К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 58
Текст из файла (страница 58)
(Э) ХеС1 0,308 Отсутствие радиационных повреждений, травление без фотолитографии с разрешением 0,5 мхм Имп. (Э) Агр 0,193 Сверхтонкое (менее 0,1 млм) леглрование'. Совмещение процессов легировання дпя формирования сложных р-и-р-структур без фотолнгогрмрии с разрешением 0,2 мкм Легирование кремния бором и фосфором из ВС1з и РС11 Непр. Аг+ Отсутствие перераспределения примесей Отжиг после ионной имплантации 0,514 Непр. АгР О, 193 Возможно применение дпя СБИС г, субмнкро иным разрешением Без фотолитографии получены дифракционные решетки с периодом 0,24 мкм Изготовление дифракпиооиых решеток на ОаАз Непр.
Не-Сб 0,325 0,193; 0,248; 0,308 Существенное сокращение времени экопозицни в 100 раз, высокое разрешение до 0,3 мкм. Низкая стоимосгь установки Кгр, ХеС1 (Э) ' Имп. - импульсный, Э - зксимерный, Непр. - непрерывный. 182 Глава 25. РЕНТГЕНОВСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ЛУЧИ В ЭЛЕКТРОННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ 163 2.5.9. Хараатериствки аюлнкериых лазеров БУФ- лягографна (Мп;1) н)'льтяп" ЛЯНИРО- Низко- темпераТУРНОО фОТОООВ ИЛОНИО Фото- трмненя6 Лазерное Лазерное яспар6- яегнроваНИ6 НИО Характеристика лазеров Кгр (248), ХеС! (308) Кгр (248), ХеС1 (308), г'АО (1060) ЛАП (1060) Кгр (248) (193), (248), ХеС1 (308) (193), (248) (193), Кгр (248) (193), Кгр (248) Рабочая среда < 0,006 Щирина линии, мм < 0,003 10 - 20 10 - 20 10 - 20 10 - 20 10 - 20 10 - 20 10 - 20 < 10 Длитежность импульса, нс 100-200 > 500 > 1000 > 50 > 1000 50-150 > 1000 > 50 Энерпи импульса„мДж > 100 Частота повто- рения, Гц > 250 > 100 > 200 > 1000 > 100 > 1000 100-200 > 50 > 100 > 100 Средняя мощ- ность, Вт > 10 > 100 > 200 > 50 < 0,1 < 0,2 < 0,02 Расходнмость, мРВД > 3 107 > 107 > 3 107 > 107 > Г07 > 107 > 10В > 107 Ресурс без замены смеси (ЧИСЛО ВСПЫ- шек) Единовременно обрабатываемая пло- ЩВДЬ, Мм ПласТИНЫ ДИВМСТ- ром 150 ПласТИНЫ ДИВМВТ- ром 150 ПласТИНЫ ДИВМ6Т- ром 150 20 х 20 20 х 20 20 х 20 20 х 20 высокий уровень пространственного разрешении лазерных процессов (менее 1 мкм) как на поверхности, так и на глубине; высоюи степень селекгивности воздействия лазерного излучения за счет регулирования длины волны излучения; низкая температура подложки (20 300 'С); малая знерпи квантов (менее 6 эв), что обеспечивает отсутствие радиационных повреждений; возможность обработки лазерным излучением в любой среде (в вакууме, газе, атмос- ными методами.
Из всех известных технологичеохих процессов только лазерные способны обеспечить разработку технологии трехмерных СВИС. Зто связано со следующими достоинствами лазерных технологических процессов; универсальность (возможность осаждения, травления и легирования меиллов, полупроводников и диэлектриков); простота пространственного и временного управления лазерным лучом (возможность прямого формирования рисунка на пластине при исюпоченин стадии маскирования пластины резнстом); ПроекПНОННЯЯ Л3336РО- графиа (ОаЫКДО- ние, легяро- ВВНИО, ГРВВКО- нне) ИсгочРОНПО" НОВОКО" го нэлуче- НЯЯ ЛЛЯ резггтч" нелятог- РВФИЯ 1бз Глава 25. РЕНТГЕНОВСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ЛУЧИ В ЭЛЕКТРОННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ Автоматизированная система управления лазерным процессом Оптическая систе- ма Система формирования луча Лазерные шаблоны Система совмещения Рлс.
2.5.13. Ствуатува ламрвлге ареаеееа фере, что обеспечивает инюграцию процессов в пространстве н времени); способность лазерного излучения обеспечить неразрушающий контроль параметров функциональных слоев и технологических процассов в реальном масштабе времени. Ии один из других известных процессов не обладает совокупностью всех приведенных характериоппс, совершенно необходимых жш технологии трехмерных ИС. При этом скоросп лазерных технологичеыих процессов не уступает скорости других известных процессов, а в ряде случаев существенно их превосходит (см.
табл. 2,5.8). Причем она значительно возрастает при проведении процессов с высоким (субмикронным) разрешением. Преимущество лазерных процессов приобрело особое значение при переходе к последовательно- индивидуальной обработке шгастнн, без которых не обойтись в технологии трехмерных ИС (ИС-3). Мощность современных лазеров такова, что производительность безрезистной лазерной технологии при последовательно- индивидуальной обработке пластин составляет не менее 10 пластин / ч. Технология ИС-3 не будет исюпочительно лазерной, она объединит лазерные, ионные и плазменные процессы.
Однако лазерные процессы будут играть ключевую роль, поскольку поддаются интеграции, в том числе и с плазменными процессами. Под полностью интегральной технологией следует понимать такую, при которой заготовка (пластнна) и необходимые материалы поступают в рабочий объем, а из него выходит готовая ИС. При этом рабочий обьем может быль разделен на части (камеры), связанные переходами. Обработка пластины лазерными и плазменными пучками происходит в процессе ее двилюния от входа к выходу.
Конечно, переход к такой технологии будет осущеоплшться постепенно за счет интеграции отдельных частей технологического процесса, их наращивания и последующей полной интеграции сначала для пролзвожтва УБИС, а затем ИС-З. Лазерная диагностика ИС и технологических процессов. Контроль качества ИС, как правило, проводится выборочно по окончании всего цикла изготовления.
Применение лазеров совместно с ЭВМ для контроля ИС и технологических процессов опгрывает перспективу полной автоматизации производства и снимания себестоимости за счет послеоперационной отбраковки полулроводниковых пластин. Такая возмоиность базируется на следующих основных достоинствах лазерной диыпостнки: неразрушаемости контроли ИС н технолопгческих сред; обеспечении контроля в реальном масштабе времени; высоком пространственном разрешении (< 1 мкм); ЛАЗЕРНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 1б5 универсальнОати методОБ лззернОй днатностики. Только один из наиболее чувствительных методов лазерной диагноаппсп - рамановсюи спектроскопия - способен обеспечить получение информации о параметрах технологического процесса - давлении, температуре, концентрации компонентов, скорости реакции, расходе компонентов - и, следовательно, обеспечить управление технологическими процес- свми по заданной протрамме без учаспш человека.
Рамановская спектроакопия при контроле функщюнапьных слоев даат информацию о распрелелении напряжений, плотности точечньп дефектов, морфологии поверхности, ориентации и размере кристаллов, температуре (локальной), энергетическом барьере между функциональными слоями, плотности заряда на границе функциональных слоев, энергии ловушек, сечении захвата примесей. Таким образом, возможно совмещение лазерного контроля физических свойств функ2щонапьных слоев ИС в реальном масштабе времени в ходе технологического процесса с лазерным контролем самого технологическото процесса и оперативным управлением последним.
Это открывает возможноать полной автоматизации производства ИС, исключения аубъектнвнозо фактора из технологии и значительного повышении процента выхода п2дных ИС. Разработка любого лазерного технологического процесса обычно включает в себя (риа. 2.5.13) создание модуля (установки), получение или выбор материалов дпя лазерного процесса и отрабопсу самого процесса. Оптимизация технолотических лазерных процеасов проводится по параметрам формируемых структур, технологичеакому согласованию лазерных процэюов и цролзводитепьно- 2.5.4. лАзерное технОЛОГическОе ОБОРудОВАние В лазерном технологическом оборудовании попользуются в основном твердотельные, тазовые и экаимерные лазеры. Незавиаимо от типа лазера, режима работы (непрерывного, импульсното-периодическото) и назначения лазерные технологические уатановкн состоят из ряда аналогичных функциональных ушев и имеют общую струкзурную схему (риа.
2.5.14). Лазерное излучение 2 от излучателя 1 формирУется оптической системой 7 через устройство 5 дозирования энергии в световой пучок а определенными пространственными и временными характерисппсами и направшетая на обрабатываемый обьект 8. С помощью оптической аистемм 7 осуществляется визуальный контроль положения обрабатываемого обьекга, наблюдение за ходом обработки и оценка результата. Устройство 9 обеспечивает фикаацию обрабатьшаемого объекта на трехко- Рвс.
2.5.14. Тваеаэя схема вазервэй техвэаа2вчесаей уатэаеазл ординатном столе, управляемом про2раммируюшим устройством (микроЭВМ) 10. С улравлшощим процессором связаны также устройства контроля за лазерным излучением 3 и б, а таике датчики 11 контроля параметров технопогнчеакото процесаа, на основании информации от которых поступают команды управления источншсом питания излучателя 4 и устройством дозирования энергии 5. Для реализм!ии лаюрно-химических процессов технологическая установка мсокет быть дополнена устройством подачи в рабочую зону технологической (рабочей) среды 13 и источниками дополнительной энергии 12 (механической, электроматнитной и др.).
Датчики 11 контроля параметров технопогическото процесса могут ко!пропировать температуру зоны обработки, состояние поверхности, яркоать свечения плазменного факела и давать сигналы управляющему устройству дпя изменения параметров излучения ипи прекращения операции. Основным элементом любой лазерной технологической установки яюшется лазерный излучатель. Успехи в создании технологических лазеров позволяют на серийных промышленных установках получать необходимые параметры излучения. Так, дпя технологических СО2-лазеров досппкима мошность порядка 10 кВт в непрерывном режиме, 2 кВт в импульсно-периодическом режиме с частотой повторения !00 ЕГЦ и энергией импульса 10 Дж.
Созпавы установки, исполъзующие твердотельные лазеры на алюмоиттриевом транате 1бо Глаза 2.5. РЕНТГЕНОВСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ЛУЧИ В ЭЛЕКТРОННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ 2.5ЛВ. Хараатерастаки СОз-лазеров с двффузаоввым охлавщеввем рабочей смеса (Россия) 2.5.11. Характеристика бмстроиреточвых СОз-лазеров с продольной арокачкой газа 2.5.12. Хзраятераспми быстрещвточиых СОз-лазеров с иоаеречвой щииичкей газа ' 1 - длина резонатора. мощностью до 2 кВт в непрерывном и до 10 ГВт в импульсно-периодическом реиимах о частотой повторения импульсов до 1000 Гц. Экснмерные лазеры, работающие в УФ- области, позволщот обеспечить высокую однородность излучения по площади поверхности и минимальные (порядка 1 мкм) размеры латка фокусировки. Техаологвчесапе лазерм ва углеваслом газе. Мощные СОз-лазеры активно используются в таких технологических операциях, как лазерная сварка, пайка, упрочнение, модификация поверхности, лазерная резка, сверление, скрайбирование, термохимическзя и лазерно- плазменная обработки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
