Главная страница
Навигация по странице:

  • 2. Электронная гигиена. Электронная гигиена

  • Характеристики технологического микроклимата

  • Средства обеспечения электронной гигиены

  • Зоны чистых помещений и элементы их конструкции

  • грузовой шлюз 3. Очистка воздуха в микроэлектронном производстве

  • Щелочная вытяжка.

  • 4. Получение вакуума в микроэлектронном производстве

  • 5. Получение чистой воды в микроэлектронном производстве

  • Исходная вода

  • 6. Механическая обработка в микроэлектронике

  • шлифовке и полировке

  • Очистка поверхности

  • 7. Фотошаблоны в микроэлектронике

  • Типы фотошаблонов Негативный фотошаблон

  • Позитивный фотошаблон

  • Металлизированный фотошаблон

  • Эмульсионный фотошаблон

  • 8. Типовой технологический процесс фотолитографии Фотолитография

  • Процесс фотолитографии Очистка и подготовка поверхности

  • Нанесение фоторезиста

  • Закон Мура и его следствия


    Скачать 371.26 Kb.
    НазваниеЗакон Мура и его следствия
    Дата27.07.2020
    Размер371.26 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаZachet.docx
    ТипЗакон
    #61852
    страница1 из 5

    Подборка по базе: Лабораторная работа 1. Закон сохранения массы веществ.docx, АВИАЦИОННОЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВ1.docx, Федеральный закон от 19 февраля 1993 г N 4528 I О беженцах с изм, 4 законы теплового излучения.doc, Федеральный закон об образовании.pdf, Оглавление документа. Закон РФ от 21.07.1993 N 5485-1 (ред. от 2, Категории граждан имеющих право на принятие на учет граждан для
      1   2   3   4   5

    1. Тенденции развития микроэлектроники. Закон Мура и его следствия.

    Основные усилия разработчиков ИМС направлены на усовершенствование уже сложившихся принципов создания ИМС, на улучшение их электрических и эксплуатационных характеристик. Работы ведутся в направлении повышения быстродействия схем и их степени интеграции.

    Дальнейшее развития микроэлектроники связано с новым подходом, позволяющим реализовать определенную функцию аппаратуры без применения стандартных базовых элементов, используя различные физические эффекты в твердом теле. Используются оптические явления (оптоэлектроника), взаимодействие электронов с акустическими волнами в твердом теле (акустоэлектроника), эффекты в новых магнитных материалах (магнетоэлектроника) и многое другое

    Суть закона Гордона Мура такова: производительность и вычислительная мощность ПК увеличивается в два раза каждые пару лет.

    Очень немногие инженеры слышали об обратной закону гипотезе. Формулируется она так: производительность работы исследователей и разработчиков электроники за последние полвека снизилась почти в 20 раз. В задачи, требовавшие в 1971 году привлечения 1 тыс. ученых, в 2019 г. задействованы более 20 тыс. человек. Ученые, жившие век назад, были в 25 раз продуктивнее разработчиков 21 века. Причиной этого безумия стала возрастающая сложность поставленных задач. С каждым годом делать научные открытия и

    Стоит выделить три типа влияния закона Мура на мир:

    • соперничество разработчиков, т.е. борьба за первенство в создании более быстрого и более мощного процессора;

    • разработка архитектуры вычислительных мощностей: обновление технологических алгоритмов происходит постоянно и регулярно (раз в 2 года);

    • прогнозирование рынка.

    Следствия закона Мура

    С экономической точки зрения, закон влияет на стоимость технологий, так как наблюдается снижение цены на 1 чип и последовательный непрерывный рост покупательской способности. Дополнительные выводы:

    • Экономическая эффективность напрямую зависит от темпа снижения себестоимости.

    • В каждом следующем технологическом поколении наблюдается уменьшение площади элементов всех элементов.

    • Один из инвесторов Intel, Артур Рок, сформировал экономическое следствие закона Мура. Каждые 4 года стоимость основных фондов, которые используются для производства полупроводников, увеличивается вдвое.

    2. Электронная гигиена.

    Электронная гигиена - комплекс обязательных требований, норм, средств и мероприятий, направленных на обеспечение заданных параметров технологического микроклимата с целью защиты изделий от неблагоприятных внешних воздействий в процессе производства.

    • Микроклимат

    • Чистое помещение

    • Чистое рабочее место

    • Служба электронной гигиены

    • Дисциплина в чистом помещении

    Характеристики технологического микроклимата

    • Технологическое загрязнение

    • Источник загрязнения

    • Запыленность воздуха

    Средства обеспечения электронной гигиены

    • Средства обеспечения электронной гигиены

    • Пылезащитное оборудование

    • Чистая комната

    • Технологическая одежда

    • Технологические принадлежности

    Производственные здания с чистыми помещениями

    • Производственное здание с чистыми помещениями

    • Чистая зона

    • Сервисная зона

    • Зона инженерно-технического обслуживания

    • Зона социально-бытового обслуживания

    Зоны чистых помещений и элементы их конструкции

    • рабочая зона

    • зона оператора

    • зона обслуживания чистого помещения

    • техническая зона над чистым помещением

    • фильтровальный

    • фильтровальный блок

    • блок обеспыливания

    • шлюз для персонала

    • грузовой шлюз

    3. Очистка воздуха в микроэлектронном производстве

    Такой вопрос, как очистка отработанного воздуха становится инженерной задачей, которая, конечно, требует специфического оборудования и достаточно специфических решений.

    Очистку воздуха можно разделить на несколько подсистем с учетом современного микроэлектронного вопроса производства:

    • Органическая вытяжка. Это одна из систем очистки воздуха, в которой содержатся пары органических растворителей, они исходят от оборудования, которое использует в своем процессе технологические газы.

    • Общеобменная вытяжка. Это одна из систем очистки воздуха, в которой содержатся пары органических растворителей, они исходят от оборудования, которое использует в своем процессе технологические газы.

    • Щелочная вытяжка. Система очистки воздуха, которая содержит пары щёлочи.

    • Кислотная вытяжка. Это так же, определенная система очистки, которая чистит воздух с содержанием кислот, пары кислот исходит из инженерного и технологического оборудования, например, они могут идти от печей нанесение пленок, при этом используются в процессе кислоты: соляная, плавиковая, серная и так далее.

    4. Получение вакуума в микроэлектронном производстве

    В основу получения вакуума могут быть положены два принципа: первый — удаление газа из откачиваемого сосуда за пределы вакуумной системы, второй — связывание газа в вакуумной системе. Первый принцип реализован в газоперемещающих насосах.

    Перемещение массы газа можно производить периодически, отдельными порциями и непрерывно. Для удаления порции газа необходимо изолировать в рабочей камере насоса определенный объем газа, переместить его от входного патрубка насоса к выходному, сжать в процессе перемещения до давления, большего, чем давление в выходном сечении насоса, и вытолкнуть газ за пределы насоса. Вакуумные насосы, которые откачивают газ отдельными порциями в результате периодического изменения объема и положения рабочей камеры, называются объемными вакуумными насосами. Объемными вакуумными насосами являются только механические насосы, т. е. такие насосы, откачивающее действие которых основано на перемещении газа вследствие механического движения рабочих частей насоса.

    Для непрерывного удаления нейтральных молекул газа необходимо иметь тело, которое постоянно увлекало бы и перемещало газ. Таким телом может быть непрерывно движущаяся твердая поверхность или струя жидкости, пара или газа. При соударении с движущейся твердой поверхностью и в результате внутреннего трения молекулы газа приобретают преимущественное направление движения. Механические насосы, откачивающее действие которых основано на увлечении удаляемого газа непрерывно движущимися твердыми поверхностями, получили название молекулярных, так как движущиеся части насоса воздействуют на отдельные молекулы.

    Вакуумные насосы, в которых реализуется второй принцип создания вакуума, получили название сорбционных насосов. Газ в сорбционных насосах может связываться геттером (геттер — вещество, применяемое для хемосорбции газов в вакуумных системах), а также сорбироваться и конденсироваться на охлаждаемой поверхности.


    5. Получение чистой воды в микроэлектронном производстве

    Большое потребление деионизованной воды предприятиями электронной отрасли обусловлено разнообразием сфер ее применения в производстве:

    • печатных плат;

    • интегральных микросхем;

    • полупроводников;

    • жидкокристаллических дисплеев;

    • устройств памяти;

    • электролитических устройств;

    • солнечных батарей

    К самым основным, проверенным и надежным относятся технологии деионизации воды с использованием фильтров смешанного действия с ионообменными смолами. Основу их работы составляет фильтрация уже чистой воды под определенным напором и скоростью. Именно такая сверхчистая вода применяется для окончательной отмывки плат в электронике, так как не несет в себе минеральных и органических составляющих.

    Главной и отличительной особенностью системы получения ультрачистой воды для микроэлектроники является использование смеси двух смол, сразу катионита и анионита, что позволяет заменить применение нескольких отдельно взятых фильтров, тем самым экономя время и деньги. В состав установок деионизации входят также распределительные, дренажные и регенерирующие системы.

    В состав мембранных установок обратного осмоса для микроэлектроники входит блок предварительной очистки. Комплектация таких систем зависит от источника водоснабжения, показателей в химическом анализе воды на входе, производительности системы. Система начальной очистки включает в себя следующие узлы:

    • Узел аэрационной колонны в комплекте с компрессором;

    • Блок дозации различных веществ с применением насосов этого назначения;

    • Засыпные фильтры (осадочные, обезжелезиватели, умягчения);

    • Фильтры с активированным кокосовым углем;

    • Установки ультрафильтрации для снижения органических веществ (высокомолекулярных соединений), снижения перманганатной окисляемости;

    • Блоки ультрафиолетовой стерилизации для уничтожения бактерий, грибков, вирусов, для снижения общего органического числа (ТОС).

    Исходная вода, пройдя стадию механической очистки, попадает на засыпные фильтры, где удаляются мелкодисперсные частицы, соли жесткости и органические вещества. После этого идет первая стадия обессоливания, такая как одноступенчатый или двухступенчатый обратный осмос. Следующий стадией является электродеионизация или ионный обмен или обе эти стадии в комплексе. Выбор необходимых технологий зависит от требуемого качества деионизованной воды.

    Также системы водоподготовки для получения сверхчистой воды включают в себя емкостное оборудование, насосные станции, запорно-регулирующую арматуру, циркуляционные петли с точками отбора и УФ-стерилизаторы. Одним из возможных требований производства ультрачистой воды является поддержание постоянной температуры процесса, что достигается с помощью применения теплообменников.

    Достоинства систем деионизации воды:

    • автоматизированность и надежность высокого уровня;

    • низкие эксплуатационные расходы;

    • доступность и безопасность;

    • простота обслуживания систем;

    • использование качественных комплектующих.

    6. Механическая обработка в микроэлектронике

    Кремниевые слитки режутся на пластины с помощью специальных дисков с алмазной абразивной кромкой. Перед резкой проводится ориентация слитков рентгеновским методом, чтобы поверхность пластин была параллельна нужной кристаллографической плоскости.

    После резки пластины подвергаются шлифовке и полировке. В результате шлифовки удаляется нарушенный при резке слитка слой на поверхности кристалла. Одновременно решаются задачи: получения плоскопараллельности сторон пластины; доведения толщины пластины до нужной величины; получения требуемой чистоты обработки поверхности пластины. Причем шлифовка в зависимости от требований производства может быть как двусторонней, так и односторонней. В процессе шлифовки, таким образом, формируются геометрические размеры пластины. Для уменьшения шероховатости поверхности и глубины нарушенного в кристалле слоя после шлифовки проводится полировка пластин. Она необходима только для обработки рабочей стороны пластины, т.е. стороны, на которой непосредственно создаются структуры элементов. Полировка осуществляется с использованием алмазной пасты и мелкодисперсных абразивов из окислов редкоземельных элементов с величиной зерна.

    После любой из этих операций на поверхности полупроводника остается нарушенный слой, который существенным образом влияет как на дальнейшую технологическую обработку (травление, окисление), так и в конечном счете на параметры полупроводниковых приборов, особенно с мелкими (меньше 1 мкм) активными слоями. Поэтому контроль структуры нарушенного слоя и способы его удаления представляют важную задачу современной планарной технологии.

    Очистка поверхности начинается с обработки пластин в органических растворителях. Как правило, нельзя ограничиться каким-либо одним из них, следует использовать последовательно несколько растворителей. При их выборе важно учитывать, что:

    • растворитель не должен реагировать с материалом подложки;

    • каждый последующий растворитель должен растворять предыдущий;

    • все растворители должны быть высокой степени чистоты.

    Для очистки поверхности используются следующие растворители: трихлорэтилен, толуол, ацетон, четыреххлористый углерод, этиловый спирт и др. Наиболее эффективны кипячение в реактиве и очистка в потоке реактива.

    Скорость растворения органических загрязнений увеличивается более чем на порядок величины, если растворитель нагревается от комнатной температуры до 70 . Нагрев до более высоких температур может приводить к деструкции, разрушению растворителя, которое сопровождается выделением продуктов разложения, часто являющихся отравляющими веществами (например, фосген выделяется при деструкции трихлорэтилена).

    Применение щеток и кистей увеличивает степень очистки поверхности от загрязнений, однако при этом возможны механические повреждения поверхности в виде царапин и сколов.

    Эффективна очистка с помощью ультразвука. В этом случае пластины помещаются в ванну с растворителем, укрепленную на сердечнике магнитостриктора. При воздействии ультразвука в растворе образуются кавитационные пузырьки растворителя, которые с силой ударяют о поверхность пластин, удаляя загрязнения. Однако при ультразвуковой очистке пластины часто крошатся, особенно по краям.


    7. Фотошаблоны в микроэлектронике

    Фотошаблон — стеклянная или иная пластина либо полимерная плёнка со сформированным на её поверхности рисунком элементов схем из материала, не пропускающего актиничное излучение.

    Фотошаблон является одним из основных инструментов при создании заданного рельефного защитного покрытия при проведении фотолитографии в планарной технологии. В зависимости от материала пленочного покрытия различают фотошаблоны на основе:

    • фотографической эмульсии (эмульсионные фотошаблоны)

    • металлической плёнки (металлические фотошаблоны)

    • окиси железа (цветные фотошаблоны

    Типы фотошаблонов

    1. Негативный фотошаблон — фотошаблон, на котором изображение элементов схемы представлено в виде светлых участков на непрозрачном фоне.

    2. Позитивный фотошаблон — фотошаблон, на котором изображение элементов схемы представлено в виде непрозрачных для актиничного излучения участков на светлом прозрачном фоне.

    3. Металлизированный фотошаблон — фотошаблон, на котором изображение элементов схемы сформировано тонкой металлической плёнкой.

    4. Транспарентный фотошаблон — фотошаблон, на котором изображение элементов схем сформировано покрытием, не пропускающим актиничное излучение и пропускающим неактиничное (видимая область спектра) для фоторезиста излучение.

    5. Эмульсионный фотошаблон — фотошаблон, на котором изображение элементов схемы образовано галоидо-серебряной фотографической эмульсией.

    8. Типовой технологический процесс фотолитографии

    Фотолитография — метод получения определённого рисунка на поверхности материала, широко используемый в микроэлектронике и других видах микротехнологий, а также в производстве печатных плат. Один из основных приёмов планарной технологии, используемой в производстве полупроводниковых приборов.

    Суть процесса фотолитографии сводится к тому, что вначале на обрабатываемую поверхность наносится тонкая фоточувствительная полимерная плёнка (фоторезист). Затем эта плёнка засвечивается через фотошаблон с заданным рисунком. Далее проэкспонированные участки удаляются в проявителе. Получившийся на фоторезисте рисунок используется для таких технологических этапов планарной технологии, как травление, электроосаждение, вакуумное напыление и другие. После проведения одного из этих процессов оставшийся, не удалённый при проявлении, фоторезист также удаляется.

    Процесс фотолитографии

    Очистка и подготовка поверхности

    Первоначально подложка очищается от загрязнений в ультразвуковой ванне в различных органических растворителях: ацетоне и метаноле и полосканием в изопропаноле.

    Нанесение фоторезиста

    Наиболее широко распространённый метод нанесения фоторезистов на поверхность — это центрифугирование. Этот метод позволяет создавать однородную плёнку фоторезиста и контролировать её толщину скоростью вращения пластины (порядка нескольких тысяч оборотов в минуту).
      1   2   3   4   5


    написать администратору сайта