Курсовой - Разработка технологического процесса изготовления толстоплёночной ГИС / 6 Анализ методов контроля. Условие производства и контроля

6 Анализ методов контроля и условий производства.

Контроль качества - это совокупность мероприятий, направленных на проверку свойств продукции, удовлетворять определенным требованиям, в соответствии с ее назначением.

Различают два вида методов контроля:

- разрушающие;

- неразрушающие.

Наиболее приемлемыми являются неразрушающие методы контроля.

К неразрушающим методам контроля относятся рентгеновские, оптические, радиотехнические, ультразвуковые, тепловые и другие.

Рентгеновский метод контроля. Метод использует жесткие лучи. При облучении проверяемого изделия они проходят через него и несут информацию о неоднородностях, наличии трещин и других дефектов.

Способ обладает высокой разрешающей способностью и позволяет обнаружить дефекты в микросхемах и зарегистрировать их на пленку. При этом имеется возможность наблюдения за изменением параметров отдельных элементов при подаче напряжения. С помощью рентгеновского микроскопа можно обнаружить обрывы выводов, короткое замыкание, не совмещение отдельных слоев и другие дефекты.

Недостатками рентгеновских методов контроля являются вредное воздействие жестких лучей на обслуживающий персонал и возможность изменения характеристик элементов. Кроме того, при контроле мелких деталей необходима весьма высокая контрастная чувствительность. Алюминиевые выводы микросхем вообще не просматриваются.

Оптические методы контроля. Они могут быть автокомпенсационными и визуальными. Автокомпенсационный способ имеет сравнительно высокую производительность. При этом пользуются бинокулярным микроскопом, позволяющим совмещать два изображения (эталонного образца и контролируемого). Визуальный способ наиболее прост и имеет высокую разрешающую способность. Средствами контроля являются микроскопы, лупа, часовой проектор. Для выявления дефектов используют оптические методы с использованием жидких кристаллов. На схему наносят несколько капель жидкого кристалла, которые покрываются тонкой стеклянной пластиной. Нижняя часть последней покрывается прозрачным слоем олова, являющимся одним из электродов. Для обнаружения дефекта подают напряжение на схему и точечный дефект становится видимым.

Радиотехнические методы контроля. Их применяют для контроля физических и геометрических характеристик материалов, качества контактных соединений и так далее. При этом используются вихревые токи, электроимпульсное зондирование и другие. Основным достоинством методов является относительная простота, а недостатком – низкая разрешающая способность.

Ультразвуковые методы. Они основываются на возбуждении в изделии механических колебаний частотой 20 кГц и выше. При прохождении колебаний через изделие волны частично отражаются от неоднородностей, а частично поглощаются. Характер поглощения, отражения и преломления ультрозвуковых колебаний зависит от наличия неоднородностей (раковины, трещины и другое). Такие методы применяют для контроля толщины металлических покрытий, качества печатных проводников.

Тепловые методы контроля. Они основаны на анализе характера теплового поля проверяемой цепи (или элемента). При распространении тепловых потоков по проверяемому изделию возникают градиенты температур, значение которых зависит от физических свойств материала, наличия неоднородностей и дефектов.

Отклонение теплового режима от нормы, перегрев или аномальное уменьшение нагрева отдельных элементов могут служить сигналом о наличии дефекта или возникновении его в ближайшее время. Анализ характера теплового поля позволяет определять отдельные участки с повышенной или потенциально ненадежные элементы. Изменение температур может быть выполнено контактными (прямыми) и бесконтактными способами.

Контактные способы изменения выполняются при помощи термометров, термокрасок, термопар и так далее.

Бесконтактные способы основаны на определении интенсивности инфракрасного излучения, которое преобразуется в электрические сигналы. В активных системах инфракрасного контроля предусматривается введение тепловой энергии в контролируемое изделие. В пассивных системах измеряется распределение тепловой энергии, генерируемой внутри контролируемого изделия и затем излучаемой. Системы инфракрасного контроля обладают высокой чувствительностью и универсальностью. Они обеспечивают высокую точность, производительность и снижение стоимости контроля.

Для выявления микротрещин (около 0,01 мм) применяют смачивающую жидкость, которая заполняет эти трещины и при облучении ультрафиолетовыми лучами светится (люминесцентный метод) или остается в трещинах после удаления красителя (цветовой метод).

Для контроля качества гибридной толстопленочной микросхемы используем рентгеновский метод контроля, так как этот метод обладает высокой разрешающей способностью и позволяет обнаружить дефекты, а также можно обнаружить обрывы выводов, короткое замыкание и другие дефекты.

Важное место в производстве микросхем имеет технологическая гигиена, включающая в себя чистоту помещений и рабочих сред, влажность, температуру, скорость воздуха и другое. Ко всему этому предъявляется чрезвычайно высокие требования.

Необходимость поддержания в производственных помещениях высокой чистоты объясняется тем, что влага, кислоты, пыль и другие загрязнения, попавшие на подложки в процессе изготовления микросхем, могут привести к появлению дефектов, что снижает их качество или выводит из строя.

В производстве микросхем используют особо чистые жидкие реактивы, которые предварительно фильтруют для удаления посторонних микрочастиц. Дионизованную воду также приходится очищать фильтрованием от микрочастиц.

Технологические газы, поступающие в баллонах по своим характеристикам, непригодны для использования в технологических процессах, поэтому их дополнительно очищают от примесей других газов и микрочастиц. Так ,водород, аргон и азот очищают от кислорода и паров воды, присутствие которых вызывает нежелательное окисление подложек при нагреве. Особо чистый водород получают диффузионной очисткой, пропуская его через мембрану из сплава палладия с серебром.

В процессе производства микросхем состояние технологических сред надо постоянно контролировать, для чего применяют различные измерительные приборы. Так, размеры и объемные концентрации микрочастиц в жидких и газообразных средах определяют лазерными счетчиками ЛАМ-2 и ЛАМ-3. Эти счетчики позволяют регистрировать содержание частиц размерами больше 0,1 мкм в 1 дм³ среды.

Требуемые условия технологической гигиены обеспечиваются следующим:

- герметизацией помещения;

- технологическим концентрированием воздуха (двух- и трехступенчатой фильтрацией подаваемого воздуха);

-специальной внутренней отделкой помещения;

- пол в рабочих помещениях настилается специальным линолеумом;

- на полу, стенах, потолке не допускается трещин, выбоины (все это источники пыли);

- скрытые промышленные разводки (газов, электроэнергии и канализации).