Чистота в электронном производстве
Факторы, определяющие чистоту
- чистота производственных помещений и микроклимат;
- культура производства и организация персонала;
- чистота оборудования и технологической оснастки;
- чистота основных и вспомогательных материалов;
- технологические приемы, используемые для обеспечения чистоты поверхности пластин;
- чистота при проведении измерительных операций;
- чистота и качество сборочных операций.
Основные источники загрязнений:
- персонал – 30 – 40 %;
- технологические среды: вода, газы – 5 – 10 %;
- оборудование и тара для транспортировки – 20 -30 %;
- производство (пыль, водяные пары) – 25
– 30 %.
Стоимость 1 м2 чистой комнаты класса 10 – без оборудования ~ $ 200 тыс., завод - $ 100 млн. Для выпуска 10 млн. микросхем памяти размером 1 мкм - $ 1 млрд. На 600 – 800 м2 площади помещения работают 8 – 15 человек персонала.
Основные отличительные характеристики чистых комнат:
- повышенное давление для удаления посторонних частиц за пределы комнаты;
- фильтрация воздуха (чистота 99,9995 % при размере частиц 0,15 мкм);
- подогрев/охлаждение/увлажнение/осушка поступающего в комнаты воздуха;
- в рабочем пространстве потоки воздуха ламинарные (однонаправленные);
- совместимость материалов;
- минимизация механических и электрических воздействий;
- организация рабочего процесса.
Требования чистоты к ограждающим конструкциям
Параметры, относящиеся к микроклимату. Класс 10:
интервал варьируемых температур 22 ± 1,5 °С при точности поддержания ± 0,1 °С,
скорость воздушного потока ≤ 0,25 ÷ 0,5 м/с,
амплитуда вибрации пола и рабочих поверхностей – не более 1 мкм,
относительная влажность воздуха – 40 ± 5 % при точности поддержания ± 3 %,
напряженность внутреннего электромагнитного поля должна быть низкой
Влияние степени интеграции на требования к чистоте производственных помещений
Годы |
1960 – 1970-е |
1980-е |
1990-е |
2000-е |
Размер |
30 ÷ 3 |
3 ÷ 1 |
1 ÷ 0,25 |
0,25 ÷ 0,04 |
элементов, мкм |
|
|
|
|
Тип |
С зазором или |
Проекционная |
20 – 25 литографий |
Проекционная |
Литографи- |
проекционная с |
сканирующая на λ = |
|
сканирующая на λ = |
ческого |
1х увеличением |
365 нм, 10 – 15 |
|
248 нм для получения |
процесса |
на λ = 436 нм, < |
литографий |
|
размеров 0,25 мкм, 30 |
|
10 литографий |
|
|
литографий для |
|
|
|
|
сложных КМОП-схем |
|
|
|
|
|
Основные |
Жидкостное |
Плазменное травление |
Использование |
Маски с фазовым |
технологии |
травление, |
на критических этапах, |
плазмы высокой |
сдвигом для размеров |
|
диффузия, |
ионная имплантация, |
плотности в процессах |
0,18 мкм |
|
процессы – |
часть процессов – |
осаждения и |
|
|
групповые |
индивидуальные, |
травления, ХМП для |
|
|
|
планаризация с |
планаризации слоев |
|
|
|
использованием |
оксида |
|
|
|
резиста и стекол |
|
|
|
|
|
|
|
Металлизация |
Один уровень, |
Два уровня |
Для damascene |
Медь – стандартная |
|
алюминий |
металлизации |
структур метал- |
металлизация для схем |
|
|
|
лизация – Cu, в |
с высокими |
|
|
|
логических схемах до |
характеристиками |
|
|
|
7 уровней |
|
Используемые |
Si, O, N, P, B, Al |
Силициды, As, Cu, Ti, |
GaAs |
Co (CoSi2), F (SiOF), |
материалы |
|
W (TiW) |
|
Ta (TaNSi д/э для Cu), |
|
|
|
|
д/э с низким k в |
|
|
|
|
схемах с многослой- |
|
|
|
|
ной металлизацией |
|
|
|
|
|
Размер |
1” – 3” |
100/125/150 мм |
150 – 200 мм |
300 мм |
подложки |
|
|
|
|
