Коледов Л.А. - Технология ИС (1086443), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Эти процессы при определении, например, режимов ион. ного легирования при формировании совмегценных с поликремниевы ' затвором областей стока и истока (рис. 8.7 и 8.8) необходим учитывать, поскольку способность ППК маскировать нижележащи слои от имплантируемых ионов определенного вида зависит как о толщины (П1К, так и от размеров и ориентации их зерен, ввид того, что границы и объем зерен обладают различными характе ристиками в отношении проницаемости их ионным пучком. Любую последовательность операций изготовления микросхем из всех рассмотренных выше технологических маршрутов можно разбить на группы в зависимости от характера воздействия на используемые в производстве материалы и включения их в состав конструкции микроэлектронного изделия (или исключения их из конструкции нли изменения качества).
Среди таких групп прежде всего надо выделить следующие: 1 — операции удаления материалов (механическая обработка подложек, химическое, плазмохимическое, ионное травление, различные способы очистки подложек и др.); П вЂ” операции нанесения материалов (различные способы нанесения пленок на подложки, эпитаксиальное наращивание монокристаллических полупроводниковых слоев и др.); П1 — операции формирования конфигураций пленочных элементов и окон в пленках (фотолитография, масочные методы, трафаретная печать и др.); !Н вЂ” операции формирования областей материалов с отличающимися электрофизическими характеристиками (формирования р-и переходов; легирования окисла, стекла, поликристаллического кремния и лр.); Н вЂ” операции термообработки для придания необходимых свойств материалам и элементам конструкции микроэлектронных изделий (отжиг пленочных структур для снятия напряжений, вжигание контактов, активирующий отжиг после ионного легирования, отжиг пленок окисла кремния перед фотолитографией для улучшения смачивания фоторезистом и др.); Н! — операции соединения материалов (сварка, пайка, сборка, герметизация корпусов и др.); НП вЂ” контрольные и подгоночные операции (контроль электро- физических свойств материалов после проведения операций технологического процесса, контроль геометрических размеров и параметров элементов, контроль микросхем на функционирование и др.); НП1 — вспомогательные (комплектация партии подложек, упаковка готовых изделий в тару, составление сопроводительной документации и др.).
Рассмотрим в качестве примера технологический маршрут производства микросхем ца биполярных транзисторах с эпитаксиальным коллектором и диффузионной базой по изопланарной технологии (см. $ 7.3). Аналогично рис. !0.3 можно представить любой из маршрутов технологии производствз микроэлектронных изделий, описанный в гл. 6...9. Этот анализ технологических операций не дает, конечно, возможности судить о содержании операций и факторах, влияющих на их результаты, но он позволяет оценить роль, удельный вес различных групп операций в производстве микросхем и представить в достаточно полном объеме этапы производственного цикла.
277 Нпнгсеноепиисла «ренния тпермнчес нчн окнсленогм Фпп плыло«рофия по окислу Комическая пчнстлко, нилпе- бвя мпикаь Дитрфизн сурьнь для Фпдттзряинн гкрйппгс слоя Сттлие окисла Нпраш ттбанне ъттонгиальног с.тпя Кимичеснтзя пбрпбо пна Сиисзение Фотолитография пи идпрчдуиюкосл Нанесение алею ннтлридп нренния Лами«ее«он обрабптиа Контроль диффу- зионного сллт Дбустооинноя диффузия бира Травление нпемния Чдслензе нотридо «ргнния Нснегеное .ОолнрутпШего окисла Контроль лалгпл гв а«псла и ка- честбп олляцин Фптслитпагрпфия пп пкиглу Диффузия Фпгфо рп В нпляеитлоо нул область линн«ясная О«игл«на, нобла Термическое пнислениу Рис.
т0.3. Анализ технологического маршрута пронааолства микросхем по группам операций Псамдение ФСС Ссппденнв плаз- налимиЧескога пиисла Тер«побробальа Фютотитпграфия для Всноьопня аб лсстеи з нлтера Диффузия прине- си л-лтипа удаление ФСС Термическое скислениг Ною«тление сплсбп ш'К% 5' но«такт иристолла та оснпбньтг корпуса нпнесенне плов. магимичегипгю окисла Нпи«п, сушка мои«а,сушка напыление сплпб А! 7% 5~ Нюнтрою никри- слгн нафуты- цанирАани Но«еспние пло.тмо. лимичесиаго зпцгилного пктзгло Клика, сушка Наркирпбна ТернюЖрпбалкаВвигвнне «витлок«лоб Упанабиа б спару С«раибиробание, разделение на кристаллы Сдача иа лтлад гптобпи прлзукции меланическая сбробот«п зиничег кая очистка и лтраблгнне Фотлсиилагрпфия диффузия бара лп оютслбт для дскрьттил базпбьц абпаслли Фотолитография лп окислу Дюя Фпрморпдания сион ппд кюнтлаклв Фптоттпгпофнл по сп шбу .4 МЗ% 5 ,гля фпрмираба- ния разборки Фплтплилпгртпи по окислу для гсздання клита изныл анан Фотолитография ,то сплабу для ф прмирпбатл ларпгп уробтт разбпдкн Флпплото, рофия блл Вскрьтлил пкпн кипнлотпнын плпшабкан и бс«рыптиз д дюпен дття снззсбн- рпбачия Тфисоедо«ение Выбодюб -лтернпкюнлресснвннал сборка Нрисоединение ирыш«и корпугалазер«оя сбор.
кю Конг«роль лпберлноспти, ил псиост«пгпт. алас«пан, Формиробание партни лластлон Конлтраш гяубиньт диффузноннп гп слоя, Вели«ит ы Пз, деле«тп«сети проеноо лласпшнь как«плюю« лслшнэ,ры плотпнюгтии дислй«опии.тою Фектпб элотоь . гнал«наса глпя Ко«лтршь теме«- лтпб никрпслемы пп лтестобын стрбктурам контроль иа фу«кциюнорабаное и отюракоб ка негвд«ыл ниь- рпслем 1) 17 )ур-У) 1Ы Убу Рис. )() 4. Структурная схема обработки полупроводниковых пластин в планар эпитакснальноб технологии производства микросхем на биполярных транзистора применением ионного и диффузмонного ле)нронания и изоляции элементов р-и пе ходами: Групп пер ний ЛП 1 — формнр пан парт ° . 1-1 — б ы рииание; 1-3 — «имнче кая очнс к анес н п.
«о, 17-7 лок л ое .т сиро юе нм .анти! й бора, ур-В локал н ле прон п и ии ф фзр. )')П-у -и рек анка пл .тин н техн л «ее ую т рт )«рн унт.!ол ч у). 11-16 .ессп тею,иой тр!и, и-12 зк ет ° <растр«е окылен, У Ы а й фосф ра оки . ит ла ой ср ле; )т 11. с бн ру ыий ит, 12-15 раыезит л я лпффуз р 16 — п а е а юм ~ евых кон кыю. лп-17 — ерекле,т ып т н н з)ту т я «ран ра с р П.22. аыс пее пл ики алым п П.23 анесение ясак ф тор з ста, )712! н б ропп» к ро пирона пт фоторым а, П1-26 .
пр яалепие р су ка з,рсп рыис е: уП-27 — »бара ныи ко пр каче па р .миня 136 -тра л ю!е алыми и» Л)-31 — аыб рочн и кон рот зачес аа раи.ен 1-32 . удал ние ф торезнста, Л1-33 — «оп р ла кл ес иа о еранн улзл иип ф !ораз ст, Л131 — но рол ка е таа омр н ф тпл т графин, Л1-35-. рал, л п рп х харзнтер«н«ра знстор Л1-36 — к итр ж т л и е ото пронесся па тестовы, с рунтурам, Л1-37.
к нтр лз стптиче кйх па рам ро ч кр с» ы а п ас не, РП1-33 - упанопкп плат и~ ,) Еще один пример анализа технологического процесса обработ-г ки полупроводниковых пластин дан па рис. 10.4. На этом рисунке в виде лучей показаны отдельные операции с привязкой их к группам. В виде спирали показан технологический маршрут об- 280 работки полупроводниковой пластины со скрытым и эпитакснальным слоями (см. э 6.2). Как мы видим на рнс. 10.3 и 10.4, операции технологического процесса периодически повторяются, и пластины проходят несколько раз через одни и те же технологические участки и установки.
Например, через участок химической обработки, обозначенный лучом о на схеме технологического процесса (операции 3, !9, 29, 46, 48, 66, 71 и 97), участок контроля качества химической очистки, обозначенный лучом 4 (операции 4, 20, ЗО, 46, 49, 69, 72), участки фотолитографии, обозначенные лучами 26...84. Необходимость межоперационного хранения пластин (до 5 смен и более) и их транспортировки обусловливает наличие операций, обозначенных лучом 17, и т. д. Технологический процесс изготовления БИС содержит до ! 0 операций диффузионного и ионного легирования кремния, поликремния, окисла, которые отличаются друг от друга типом легирующей примеси, длительностью и температурой термического воздействия. Основными факторами, влияющими на результаты производственного процесса (выход годных микросхем, уровень их рабочих характеристик, экономические показатели производства), как показывает опыт, являются: суммарная плотность дефектов, приходящихся на единицу поверхности полупроводниковой пластины в процессе проведения всех технологических операций, и количество фото- литографических операций.
Для большинства производственных процессов изготовления полупроводниковых БИС плотность дефектов примерно одинакова, так как полупроводниковые пластины н эпитаксиальные структуры выпускают с регламентированным стандартами количеством ростовых (возникающих при росте монокристалла кремния и эпитаксиального слоя) дефектов и дефектов, возникающих при различных видах обработки. Поэтому определяющим фактором результатов производственного процесса становится количество фотолитографий.
Прежнее преимущество МДП-технологии, связанное с меньшим числом фотолитографий, сейчас почти исчезло, так как для повышения рабочих характеристик МДП-микросхем оказалось необходимым ввести в технологические процессы их изготовления целый ряд дополнительных фотолитографнческих операций (см. гл. 8). фактически для всех современных технологий полупроводниковых микросхем число операций фотолитографии стало почти одинаковым: планарно-эпитакснальная технология с изоляцией р-п переходами предусматривает 8...10 операций фотолитографии; изопланарная технология — 10...11; МДП-технология и КМДП-технология — 9...12; Ч-МДП-технология — ! 1.
В связи с одинаково высокой сложностью технологических маршрутов значительный интерес представляет анализ технологического процесса как большой системы. В процессе производства микросхемы подвергаются воздействию чрезвычайно большого числа факторов, причем степень их влияния различна, а совместное дейст- 28! вне приводит к большому разброс электрофизических параметров нзде. лия. «'5 вг кг %» жи х, хг тл Рис. 1О.б. технологический процесс как болсшаи систе- ма помощи статистического анализа, 10.2. СИНТЕЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВА МИКРОСХЕМ МАРШ РУТО Большинство предприяий, выпускающих микросхемы, ориентируются на какой-либо один конструктивно-технологический вариант изделий: полупроводниковые микросхемы иа биполярных транзисторах, полупроводниковые на МДП-транзисторах, гибридные тонкопле- Т Для каждого процесса (напри- мер, вакуумного напыления, эпитакг сии, диффузии н др.) таких факторов может быть несколько десятков, а в течение всего процесса изготовления изделия может подвергаться воздействию нескольких сотен технологигг 2г -'с 'л ческих факторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
