2. प्रायोगिक प्रक्रिया
2.1 चिकट फिल्मचे उपचार
असे दिसून आले की थेट कार्बन फिल्म तयार करणे किंवा ग्रेफाइट पेपरसह बाँडिंग करणेSiC वेफर्सचिकट सह लेपित अनेक समस्या उद्भवते:
1. व्हॅक्यूम परिस्थितीत, चिकट फिल्म चालूSiC वेफर्सलक्षणीय हवा सोडल्यामुळे, पृष्ठभागावर सच्छिद्रता निर्माण झाल्यामुळे स्केलसारखे स्वरूप विकसित झाले. यामुळे कार्बोनायझेशननंतर चिकट थरांना व्यवस्थित जोडण्यापासून रोखले.
2. बाँडिंग दरम्यान, दवेफरएका झटक्यात ग्रेफाइट पेपरवर ठेवले पाहिजे. जर पुनर्स्थित केले गेले तर, असमान दाब चिकटपणाची एकसमानता कमी करू शकते, ज्यामुळे बाँडिंग गुणवत्तेवर नकारात्मक परिणाम होतो.
3. व्हॅक्यूम ऑपरेशन्समध्ये, चिकट थरातून हवा सोडल्यामुळे सोलणे आणि चिकट फिल्ममध्ये असंख्य व्हॉईड्स तयार होतात, परिणामी बाँडिंग दोष निर्माण होतात. या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी, वर चिकटविणे पूर्व-कोरडेवेफर्सस्पिन-कोटिंगनंतर हॉट प्लेट वापरून पृष्ठभागावर बाँडिंग करण्याची शिफारस केली जाते.
2.2 कार्बनीकरण प्रक्रिया
वर कार्बन फिल्म तयार करण्याची प्रक्रियाSiC बियाणे वेफरआणि ते ग्रेफाइट पेपरशी जोडण्यासाठी घट्ट बाँडिंग सुनिश्चित करण्यासाठी विशिष्ट तापमानात चिकट थराचे कार्बनीकरण आवश्यक आहे. चिकट थराच्या अपूर्ण कार्बनीकरणामुळे वाढीदरम्यान त्याचे विघटन होऊ शकते, ज्यामुळे क्रिस्टलच्या वाढीच्या गुणवत्तेवर परिणाम होणारी अशुद्धता बाहेर पडते. म्हणून, उच्च-घनता बाँडिंगसाठी चिकट थराचे पूर्ण कार्बनीकरण सुनिश्चित करणे महत्वाचे आहे. हा अभ्यास चिकट कार्बनीकरणावर तापमानाचा परिणाम तपासतो. वर फोटोरेसिस्टचा एकसमान थर लावला गेलावेफरपृष्ठभाग आणि व्हॅक्यूम (<10 Pa) अंतर्गत ट्यूब भट्टीत ठेवले. तापमान पूर्वनिर्धारित पातळीपर्यंत (400℃, 500℃, आणि 600℃) वाढवण्यात आले आणि कार्बनीकरण साध्य करण्यासाठी 3-5 तास राखले गेले.
दर्शविलेले प्रयोग:
400℃ वर, 3 तासांनंतर, चिकट फिल्म कार्बनाइज झाली नाही आणि गडद लाल दिसू लागली; 4 तासांनंतर कोणतेही महत्त्वपूर्ण बदल दिसून आले नाहीत.
500℃ वर, 3 तासांनंतर, चित्रपट काळा झाला परंतु तरीही प्रकाश प्रसारित केला; 4 तासांनंतर लक्षणीय बदल नाही.
600℃ वर, 3 तासांनंतर, फिल्म प्रकाशाच्या प्रसाराशिवाय काळी झाली, जे पूर्ण कार्बनीकरण दर्शवते.
अशा प्रकारे, योग्य बाँडिंग तापमान ≥600℃ असणे आवश्यक आहे.
2.3 चिकटवता अर्ज प्रक्रिया
ॲडहेसिव्ह फिल्मची एकसमानता हे ॲडहेसिव्ह ॲप्लिकेशन प्रक्रियेचे मूल्यांकन करण्यासाठी आणि एकसमान बाँडिंग लेयर सुनिश्चित करण्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण सूचक आहे. हा विभाग वेगवेगळ्या चिकट फिल्म जाडीसाठी इष्टतम फिरकी गती आणि कोटिंग वेळ शोधतो. एकरूपता
फिल्मच्या जाडीची u ही उपयुक्त क्षेत्रावरील किमान फिल्म जाडी Lmin आणि कमाल फिल्म जाडी Lmax चे गुणोत्तर म्हणून परिभाषित केली जाते. फिल्मची जाडी मोजण्यासाठी वेफरवरील पाच बिंदू निवडले गेले आणि एकसमानता मोजली गेली. आकृती 4 मापन बिंदू स्पष्ट करते.
SiC वेफर आणि ग्रेफाइट घटकांमधील उच्च-घनता बाँडिंगसाठी, प्राधान्यकृत चिकट फिल्मची जाडी 1-5 µm आहे. 2 µm ची फिल्म जाडी निवडली गेली, जी कार्बन फिल्म तयार करणे आणि वेफर/ग्रेफाइट पेपर बाँडिंग प्रक्रियेसाठी लागू होते. कार्बनायझिंग ॲडेसिव्हसाठी इष्टतम स्पिन-कोटिंग पॅरामीटर्स 2500 r/मिनिट वर 15 s आणि बाँडिंग ॲडेसिव्हसाठी 2000 r/min वर 15 s आहेत.
2.4 बाँडिंग प्रक्रिया
ग्रेफाइट/ग्रेफाइट पेपरला SiC वेफरच्या बाँडिंग दरम्यान, बाँडिंग लेयरमधून कार्बनीकरण दरम्यान तयार होणारी हवा आणि सेंद्रिय वायू पूर्णपणे काढून टाकणे महत्वाचे आहे. अपूर्ण वायू निर्मूलनाचा परिणाम व्हॉईड्समध्ये होतो, ज्यामुळे दाट नसलेला बाँडिंग लेयर होतो. यांत्रिक तेल पंप वापरून हवा आणि सेंद्रिय वायू बाहेर काढले जाऊ शकतात. सुरुवातीला, यांत्रिक पंपचे सतत ऑपरेशन सुनिश्चित करते की व्हॅक्यूम चेंबर त्याच्या मर्यादेपर्यंत पोहोचते, ज्यामुळे बाँडिंग लेयरमधून संपूर्ण हवा काढून टाकता येते. जलद तापमान वाढ उच्च-तापमान कार्बनीकरण दरम्यान वेळेवर गॅस निर्मूलन रोखू शकते, बाँडिंग लेयरमध्ये व्हॉईड्स तयार करते. चिकट गुणधर्म ≤120℃ वर लक्षणीय आउटगॅसिंग दर्शवतात, या तापमानापेक्षा जास्त स्थिर होते.
चिकट फिल्मची घनता वाढविण्यासाठी बाँडिंग दरम्यान बाह्य दाब लागू केला जातो, ज्यामुळे हवा आणि सेंद्रिय वायू बाहेर काढणे सुलभ होते, परिणामी उच्च-घनता बाँडिंग थर तयार होतो.
सारांश, आकृती 5 मध्ये दर्शविलेले बाँडिंग प्रक्रिया वक्र विकसित केले गेले. विशिष्ट दाबाखाली, तापमान आउटगॅसिंग तापमान (~120℃) पर्यंत वाढवले जाते आणि आउटगॅसिंग पूर्ण होईपर्यंत ते धरून ठेवले जाते. त्यानंतर, तापमान कार्बनीकरण तापमानापर्यंत वाढविले जाते, आवश्यक कालावधीसाठी राखले जाते, त्यानंतर खोलीच्या तापमानाला नैसर्गिक थंड करणे, दाब सोडणे आणि बाँड वेफर काढून टाकणे.
कलम 2.2 नुसार, चिकट फिल्मला 3 तासांपेक्षा जास्त काळ 600℃ वर कार्बनाइज्ड करणे आवश्यक आहे. म्हणून, बाँडिंग प्रक्रियेच्या वक्रमध्ये, T2 600℃ आणि t2 ते 3 तासांवर सेट केले जाते. बाँडिंग प्रक्रियेच्या वक्रासाठी इष्टतम मूल्ये, बाँडिंग प्रेशरच्या प्रभावांचा अभ्यास करणाऱ्या ऑर्थोगोनल प्रयोगांद्वारे निर्धारित केले जातात, प्रथम-स्टेज हीटिंग टाइम t1 आणि बॉन्डिंग परिणामांवर दुसरा-स्टेज हीटिंग टाइम t2, टेबल्स 2-4 मध्ये दर्शविले आहेत.
सूचित परिणाम:
5 kN च्या बाँडिंग प्रेशरवर, हीटिंग वेळेचा बाँडिंगवर कमीत कमी प्रभाव पडतो.
10 kN वर, बाँडिंग लेयरमधील शून्य क्षेत्र जास्त काळ प्रथम-स्टेज हीटिंगसह कमी होते.
15 kN वर, पहिल्या टप्प्यात गरम केल्याने व्हॉईड्स लक्षणीयरीत्या कमी होतात, शेवटी ते काढून टाकतात.
ऑर्थोगोनल चाचण्यांमध्ये दुसऱ्या टप्प्यातील गरम वेळेचा बाँडिंगवर परिणाम दिसून आला नाही. 15 kN वर बाँडिंग प्रेशर आणि पहिल्या टप्प्यातील हीटिंगची वेळ 90 मिनिटांवर फिक्स केल्याने, 30, 60 आणि 90 मिनिटांच्या दुसऱ्या टप्प्यातील गरम वेळेचा परिणाम शून्य-मुक्त दाट बाँडिंग लेयरमध्ये झाला, जो दुसऱ्या टप्प्यातील हीटिंग वेळ दर्शवितो. बाँडिंगवर थोडासा प्रभाव.
बाँडिंग प्रक्रियेच्या वक्रासाठी इष्टतम मूल्ये आहेत: बाँडिंग प्रेशर 15 kN, पहिल्या टप्प्यात गरम होण्याची वेळ 90 मिनिटे, पहिल्या टप्प्यातील तापमान 120 ℃, दुसऱ्या टप्प्यातील हीटिंगची वेळ 30 मिनिटे, दुसऱ्या टप्प्यातील तापमान 600 ℃ आणि दुसऱ्या टप्प्यातील होल्डिंग वेळ 3 तास.
पोस्ट वेळ: जून-11-2024