2021-09-21
128
Оборудование для фотолитографии можно разделить на два вида: для изготовления фотошаблонов и проведения самого процесса фотолитографии. Для изготовления фотошаблонов применяют координатографы типа ЭМ-703, редукционные камеры типа ЭМ-503А, фотоповторители типа ЭМ-525 и микрофотонаборные установки.
Принцип работы фотонаборной установки заключается в следующем. Весь топологический рисунок с помощью ЭВМ делится на прямоугольники разной площади и с различным отношением сторон в зависимости от формы и размеров составляющих его элементов. Эти прямоугольники последовательной фотопечатью наносятся на фотопластину, на которой образуется промежуточный фотошаблон с десятикратным увеличением рисунка. Технические характеристики микрофотонаборных установок ЭМ-519Аи ЭМ-519Б следующие: размер фотопластины 70 х 70 мм, дискретность перемещения 2,5 мкм, точность позиционирования ±1,5 мкм, производительность 900 экспозиций в час.
Фоторезист наносят методом центрифугирования на установках ПНФ-2. Наиболее широкое применение в промышленности нашли позитивные фоторезисты марок ФП-383, ФП-307, ФП-330 и РН-11. Разрешающая способность слоя фоторезиста определяется как число линий на 1 мм, разделенных свободными от резиста промежутками. Она достигает 2000 линий на 1 мм при толщине слоя 0,2—0,3 мкм.
Полуавтомат ПНФ-2 для нанесения фоторезиста обеспечивает производительность до 200—250 подложек в час. После сушки фоторезиста на установках типов ЭМ-517, ЭМ-524 и ЭМ-544 проводят совмещение фотошаблона и экспонирование фоторезиста. Производительность автоматизированных установок типов ЭМ-524 и ЭМ- 544 равна соответственно 30 и 100 пластин в час. Для удаления фоторезиста применяют установку типа ПУФ-80, в которой используется кислородная плазма. Ее производительность составляет 100 пластин в час. Одновременно в камеру загружают около 35 пластин.
Для микросхем разработано большое число различных типов корпусов. Интегральные микросхемы помещают в основном в плоские металлостеклянные или пластмассовые корпуса, обеспечивающие их длительную работу в условиях повышенной влажности (до 98%) при температурах от -60 до 125 °С. Плоский корпус может быть прямоугольным или квадратным. Прямоугольный плоский металлостеклянный корпус имеет размеры 9,8 х 6,5 мм, высоту 2 мм и 14 выводов. Пластмассовый корпус при том же числе выводов имеет размеры 19,5 х 6,5 мм и высоту 5 мм.
Для больших интегральных микросхем используют корпуса с 48 или 50 выводами.
Последовательность этапов процесса сборки интегральных схем определяется типом используемого корпуса. Обычно сборку осуществляют групповым методом с применением металлических рамок, изготовленных из тонкой медной, коваровой или алюминиевой фольги с помощью фотолитографии и сквозного локального травления. Заранее ориентированные кристаллы или подложки укладывают дискретно в специальные кассеты, которые совмещают с выводами рамки, и одновременно присоединяют все выводы ко всем контактным площадкам. Затем осуществляют герметизацию интегральных схем, обрубку лишней части рамки, формовку выводов и маркировку.
Сборку гибридных больших интегральных схем (БИС) и микросборку коммутационных плат с металлическим основанием, а также кристаллов БИС с ленточными выводами выполняют с помощью установки типа ЭМ-4009, на которой одновременно происходят приклейка кристалла, монтаж выводов и обрубка лишней ленты. Если плата служит частью корпуса, то герметизацию проводят ультразвуковой или лазерной сваркой. Для лазерной сварки применяют установку типа «Квант-17». Малогабаритные корпуса сваривают на установках типа МТК-5.
На завершающих стадиях технологического процесса изготовления интегральных микросхем межоперационный и финишный контроль качества осуществляют путем изменения режима испытаний и сравнения полученных результатов с требуемыми параметрами, установленными в технических условиях. Для цифровых ИМС в качестве статических параметров выбирают значения силы тока и напряжения на входах и выходах ИМС, находящихся в одном из двух логических состояний, а также силу тока, потребляемого от источника питания. К динамическим параметрам цифровых ИМС относятся значения времени задержки включения, выдержки выключения, переключения из одного логического состояния в другое и задержки передачи информации.
Основными параметрами аналоговых ИМС являются коэффициенты усиления по току и напряжению, входное и выходное напряжения, сила тока, сопротивление, граничная частота и время установления выходного напряжения.
Контроль параметров ИМС в производственных условиях осуществляют с помощью узкоспециализированной аппаратуры автоматически, по заранее составленной программе (с помощью программатора), задавая допустимые значения контролируемых параметров.
В практике производства БИС наметилась тенденция к разработке многопостовых универсальных систем контроля различных типов интегральных схем на базе ЭВМ, имеющих единое программное обеспечение. Эти системы проектируют на основе модульного принципа, что позволяет комплектовать соответствующим образом как контрольно-измерительные посты различного назначения, так и стандартные периферийные устройства (в частности, применять накопители большой емкости и быстродействующие устройства ввода и вывода информации).
Для измерения и контроля статических параметров ИМС используют информационно-измерительные системы «Интеграл-М» и «Вахта- 1М», динамических параметров — ИИС- 1Д, «Элекон-Д2М» и Л-2-35А, для совмещенного контроля статических и динамических параметров, а также функционирования ИМС — ИИС-1010. Функциональный контроль БИС оперативных и постоянных запоминающих устройств по различным алгоритмам обеспечивает установка «Элекон-Ф-ЗУМ».
Задание:
1Изучить материал лекции
2 Составить краткий конспект по теме
3 При устном опросе ответить на следующие вопросы:
1) Где в электрооборудовании автомобилей применяются тонкопленочные ГИМС
2) Основные материалы, применяемые в тонкопленочных ГИМС
3) Последовательность нанесения элементов ГИМС
Как производится контроль параметров ГИМС
