Замчалов Ю.П. - Проектирование автоматизированных участков производства электронных приборов (1037539), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Пеле- сообразно выполнять операции шлифовки и по~лровки пластин, зпита- ксиального наращивания, химии, диффузии и напнлешш, фотолитогра- фии, сборки, классификэгпи и исшттаний .изготовления фотошаблонов в отдельных помещениях. При изготовлении НЕ со славными структурами в одном помещении выполняют операции фотолитографии, диффузии и напыления. В настоящее время нет разработанных норм площадей рабочих и подсобных помещений в в~стих комнатах в зависимости от количества работающего персонала яли от вида технологических операций.
Поскольку наибольшее загрязнение атмосферы в чистых комнатах вы- сокого жисса вызвано присутствием и деятельностью человека, рабочее помещение проектируют таким образом, чтобы на одного человека приходилось 4...15 мй, в зависимости от класса помещения. В помещении класса 100 на одного человека долине приходиться не менее 10...15 мй рабочей площади. Площади гардеробных помещений такие зависят от чная обслуииваемнх ими людей и класса чистоты рабочих помещений, В гардеробных первого переодевания на одного человека долкно приходиться 0,5...1,0 мй, а в помещениях окончательного переодевания - 0,8... .. ° 1,5-зР* Площади обдувочных шлюзов расчитываются исходя из обеспечения наибольшей эффективности облувки оденды персонала и наибольшей пропускной способности шлюза. Для одного человека считается достаточной площадь шлюза, раьшая 0,8...1,0 мй.
Комната получается наиболее простой, когда в ней размещаются однотипные операции, напр пзер, присоединение выводов к кристаллу микросхемы, нанесение девание и окончательную обработку рук, лица и т.к. в гардеробных помещениях 2,5. Хомната относится к классу 10.СОО и рассчитака на одновременную работу 10...12 чел. После того, как решен вопрос проектирования чистой комнаты, определен требуемый класс чистоты воздуха в ней, целесообразно сопоставить сиикае~ый класс чистоты помещения с требуемым.
Исходные данные для расчета ожидаемого класса чистоты помещения: 1. Степень загрязнения наружного воздуха — С нар (шт/мз) 2. Степень таперами пыли оператором оборудования в чистом объеме - ф (шт/с) 3. Эр(юктивность работы йзьтьтров воздуха: -Ь -2„ предварительного окончательного 4. Зци циркуляции воздуха: — лвминарный поток, конвектинннй поток, - конвективный с ло:лп арф на рабочем месте. Расчет для простоты не учитывает такие параметры, как высота комнаты, скорость воздушного потока, до я покрытия потолка фьльтром, скорость миграции частиц в воздушном потоке, поэтому формулы позволяют сделать расчеты в первом приближении для каждого вини циркуляции воздуха.
Расчетная схема для ламинарного потока возд)ха в чистой комнате приведена на рис.3 а на котором через Х обозначена доля возщха, отбираеиого в систеыу рециркуляции й — поток (мз/с) через конечный фильтр. защитных покрытий, вакуу.мое напыление и т.п. тогда не требуется разделения чистой комнаты на отдельные помещения.
Примером может служить комната, планировка которой дала на рис.38. Она имеет рабочее помещение 6, сообщающееся с основным помещением, где она располагается, шлюзами 7. Рабочий персонал проходит двойное перео- Рассчитаем мощность пылевыделения на входе конечного фильтра Если разделить обе части равенства на поток Ц, то получим степень загрязненности воздуха (Ск.ф.), приходящего на вход конечного фильтра: ~~й =С~лар /-б» Степень чистоты воздуха, поступающего из конечного фильтра в чистую комнату составит С'= ~л'р) у" ~» =~ — ''в т~~'Е (~ Ц И3'у ~» (уЮ В случае конвективного потока воздуха в чистой комнате (рис.
39б) концентрация пыли в комнате складывается из двух ксм- понентов: 1) - концентрация пыли в чистой комнате в предположении, У что воздух, поступающий в помещение абсолютно чистый - Сыар = О, а загрязнение будет определяться только мощностью пылевыделения р и потокомЯ,отводимым из комнаты; 2) (1-1) (1- ~„) (1- б» ) С нар - концентрация пыли, поступающей в чистую комнату при условии, что пылевыделение в помещежпт комнаты в = О.
Так как в реальных условиях оба фактора действуют одновременно, то степень чистоты возлуха в комнате определяется зависимостью: (уу) Выполнив аналогичные расчеты для варианта чистой комнаты с конвективным потоком воздуха в комнате и лианарыи на рабочем месте (рис.39в), получим форин~ для определения степени эстеты воздуха в комнате 6-~ ' +.),~.8")(~-Ь)~-Р~ ~~-~р-) эс где ~,)~э,ч — поток воздуха, поступающий на рабочее место; ~фР~ — эффективность фильтра очистки воздуха на рабочем месте.
При расчетах по формулам 34, 35, 36 мозно приниьмть: Снар = 1.10 — 2.10 частиц, размером 0,5 мкм в 1 мз воздуха, 5 = (1,5-2) 10 частиц, размером 0,5 мкм, выделяемых в секунду 5 таем по форьуле: Лю З. " ~;-у) фт) С-С„б У - число работающих в поыещеыщ - концентрация пыя (аэрозолей) в производственнси помещении частиц размером 0,5 мкм в литре воздуха - определяется в соответствии с классом помещения); ~~л~й - концеытрация пыли в воздтхе на выходе окончательного фильтра — (частиц размером 0,5 иы в литре 0 ); 3/ — объем чистого помещения (мз); - интенсивность генералы пыли оператором в секунду. где Р одним оператором.
Кинжальную кратность воздухообыена в чистой комнате рассчи- $ 6. сект рвание цеха по слзвсдству тошаблонов Задачи, решаемые при проектировании цеха иж участка по изготовлению фотошаблонов, определяются назначением этого произ- водства и требованиями к конечной продукции - интегральным микро- схемам (ИС), а такке объемами выпуска фотошаблонов. Топология ИС включает несколько отдельных слоев, последо- вительно формируемых на кремниевой подложке. Например, при изготовлении ИС с полевыми трэнэистораьи необходимы четыре топологических слоя: для формирования изолирующих областей, затворов транзисторов, контактных окон и металлизации.
Фотошаблон (4Ш) — это трафарет, фотомаска, несущая информацию о конфигурации и размерах одного слоя интегральной микро- схемы. 4Ш изготавштэают из прозрачного для излучения материала путем создания в нем непрозрачных участков в соответствии с конфигурацией топографического слоя ИС. Качество изготовления фотошаблона во многом определяет миндальные размеры ИС и вх точ- ность юри изготовлении, процент выхода годных, производительность и стоимость их производства.
Прк проектировании цеха важное значение имеет выбор техяа.— логического маршрута изготовлен фотошаблонов. Здесь возможны несколько вариантов. При проектировании настоящего цеха принят технологический процесс изготовления эталонных фотошаблонов представленный на рис.40 и технология изготовления рабочвх фото- шаблонов <рис.41). Проектирование цеха велось в соответствии с методикой, изложенной- в $1. Рассмотрим подробнее влияние запыленности воздуха и клвмати- ческих условий на качество изготовления 4Ш и соответственно требования к помещениям, где будет установлено оборудование участков цеха и иак они реализуются при проектировании.
Влияние зашьтежости воз~ха. Прежде всего качдея пы=пыа размером, сравнивал~ с то;пглной фото гувствительного слоя (ворядка 0,3...0,5 мьъ0, осевпая на зтот слой, при экспонировании дает отпечаток своей конфигурапи, что приводит к дефектаз структуры фотоюаблонов. Прн етом дефекты, вознзптле на любой из промежуточных стадий( технологического процесса, переносятся прп перепечатке на конечную продунппо и приводят к браку пленарны структур полупроводжковых приборов.
Замечено, что при фстограв овке в воздуаной среде, содержащей около 3000 пьышок/л, каждая десятая структура площадью 4 гез получается дефектной из-за пропечатки пылинок. Пагубное впинпе пыли такте при оседали ее на оптические поверхности объективов, снижая контрастность изображения и разрешаюсГУю ситу оптико-меха- нических приборов. Ереме того, пыль оказывает отрицате.нное влия- ние на механическяе узлы то пах координатных столов оборудова- ния, сннизя нх точность, Такж~ образом, становится очевидны, что технологический процесс изготовления фотопаблонов должен быть от начала до конца организован так, чтобы максьса.тьно искпзчить возможность попада- ния пылинок на упо,*гятутые ответственные узлы оборудован, свето- чувствительные слои и на по~фабрикаты, подлежащие отсъеыу иют перепечатке.
Основное оборудование дтя изготовления фотоюаблонов должно размещаться в помещежях, запыленность воздуха соответствует требованшьч класса 1.000 (см.табл.23). В то же время оборудова- ние для отдельных наиболее критичных к запыленности операгдй (приготовление и нанесение фоторезиста, а таьже его сули; мультип:пжация и фотохжщческая обработка фотопластин) дох:но размещаться в помещешьчх 1СО-го класса чистоты. Кроме того, большинство операций со светочувствительним сложи долны проводиться в ьмкрокпьчатнческнх камерах, а передача пластин с оперыди на операцию должна осуществляться через специальные шлюзы.
Влияние нестабильности температурных условий. Изменение теьшературы воздуха в помеценгях, как и нестабильность температурного ражие всех фотохшшческих процессов, неблагоприятно отражается на качестве фотошаблонов. В частности, изменение температуры воздуха в помещении, где расположены, например, фотоповторители, может значительно снизить точность их работы. Причины здесь кроются в том, что при колебаниях температуры отдельные элементы конструкции фотоповторителя в силу различной нх теплоемкости и условий теплообмена не одинаково быстро изменяют свою температуру, что в конечном счете из-за термического распшрения конструиглонных материалов приводит к изменению взаимоположения узлов фотоповторителя.
Применением специальных конструкционных материалов и конструктивньаи решенипья узлов оборудования удается уменьшить влияние температурных колебаний. Но и в этом случае расчеты показывают, что стабильность температуры воздуха в помещениях. где устанавливаются фотоповторители, до.лна быть в пределах т 0,2оС для обеспечения заданной точности позиционирования (т 0,1...0,15 мкм). По температурно-вшиностннм параметрам помещения, где установлено основное оборудование цеха производства фотошаблонов, должно удовлетворять классу 1 (см.табл.22). указанные требования к стабильности те «пературы ыогут быть обеспечены за счет интенсивного общего коцдшв«о«п«роны«ин по««еще- «п«й, а на участке фотоповторителей — создэлиеы специальных териоконстантных ко«л«ат (рис.37). В каждой такой коынате необход«в«о рэзшещать не более одного фотоповторителя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
