Пример готовой дипломной работы по предмету: Автоматизация технологических процессов
Содержание
Оглавление
Введение…………………………………………………………………….3
Глава
1. Процессы ионного легирования при изготовлении интегральных схем………………………………………………………………..7
1.1. Маршрут изготовления ИС………………………………………… 7
1.2. Особенности процесса ионного легирования………………… 20
1.3. Оборудование ионного легирования. Требования к установкам.25
Глава 2. Особенности установок для автоматизации процессов ИЛ… 33
2.1. Оборудование ИЛ с поштучной обработкой пластин……………..33
2.2. Устройство, принцип работы, контроль дозы ИЛ………………….38
2.3. Косвенные методы контроля дозы…………………………………..48
2.4. Оборудование для контроля. Понятие контрольной карты………..53
Глава
3. Воспроизводимлсть процессов ИЛ с поштучной обработкой.62
3.1.Исследование влияния вакуума на воспроизводимость процессов.62
3.2. Изучение влияния тока пучка на воспроизводимость процессов…69
3.3. Выбор режимов имплантации, создание рецептов для автоматизации процессов………………………………………………………..72
3.4. Построение контрольных карт, оценка воспроизводимости до и после проведения работы………………………………………………………..72
Заключение………………………………………………………………..78
Список использованной литературы…………………………………….80
Выдержка из текста
Введение
Ионная имплантация, т.е. внедрение ускоренных атомов или молекул в виде ионизированных частиц в твердые тела с целью изменения их физических и химических свойств, нашла широкое применение в промышленности. Наибольшего успеха и развития ионная имплантация достигла в микроэлектронике – в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем, так как обеспечивала несомненные преимущества по сравнению с традиционными методами внедрения примеси (диффузией, сплавлением, легированием из расплава и др.).
метод ионной имплантации был запатентован Шокли в 1954 г. В начале 60-х годов ионной имплантацией были получены первые лабораторные электронно-дырочные переходы (p-n-переходы) с хорошими характеристиками. Однако прошло еще десятилетие, прежде чем метод ионной имплантации вышел за пределы лабораторий. Во многом это было вызвано относительной сложностью, большими габаритами и стоимостью оборудования ионной имплантации.
Первые установки ионной имплантации создавались на базе промышленных электромагнитных сепараторов разделения изотопов и электростатических ускорителей типа Ван дер Граафа. В конце 60-х годов появились первые промышленные имплантеры, разработанные фирмами High Voltage Engineering и Accelerators Inc. Implanters (США), Danfysic (Дания) и AERE Harwell (Великобритания), Hitachi (Япония).
Первые отечественные установки ионной имплантации разрабатывались во многих научно-исследовательских центрах. Однако в промышленности, в цехах полупроводниковых заводов, к 1970 г. появилось только два типа ионно-лучевых установок «ИЛУ», разработанные под руководством В. М. Гусева и «Везувий-1» — под руководством В. А. Симонова. С этого периода началось сначала робкое, а с появлением простых в эксплуатации, дешевых, малогабаритных и радиационно-безопасных установок «Везувий-2» и «Везквий-3» активное внедрение метода ионной имплантации в отечественную микроэлектронику. Уже в 1971 г. были получены первые отечественные серийные ионно-имплантированные транзисторы. В конце 70-х годов метод ионной имплантации по праву стал базовым технологическим процессом при изготовлении кремниевых ИС. В настоящее время без ионной имплантации не обходится ни одна разработка и изготовление дискретных кремниевых полупроводниковых приборов, сверхбольших и сверхскоростных ИС (СБИС и ССИС).
При изготовлении отдельных классов СБИС число операций ионной имплантации достигает 8-16.
Развитие установок ионной имплантации шло по пути возрастания интенсивности ионных пучков, увеличения однородности и воспроизводимости имплантации в широком диапазоне доз, повышения энергии имплантации , увеличения частоты легирующих пучков и процесса в целом, полной автоматизации процесса, увеличения производительности и повышения надежности промышленного оборудования.
Ионной имплантация освоена практически во всех развитых странах мира, где эксплуатируется более двух тысяч промышленных имплантеров. Имплантацию проводят даже на ядерных реакторах, циклотронах, установках электромагнитного разделения изотопов. Около 30 типов промышленных установок выпускаю более 15 фирм.
Современные установки для производства СБИС и ССИС требуют использования широчайшего диапазона интенсивности токов ионных пучков легирующих примесей (от 10-9 до 5*10-2 А) в диапазоне масс 1 – 250 а. е. м. с энергией от 5 до 3*103 кэВ. При этом диапазон необходимых доз имплантации составляет 109 – 1017 см-2, а требуемая производительность до 4 м 2 кремния в час.
Поскольку экономически нецелесообразно выполнять весь перечень технологических требований с помощью какой-то одной установки, на современном этапе как в нашей стране, так и за рубежом сложились три основные группы промышленных имплантационных установок, различных по технологическому применению: высокоэнергетические, установки имплантации малых и средних доз, установки больших доз с интенсивными ионными пучками.
Основные требования, предъявляемые к оборудованию ИЛ:
1. Хорошая однородность и воспроизводимость дозы ИЛ;
2. Точность поддержания высокой энергии;
3. Точность разделения по массе вещества;
4. Отсутствие нагрева пластин во время имплантации;
5. Достаточная производительность.
Внутри каждой группы различают несколько типов установок, как по назначению, так и по основным параметрам применения. Установки имплантации непрерывно совершенствуются, и в традиционном применении – для ионного легирования и радиационной обработки полупроводников – уже назрел переход от обработки пластин партией в микроцикловом производстве СБИС к непрерывной обработке в составе поточной линии изготовления СБИС и ССИС. Благодаря совершенствованию оборудования и отдельных его подсистем, появлению новых методов исследования поверхности, дальнейшему изучению физических процессов при взаимодействии ускоренных ионов с веществом появились новые перспективы использования имплантации в промышленности: это и имплантация в диэлектрики с целью изменения показателя преломления стеклообразных материалов, и создание оптоэлектронных запоминающих устройств, и один из процессов в создании запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах, и имплантация в металлы для изменения твердости, износостойкости, коррозийной стойкости, создания сверхпроводящих структур.
Актуальность темы обозначена тем, что, основными параметрами практически любого имплантера, используемого в микроэлектронике, являются однородность легирования по пластине и воспроизводимость дозы ИЛ от пластины к пластине. Именно эти параметры определяют качество производимых приборов и микросхем. В данной работе изучались технологические возможности повышения однородности и воспроизводимости процессов ИЛ на среднетоковой установке ИЛ с поштучной обработкой пластин.
Объектом исследования, является среднетоковая установка ионного легирования с поштучной обработкой пластин.
Предметом исследования, являются рекомендации по улучшению воспроизводимости процессов ИЛ.
Целью работы является повышение воспроизводимости процессов ионного легирования (ИЛ).
Задачи работы:
1) изучить влияние вакуума и тока пучка на воспроизводимость процессов ИЛ;
2) выбрать режимы имплантации;
3) создать рецепты для автоматизации процессов ИЛ;
4) построить контрольные карты;
5) дать оценку воспроизводимости до и после проведения работы.
Список использованной литературы
Список использованной литературы
1. Боголепов В. Н. Последовательность изготовления КМОП интегральной схемы . Зеленоград 2005г.
2. Пранявичюс Л., Дудонис Ю. Модификация свойств твердых тел ионными пучками. – Вильнюс: Мокелас, 1980-180с.
3. Риссел Х., Руге И. Ионная имплантация/ Пер. с англ. Под ред. М. И. Гусевой – М.: Наука, 1993 – 360с.
4. Анищенко Л. М., Дружинин А. В., Углов А. А. Ионное легирование полупроводников и его применение/ Физика и химия обработки материалов. – 1982 — № 4. – С. 3-19.
5. Карацюба А. П. Ионная имплантация и технологии кремниевых приборов и интегральных схем/ Зарубежная электронная техника. – 1978. — № 19. – С. 47-80.
6. Карацюба А. П. Новая область применения ионной имплантации в твердотельной электронике/ Зарубежная электронная техника. — 1978. — № 19. – С. 3-46.
7. Sigmen T. Anomalous boron profiles produced by BF2+ implantation into silicon/ Electrochemical society. -1980. – vol.127, № 4. – Р. 981-984.
8. Parry P. D. Localized substrate heating during a process of ion implantation/ J. vacuum silence and technology. – 1978. — – vol.15, № 1. – 111-115.
9. Jacson J. H. High Throughput ion implantation systems in western electric/ Radiation effects. . – 1979. – vol. 44 – P. – 59-67.
10. Установка ионной имплантации больших доз «Везуви 1-8М»/ В. В. Клементьев, В. А. Симонов, А. А. Гуревич, Ю. П. Петров/ Электронная техника. Сер. 7. – ТОПО. – 1982. — № 1. – с. – 68-71.
11. Установка имплантации с повышенной энергией ионов «Везувий-9»/ В. А. Симонов, А. В. Шашелев, А. А. Гуревич, В. Н. Матвеев/ Электронная техника. Сер. 7. – ТОПО. – 1982. — № 1. – с. – 71-73.
12. Промышленная установка ионной имплантации малых и средних доз «Везувий-7М»/ М. В. Козякин, В. Н. Матвеев, В. А. Симонов/ Электронная промышленность. – 1983. — № 5. – с. – 46-50.
13. Техническая инструкция по установке EATON 6200.
14. Техническая инструкция по установке EATON 6200.
15. Руководство по эксплуатации системы Omnimap Rs-30.
16. Интернет ресурс: http://www.rfe.bsu.by/media/kafedry/kaf 3/publication/Ion-foton-obrabotka-mat.pdf .
17. Руководство по эксплуатации системы Omnimap Rs-30.
18. Статические методы повышения качества, Хитоси Кумэ, 1990г.,стр. 113.
