6.4 Операции контроля тонких плёнок

При получении тонких плёнок могут быть проконтролированы как параметры процесса (температура, время, глубина вакуума, рабочее давление или рабочее напряжение), так и параметры растущей плёнки (толщина или сопротивление).

Поскольку все указанные параметры обладают некой нестабильностью, которая не может быть устранена путём регулирования этих параметров вследствие их инертности или вследствие физических ограничений, а ряд параметров вовсе не может быть проконтролирован, контроль параметров растущей плёнки по времени напыления является малоэффективным. Целесообразно отслеживать изменение основного параметра плёнки или какого либо с ним связанного и прекращать процесс по достижения этих параметров расчётного значения.

В качестве контрольных методов используется:

• для контроля поверхностного сопротивления – четырехзондовый метод, как один из наиболее простых, быстрых и точных;

• толщина пленок контролируется оптическим интерференционным методом. Он основан на использовании эффектов, возникающих в системе пленка – подложка при изменении толщины пленки. Эти эффекты состоят в том, что по мере утолщения пленки интенсивность отраженного света уменьшается и достигает минимума в момент, когда толщина пленки становится равной одной четверти длины волны и т.д. Положительным свойством метода является возможность измерять толщину в процессе напыления пленки [6].

• качество пленки определяется визуально. Поверхность пленки должна быть зеркальной, без дефектов (точек, разводов, замутнений).

• адгезия контролируется по силе отрыва, соскабливанием и нанесением царапин.

• частотный метод – основан на зависимости частоты генерируемых сигналов от изменения массы кварцевого элемента.

6.5 Разделение подложек на платы

Разделение подложек на платы скрайбированием осуществляется в две стадии: вначале на поверхность подложки между готовыми микросхемами наносят в двух взаимно перпендикулярных направлениях неглубокие риски, а затем по этим рискам разламывают ее на платы. При сквозном разделении пластину прорезают режущим элементом насквозь.

Алмазное скрайбирование. Эта операция состоит в создании на пластине или подложке рисок или разделительных канавок механическим воздействием на нее алмазного резца, что приводит к образованию неглубоких направленных трещин. При приложении дополнительных усилий в процессе разламывания трещины распространяются на всю толщину пластины или подложки, в результате чего происходит разделение ее на отдельные кристаллы или платы. Основными достоинствами скрайбирования являются высокая производительность и малая ширина прорези (10..20 мкм), а, следовательно, отсутствие потерь материала пластины или подложки [6].

При лазерном скрайбировании разделительные риски между готовыми структурами создают испарением узкой полосы материала с поверхности подложки или платы во время перемещения ее относительно сфокусированного лазерного луча. Достоинством лазерного скрайбирования наряду с созданием глубокой (50..100 мкм) и узкой канавки (25..40 мкм) и высокой производительностью является отсутствие микротрещин и сколов на пластине или плате.

Разламывание пластин на кристаллы и подложек на платы после скрайбирования осуществляется механическим способом, прикладывая к ней изгибающий момент. Наиболее простым методом является разламывание валиком. При этом методе подложку или пластину помещают рабочей поверхностью на мягкую гибкую основу и прокатывают в двух взаимно перпендикулярных направлениях стальным или резиновым валиком. При этом процесс разламывания происходит в две стадии: сначала происходит ломка на полоски, а после смены направления движения валика – на отдельные кристаллы и платы. Валик должен двигаться параллельно направлению скрайбирования, иначе ломка будет происходить не по рискам. Брак возможен и в том случае, если полоски или отдельные кристаллы и платы смещаются относительно друг друга при ломке. Поэтому перед ломкой пластины и подложки наклеивают на тонкую эластичную полиэтиленовую пленку [6].

При разламывании на сферической опоре пластину, расположенную между двумя тонкими пластичными пленками помещают рисками вниз на резиновую диафрагму, подводят сверху сферическую опору и с помощью диафрагмы гидравлическим или пневматическим способом прижимают к ней пластину, которая разламывается на отдельные кристаллы. Достоинством этого способа является простота, высокая производительность и одностадийность, а также высокое качество.

Дешевле и проще оборудование для алмазного скрайбирования, поэтому для данной схемы малой интеграции целесообразно выбрать именно этот метод.