Управляемость и воспроизводимость

 

Управляемость и воспроизводимость – показатели разные. Однако управление этими показателями осуществляется на основе общего подхода. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) – обязательное условие эффективного управления. Один производственный блок, настроенный на один типовой маршрут, обеспечивает выпуск до 500 пластин в сутки диаметром 200¸300 мм. Одновременно в обработке находится 15¸20 тыс. пластин. Каждая пластина проходит в среднем один цикл в сутки. Каждый процесс включает операцию контроля. В среднем пять операций контроля на цикл. Ежедневно в АСУТП вводится до 100 тыс. протоколов контроля процессов.

В АСУТП поступают следующие результаты контроля:

· результаты входного контроля используемых материалов и энергоносителей (сжатый воздух, жидкий азот, деионизованная вода) дает аналитическая лаборатория;

· контроль режимов технологических операций ведется по данным операторов. Ответственность операторов за соблюдение режимов персональная;

· контроль результатов процессов обычно ведется по спутникам. Спутники – это пластины, обрабатываемые одновременно с рабочими партиями, но используемые только для измерений параметров процессов. С учетом спутников расход пластин в производстве примерно вдвое превышает их выпуск. Измерения параметров процессов по спутникам ведутся в аналитической лаборатории;

· контроль параметров физических структур на рабочих пластинах выполняется по завершению всего маршрута их обработки. Для этого на пластинах кроме рабочих микросхем размещаются несколько тестовых кристаллов. В тестовых кристаллах находятся элементы, предназначенные только для контроля параметров структур. Пластины измеряются до разделения на кристаллы. Отдельный участок контроля тестовых структур проводит измерения всех пластин с использованием зондового устройства и специального автоматического оборудования;

· контроль микросхем на пластине выполняется уже в отдельном цехе или даже в отдельном производстве. В АСУТП вводится только процент выхода годных изделий с каждой пластины;

Главная функция АСУТП – это обеспечение быстрой обратной связи при отклонении результатов контроля от установленных нормативов и выявление причин этих отклонений. Кроме того, АСУТП постоянно выдает реальные значения параметров процессов и структур в рамках установленных нормативов. Дополнительную информацию о состоянии производства технологи получают при запуске экспериментальных партий – «Шатлов». В этих партиях допускаются запланированные отклонения от установленного маршрута. График запуска «Шатлов» составляется заранее на ближайший календарный год. Обычно проводится от трех до шести «Шатлов» в год.

 

Электровакуумная гигиена

 

Электровакуумная гигиена направлена на управление качеством всех используемых материальных ресурсов:

· покупные материалы проходят входной контроль в аналитической лаборатории;

· значительная часть электрооборудования подключена к вторичным источникам бесперебойного питания;

· постоянно контролируется качество вырабатываемых в производстве энергоносителей (сжатый воздух, жидкий азот, деионизованная вода);

· непрерывно контролируются температура, влажность и насыщенность ионами воздуха в производственных помещениях. Запыленность помещений контролируется не реже двух раз в смену;

· используемые оснастка, тара и инструменты не должны быть источниками загрязнений или электростатических разрядов;

· спецодежда персонала не должна быть источником электростатических разрядов, пыли и загрязнений.

Персоналу, имеющему контакт с пластинами в процессе их обработки, запрещено курить и пользоваться косметикой.

Особо следует отметить мероприятия по снижению запыленности производственных помещений. Именно запыленность воздуха в наибольшей степени влияет на плотность дефектов в микросхемах. В современном производстве считается допустимой такая плотность, при которой один дефект приходится на 10¸50 см² площади пластины. Для этого воздух, в котором хранятся и обрабатываются пластины, должен содержать не более одной пылинки на литр. Допустимое число пылинок в литре воздуха называется классом чистоты помещения. Класс чистоты в загрузочной зоне оборудования должен быть        не более 1.

Специфика микроэлектронного производства такова, что пока еще не удается полностью изолировать пластины от операторов при их перемещении с одной операции на другую. При переносе герметичной тары с пластинами через зону с высокой запыленностью грязный воздух и пыль на таре попадают в чистую зону и удалить ее потом очень трудно. Для борьбы с проникновением пыли через барьеры используется система последовательных шлюзов. Технологическое оборудование устроено так, что зона загрузки или обработки пластин должна быть накрыта небольшим скафандром. Насосы и фильтры скафандра обеспечивают в нем небольшое избыточное давление чистого воздуха класс 1. Зона обслуживания оборудования отделена от рабочей зоны герметичной перегородкой. В зоне обслуживания класс чистоты 100 или более. В рабочей зоне класс чистоты 10 и поддерживается избыточное давление. В эту зону имеет доступ ограниченное число операторов и только в спецодежде с фильтром для дыхания. Спецодежда хранится и одевается в шлюзе с классом чистоты 100. И только из шлюза можно попасть в общий коридор класса чистоты 1000. В общих помещениях воздух также фильтруется, кондиционируется и ионизуется, персонал использует спецодежду, но значительно дешевле и проще, чем в рабочей зоне.

 

 

Маршрут производства и физические структуры

КМОП - микросхем.