Коледов Л.А. - Технология ИС (1086443), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Чистая комната — это померпеине, в котором проводятся техно- р '1 логические операции, требующие особой чистоты и тщательного поддержания температурно-влажностных параметров воздушной среды, а также строгого соблюдения норм технологической ги. гиены. Чистые комнаты имеют: рабочее помещение, где размещается оборудование и выполняются технологические операции; гардеробные помещения для подготовки обслуживающего персонала к работе в чистой комнате; переходные и обдувочные шлюзы; помещения обработки приточного воздуха. В чистых комнатах важно обеспечить не только определенные температуру, влажность, запыленность.
но и определенную величину и направление вектора скорости перемещения воздуха. В чистых комнатах с ламинарным потоком воздуха (рис. 10.10) можно обеспечить запыленность ниже 30 частиц(уз. Пыль от источников не успевает распространиться по обьему комнаты, так как увлекается общим потоком воздуха к вытяжным отверстиям. При вертикальном потоке воздуха пол не следует занимать громоздким оборудованием. Локальные рабочие объемы в виде открытых и герметичных боксов и скафандров служат для выполнения операций, требующих воздушной среды более чистой, чем в помещении, или требующих специальную газовую среду.
Боксы (рис. 10.11) со стороны оператора имеют открытый проем, позволяющий передавать изделия непосредственно из помещения на рабочее место и производить операции без перчаток. Чистота среды в открытых боксах соответствует первое му классу, Герметичные боксы н скафандры полностью зап(ищают обрабатываемые образцы от воздушной среды помещения. Передача г Ф Рис.
10 1О. Общий вид чистой комнаты с ламинарным потоком воздуха сверху вниз ! - нлтнетатель возлуха,? — серп р бнпе но еш не. переханнне п облувоннне шлюзн, ? — отток возлук 4 в пол с перфорапией, 5 в шлшз, 6- окна лля полклшнеиин обпруповпння а) Рис. 10,11. Схема рабочего бокса с горизонтальным потоком воздуха дли выполнении операций: без выделения (а) и с выделением (б) продуктов химических реакций: 7- лион освеше н, 2- филь р, ?†воплукозибпрник с фнльтрон прелвпрнтельнай отис кн, 4 в везоннятор, 5 †.
нонне ная стеклян а» ш орка, 6 в щель гшн ствола возлуха, 7 в патрубак лля отвода воздуха образцов в скафандры осуществляется через шлюзы, с помощью которых скафандры могут быть объединены в поточную линию. Манипулирование с образцами производится в перчатках через специальные отверстия.
Требования к воде и их обеспечение. В производстве микросхем вода применяется в больших количествах для составления различных растворов, для промывок подложек, готовых структур, леталей корпусов, а также в качестве реагента и защитной среды. Природная вода содержит большое число механических частиц (гидрозолей), растворенных минеральных солей, ионов, бактерий и т. и. В производстве микросхем применяют очищенную воду. Показателем степени чистоты воды является ее удельное сопротивление, которое сильно зависит от температуры, поэтому принято указывать его значение при 20'С. Собственное удельное сопротивление идеально чистой воды равно 25 мОм ° см.
В производстве микросхем и полупроводниковых приборов различают первую, вторую и третью степень чистоты воды, которым соответствуют значения удельного сопротивления 18, 10 и 1 мОм см (вода марок А, Б и В соответственно). Предварительную очистку воды от взвешенных и коллоиднорастворенных частиц выполняют методом дистилляции, сорбции с помощью специальных фильтров, реагентной коагуляции, электрокоагуляпни и др. Предварительно очищенная вода имеет растворимые соли и другие примеси. Для окончательной очистки воды от растворимых веществ в настоящее время применяют очистку ионнообменными смолами (деионизапию) и метод обратного осмоса. Для получения особо чистой воды с удельным сопротивлением 18„,20 мОм ° см применяют следующие схемы очистки: дистилляпия— 295 деионизация; электрокоагуляцня — деионизация; электрокоагуля ция -ультрафильтрация — обратный осмос; ультрафильтрация деионизация.
Эти схемы включают также предварительную фильтра цию, например, активированным углем для удаления хлора, орга' нических загрязнений, помутнений, крупных и мелких твердых час! тиц. 10.6. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ВАКУУМНОЙ ГИГИЕНЫ Чистота воздушной среды в производственных помещениях предприятий, изготавливающих микросхемы, находится на таком высоком уровне, что источником загрязнений становится обслуживающий персонал. На каждом предприятии имеется специальная служба, которая осуществляет организацию и контроль выполнения действующих инструкций по соблюдению правил ЭВГ. Она ведет учет состояния ЭВГ в подразделениях предприятия, контроль за состоянием микроклимата на производственных участках, вырабатывает условия эксплуатации и содержания помещений, требования к рабочим местам, инструменту, технологической документации, а также требования, предъявляемые к работающим в производственных помещениях.
В чистых комнатах для сохранения ламинарности и, следовательно, чистоты потока воздуха оборудование размещается так, чтобы расстояния между рабочими местами были не менее 1...1,2 м, а расстояния от стен до оборудования — не менее 0,5 ..0,8 м. Для уменьщения влияния тепла, выделяемого оборудованием, на конвективный перенос частиц пыли оборудование встраивается в стенные панели так, чтобы в чистую комнату выходили только загрузочные устройства. Такая расстановка позволяет проводить профилактическую очистку оборудования извне чистой комнаты. В чистых комнатах кроме контроля запыленности воздушной атмосферы и микроклимата проводится также контроль условий труда.
В воздухе чистых комнат имеются частицы размерами от сотых до нескольких десятых долей микрона, которые не улавливаются финишными фильтрами установок очистки и не контролируются . при анализе запьгленности. Эти частицы могут оседать и накапливаться в помещении. Для их удаления необходима периодическая, влажная уборка, иногда с добавлением 5а~а глицерина, чтобы пыль не срывалась с поверхностей.
Вода для влажной уборки полов, стен, потолков должна быть чистой, лучше деионизаванной с удельным сопротивлением не менее 0,5 мОм см. Источниками загрязнений от работающего персонала являютс главным образом кожа человека и одежда. Через кожу человек выделяются пары воды, солей, жира и других веществ. В результат постоянного обновления верхнего покрова кожи происходит отсла иванне отживших частиц.
296 В зависимости от вида деятельности число частиц различного размера, выделяемых человеком и его одеждой в минуту, может изменяться от 100 000 (человек сидит или стоит неподвижно), до 10 000 000 (ходьба со скоростью 9 км/ч). Поэтому работы в чистых комнатах ведутся в специальной рабочей одежде, изготовленной из материала с минимальным пылевыделением. Прежде чем попасть в чистое помещение, работники проходят промежуточные помещения, гердеробные, обувочные шлюзы. Соблюдение правил личной ЭВГ является необходимым условием повышения эффективности производства и качества микросхем.
Г л в в в 11. МЕТОДЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ И ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 11.1. ОПЕРАЦИИ РАЗДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИН НА КРИСТАЛЛЫ И ПОДЛОЖЕК НА ПЛАТЫ Условия поставки микросхем и микропроцессоров заказчику предусматривают поставку в виде неразделенных на кристаллы пластин со сформированными и отбракованными микросхемами. Конструктору-технологу радиоэлектронных средств в таких случаях необходимо организовать разделение пластин на кристаллы и подготовить их к проведению дальнейших сборочных операций.
Процесс подготовки к сборке, кроме разделения пластин на отдельные кристаллы, включает их очистку, контроль, ориентированную подачу на позицию сборки. Аналогичные операции проводят при производстве гибридных микросхем, разделяя подложки на платы. Разделение пластин скрайбированием осуществляют в две стадии: вначале на поверхность пластины между готовыми микросхемами наносят в двух взаимно перпендикулярных направлениях неглубокие риски (англ, зсг((зе), а затем по этим рискам разламывают ее на прямоугольные или квадратные кристаллы.
При сквознои разделении пластину прорезают режущим инструментом насквозь. Для разрезания наиболее часто применяют алмазные диски и проволоку или полотна с абразивной суспензией, а также ультразву«азой инструмент. Алмазное скрайбиравание. Эта операция состоит в создании на полупроводниковой пластине между готовыми структурами рисок или разделительных канавок механическим воздействием на нее алмазного резца (рис. (1.(), что приводит к образованию неглубоких направленных трещин. При приложении дополнительных усилий в процессе разламывания трещины распространяются на всю тол- 297 Х, 44)е б) Рнс. ! !.!. Снрайбнрованне алмазным резцом; и — нанесенне рнсок, б — пластина с рнска н; а — кпнструкпня алнавной пнпвннды; ! — режугппя грань рези»; 1 в дорожа для скрайбнрпвання в слое нпщнтного днвлектрнка; а в полупроводннковые кроскены; 4 в кренене ая пластнна шину пластины, в результате чего происходит разделение ее на отдельные кристаллы.
Основным достоинством скрайбирования наряду с высокими производительностью и культурой производства является малая ширина прорези, а следовательно, отсутствие потерь полупроводникового материала. Обычно ширина риски не превышает 10...20 мкм, а глубина 5...10 мкм, скорость движения резца 50...75 мм/с, нагрузка на резце 1,2...1,4 Н. Качество скрайбирования и последующей ломки в значительной степени зависят от состояния рабочей части алмазного резца. Работа резцом с изношенным режущим ребром или вершиной приводит к сколам при скрайбировании и некачественной ломке. Обычно скрайбирование выполнякут резцами, изготовленными из натурального алмаза, которые по сравнению с более дешевыми резцами из синтетических алмазов имеют большую стойкость.
Получили распространение резцы, имею!цие режущую часть в форме трехгранной или усеченной четырехгранной пирамиды (рис. ! 1.1, в), режущими элементами которых являются ес ребра. Средняя стойкость резца (одного режущего ребра) до переточки при скрайбировании кремния составляет 80 м пути. Износ резца возрастает при скрайбировании пластин с пленкой двуокиси кремния или другого диэлектрика. На таких пластинах необходимо предусматривать свободную от пленок 5101, 5)зХ4, БСС, ФСС дорожку шириной 50...75 мкм (рис. 11.1, б). Прн лазерном скрайбировании (рис. 11.2) разделительные риски между готовыми структурами создают испарением узкой полосы полупроводникового материала с поверхности пластины во время ее перемещения относительно сфокусированного лазерного !туча.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
