костность, уровень загрязнения
поверхности, структурное совершенство и однородность распределения
электрофизических свойств) и их стоимости. Особенно показателен в
этом отношении кремний, требования к качеству пластин которого, в связи со
стремительным прогрессом в создании кремниевых УСБИС, не имеют аналогов. В
развитие производства пластин Si вкладываются огромные средства,
поэтому уровень технологии и достигнутое качество кремниевых пластин
намного опережают аналогичные показатели для пластин других
полупроводниковых материалов. Сегодня производство пластин Si — это своего
рода эталон высокого уровня технологических достижений.
Необходимость увеличения диаметра
пластин продиктована, прежде всего, экономическими соображениями. Чтобы
сделать процесс производства УСБИС рентабельным, необходимо, чтобы в
пределах площади одной пластины умещалось по крайней мере сто чипов,
размер которых возрастает по мере перехода к УСБИС все большей
сложности. Разумные оценки показывают, что, если на смену пластинам
диаметром 150 мм пришли пластины диаметром 200 мм, то на смену последним
должны прийти уже пластины диаметром 300 мм. Следующим за этим
экономически оправданным диаметром пластин должен стать диаметр 450 мм.
Ужесточение других качественных показателей пластин связано, с одной
стороны, с необходимостью удовлетворения требованиям современных
процессов литографии, а с другой — с необходимостью резкого снижения
уровня шумов в условиях существенного ограничения допустимых рабочих
токов и напряжений в УСБИС повышенной сложности с постоянно уменьшающимися
размерами и увеличивающейся плотностью «упаковки» рабочих
элементов.
В табл. 2.1 представлен фрагмент
последнего прогноза изменения качественных показателей пластин кремния,
опубликованного в 1999 г.
Непрерывное ужесточение
требований к качеству пластин заставляет постоянно совершенствовать
технологии их резки и последующей обработки. На рис. 2.1 представлена
схема последовательных операций, используемых в производстве пластин
диаметром 200 мм (на рисунке не показаны операции изготовления фаски и
полировки краев пластин) [10]. Для резки пластин диаметром 150...200 мм
обычно используют дисковые станки с внутренней режущей кромкой. После
последующих операций многократной шлифовки пластины подвергаются
химическому травлению, а затем трехступенчатой односторонней
полировке с креплением в носителях с помощью воска. Конечными являются
операции групповой жидкостной очистки поверхности пластин в различных
растворах.
