerelését mind sík felületen, mind hengeres felületen a henger generátora mentén, és a mérőelem kivitelezését a hengerben. két hengeres támasztékkal ellátott csonkakúp formája fokozatmentes és ezáltal pontosabb mérést tesz lehetővé, valamint az 1 O lehetővé teszi több különböző nyomat elhelyezését a kúp felületén minden mérés után öblítés nélkül, ami csökkenti a mérési időt. Követelés...

És a folyamatábra szabályozza a koncentrátum típusától, az adott bázikusságtól és a folyósító adalékok fajtájától függően A meglévő szabályozási módszerekkel nem lehet objektív információt szerezni az égetési zónában a rétegfelület állapotáról, ami megnehezíti a folyamat optimális üzemmódban való lebonyolítását A tüzelési zóna a réteg alatti gázok hőmérsékletének és a réteg sugárzási hőmérsékletének egyidejű mérésén és összehasonlításán alapul, ami növeli a berendezés termelékenységét és biztosítja a termelést Az anyag valódi hőmérsékletét a következő képlet határozza meg: 457020 Тн = Т, + LT, Összeállította: S. Belovodchenko Tekhred G. Dvorina Korrektor T. Dobrovolskaya Szerkesztő L. Tyurin ...

A 3 tárgy felületétől a 9 oldalfelülettel szomszédos sorban a 8 kiemelkedések alsó pontjaiig, a 10 skálán lévő számok pedig a tárgy felületétől a 8 kiemelkedések alsó pontjaitól mért távolságot jelentik. a 7 oldalfelülethez legközelebb eső sor. Az 5 és 6 hornyok 1 mélysége és a szélső keresztirányú 12 horony minimális szélessége b, amelynek egyik oldala 45 átmegy a két szomszédos 7 és 9 felület 13 bordáján. , a körülmények úgy vannak megválasztva, hogy kizárják a folyadék felületi feszültsége miatti nedvesedés lehetőségét a 8,50 nyúlványok, amelyek mérés közben nem érnek hozzá.Az 1 O és 11 skálán lévő számok közötti intervallumot (lépést) geometriai függőségek határozzák meg ahol K a számok közötti intervallum (lépés) a hosszanti skálán; K a számok közötti intervallum (lépés) a keresztirányú skálán; a a távolság a ...