1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород




Скачать 116.66 Kb.
Название1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород
Дата конвертации25.03.2013
Размер116.66 Kb.
ТипДокументы
Д.М. БАЛАХАНОВ, О.В. КАРПОВ, О.А. ВАНЦЕВ1, Е.В. ЛЕСНИКОВ

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений», п. Менделеево, Московская обл.

1ФГУП «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова»,г. Нижний Новгород

ПРОБЛЕМЫ ЧИСТОТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИЙ
ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ С СУБМИКРОННОЙ И НАНОМЕТРОВОЙ ТОПОЛОГИЕЙ



Развитие технологии в электронной промышленности направлено на уменьшение размеров ИС и увеличение степени их интеграции (плотности). Действительность нашего времени - переход современной полупроводниковой электроники от элементов с характерным размером в микронной и субмикронной области к элементам с размером в нанометровой области.

Производство изделий электроники, невозможно без контроля той среды, в которой они производятся [1]. Надежность, качество и процент выхода годных ИС в значительной степени зависят от уровня содержания примесей во всех видах технологических сред (деионизованной воде, газах, воздушной среде ЧП, химических реактивах).

Воздушная среда ЧП. Счетная концентрация аэрозольных частиц определенных размеров, содержащихся в воздухе является основным показателем для отнесения ЧП к тому или иному классу чистоты. Класс чистого помещения характеризуется классификационным числом, определяющим максимально допустимую счетную концентрацию аэрозольных частиц определенных размеров в 1 м3 (ГОСТ ИСО 14644-1-2002). Чистота воздушной среды ЧП должна постоянно соответствовать классу ЧП и контролироваться.

Если при производстве ИС с микро- топологическими размерами достаточно, чтобы технологический процесс проводился в ЧП с максимальным классом ИСО 2, то для наноэлектроники для наиболее ответственных операций необходим класс ИСО 1.


Год производства

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

ДОЗУ (1/2 шага), нм

65

57

50

45

40

36

32

28

Микропроцессор(1/2 шага), нм

54

45

40

36

32

28

25

22

Критический размер частиц, нм

34

29,5

26

22,5

20

18

16

14

Требуемый класс ЧП по ИСО

2

2

2

1

1

1

1

1

Таблица 1 - Связь параметров ИС и требуемого класса чистоты по критическим размерам частиц для различных уровней технологий производимых ИС [2]


Технологические газы. В наибольших количествах электронная промышленность потребляет технологические газы – азот, аргон, кислород, водород [3]. К загрязнениям технологических газов относят аэрозольные частицы и химические загрязнения (пары воды, кислород, окись и двуокись углерода, углеводороды, азот, водород) [4].

При производстве ИС с микротопологическими размерами критический размер частиц устанавливался ранее равным 1/10 от величины минимального размера структурного элемента. Для современных технологий критический размер определяется как 1/2 от величины проектной нормы [5]. В таблице 2 представлена зависимость параметров контролируемых аэрозольных частиц в технологических газах для производства ИС по прогнозам ITRS [6]. Допустимый уровень содержания наночастиц при переходе от микроэлектронных технологий к наноэлектронным уменьшается с 0,707 шт/л. до 0,1 шт/л.





Год начала крупномасштабного производства ИС с данной топологией

Крупномасштабное производство ИС с топологией

(прогноз 2000 г.)

Критический размер частиц, нм

Количество частиц размером большим критического размера (шт./л)

1

1999

180 нм

90

< 0,1

2

2001

130 нм

65

< 0,1

3

2002






< 0,1

4

2004

90 нм

45

< 0,1

5

2005






< 0,1

6

2007

65 нм

32,5

< 0,1

7

2008

60 нм

30

< 0,1

8

2010

45 нм

22,5

< 0,1

9

2011

40 нм

20

< 0,1

Таблица 2 – Сравнительная характеристика содержания частиц в технологических газах в зависимости от топологических норм ИС.


Деионизованная вода. Природа загрязнений частицами различна: окислы металлов, нерастворимая двуокись кремния, коллоиды, микроорганизмы и т.д. Частицы генерируются также самой установкой при подготовке ДИВ.

Так же как и для технологических газов, критический размер частиц устанавливался равным 1/10 минимального размера структурного элемента для ИС с микротопологическими размерами. Для ИС с нанометровыми размерами минимальных структурных элементов критический размер частиц равен 1/2 от величины проектной нормы, количество - не более 0,2 шт/л (таблица 3). Допустимый уровень содержания наночастиц в ДИВ 500-1000 шт/л, характерный для микроэлектронного производства ИС уменьшается для наноэлектронного производства до 0,2 шт/л.




2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

ДОЗУ (1/2 шага), нм

80

70

65

57

50

45

40

Микропроцессор(1/2 шага), нм

90

78

68

59

52

45

45

Критический размер частиц, нм

40

35

32,5

29,5

26

22,5

20

Количество частиц>критического размера шт./мл

<0,2

<0,2

<0,2

<0,2

<0,2

<0,2

<0,2

Таблица 3 - Сравнительная характеристика содержания частиц в ДИВ зависимости от топологических норм ИС по прогнозам ITRS.


Химические реактивы. Жидкие химические реактивы входят в состав химических растворов, либо непосредственно применяются в технологических процессах.

Диаметр частиц, который мог стать причиной появления дефектов, для микронных технологий устанавливался как 1/10 от величины минимального размера элементов

Прогнозы NTRS 1997 и ITRS 2002-2008 определяют допустимые уровни загрязнений частицами химических реактивов для различных уровней технологий производимых ИС (таблица 4). Критический размер частиц устанавливается равным 1/2 топологической нормы.





NTRS 1997

ITRS 2002

ITRS 2003

ITRS 2005

ITRS 2008




Год начала про-ва

1997

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Уровень

технологии, нм

250

130

115

100

90

80

70

65

57

50

45

Критический размер частиц, нм

125

65

58

50

45

40

35

32,5

28,3

25

22,5

49% HF, 37% HCl: количество частиц> критического размера, шт/мл

< 0.5

< 10

< 10

-

-

< 10

< 10

80

50

70

100

30% H2O2 количество частиц> критического размера, шт/мл

< 0.5

< 10

< 10

< 1000

< 1000

< 1000

< 1000

80

50

70

100

29% NH4OH, 100% ИПС: количество частиц> критического размера, шт/мл

< 0.5

< 10

< 10

< 1000

< 1000

< 1000

< 1000

8000

5000

7000

10000

Таблица 4 - Допустимые уровни загрязнений частицами химических реактивов для различных уровней технологий производимых ИС.


Контроль содержания частиц в технологических средах в нанометровом диапазоне размеров (от 100 нм до 1 нм) становится актуальной задачей для современного уровня развития электронной промышленности. В связи с этим возникает ряд проблем, требующих своего разрешения:

- существующая в России нормативная база устанавливает контролируемые дисперсные параметры наночастиц только для воздушной среды ЧП и минимального размера 100 нм. (ГОСТ ИСО 14644-1-2002);

- для других технологических сред, необходимых для производства ИС современного уровня, отечественная нормативная база отсутствует;

- требуется соответствующее метрологического обеспечение.

Контроль содержания частиц в технологических средах в нанометровом диапазоне размеров (от 100 нм до 1 нм) становится актуальной задачей для современного уровня развития электронной промышленности.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Физические основы микроэлектроники В.И Марголин, В.А. Жабреев, В.А. Тупик. М., Академия, 2008 г., 400 с.

2 Проектирование чистых помещений В. Уайт – М.: Клинрум, 2004. 360 с

3 Современный взгляд на обеспечение чистоты в субмикронных производствах СБИС/В.В. Мартынов - Чистые помещения технологические среды, 2002, № 1

4 Подготовка технологического трубопровода/Стив Пурнелл (перевод П.А. Гладких) - Чистые помещения и технологические среды, 2003, № 4

5 International Technology Roadmap for Semiconductors 2007 Edition, Yield Enhancement

6 International Technology Roadmap for Semiconductor. 2000 Update. Defect Reduction.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconXi международная научно-техническая конференция
Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ), редколлегия журнала «Физика волновых процессов и радиотехнические системы», Военная академия...

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconИзлучение и дифракция электромагнитных волн в естественных и искусственных неоднородных материальных средах
...

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconВсероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (фгуп «вниимс») рекомендация государственная система обеспечения единства измерений
Разработана федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы»...

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconВсероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (фгуп «вниимс») рекомендация государственная система обеспечения единства измерений
Разработана федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы»...

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconЦентральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (фгуп «цниигеолнеруд») удк 553. 5/. 6’8/9 (047. 1) (4/9) Экз. 1 Утверждаю Директор фгуп “цниигеолнеруд”
Киченко М. Е. – Аналитический обзор наиболее важных научно-технических достижений в области геологии и недропользования России (неметаллы),...

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconКонкурса по закупке топлива (нефтепродуктов) для нужд фгуп «пинро»
...

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconНнгу им. Н. И. Лобачевского, Нижний Новгород материалы докладов в двух частях часть II нижний Новгород 2011
Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского (ннгу) Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева ран

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconФгуп «россиийский государственный научно исследовательский и проектный институт урбанистики» («Роснипиурбанистики»)
Оао «российский институт градостроительства и инвестиционного развития «гипрогор»

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconЦентральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (фгуп «цниигеолнеруд») удк 553. 5/. 6’8/9 (047. 1) (4/9) Экз. 1 Утверждаю Директор фгуп “цниигеолнеруд”
В. К. Вишняков, А. В. Корнилов, А. Е. Непряхин. Е. Н. Пермяков, Р. А. Хайдаров, Р. А. Хасанов

1 фгуп «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова»,г. Нижний Новгород iconФгуп вниинтпи федеральный фонд научно-технической информации по строительству и архитектуре
...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница