Способ очистки поверхности твердых тел и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК H01L21/306 

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано в технологических процессах изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Известен способ очистки полупроводниковых пластин в жидкой среде с наложением ультразвукового поля частотой 20-40 кГц 1. Недостатком способа является то, что ультразвуковые колебания приводят к эрозионному разрушению поверхности . Известен также способ очистки путем создания навитации с помощью ультразвуковых колебаний двух частот отличающихся на 1-2 порядка, причем колебания большей частоты имеют, интенсивность от 0,5 до 300 Вт/см C2J Однако в данном случае кавитационные пузырьки производят микроударны нагрузки, вызывающие сильную неравно мерность распределения напряжений не только в пленке загрязнения полупроводниковой пластины, но и в самой пластине. Это приводит как к образо ванию трещин в пленке загрязнения и отслоению ее пульсирующими пузырька ми, так и к эрозии подложки. При на личии на подложке металлических пленок последние также разрушаются и -отслаиваются. Известен также способ промывки материалов в водных растворах, которые предварительно пропускают через постоянное магнитное поле 1,5-3,5 кЭ со скоростью 1,4-1,6 м-с 3J. Однако при воздействии постоянного м гнитного ПОЛЯ атомы жидкости активируются относительно слабо, что не изменяет кинетику протекающих химических процессов и не приводит к повышению качества очистки полупроводниковых и стеклянных пластин. Известно устройство для магнитной обработки жидкостей, содержащее диамагнитный корпус и расположенный снаружи корпуса электромагнит с полюсными наконечниками и снабженное системой ферромагнитных стерхсней, установленных внутри корпуса параллельно поверхностям полюсных наконечников и на равных расстояниях между собой f4j . Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет повысить качество очистки поверхности твердого тела.

Цель из.обретення - повышение качества очистки.

Цель достигается тем, что при очистке поверхности твердых тел, включаклдей обработку твердых тел в,постоянном магнитном поле, одновременно с обработкой в постоянном магнитном поле твердые тела подвергают воздействию переменного магнитного поля, частота которого прямо пропорциональна величине постоянного магнитного поля и находится в пределах от 10 до 10 Гц

Устройство для осуществления этого способа, содержащее ванну, механизм перемешивания жидкости и электромагнит с блоком питания, снабжено генератором высокочастотного напряжения, подключённой к его выходу катушкой индуктивности, размещенной в ванне, блоком обработки сигнала, модулятором и блоком управления , причем модулятор подключен к блоку-питания, а выход генератора высокочастотного напряжения соединен через блок обработки сигнала с входом блока управления, выход которого подключен к входам генератора высокочастотного напряжения и блока питания.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит ванну 1, механизм 2 перемешивания жидкости электромагнит 3, блок 4 питания, генератор 5 высокочастотного напряжения, к выходу которого подключена катушка б индуктивности, расположенная в ванне 1, модулятор 7, блок 8 обработки сигнала и блок 9 управления.

Устройство работает следующим образом.

Подвергающиеся очистке изделия загружают в ванну 1, перемешивание жидкости осуществляют механизмом 2 ,а магнитную обработку ее производят с помощью электромагнита 3. Переменное магнитное поле создают путем подачи на катушку индуктивности 6 электрического напряжения с выхода генератора 5. Сигнал с выхода генератора 5 поступает также через блок 8 обработки сигнала на вход блока 9 управления. По величине данного сигнала судят о совПсщении частоты генератора 5 с часттой прецессии ядер атомов жидкости, в соответствии с чем с помощью блока управления осуществляют автоматическую подстройку частоты генератора 5 и напряжения на выходе блока 4 питания,т.е. частоты переменного магнитного поля и величины постоянного магнитного поля. Величину постоянного магнитного поля изменяют еюдулятором 7.

Жидкость,протекающая через зону действия постоянного магнитного пол

.подвергается одновременному воздействию переменного магнитного поля. При совпадении частоты переменного магнитного поля с частотой прецессии ядер в магнитном поле происходи избирательное поглощение электромагнитной энергии ядрами атомов жидкости, в результате чего нарушается термодинамическое равновесие в жидкости. После выхода жидкости при перемешивании из зоны воздействия магнитных полей она стремится к термодинамическому равновесию, что изменяет кинетику протекаю щих при очистке химических процессов и приводит к повышению качества очистки.

Формула изобретения

1.Способ очистки поверхности твердых тел, преимущественно полупроводниковых пластин, включающий обработку твердых тел в постоянном магнитном поле, отличающийс я тем, что,с целью повышения качества очистки, одновременно с обработкой в постоянном магнитном поле твердые тела подвергают воздействию переменного магнитного поля, частота которого прямо пропорциональна величине постоянного магнитного поля и находится в пределах от 10 до 1о Г

2.Устройство для осуществления способа по П.1, содернсащее ванну, механизм перемешивания жидкости и электромагнит с блоком питания, о тличающееся тем, что оно снабжено генератором высокочастотного напряжения, подключенной к его выходу катушкой индуктивности, размещенной в ванне, блоком обработки сигнала,, модулятором и блоком управления, причем модулятор подключен к блоку питания, а выход генератора высокочастного напряжения соединен через блок обработки сигнала с входом блока управления, выход которого подключен к входам генератора высокочастотного напряжения и блока питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ронская Л. Ф. и др. Очистка поверхности полупроводниковых пластин в производстве интегральных схе Обзоры по электронной технике. Микроэлектроника , вып.З (293), 1971, с.15-16.

2.Авторское свидетельство СССР 626831, кл.. В 06 В 1/00, 1978.

3.Авторское свидетельство СССР 586416, кл. G 03 D 3/00, 1977.

4.Авторское свидетельство СССР №617375, кл. С 02 В 9/00, 1978

(прототип).