Способ получения диэлектрических слоев на локальных участках подложки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к производству микроэлектронной аппаратуры, в частности, к изготовлению гибридных интегральных микросхем на различных подложках. Сущность изобретения: межслойные изоляционные слои на подложке получают нанесением полимерного материала при центрифугировании, причем их формируют с помощью маски, имеющей окна. Маска закреплена на поверхности подложки магнитным полем. Центрифугирование проводят со скоростью 1500 об/мин. Нанесение полимерного материала осуществляют при нагревании подложки до температуры полимеризации с последующим охлаждением. Причем маску используют из материала с температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), большим ТКЛР материала подложки в 2-6 раз. Заявляемый способ и устройство позволяют значительно повысить технологичность и снизить трудоемкость процесса получения диэлектрических слоев на локальных участках подложки. 2 с. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к производству микроэлектронной аппаратуры, в частности, к изготовлению гибридных интегральных микросхем на различных подложках в приборостроении, аппаратуры связи и других областях.

Известен способ получения диэлектрических слоев для нанесения покрытия на печатные платы, заключающийся в погружении платы в ванну с покрывающим материалом и ее извлечении [1] Известное устройство, которое содержит ванну для покрывающего материала, перемещающуюся в вертикальном направлении, подложку для закрепления плат, устанавливаемую в шпиндель механизма захвата и центрифугирования [1] Однако известный способ и устройство не обеспечивают получение диэлектрических слоев с заданными параметрами и свойствами. Нанесенный слой требует дополнительно операции фотолитографии, травления при их формировании, что является очень трудоемким процессом.

Известен способ нанесения диэлектрических слоев, в котором подложку закрепляют на основании центрифуги, наносят диэлектрический материал на подложку и вращают центрифугу, принятый в качестве наиболее близкого аналога - прототипа [2] Известно устройство для получения диэлектрических слоев на локальных участках подложки, содержащее основание для размещения подложки и механизм вращения, которое принято в качестве наиболее близкого аналога-прототипа для объекта изобретения "устройство" [2] Задача изобретения состоит в разработке перспективного нового способа получения диэлектрических слоев на локальных участках подложки с помощью нового устройства.

Технический результат повышение технологичности и снижение трудоемкости процесса получения диэлектрических слоев (изоляции) на локальных участках подложки.

Для обеспечения указанной технической задачи подложку закрепляют на основании центрифуги, размещают магнитную массу на поверхности подложки, нагревают подложку с маской до температуры полимеризации диэлектрического материала, после чего наносят диэлектрический материал методом полива, причем скорость вращения центрифуги составляет 1500 об/мин, а коэффициент линейного расширения (ТКЛР) материала маски больше в 2-6 раз ТКЛР материала подложки.

Устройство для получения диэлектрических слоев на локальных участках подложки содержит механизм вращения и основание для размещения подложки, в котором выполняют отверстия для установки дополнительно введенных нагревательного элемента и постоянного магнита, причем основание для размещения подложки выполнено из алюминия с анодированной поверхностью.

Именно дополнительно установленные в устройство нагревательный элемент и постоянный магнит, а также выполнение основания из алюминия, поверхность которого анодирована, обеспечивают согласно способу: получение диэлектрических слоев на локальных участках подложки с помощью маски, которую крепят к подложке магнитным полем: надежный тепловой контакт, точную геометрию диэлектрических слоев (элементов схемы) и исключение растекания материала получают за счет прижима маски к подложке с помощью магнитов; совокупность процессов предварительного нагрева всего устройства, снятие нагрева, центрифугирование, эффективный отвод тепла анодированной поверхностью устройства, а также использование маски с ТКЛР, в 2-6 раз большим ТКЛР подложки, обеспечивают ровный край рисунка диэлектрического слоя.

Совокупность вышеописанных признаков заявляемого способа с помощью заявляемого устройства позволяют существенно повысить технологичность (поставленная задача решается за один короткий технологический цикл) и снизить трудоемкость процесса получения диэлектрических слоев на локальных участках подложки (строго определенных участках).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено сечение устройства, в объеме которого выполнены отверстия для установки нагревательного элемента и постоянных магнитов; на фиг.2 показано сечение устройства, в котором установлены магниты и нагревательный элемент; на фиг.3 - показано сечение устройства, на поверхности которого расположены подложка с маской; на фиг.4 представлена подложка с локальным диэлектрическим слоем.

Реализацию способа получения диэлектрическое слоев на локальных участках подложки осуществляют следующим образом.

На поверхности и в объеме алюминиевого основания 1 (фиг.1) получают отверстия 2 и 3 для установки нагревательного элемента и магнитов, затем методом электрохимического анодирования на поверхности этого основания получают изоляционный теплопроводящий слой 4. Затем устанавливают нагревательный элемент 5 и магниты 6 (фиг.2).

Далее на поверхность устройства помещают подложку 7 и маску 8, притягиваемую магнитами к поверхности подложки и имеющую окна 9 (фиг.3). Причем, маску используют из материала с ТКЛР, равным 24·10^-6 град, существенно отличающимся от ТКЛР подложки 4,0·10^-6 град^-1 до 12,0·10^-6 град^-1.

Затем включают нагревательный элемент и осуществляют нагрев подложки до температуры, соответствующей полимеризации диэлектрического материала (350^oC), далее устройство приводят в движение вокруг своей оси, после чего нагревательный элемент отключают и в момент отключения методом полива наносят локальный диэлектрический слой 10, который остается на поверхности подложки после съема маски 8 и соответствует расположению окон 9 (фиг.4).

Устройство состоит (фиг.1-3) из алюминиевого основания 1, в котором выполнены отверстия 2,3, для установки нагревательного элемента 5 и для размещения магнитов 6. На поверхности основания нанесен диэлектрический слой 4.

Устройство работает следующим образом. На поверхность основания 1, в объеме которого устанавливают нагревательный элемент 5, магниты 6, помещают подложку 7 и маску 8, которую через подложку крепят магнитами к поверхности основания, одновременно прижимая подложку к основанию, таким образом обеспечивают надежный механический и тепловой контакт подложки с основанием и маски с подложкой. После чего включают нагревательный элемент и нагревают поверхность основания и подложку до температуры полимеризации подложки (350^oC). Устройство вращается со скоростью 1500 об/мин, в момент начала вращения методом полива наносят диэлектрический слой 10 и отключают элемент нагрева.

Заявленный способ и устройство позволяют значительно повысить технологичность и снизить трудоемкость процесса получения диэлектрических слоев на локальных участках подложки.

Формула изобретения

1. Способ получения диэлектрических слоев на локальных участках подложки, включающий закрепление подложки на основании центрифуги, вращение центрифуги с подложкой и локальное нанесение диэлектрического материала на подложку в момент начала вращения центрифуги с подложкой, отличающийся тем, что перед локальным нанесением диэлектрического материала на подложку на ее поверхности размещают магнитную маску с окнами, которую выполняют из материала, температурный коэффициент линейного расширения которого больше в 2 6 раз температурного коэффициента линейного расширения материала подложки, и нагревают подложку с магнитной маской до температуры полимеризации диэлектрического материала, а диэлектрический материал наносят на подложку с магнитной маской после нагревания подложки с магнитной маской методом полива, причем частота вращения центрифуги составляет 1500 мин^-1.

2. Устройство для получения диэлектрических слоев на локальных участках подложки, содержащее основание для размещения подложки и механизм вращения, отличающееся тем, что в основании выполнены отверстия для установки дополнительно введенных нагревательного элемента и постоянного магнита, причем основание для размещения подложки выполнено из алюминия с анодированной поверхностью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4