Коледов Л.А. - Технология ИС (1086443), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Поэтому анализировать весь технологический процесс можно только на основе системного подхода с применением ЭВМ. Основ. ным при этом служит понятие «большая система», в нашем случае «большая технологическая система», т. е. совокупность происходящих физико-химических процессов, объектов обработки и средств для их реализации. В виде большой системы можно представить любой технологический процесс, схематически это представлено на рис. !0.5. Здесь Хь Хг,..., Մ— - входы системы (подложки, нспаряемые материалы, диффузанты и т, д.); Уь Уг,..., Уп - - ее выходы (параметры микросхемы или ее части); Яь Хш..., 7. — контролируемые и управляемые факторы (температура подложек, давление в камере, расход газа и т.
д ); Ф ь (Ттг, ..., Ф'и неконтролируемые факторы, оказывающие случайное возмущающее воздействие на процесс. Одной из основных целей исследования технологических процессов, анализа существующих и синтеза новых технологий является решение задач оптимального управления технологическими процессами. Существуют три пути решения этих проблем: первый состоит в исследовании физико-химических особенностей процессов с целью установления вида взаимозависимостей различных параметров, второй — в статистической обработке результатов наблюдений и нахождении, таким образом, уравнений, описывающих интересующие нас явления. И третий путь (компромиссный) состоит в учете физико-химических особенностей процесса, определении вида зависимостей, которые затем уточняются и конкретизируются при ночные или толстопленочные и МСБ.
Такая специализация позволяет повысить качество выпускаемых изделий, обеспечить производство высококвалифицированными кадрами, современным оборудованием, сырьем и материалами Большую роль в разработке отдельных новых технологических операций, оборудования для их проведения играют отраслевые научно-исследовательские и проектно-технологические институты, которые внедряют свои разработки на опытные заводы, затем на серийные предприятия. Анализ факторов, действующих на каждой отдельной технологической операции, изучение природы протекающих физико-химических процессов, проводимых научно-исследовательскими лабораториями и отделами отраслевых НИИ, позволяют разработать оптимальный, управляемый технологический процесс, позволяющий достичь лучших показателей на каждой отдельной операции. Отработанные, обеспеченные оборудованием и соответствующей технологической документацией технологические процессы являются основой для формирования технологических маршрутов производства различных серий микросхем, микропроцессорных комплектов или микросборок.
Синтез технологических маршрутов, таким образом, осуществляется путем включения в разрабатываемую технологию операций, необходимых и достаточных для формирования конструкции и обеспечения функционирования изделий микроэлектроники. Для осуществления полного технологического маршрута производства изделий определенного конструктивно-технологического исполнения в ряде случаев выпускается комплект оборудования, в который входят технологические установки, приборы и устройства, обеспечивающие все без исключения группы технологических операций. В комплект оборудования указанные установки входят в таком количестве, чтобы изготовляемые изделия не накапливались перед какой-либо операцией и чтобы не было пауз в работе какой-либо установки. Отечественной промышленностью выпускаются технологические линии для производства полупроводниковых микросхем различной сложности.
10.3. ГИБКОЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОИЗВОДСТВО В ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ Гибким автомитизированным производством (ГАП) называют производственную единицу (линию, участок, цех завода), функционирующую на основе безлюдной технологии, в которой работа всех ее звеньев (технологического оборудования, участков комплектации, транспортных и складских систем) координируется как единое целое многоуровневой системой управления на основе вычислительной техники и перестраивается за счет изменения управляющих 283 программ при изменении объекта производства. ГАП вЂ” это качественно новый, более совершенный этап комплексной автоматизации производства, это система автоматизации, охватывающая все производство от проектирования изделий и технологии до изготовления продукции и ее доставки потребителю.
ГАГ! основано на широком применении современного программно-управляемого технологического оборудования, микропроцессорных управляющих вычислительных средств, роботов и робототехнических систем, средств автоматизации проектно-конструкторских и планово-производственных работ. Важным, качественно новым признаком ГАП является гибкость, т. е. переналаживаемость, перестраиваемость системы для производства различных, но однородных по свойствам и назначению изделий.
В состав функционально полной ГАП входят; система планирования, разработки, внедрения, освоения и производства изделия нли группы изделий; система исследований свойств и характеристик изделия, составления математической модели изделия и процессов его изготовления; система автоматического проектирования (СЛГ1Р); система технологической подготовки производства, включающая математические модели технологических операций и процессов; сисзема производства с применением программно-управляемого оборудования и промышленных роботов; система контроля, диагностики производства и качества продукции; сырья, комплектующих изделий; система сбора и обработки информационных данных.
Социально-экономические последствия создания ГАП состоят в 4" повышении производительности труда, интенсификации производства„ повышении качества продукции, снижении доли ручного неквалифицированного труда и повышении роли труда интеллектуального, наукоемкого, творческого. Производство интегральных микросхем любого конструктивно- технологического типа по своей природе, широте номенклатуры, содержанию операций и их повторяемости является высокопригодным для организации ГАП. Более того, оно требует организации ГЛП по безлюдной технологии, чтобы исключить человека-оператора как источника субъективных ошибок при проведении прецизионных технологических операций, чтобы заменить человека с его ограниченными возможностями по быстродействию, чтобы уберечь человека от вредных, опасных для здоровья воздействий. В серийном многономенклатурном производстве, когда в обработке находится 150...200 партий полупроводниковых пластин, в которых формируется большое число различных микросхем, общее количество, например, операций диффузии и окисления близко к тысяче.
Эти операции проводятся в термическом оборудовании одного и того же типа — диффузионных печах. Надо отметить, что ошибки в соблюдении режимов проведения этих операций и ошибки, 284 связанные с невольной путаницей кассет с пластинами, приводят к массовому браку, крупным экономическим потерям. Ясно, что одним из наиболее действенных средств предупреждения указанных ошибок является исключение субъективного фактора из проведения процесса и управления им. То есть необходима ГЛП, включающая полную автоматизацию основных и вспомогательных операций, в том числе и учета движения пластин.
В отечественной электронной промышленности созданы гибкие автоматизированные участки для проведения всех термических операций, в состав которых входят: термическое оборудование (диффузионные печи), оборудование для автоматической загрузки, транспортное оборудование, устройство автоматической переукладки пластин, накопитель партий пластин, системы автоматической адресации кассет, автоматическая система управления всем технологическим и вспомогательным оборудованием. Центральный пульт управления участком оснащен видеоконтрольным устройством, позволяющим оператору визуально наблюдать за оборудованием участка, и информационным устройством, сообщающим оператору данные о термических процессах, их режимах (распределение температуры, состав газовой среды) и стадиях (время с начала загрузки партии, оставшееся время, стадия нагрева, стадия охлаждения), о наличии кассет на позиции загрузки и т.
п. Зона загрузки кассет, зона термического оборудования отделены друг от друга и от производственной зоны цеха устройствами пылезащиты. Гибкость участка обеспечивается наличием программ управления и управляющей микроЭВМ, позволяющих задавать программу термической обработки пластин в каждой печи. Участок обслуживает один оператор, в функции которого входит контроль за работой механизмов и агрегатов, ввод управлякгших программ, пуск и отключение участка, контроль за техническим его состоянием. Функционально полной ГАП для производства микросхем в настоящее время еще не создано, предполагается их появление в середине 90-х годов.
Однако многие работы, необходимые для создания таких ГАП, уже проведены, В частности, разработаны математические модели элементов и устройств, входящих в состав микросхем, САПР микросхем, математические модели основных технологических операций: диффузии, ионного легировання, термического окисления кремния, эпнтаксиального наращивания кремния, нанесения пленок различных материалов различными методами, литографических процессов, процессов сухого травления и т. д. Важной предпосылкой для создания функционально полных ГАП служат разработки и эксплуатация модульно-блочных автоматизированных производств интегральных микросхем, охватывающих такие операции.
как очистка поверхности, диффузия, нанесение пленок, фотолитография, контроль. Производственная линия для изготовления микросхем (рис. 10.6) состоит из четырех автоматизирован- 285 лрфтесббамте и устпнп8мт Еымвд у!Од партоо пластин фтйлир она пноснаи пленни дели нина сапрптос!ление слоя Шарона пег о стодноеа слпя йеипроланауй пулат упродленоя (5(ПУ! Прона!о!ленная теле8иипнная лонера регист- ратор рундинаиия аборудпдания дяонпд папулей ив ю юп "т юю»з.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
