34.Физика процесса ионной имплантации. Эффекты разупорядочивания и

35.Ионная имплантация. Процессы дефектообразования. Отжиг дефектов.

126

36.Применение методов ионной имплантации в микротехнологии.

38.Жидкостное химическое травление. Травители, стадии процесса,

42.Свойства материалов, необходимые для создания проводящих и

1. Классификация процессов микротехнологии

Основные операции микротехнологии:

Нанесение вещества (газовая и жидкостная эпитаксия, нанесение из газовой фазы, плазменное осаждение и др.);

Удаление вещества (жидкостное и плазменное травление, шлифование и полировка);

Модифицирование вещества (окисление, диффузия и ионная имплантация);

Создание рисунка топологии.

Таблица 1. Классификация процессов

сСтруктурно-

2. Чистота и микроклимат производственных помещений.

Наибольшее влияние на технологические процессы оказывают параметры воздушной среды такие как: температура, влажность, запыленность и содержание газов и паров. Эти параметры характеризуют класс чистоты и микроклимат помещения.

Класс чистоты определяется предельно допустимым числом частиц в 1м3 воздуха, в РФ класс чистоты регламентирован в ГОСТ ИСО 14644-1, например, в помещении со классом чистоты 2 ИСО должно быть не более 100 частиц размером 0.1 мкм, 24 частиц размером 0.2 мкм, 10 частиц размером 0.3 мкм и 4 частиц размером 0.5 мкм на 1 кубический метр воздуха. Чем меньше число в индексе класса чистоты, тем чище помещение.

За микроклимат отвечают параметры: температура, влажность, величина и направление вектора скорости перемещения воздуха. Колебания температуры оказывают влияние на линейные размеры оснастки и вырабатываемых объектов, скорости хим. реакции и т.д. Влажная среда так же недопустима, т.к. адсорбируясь на различных поверхностях, влага и растворенные в ней вещества приводят к образованию нежелательных соединений. Поток воздуха в помещении должен быть ламинарным и направленным сверху вниз, чтобы пыль от источников не успевала распространится по объему помещения и направлялась сразу к вытяжным отверстиям в полу.

Обеспечение требуемых классов чистоты и категорий микроклимата: А) Предприятия микроэлектронной промышленности желательно

размещать вдали от крупных промышленных городов в зеленых зонах.

Б) Для строительства промышленных зданий и помещений необходимо применять специальные износостойкие материалы, легко очищаемые и не загрязняющие воздушную среду.

В) Воздух при подаче в помещения должен проходить специальную систему фильтрации.

Г) Производственные помещения должны быть оборудованы системой кондиционирования воздуха.

Д) Давление внутри зданий во избежание проникновения наружного воздуха должно быть несколько больше атмосферного.

Е) Все промышленные проводки должны быть скрыты, содержание помещения и использования спецодежды – регламентированы.

3. Классы чистоты материалов и веществ. Примеры.

Существующая в РФ квалификация химических реактивов базируется на положении о присвоении реактивам квалификации, принятом в СССР:

«Технический» («Тех») – низшая квалификация реактива. Содержание основного компонента выше 70 %. Цвет полосы на упаковке – светлокоричневый.

«Чистый» («Ч») – содержание основного компонента (без примесей) 98 % и выше. Цвет полосы на упаковке – зеленый.

«Чистый для анализа» («ЧДА») ‒ содержание основного компонента может быть выше или значительно ниже 98 %, в зависимости от области применения. Примеси не превышают допустимого предела, позволяющего проводить точные аналитические исследования. Цвет полосы на упаковке – синий.

«Химически чистый» («ХЧ») – высшая степень чистоты реактива. Содержание основного компонента более 99 %. Цвет полосы на упаковке – красный.

«Особо чистый» («ОСЧ») – квалификация установлена для веществ высокой чистоты. К особо чистым относятся вещества более высокой степени чистоты по сравнению с соответствующими химическими реактивами высшей из существующих квалификаций (ХЧ). Цвет полосы на упаковке ОСЧреактивов – желтый.

Кроме того, различные области применения или методы анализа химических реактивов налагают особые ограничения на содержание примесей, в связи с чем имеются специальные виды квалификаций: спектрально чистый, оптически чистый, хирально чистый, ядерно чистый, для криоскопии, для термохимии, для микроскопии, для хроматографии и т. д.

За рубежом существует большое количество квалификаций химреактивов. Например, в США реактивы наиболее высокой чистоты имеют маркировку A.C.S. (реактивы удовлетворяют требованиям по чистоте Американского химического общества), Reagent или U.S.P. (реактивы, удовлетворяющие требованиям Фармакопеи США). Также достаточно часто используется квалификация на латинском языке, например: purum – аналог квалификации «чистый»; pro analysi – аналог квалификации «чистый для анализа»; purissimum – аналог квалификации «химически чистый».

И в России, и за рубежом при анализе особо чистых веществ принято контролировать не все примеси (в этом нет необходимости), а только вполне определенные (так называемые нормируемые) примеси.

Все высокочистые вещества подразделяют на вещества эталонной чистоты и особо чистые вещества (ОСЧ). В веществах эталонной чистоты (ВЭЧ) обычно контролируют (и ограничивают) небольшое количество нежелательных примесей. В обозначении указывают общее содержание всех примесей, количество нормируемых примесей и их суммарное содержание. Например, 005ВЭЧ4–7: общая массовая доля всех примесей не превышает

0,005 %, 4 нормируемые примеси, суммарная массовая доля не превышает

10‒7%.

Вещества ОСЧ по сравнению с ВЭЧ характеризуются значительно большим количеством нормируемых примесей и большей чистотой. В обозначение входят – число нормируемых примесей и их общее количество. Для особо чистых веществ, в которых лимитируются только неорганические примеси, марка обозначается буквами «ОСЧ» (особо чистый) и следующими за ними двумя (через тире) цифрами: первая показывает количество лимитируемых неорганических примесей, вторая – отрицательный показатель степени суммы содержания этих примесей (примеси, лимитируемые по той же норме в одноименном химическом реактиве, не учитываются). Например, марка особо чистого вещества, в котором лимитируются 11 неорганических примесей и суммарная их массовая доля составляет 2,5·10−4 %, обозначается

«ОСЧ 11–4».

Для особо чистых веществ, в которых лимитируются только органические примеси, марка обозначается буквами «ОП» (органические примеси), затем (через тире) цифрой, соответствующей отрицательному показателю степени суммы их содержания, и буквами «ОСЧ». Так, марка особо чистого вещества при суммарной массовой доле содержащихся органических примесей 10−3 % обозначается «ОП‒3 ОСЧ».

Для особо чистых веществ, в которых лимитируются как органические, так и неорганические примеси, при установлении марки учитывается содержание тех и других примесей. Например, марка особо чистого вещества, имеющего суммарную массовую долю органических примесей 2·10−4 % и суммарную массовую долю восьми неорганических примесей 3·10−5 %, обозначается «ОП‒4 ОСЧ 8‒5».

В связи с развитием производства веществ особой чистоты ГНТК СССР

еще в 1959 г. утвердил альтернативную систему классификации веществ по степени их чистоты. Указанной системой предполагалось пользоваться в первую очередь при характеристике степени чистоты полупроводников. По этой классификации, используемой до настоящего времени, все чистые вещества делятся на 3 группы – A, B и С. Каждому классу чистоты соответствует свой цвет этикетки на таре (табл. 1.1), для классов В и С установлены специальные требования по хранению, транспортировке и использованию. При длительном хранении или частом отборе проб класс чистоты понижается.

Таблица 1.1

Классификация особо чистых веществ и их маркировка

За рубежом для характеристик чистоты веществ наиболее часто используются единицы, эквивалентные одной части примеси на тысячу частей основного вещества (1 промилле), на миллион частей основного вещества – 1 ppm (part per million) или даже на миллиард частей основного вещества – 1 ppb (part per billion). Очевидно, что, например, 1 ppm соответствует массовой доле

10‒4 %, или 1 г/т.

В англоязычных странах для обозначения веществ высокой чистоты используется буква N с числовым кодом. Число перед буквой соответствует числу «девяток» в содержании основного вещества, а число после буквы означает цифру, следующую за последней девяткой. Так, чистота 6N7 соответствует содержанию основного вещества 99,99997 %. Очевидно, что в этом 10 обозначении нет никаких сведений об отдельных примесях. Дополнительное обозначение «(Z)» означает, что при очистке данного вещества использовался метод зонной плавки.