- •Конспект по предмету
- •Раздел 1 Технологический процесс обработки изделий микроэлектроники
- •Устройство для выращивания монокристаллического слитка вытягиванием из расплава:
- •Формирование слоев с заданными свойствами
- •Процессы формирования рисунка методом литографии
- •Формирование рисунка маски из резиста:
- •Последовательность получения оксидной маски на пластине:
- •Последовательность операций при формировании рисунка поликремния:
- •Последовательность получения рисунка алюминиевой коммутации, контактов и затвора в моп-имс:
- •Сборка и монтаж имс
- •Типы и основные характеристики подложек
- •Конструктивно-технологические особенности биполярных имс
- •Структуры биполярной кремниевой имс (а) и интегрального транзистора (б) (все размеры указаны в микрометрах):
- •Структуры конденсаторов для биполярных имс:
- •Электрическая схема (а) и топология (б) логического элемента:
- •1, 5, 7, 8 — Входы; 2 —наиболее положительный потенциал; 3 — выход; 4 — земля
- •Влияние конструктивно-технологических факторов на электрические параметры имс
- •Основные этапы технологии биполярных имс
- •Технологический процесс формирования биполярных полупроводниковых структур
- •Шаблон, используемый для создания области скрытого слоя коллектора, (а) и набор фотошаблонов для фотолитографии (б):
- •Основные конструктивно-технологические варианты мпд-имс
- •Конструкция мдп-транзистора имс:
- •Структура моп-транзистора, используемая для расчета:
- •Влияние физико-технологических факторов на параметры моп-имс
- •Базовый технологический процесс получения моп-имс
- •Технология моп-имс с кремниевым затвором
- •Основные этапы изготовления моп-имс с кремниевыми затворами:
- •Раздел2 Устройство, принцип работы, наладка и регулировки узлов и механизмов специального технологического оборудования
- •Классификация оборудования.
- •Особенности техники безопасности в п/п производстве.
- •2.2 Оборудование для создания и контроля чистых сред. Наладка и регулировка
- •Пылезащитные камеры с вертикальным ламинарным потоком воздуха для выполнения операций без выделения продуктов химических реакций (а) и с выделением их (б):
- •Приборы для измерения параметров атмосферы производственных помещений
- •Гигрометры: а - волосяной, б - пленочный; 1 - груз, 2 -волос, 3 - стрелка, 4 - неравномерная шкала, 5 - пленочная мембрана
- •Анализатор запыленности:
- •Установки для очистки газов и воды
- •Приборы для измерения давления и расхода
- •Пружинный манометр: 1 - стрелка, 2 - триб, 3, 5 – спиральная и трубчатая пружины, 4 - сектор, 6 - поводок, 7 - держатель, 8 - штуцер
- •Термопарный манометрический преобразователь: 1, 2 - стеклянные трубки и баллон. 3 - платиновый подогреватель, 4 - хромель-копелевая термопара, .5 - цоколи 6 - штырьки
- •Ионизационный манометрический преобразователь:
- •Структурная схема ионизационно-термопарного вакуумметра вит-3:
- •2.3 «Оборудование для механической обработки полупроводниковых материалов»
- •Ориентация с помощью метода световых фигур.
- •Установка для световой ориентации монокристаллов:
- •Оптическая система установки световой ориентации монокристаллов:
- •Резка слитков на пластины.
- •«Алмаз 6м»
- •Станок резки слитков "Алмаз-6м":
- •Шпиндель станка "Алмаз-6м":
- •Барабан станка "Алмаз-6м":
- •Привод подачи слитка станка "Алмаз-6м":
- •Станция очистки и перекачки смазочно-охлаждающей жидкости станка "Алмаз-6м":
- •«Шлифовальное оборудование»
- •1 Рельефный слой, 2 трещенковый слой, 3 дислокационный слой, 4 напряженный слой
- •Планетарный механизм для двухстороннего шлифования пластин
- •Кинематическая схема станка двухстороннего шлифования
- •Принципиальная схема автомата снятия фасок
- •Принципиальная схема полуавтомата приклеивания пластин к блоку
- •2.4 Оборудование для химобработки
- •Автомат гидромеханической отмывки
- •Кинематическая схема агрегата (трека) автомата гидромеханической отмывки:
- •Пневмогидравлическая схема установки химической обработки: 1, 4 - ванны, 2 - подогреватель, 3 - насос-эжектор, 5 - поддон, 6 - рассеиватель, 7 - вентили, 8 - электропневматический клапан
- •2.5 Термическое оборудование
- •Схемы реакторов для газовой эпитаксии
- •Реактор установки унэс-2п-ка
- •Система газораспределения эпитаксиальной установки
- •Скруббер установки эпитаксиального наращивания унэс-101
- •Оборудование для диффузии и окисления
- •Камеры загрузки-выгрузки с ламинарным потоком воздуха термической диффузионной установки
- •Нагревательная камера термической диффузионной установки
- •Установка термической диффузии адс-6-100
- •Нагреватель диффузионной установки
- •Функциональная схема автоматической системы регулирования температуры термической диффузионной установки
- •Устройство загрузки-выгрузки подложек в реакционную трубу
- •Программатор время - команда
- •1.2. Основные технические данные.
- •1.3. Устройство пвк
- •1.4. Работа пвк
- •2. Меры безопасности
- •Время-параметр
- •1.2. Основные технические требования
- •1.3. Устройство
- •1.4. Работа
- •2.6 Оборудование для элионной обработки
- •Установки для нанесения тонких пленок в вакууме
- •Метод термического испарения
- •Метод распыления материалов ионной бомбардировкой
- •Испарители
- •Способы ионного распыления для осаждения тонких пленок
- •2.7 Оборудование для контактной фотопечати
- •Компоновочная схема эм-576
- •Блочная схема эм-576
- •Механизм выравнивания поверхности подложки и фотошаблона
- •2.8 Оборудование для проекционной фотопечати
- •Привод подъема стола.
- •Система совмещения.
- •Система автофокусировки.
- •2.9 Оборудование для нанесения и проявления фоторезиста
- •Устройство нанесения фоторезиста:
- •2.10 Сборочное оборудование
- •Установка резки алмазными кругами:
- •Узел крепления алмазного круга:
- •Установка монтажа кристаллов эм-438а
- •Кинематическая схема установки эм-438а
- •Автомат присоединения кристаллов эм-4085
- •Назначение микроскопа мт-2
- •Технические данные
- •Устройство и работа микроскопа
- •Устройство и работа составных частей микроскопа
- •Оборудование для разварки межсоединений эм-4020б
- •Последовательность монтажа проволочных перемычек
- •Механизм микросварки
- •Механизм микросварки
- •Координатный стол микросварочной установки проверка технического coctояhия
- •Возможные неисправности и методы их устранения
- •Оборудование для герметизации интегральных микросхем
- •Способы герметизации металлостеклянных и металлокерамических корпусов ис
- •Функциональная схема герметизации
- •Установка угп-50 для герметизации интегральных микросхем пластмассой
- •Раздел 3 Устройство, принцип работы наладка, регулировка специального технологического оборудования
- •Тема 1. Износ деталей машин.
- •Тема 2. Система планово-предупредительного ремонта (ппр).
- •Виды ппр.
- •Периодичность ремонта и нормы простоя оборудования при ремонте.
- •Организация ремонтного обслуживания цехах, участках и на предприятии.
- •Раздел 4 Ремонт специального технологического оборудования Основы технологии ремонта то
- •Алгоритм диагностики схемы синхронизации
- •Раздел 5 Контрольно-измерительное и испытательное оборудование
- •Контактирующее устройство зондовых установок эм-6010:
- •Устройство зондовой установки эм-6010
2.2 Оборудование для создания и контроля чистых сред. Наладка и регулировка
ЭЛЕКТРОННАЯ ГИГИЕНА
Производство надежных и долговечных полупроводниковых приборов и микросхем даже при правильно выбранной технологии немыслимо без соблюдения производственной гигиены, под которой понимают комплекс мероприятий, обеспечивающих защиту элементов и деталей приборов от всевозможных загрязнений. Кристаллы и пластины с электронно-дырочными переходами, соответственно составляющие основу полупроводниковых приборов и микросхем, особенно чувствительны к попаданию на них влаги, кислот, щелочей и других веществ. Взаимодействуя с парами воды, эти вещества образуют подвижные заряды — ионы, переносящие ток через переход и нарушающие нормальную работу прибора особенно после его разогрева.
Чтобы обеспечить выполнение требований электронной (производственной) гигиены, необходимо правильно выбрать район расположения предприятия, конструкцию здания, размещение цехов, обеспечить в рабочих помещениях определенные влажность и температуру, а также провести организационные мероприятия, направленные на выполнение правил производственной гигиены работающими. Основные виды загрязнений цехов — это пыль, пары воды и газы.
Стандартом установлено следующее разделение производственных Помещений и рабочих объемов в зависимости от максимальной концентрации частиц в 1 л воздуха: 1 – 0,035; 10 – 0,35; 100 – 3,5; 1000 – 35; 10000 – 350; 100000 – 3500. Этим же стандартом определен единый минимальный размер аэрозольных частиц в воздушной среде производственных помещений и технологических газах, равный 0,5 мкм. В зависимости от характера выполняемых работ относительная влажность воздуха производственных помещений должна поддерживаться в диапазоне 40—60 %, а температура — от 20 до 27 °С.
Пылезащитные камеры с вертикальным ламинарным потоком воздуха, предназначенные для выполнения операций без выделения продуктов химических реакций и с выделением их, показаны на рис ниже а, б. Воздух из помещения засасывается вентилятором 4 через воздухозаборную решетку 3 с фильтром предварительной очистки, очищается высокоэффективным фильтром 2 и подается в пылезащитную камеру.
Пылезащитные камеры с вертикальным ламинарным потоком воздуха для выполнения операций без выделения продуктов химических реакций (а) и с выделением их (б):
1 - перфорированная решетка, 2 - высокоэффективный фильтр, 3 - воздухозаборная решетка с фильтром предварительной очистки воздуха, 4 - вентилятор, 5 - подъемная стеклянная шторка,
6, 7 - отверстие и воздуховод для удаления загрязненного воздуха
Высокоэффективный фильтр занимает верхнюю часть камеры. Рабочая площадь фильтра в несколько раз больше площади выходного сечения камеры, что обеспечивает хорошую очистку воздуха. За фильтром расположена перфорированная решетка 1, делящая на отдельные струи воздушный поток, ламинарность которого создается при скоростях 0,2—0,5 м/с. При такой скорости воздушного потока в пылезащитной камере за 1 ч меняется примерно 1500 объемов воздуха, для чего необходим вентилятор высокой производительности.
В результате очистки в 1 л воздуха содержится не более четырех частиц, равных 0,5 мкм. Выделяющиеся в процессе работы аэрозоли сразу удаляются. Время создания рабочей атмосферы в пылезащитной камере перед началом работы не более 1 мин.
Пылезащитная камера освещается лампами, расположенными между высокоэффективным фильтром и перфорированной решеткой, которая способствует также равномерной освещенности стола (не менее 2000 лк). С лицевой стороны камера закрывается подъемной стеклянной шторкой 5. Из пылезащитных камер, служащих для выполнения операций без выделения вредных паров и газов, очищенный воздух попадает в помещение, что снижает его общую запыленность. В передней кромке стола пылезащитных камер, предназначенных для выполнения операций с выделением продуктов химических реакций, имеется прямоугольное отверстие 6, закрытое сеткой и служащее для удаления загрязненного воздуха по специальному воздуховоду 7.
В производстве БИС, СБИС и особенно УБИС требования к технологическим средам, оборудованию и оснастке значительно возрастают. Известно, что из-за загрязнений, вносимых собственно технологическим процессом, образуется до 25 % дефектов на полупроводниковых пластинах; столько же дефектов вносят оборудование и оснастка; газы и химикаты — до 8 %; воздушная среда производственных помещений — до 7 %; жизнедеятельность производственного персонала — до 35 %. Если в производстве дискретных приборов допустимые размеры контролируемых частиц загрязнений составляют до 0,5 мкм, то при изготовлении микросхем они должны быть не более 0,1 мкм.
В технологическом оборудовании и оснастке источниками загрязнений являются загрузочные устройства, движущиеся механизмы систем газораспределения, а также вращения подложкодержателей в реакторах и центрифугах. Так называемая чистая технологическая тара для пластин содержит в среднем до 4 млн. микрочастиц загрязнений. Особо следует учитывать возможность загрязнения полупроводниковых пластин микрочастицами, находящимися в воздушной среде технологических помещений.
Для уменьшения уровня загрязнений технологических сред тщательно подбирают конструкционные материалы трубопроводов, регулирующей и контрольно-измерительной аппаратуры, реакторов, технологической тары и др. Традиционный материал оборудования и оснастки — нержавеющая сталь специальных марок с высоким содержанием хрома, никеля, титана. Трубопроводы, а также элементы межсоединений и уплотнений из этого материала должны для уменьшения до минимума поверхностных загрязнений и снижения возможной их сорбции подвергаться тщательной химической очистке и финишной электрополировке.
Универсальным конструкционным материалом являются фторопласт и его производные, технологическая тара и оснастка, которые должны периодически подвергаться интенсивной отмывке и сушке в атмосфере чистого азота.
Дополнительную очистку жидких и газообразных сред выполняют финишной мембранной фильтрацией (микрофильтрация, ультрафильтрация и обратный осмос) с использованием в качестве фильтров полимерных материалов. Воздух производственных помещений дополнительно ступенчато очищают объемными (волокнистыми) фильтрами, а для снижения образования зарядов статического электричества ионизируют.
Основные технологические требования к микроклимату производственных участков для изготовления кристаллов БИС и СБИС с разными уровнями интеграции (с учетом специфики производственных участков) следующие:
Чистота.........................................................................в соответствии с действующими стандартами (до 0,035 загрязняющих частиц размером 0,1 мкм в 1 л воздуха)
Относительная влажность (допустимое значение), %............................................40±5
Допустимый перепад влажности, % ........................................................................±0,5, ±1, ±2,5, ±5
Оптимальное значение температуры, °С.................................................................20—25
Допустимые значения точности поддержания температуры, °С………………..±0,05, ±0,1, ±0,2, ±0,5
Скорость воздушного потока, м/с……………………………………………………….0,25—0,45
Количество воздухообменов, раз/ч...........................................................................300—500
Избыточное давление воздуха, Па...........................................................................10—25
Уровень вибрации в интервале частот 0—10 Гц, мкм............................................0,2; 0,3; 0,4; 1,0
Уровень шума, дБ.......................................................................................................до 55
Освещенность, лк.....................................................................................................1080—1620
При этом требуется ламинарность воздушного потока, ионизация воздуха и не допускается наличие статического электричества.
При организации производственных процессов по изготовлению кристаллов БИС и СБИС все требования к технологическому микроклимату считаются основными, так как при невыполнении хотя бы одного из этих требований выполнение остальных требований может оказаться бесполезным.