Каталог :: Технология

Курсовая: Производство кристалла 564ИЕ10

                Нижегородский Государственный Университет                
                           Им. Н.И.Лобачевского                           
                         Экономический факультет                         
                     Кафедра технологии производства                     
                             КУРСОВАЯ РАБОТА                             
                  Тема : Производство кристалла 564ИЕ10                  
                                                        Выполнил : Жибоедов И.В.
                                                                         ЦЭП 98а
                           Нижний Новгород 1999                           
                           С О Д Е Р Ж А Н И Е                           
     1. Введение
...................................................................................................
3
     2. Маршрут изготовления кристалла 564ИЕ10..........................3
2.1 Операция
спецокисление...............................................................
6
     2.1.1 Оборудование
........................................................................6
     2.1.2 Подготовка рабочего места и организация           
     трудового процесса...........................................................6
     2.1.3 Технологический процесс
...................................................8
2.2 Операция удаление фоторезиста в смеси Каро.......................9
     2.2.1 Оборудование
.........................................................................9
     2.2.2 Требования безопасности..................................................9
     2.2.3 Подготовка рабочего места и организация   
     трудового процесса.........................................................10
     2.2.4 Технологический процесс
..................................................12
     3. Контроль электрических параметров кристалла................13
3.1
Оборудование..................................................................................
13
3.2 Алгоритм программы разбраковки..........................................13
     Список используемой литературы
...................................................14
     1. Введение
     Микросхема 564ИЕ10
Микросхема содержит два отдельных четырехразрядных двоичных счетчика.
Триггеры каждого из них устанавливаются в исходное состояние (нулевое) при
подаче уровня 1 на вход R. Триггеры счетчиков 564ИЕ10 переключаются в момент
спада импульсов положительной полярности на входе СР при уровне 0 на входе
CN. Возможна подача импульсов отрицательной полярности на вход CN при  уровне
1 на входе СР. Таким образом, входы CP и CN объединены логической функцией И.
При соединении микросхем 564ИЕ10 в многоразрядный счетчик с последовательным
переносом выводы 8 подключаются к входам СР следующих, а на входы CN подают
уровень 0.
На счетчике 564ИЕ10 можно собрать делитель частоты с коэффициентом деления от
2 до 15.
Рис.1. Графическое изображение             Рис. 2. Временная диаграмма
МС 564ЕИ10                 работы счетчика 564ИЕ10
     
     
     
     2. Маршрут изготовления кристалла 564ИЕ10
1. Формирование партии пластин.
2. Гидромеханическая отмывка пластин.
3. Химическая обработка.
Смесь Каро (H2SO4+H2O2), перикисьно-амиачная смесь.
Оборудование — линия “Лада 125”.
4. Окисление 1.
Установки СДОМ, АДС. Температура 1000ОС. О2+пар.
5. Фотолитография. Формирование области р-кармана.
5.1. Нанесение фоторезиста.
Фоторезист — ФП383. Установка ХБС.
5.2. Совмещение экспонирования пластин ЭМ — 576А.
5.3. Проявление фоторезиста.
Проявитель — едкий калий.
5.4. Дубление фоторезиста.
Установки “Лада”.
5.5. Травление окисной пленки.
Буферный травитель.
5.6. Контроль.
6. Ионное легирование. Бор 1.
“Карман”. Установка “Лада 30”.
7. Снятие фоторезиста.
7.1. Плазма. Установка “08 ПХО 100Т-001”
7.2. Смесь Каро.
8. Химическая обработка.
9. Разгонка бора. “Карман”.
Температура 1200ОС. О2+азот.
10. Вторая фотолитография.
Формирование областей сток- исток р-канальных
транзисторов и р+-охраны.
11. Ионное легирование. Бор 2 .
Сток- исток. Установка “Везувий-3М”.
12. Снятие фоторезиста.
Плазма и смесь Каро.
13. Химическая обработка.
14. Разгонка бора. Сток- исток.
Температура 1000ОС, О2+пар.
15. Третья фотолитография.
Формирование областей сток- истока n-канальных
транзисторов и n+-охраны.
16. Химическая обработка.
17. Загонка фосфора (диффузионный метод).
Температура 900ОС. Диффузант — POCl3.
18. Снятие фосфорселикатного стекла.
HF : H2O =1 :10.
19. Разгонка фосфора.
Температура 1000ОС. О2+пар.
20. 4Я фотолитография.
Вскрытие областей под затвор и контактные окна.
21. Окисление 2 — подзатворный диэлектрик.
Температура 1000ОС. О2+HCl.
22. Стабилизация фосфора.
Температура 900ОС. Диффузант — POCl3.
23. Подлегирование.
24. Отжиг подзатворного диэлектрика.
25. 5Я фотолитография.
Вскрытие контактных окон.
26. Химическая обработка.
27. Напыление Al+Si.
Установка “Магна 2М”.
28. 6Я фотолитография.
Формирование алюминиевой разводки.
29. Вжигание алюминия.
Температура 475ОС в азоте.
30. Нанесение защитного окисла.
Температура 400ОС. SiH4+O2.
Установка “Аксин”.
31. 7Я фотолитография.
Вскрытие контактных площадок.
32. 8Я фотолитография.
Защита пластин фоторезистом.
33. Контроль ВАХ (пробивное напряжение, пороговое напряжение, прямое
напряжение и др.).
34. Контроль электрических параметров.
35. Контроль внешнего вида.
     2.1 Операция спецокисление
     2.1.1 Оборудование.
·     система диффузионная (см табл. 1)
·     стол монтажный СМ-4 А2МО 238 001 ТУ
·     реактор кварцевый Æ07-0397
·     реактор кварцевый Æ07-0541
·     крючок кварцевый Æ09-1067
·     лодочка кварцевая Æ09-1216
·     подставка Æ09-1215
·     стаканчик СВ24/70 ГОСТ 25 336-82
·     пинцет ПС 160х3.0 ТУ 64-1-37-78
·     пинцет Æ09-1114
·     часы электрические вторичные показывающие ВЧС2-М2ПВ-400-323К ТУ 25-67-
1503-82
·     пластина кремния 7590592 10300 00022
·     пластина кремния спутник 7590592 10300 00022
·     водород хлористый сжиженный марки Э ТУ 6-01-4689387-42-90
·     спирт этиловый ректификованный технический марки “Экстра” ГОСТ 18300-87
·     кислород СТП ТВО 054 003-89
·     азот СТП ТВО 054 003-89
·     напальчники типа II вида Б№4 ТУ 38.106567-88
·     салфетка из мадаполама (350х253) мм 7590592 10301 00043
·     салфетка из батиста (150х150) мм 7590592 10301 00045
·     пленка полиэтиленовая марки На, полотно, 0,040х1400, I сорт ГОСТ 10354-82
     2.1.2 Подготовка рабочего места и организация трудового процесса.
2.1 Подготовку рабочего места и организацию трудового процесса проводить в
соответствии с требованиями табл. 1.
2.2 Технологическую операцию осуществлять с соблюдением требований ТВО 045
954 ИОТ, 17.25351.00003 ИОТ, ТВО 045 829 ИОТ, ТВО 045 982 ИОТ.
2.3 Соблюдать требования производственной гигиены по СТП 17-001-90.
2.4 Параметры микроклимата должны соответствовать СТП 17-001-90: (1000,10000;
22±2; 50±10).
2.5 Время межоперационного хранения пластин должно соответствовать
требованиям СТП 17-097-88.
2.6 Проверить наличие вытяжной вентиляции на системе диффузионной, в
специальном шкафу для хранения баллона перед началом работы с хлористым
водородом. Производить работу с хлористым водородом при выключенной
вентиляции запрещается. При отключении вентиляции немедленно закрыть вентиль
на баллоне  с хлористым водородом.
2.7 Продуть кварцевый реактор, оснастку хлористым водородом с расходом(10-15)
л/час не менее 30 минут:
1) вначале первой смены;
2) после смены оснастки, трубы;
3) замены баллона с хлористым водородом;
4) если время между процессами превышает 24 часа, с последующей продувкой
азотом не менее 10 минут с расходом согласно таблице 2.
2.7.1 Перед  включением хлористого водорода продуть линию
подачи магистральным азотом  не менее 10 минут с расходом
согласно таблице 2.
2.7.1.1 Включить подачу азота, регулируя расход натекателем на ротаметре.
2.7.1.2 Открыть вентиль подачи азота на линию хлористого водорода (вентиль с
маркировкой “N2”).
2.7.1.3 Открыть вентиль с маркировкой, установить расход   (10-15) л/час
натекателем на ротаметре. Регулировать давление в магистрали  при
необходимости редуктором низкого давления .
2.7.1.4 Выключить продувку азотом, перекрыть вентиль с маркировкой “N2”.
2.7.2 Выставить необходимый расход кислорода согласно табл. 2.
2.7.3 Открыть в вытяжном шкафу вентиль на баллоне с хлористым
водородом поворотом вентиля против часовой стрелки.
2.7.4 Подать хлористый водород  в систему, повернуть вентиль
редуктора по часовой стрелке.
2.7.5 Проверить расход по ротаметру для подачи хлористого
водорода в реактор.
2.7.6 Перекрыть вентиль на баллоне с хлористым водородом
поворотом вентиля по часовой стрелке, если расход
хлористого водорода выходит за допустимые пределы и
повторить переходы п.п. 7.1-7.1.4.
2.7.7 Если не устанавливается необходимый расход хлористого
водорода при повторном включении п.п. 7.3-7.5, закрыть
вентиль на баллоне, продуть систему азотом и сообщить об
этом технологу, мастеру или начальному участка.
Категорически запрещается во время работы с хлористым
водородом производить регулировку давления в линии с
хлористым водородом.
2.8 Менять кварцевые реакторы при отрицательных результатах по напряжению
отсечки, не реже одного раза в квартал.
2.9 Проводить контрольный процесс, выполняя требования технологической
инструкции согласно табл. 1, после смены баллона с хлористым водородом, после
смены оснастки реактора и перед каждым процессом, если время между процессами
превышает 24 часа.
2.10 Проводить процесс без использования экранных пластин.
2.11 Проводить оценку контрольного процесса  по напряжению отсечки согласно
вольт-емкостных характеристик по ТВО 336 568 ТК, 17.60303.00002.
В случае отклонения от нормы напряжения отсечки, указанный в таблице 2,
продуть реактор, оснастку хлористым водородом, провести повторно контрольный
процесс, а при отрицательных результатах сменить реактор, оснастку.
2.12 Фильтры для очистки хлористого водорода заменять ежемесячно с отметкой о
сроке замены и росписью наладчика в журнале.
     2.1.3 Технологический процесс.
3.1 Провести технологический процесс, выполняя переходы технологических
инструкций согласно табл. 2, в соответствии с требованиями таблицы режима
соответствующего процесса. Во время процесса следить за расходом хлористого
водорода, кислорода.
3.2 По окончании технологического процесса:
1) перекрыть вентиль на баллоне с хлористым водородом поворотом вентиля по
часовой стрелке.
2) переключить вентиль на редукторе поворотом против часовой стрелки.
3) продуть систему азотом, выполняя переходы п.п. 6.1.
3.3 Произвести измерения толщины окисла в соответствии с требованиями
17.25202.00004 в трех точках пластины-спутник. Толщина окисла должна
соответствовать норме, заданной в     таблице 2.
3.4 Заполнить сопроводительный лист  и рабочий журнал.
3.5 Годные пластины передать на следующую операцию.
     2.2 Операция удаление фоторезиста в смеси Каро
     2.2.1 Оборудование.
·     установка химической обработки ЩЦМЗ 240 212
·     нагреватель ультрачистых сред ЩЦМЗ 031 173
·     кассета Æ07-0518
·     тара межоперационная ЩИТ - 725
·     пинцет Æ09-1114
·     держатель Æ03-0767
·     стекло 093-2, КЛ.2, штабик 50 ОСТ 11 110735 002-73
·     нарукавники полиэтиленовые ТУ 95 7037-73
·     термометр жидкостной стеклянный тип А ГОСТ 28 498-90
·     пластина со структурами 17.10201.00024
·     водорода перекись 17.10201.00022
·     кислота серная 17.10201.00024
·     вода деионизованная марка А ТВО 029 001 МК-02
·     спирт этиловый ректификованный технический марка “Экстра” ГОСТ 18300-87
·     перчатки резиновые  А7-10 ГОСТ 3-88
·     салфетка из мадаполама ТВО 054 115 МК-01
·     салфетка из батиста ТВО 054 108 МК-02
Настоящая карта устанавливает порядок проведения процесса удаления пленок
фоторезиста с кремниевых пластин, не имеющих металлических покрытий, в серной
кислоте, а затем в смеси серной кислоты и перекиси водорода (смеси Каро).
     2.2.2 Требования безопасности.
2.1 При проведении данного процесса возможны следующие виды опасности:
1) химические ожоги;
2) отравления;
3) электроопасность;
4) термоопасность;
5) порезы.
2.2 Источниками химических ожогов являются серная кислота, перекись водорода
и их смеси, а также их пары при попадании на кожу и в организм человека.
2.3 Источником электроопасности  является установка химической обработки с
незащищенной электропроводкой и заземлением.
2.4 Источником термоопасности является нагретая смесь серной кислоты и
перекиси водорода и подогретая деионизованная вода.
2.5 Источником порезов может быть применяемая стеклянная оснастка со сколами
и трещинами.
2.6 Во избежание химических ожогов и отравлений выполнять требования
изложенные в ТВО 045 039 ТИ.
1.6.1 Работу со смесью перекиси водорода и серной кислоты на
установке проводить только при закрытых шторках, в резиновых
перчатках одноразового использования, в нарукавниках и фартуке.
1.6.2 На рабочем месте не должно быть предметов не относящихся
денной операции, наличие органических веществ и других
реактивов, не предусмотренных картой, так как перекись водорода
является сильным окислителем.
2.7 Во избежание термоопасности не касаться руками горячих частей
оборудования и горячих растворов.
2.8 Во избежание порезов необходимо быть внимательным  и осторожным при
использовании оснастки из стекла.
В случае боя стеклянной оснастки собрать крупные осколки сухой салфеткой, а
мелкие влажной и выбросить в урну.
2.9 При возникновении аварийной ситуации  немедленно отключить
технологический блок тумблером, расположенным на нижней панели управления,
поставив его в положение ОТКЛ, затем вызвать наладчика, сообщить мастеру.
     2.2.3 Подготовка рабочего места и организация трудового процесса.
3.1 Убедитесь по записи в журнале, что производственная гигиена  рабочего
места и участка соответствует 17.25101.00002.
3.2 Убедиться по журналу готовности оборудования, что установка химической
обработки пластин и установка контроля проверены и подготовлены к работе
наладчиком.
Без подписи наладчика к работе  не приступать, сообщить мастеру.
3.3 Надеть перед началом работы вне рабочей зоны  полиэтиленовые нарукавники
и резиновые перчатки.
Промыть руки в перчатках деионизованной водой и осушить салфеткой.
3.4 Проводить ежедневно в начале смены протирку влажной салфеткой  из
мадаполама внешних поверхностей  установки  и решетки вытяжки слива.
На лицевой панели установки должна быть надпись, указывающая назначение
операции и наименование используемого раствора.
3.5 Промыть рабочие ванны и находящиеся в них нагреватели, решетки и крышки
деионизированной водой из шланга.
3.6 Слить воду из рабочих ванн, открыв вентили слива. Убедиться в том, что
вода полностью удалена из ванн.
3.7 Контролировать расход вод деионизированной по ротаметру, он должен
составлять (4±1) л/мин на одну установку.
3.8 Приготовить смесь серной кислоты перекиси водорода в двух рабочих ваннах
установки.
3.8.1 Налить на дно первой ванны 25-50 мл перекиси водорода,
открыв кран на передней панели установки с надписью перекись  
     водорода на 1-2 с. Закрыть кран.
3.8.2 Налить в первую ванну 6 л серной кислоты, открыв кран на
передней панели установки с надписью серная кислота, до верхней
отметки на стенки ванны. Закрыть кран.
3.8.3 Налить во вторую ванну 1.8 л перекиси водорода, открыв кран
на передней панели установки с надписью перекись водорода, до
нижней отметки на стенке ванны. Закрыть кран.
3.8.4 Налить во вторую ванну 4.2 л серной кислоты, открыв кран на
передней панели установки с надписью серная кислота, до верхней
отметки на стенки ванны. Закрыть кран.
3.8.5 Перемешать приготовленную смесь Каро с помощью
стеклянной палочки. Закрыть ванны крышками.
3.8.6 Выставить на реле времени время обработки в первой рабочей
ванне  (с серной кислотой) 5  минут, во второй рабочей ванне (со
смесью Каро) 3 минуты.
3.9 Заполнить промежуточную ванну деионизованной водой, открыв кран.
3.10 Проверить термометром температуру горячей деионизованной воды в
промежуточной ванне. Она должна быть (65±5)0С.
Если горячая вода в ванне не соответствует указанной температуре, работу
остановить, сообщить неполадку.
3.11 Получить в кассете пластины, предназначенные для данной операции.
Убедиться по сопроводительному листу, что полученные пластины предназначены
для данной операции и что проведены предыдущие операции.
3.12 При измерении объемов жидких материалов допустимое отклонение
обеспечивается имеющимися средствами измерения.
     2.2.4 Технологический процесс.
4.1 Включить нагреватель ванн соответствующими тумблерами автомата
НАГРЕВАТЕЛЬ, поставив тумблеры в верхнее положение, при этом должны
загореться сигнальные лампочки.
4.2  Нагреть серную кислоту (в первой ванне) и смесь Каро (во второй ванне) до
температуры (150±10)0С.
При достижении технологической температуры загорается сигнальная лампочка
регулятора температуры.
4.3 Открыть крышки ванн.
4.4 Убедиться с помощью термометра, что температура нагретой серной кислоты и
смеси Каро соответствуют заданной.
В случае несоответствия температур по регулятору и термометру на величину,
превышающую 100С, вызвать наладчика для устранения несоответствия.
Разрешается начинать обработку пластин при температуре 1200С.
4.5 Опустить кассету с пластинами с помощью ручки в ванну с нагретой серной
кислотой.
Погружение кассет с пластинами проводить медленно. При возникновении бурной
реакции при растворении фоторезиста поднять кассету. Следить за тем, чтобы
пластины в процессе погружения остались в пазах кассеты.
4.6 Включить реле времени первой рабочей ванны.
4.7 Извлечь кассету с пластинами с помощью ручки из первой ванны при
загорании красной сигнальной лампочки.
В одной порции серной кислоты обрабатывать не более 1500 пластин.
При обработке пластин в первой рабочей ванне в серной кислоте после обработки
каждых 250 пластин доливать серную кислоту 150-200 мл до уровня верхней
отметки на стенке ванны.
4.8 Переставить кассету с пластинами во вторую рабочую ванну со смесью Каро.
4.9 Включить реле времени второй рабочей ванны.
4.10 Извлечь кассету с пластинами с помощью ручки из второй ванны при
загорании  красной сигнальной лампочки.
В одной порции смеси Каро  обрабатывать не более 300 пластин.
После обработки 100 пластин осторожно доливать в ванну со смесью Каро
(200±50) мл перекиси водорода. Следующую доливку делать после обработки
каждых 50 пластин.
4.11 Выдержать пластины в кассете в рабочем объеме в течении 1-2 минут.
4.12 Поместить кассету с пластинами в ванну с горячей деионизованной водой.
4.13 Промыть пластины в ванне с горячей деионизованной водой в течении 1-2
минут.
4.14 Перенести кассету с пластинами  из промежуточной ванны в ванну каскадной
промывки.
4.15 Проводить отмывку пластин в деионизованной воде в первой и во второй
ваннах каскада в течении 2-3 минут в каждой ванне. В третьей ванне каскада
выдержать до снижения сопротивления сливной воды 3 Мом·см по прибору контроля
сопротивления деионизованной воды.
4.16 Перенести кассету с пластинами на сушку пластин по ТВО 734 618  по
окончании отмывки пластин.
4.17 Передать обработанные пластины в кассете на следующую операцию, заполнив
сопроводительный лист.
4.18 Отключить по окончании работы нагреватели ванн, поставив тумблер блока
управления НАГРЕВАТЕЛЬ в нижнее положение.
4.19 Слить серную кислоту и смесь Каро из рабочих ванн, открыв кран слива и
предварительно охладив их до (80-50) 0С.
Перед сливом серной кислоты добавить в ванну 200 мл перекиси водорода.
4.20 Промыть рабочие ванны, находящиеся в них решетки и нагреватели,
деионизованной водой из шланга.
4.21 Закрыть вентили слива и закрыть рабочие ванны крышками.
4.22 Протереть стол установки, крышки ванн салфеткой из мадаполама.
4.23 Отключить технологический блок. Проводить отмывку оснастки и ванн
установки не реже одного раза в неделю. Разрешается одновременно обрабатывать
по две кассеты с пластинами.
     3. Контроль электрических параметров кристалла
     3.1 Оборудование
·     система измерительная Н2001 (“Интеграл”);
·     зонд измерительный ОМ6010;
     3.2 Алгоритм программы разбраковки
Алгоритм программы разбраковки кристаллов 564ИЕ10 приведен в табл. 4.
                            Список литературы                            
1. Технологический маршрут изготовления кристаллов 564ИЕ10.
.
     
     
Табл. 1.
     
Наименование оборудованияОбозначениеОбозначение документа
Система диффузионная многотрубчатая СДОМ 3Л00ДЕМ1 055 00917.25001.00006
Система автоматизированная диффузионная АДС6-100 ДЕМ1 055 00117.25001.00042
Табл. 2.

Температура рабочей зоны печи С0, ±1

Номер интервалаВремя, мин.Наименование временного интервалаШифр команд

Расход газов л/час

О2 ±30 N2 ± 30 HCl*

Толщина окисла, А
112±1Загрузка9,13270--
210±1Рабочий режим9270--
30.3¸0.5Сигнализация9,12270--
490±40Рабочий режим9270-10-15
100050.3¸0.5Сигнализация9,12270-10-15800¸1100 А
610¸90Рабочий режим6-300-
712±1Выгрузка6,14-300-
80.3¸0.5Сигнализация6,12-300-
9Между процессамиПродувка9270--
Рис.3. Табл. 3.

Наименование элементов структуры

условное обозначение

тип

пр-ти

материал слоя

наименование ГОСТ, ОСТ, ТУ

сопротивление

слоя rs=Ом/„

толщина слоя, глубина диффузии мкм

защитный слойН1-

SiO2 термический

--0.4±0.05
диффузионный карман n-канальнх транзисторовН2pтрехфтористый борОСТ 6-02-4-83750-15009±1.5
защитный слойН3-

SiO2 термический

--0.3±0.05
области стока, истокаН4

p+

трехфтористый борОСТ 6-02-4-83£1101.7±0.5
защитный слойН5-

SiO2 термический

--0.4±0.05
области стока, истокаН6

n+

фосфор-хлор окисьТУ-09-3537-85£402±0.5
защитный слойН7-

SiO2 термический

--0.35±0.05
диэлектрик затвораН8-

SiO2 термический

--

0.1+0.01-0.02

контактные окна------ - - - - - -
контактные площадки и проводникиН9-заготовки 270х120х28Яе 0.021,157 ТУ-1.2±0.1
защитный слойН10-

смесь газовая аргона с моносиланом

фоторезист ФП-383

ТУ6-02-1228-82

ТУ6-74-632-86

-

-

0.8±0.1

1.3±0.2

Табл. 4. Нормы параметров 564 ИЕ10
наименованиенормы цехапогрешностьрежим измеренияномер

параметра

не менеене более%

Ucc,B

Uo,B

Uoпор,B

UIпор,B

UIa,B

UIH,B

теста
проверка контактир.,В-/-2/-------1-16

Uпроб,B

15.0-±5------17,18

IIa,мкА

-0.06±4015---01551-56

IIH,мкА

-0.06±4015---057-62

Icc,мкА

-8.0±515---01563-93

Ioa,мА

1.35-±5100.5--01027-34

Ioa,мА

0.53-±550.4--0519-26

IoH,мА

0.75-±5109.5--01043-50

IoH,мА

0.63-±555--0535-42

Uоa,B

-0.008±4010---010102-109

UoH,B

-0.008-±400----100110-118

Uoa max,B

-0.6±55-1.73.3--119-127

UoH min,B

4.65-±55-1.73.3--128-134

Jcc,мкА

-5.0-------94,96,98,100

Jcc,мкА

5.0--------95,97,99,101