- •Введение
- •2.2 Разработка алгоритма технологического процесса плазмохимического травления
- •2.3 Анализ методов контроля плазмохимического травления
- •2.4 Виды брака при плазмохимическом травлении
- •2.5 Выбор оптимальных режимов проведения плазмохимического травления
- •2.6 Оценка процесса плазмохимического травления на настроенность и воспроизводимость
- •3.2 Методика эксперимента
- •3.3 Результаты эксперимента
- •3.4 Предложения по повышению процента выхода годных изделий
- •4 Экономическая часть
- •4.1 Расчет затрат
- •4.2 Расчет годового экономического эффекта
- •5 Охрана труда
- •Заключение
- •Перечень использованных источников
- •Перечень тнпа
2.5 Выбор оптимальных режимов проведения плазмохимического травления
На установке «LAM 490» были проведены процессы плазмохимического травления нитрида кремния. Для контроля использовались по одной пластине-спутнике марки КЭФ-4,5 от каждой партий для установки «LAM 490».
Режимы плазмохимического травления нитрида кремния на установке «LAM 490» представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Режимы плазмохимического травления нитрида кремния на установке «LAM 490»
Наименование параметра |
Значения |
||
Параметры процесса |
ПХТ ПКК ПХТ Si3N4 до SiO2 (ф/л «Знаки») ПХТ атмосферного кремния, dx = (0,03 ± 0,003) мкм |
||
Код режима |
- |
||
Продолжение таблицы 2 |
|||
Наименование параметра |
Значения |
||
Номер программы |
- |
||
Номер стадии |
Step 1 |
Step 2 |
Step 3 |
Давление, Па (мТорр) |
67(500) |
67(500) |
67(500) |
Мощность, Вт |
0 |
150 |
0 |
Межэлектронное расстояние, см |
1,35 |
1,35 |
1,35 |
Расход газа 1 Элегаз (SF6), см3 /мин |
120 |
120 |
0 |
Расход газа 1 Кислород (О2), см3 /мин |
10 |
10 |
0 |
Расход газа 1 Гелий (He), см3 /мин |
70 |
70 |
70 |
Расход газа 1 Хлор (Cl2), см3 /мин |
0 |
0 |
0 |
Расход газа 5 Четыреххлористый кремний (SiCl2), см3 /мин |
0 |
0 |
0 |
В данном примере травление слоев осуществляется атомами фтора, которые освобождаются в плазме гексафторида серы. Добавка гелия выполняет функцию хладагента. В таблице 2 приведен пример ПХТ в ВЧ планарном реакторе нитрида кремния толщиной 1,0 мкм. Непосредственно травление нитрида кремния осуществляется в плазмообразующей смеси BCl3 + Cl2.
2.6 Оценка процесса плазмохимического травления на настроенность и воспроизводимость
Выход годных, как правило, определяют, как отношение количества годных изделий к общему объему партии (количеству изделий на групповой заготовке) и выражают в процентах.
Характерной особенностью электронной промышленности является наличие и планирование технологически неизбежных потерь, а также выхода годных изделий при производстве большинства электронных приборов. Наличие технологических потерь увеличивает материальные и трудовые затраты производства
В производственной практике для количественной оценки качества процесса чаще пользуются процентом брака, равным отношению числа дефектных изделий к объему партии, а выход годных используется как качественная характеристика при сравнении различных подходов и оценке связанных с ними технологических ограничений.
В микроэлектронике часто применяется понятие «выход годных с пластины», поскольку средний процент годных кристаллов на пластине в значительной степени определяется применяемой технологией, проектными нормами и качеством процесса, а его повышение является одной из важнейших технологических задач, напрямую влияющих на стоимость микросхем.
В сборочных цехах полупроводникового производства расчет ведется пооперационно на основе выхода годных изделий, заделов по запуску и выпуску готовых изделий, нормативной себестоимости и особенностей поточного метода организации процесса сборки. Норма оборотных средств рассчитывается на 1000 штук годных изделий.
Существенное влияние на уровень выхода годной продукции оказывают дефекты исходного материала и дефекты, вызываемые технологией.
Также для повышения процента выхода годных изделий в самой электронной промышленности учитываются следующие факторы: механизация и автоматизация производственных процессов, и операций контроля качественных изделий, модернизация действующего оборудования совершенствование технологических процессов, повышение качества и надежности продукции, совершенствование методов и средств технического контроля, снижение трудоемкости и материалоемкости изделий, внедрение новых материалов, повышение удельного веса кооперированных поставок.
3 Экспериментальный раздел
3.1 Оптимизация технологического процесса плазмохимического травления
Оптимизация процессов плазмохимического травления заключается в нахождении и установке таких режимов травления, которые обеспечат наименьшие затраты и время на их проведение при соблюдении всех технологических норм.
В качестве технологических слоев используют алюминий, оксид кремния, нитрид кремния, ванадий, фосфорно-силикатное стекло и другие материалы. Технология ПХТ нитрида кремния позволяет проводить фотолитографию с большей точностью и сокращает время процесса. При этом отсутствуют отслаивание и вспучивание фоторезиста. Кроме того, пленки Si3N4, как правило, наносят на подслой SiO2, имеющий в плазме в 2,5 - 4 раза более низкую скорость травления, что облегчает фиксацию момента окончания травления нитрида и делает процесс более воспроизводимым.
Кроме того, адгезия фоторезиста к алюминию по сравнению с другими слоями более низкая. Все эти факторы приводят к необходимости тщательного выбора оптимальных режимов травления алюминия, то есть времени и температуры травления.
Для проведения качественной фотолитографии по алюминию необходима хорошая адгезия фоторезиста, а так же соблюдение режимов травления алюминия. Адгезия фоторезиста зависит от качества подготовки поверхности подложки перед нанесением фоторезиста, а так же от температуры задубливания.
Для повышения адгезии перед нанесением фоторезиста подложки с алюминиевой пленкой обрабатывают в парах гесаметилдисилазане (ГМДС) в течении 5 минут. Данная обработка обеспечивает гидрофобную поверхность, способствует улучшению растекаемости фоторезиста и повышению его адгезии.
Температура задубливания фоторезиста на пленке алюминия должна быть достаточно высокой. Это связано с тем, что при проведении фотолитографии по алюминию фоторезист наносится на развитую рельефную поверхность и как следствие имеет разброс по толщине на разных участках структуры. Это приводит к повышению внутренних механических напряжений в фоторезисте, которые создают условия для отслаивания фоторезиста. Поэтому для улучшения адгезии фоторезиста задубливание проводят при максимально возможной температуре, при которой не наблюдается оплывание фоторезиста.