Очищающий вихрь

Интегральная микросхема формируется в тончайшем приповерхностном слое кремниевой пластины. И от того, насколько чисто будет обработана поверхность, зависит очень многое — и качество нанесения фотолитографии, через которую затем диффундируют примеси, и качество слоев металлизации, а в конечном счете процент выхода годных микросхем и технологические возможности всего производства.

До сих пор основным процессом, позволявшим получить необходимую степень чистоты поверхности, была жидкостная химическая обработка. Она имеет две разновидности: либо пластина погружается в очищающую среду, либо среда подводится к пластине. Во втором способе очищающий раствор из рабочей камеры просто так не сольешь — требования здесь повыше, чем к стиральной машине. Приходится вытеснять его сжатым газом, затем отмывать пластины деионизованной водой и просушивать. Этот процесс отличается плохой однородностью, требует большого времени. Да кроме того, результаты его от одной партии пластин к другой имеют большой разброс.

Что если сделать газ не просто пассивным вытеснителем очищающего раствора, а активным участником обработки? Эта идея и легла в основу вихревого метода очистки. Обработка поверхности осуществляется вихревым аэрозольным потоком. Капельки аэрозоля имеют гораздо большую площадь контакта с поверхностью, чем неподвижная жидкость, активнее уносят с нее тепло, отмытые частицы и продукты реакции раствора с кремнием. Регулировать интенсивность процесса тоже просто — надо увеличивать или уменьшать плотность смеси в потоке, а это определяется соотношением жидкости и газа, образующих аэрозоль.

Вначале через рабочую камеру пропускается нагретый до необходимой температуры поток жидкости или газа — это стабилизирует температурный режим. Затем в дело вступает вихрь раствора. В созданной установке предусмотрена возможность многократного использования реагента, а это существенно удешевляет процесс. Но главное — качество обработки пластин повысилось в два-три раза.

Оборудование для вихревой очистки занимает в десять — пятнадцать раз меньшую площадь, чем старые установки, потребляет в три раза меньше электроэнергии. В восемь раз сокращен обслуживающий персонал. Весь процесс протекает в одной и той же камере. Пластины не надо переносить из установки в установку, значит, исключаются межоперационные загрязнения и повышается безопасность труда операторов. Практически все операции легко автоматизируются. Поистине, классический пример интенсивной технологии.