ление для пресс-формы на случай, если перфолента будет уложена неправильно. Таким образом, вероятность повреждения пресс-формы в прессах сведена к минимуму. Конструкцией пресса предусмотрена также регулировка высоты рабочего пространства для закрытых пресс-форм различной высоты.

Для герметизации ИС применяют одно- и многоместные съемные и стационарные пресс-формы. Качество герметизации ИС в большой степени зависит от конструкции и качества изготовления пресс-формы. Основные узлы установки УГП-50: панель управления 1, пресс 2, элементы управления 3, приборы регулирования давления и температуры 4 и 5.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объясните назначение и конструкцию основных узлов установки скрай-бирования.

2. Какие устройства применяются для разделения скрайбированных пластин?

3. В чем заключаются преимущества метода разделения пластин алмазными кругами?

Объясните принцип действия и конструкцию основных узлов установки модели 04ПШ00М.

4. Какой технологический процесс и комплект оборудования вы примените для сборки:

а) ИС с 14 выводами; б) БИС с 48 выводами?

5. Как регулируется усилие прижатия сварочного инструмента в установке ЭМ-438А (рис. 9.10), в механизме микросварки, показанном на рис. 9.13?

6. Для чего необходим поворот столика для манипулирования микросхемой при сварке выводов?

7. В установках ОЗУН-10000 и ОЗУН-12000 МЗ все манипуляции при сварке осуществляет столик, а в установке ЭМ-4020 - сварочная головка. Сравните эти варианты, когда и какой вариант целесообразнее?

8. Какие существуют методы герметизации ИС?

9. В чем сущность метода герметизации ИС литьевым прессованием в пластмассовый корпус?

Глава 10 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ,

ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. ОБОРУДОВАНИЕ

ДЛЯ ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ

10.1. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИС

В производстве ИС важное место принадлежит контролю качества проведения технологического процесса, состоящего из нескольких десятков различных операций и переходов. Несовершенство и нестабильность отдельных технологических опе-248

раций и оборудования, приводящие к невоспроизводимости и разбросу параметров изготовленных структур, ошибки операторов делают неизбежным появление дефектов в процессе изготовления ИС. Поэтому для обнаружения дефектов и устранения дефектных структур из последующего цикла изготовления, а также для проверки соответствия изготовленной ИС требованиям технических условий используется контрольно-измерительное оборудование.

Различают два вида контроля ИС: производственный и контроль готовых структур. Производственный контроль является составной частью технологического процесса и направлен на обнаружение явных и скрытых дефектов. Этот контроль может носить как пассивный, так и активный диагностический характер. Производственный контроль охватывает целый комплекс различных физических, химических и электрических методов измерений как материалов, полуфабрикатов, структурных элементов и готовых ИС, так и технологических режимов и параметров отдельных операций.

Контролируется качество обработки полупроводниковых подложек, эпитаксиально выращенных полупроводниковых пленок, а также диэлектрических, металлических, магнитных и других пленок, качество диффузии и ионного легирования, отжига полупроводниковых структур, качество проведения микролитографии, травления, сборочных и заключительных операций.

Разработано большое число методов анализа поверхности и приповерхностных слоев. Эти методы классифицируются по типам возбуждающего и регистрируемого излучений, приняты следующие обозначения: ЭСХА - электронная спектроскопия для химического анализа; УФЭС - ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия; ЭЗМА - электронно-зондовый микроанализ; СПВ - спектроскопия потенциалов возбуждения; ЭМ - электронная микроскопия; РЭМ - растровая ЭМ; ОЭС - Оже-электрон-ная спектроскопия; ДМЭ - дифракция медных электронов; ДБЭО - дифракция быстрых электронов на отражение; ИС - ионизационная спектроскопия; СПЭ - спектроскопия потерь энергии; ЭФИБ - эмиссия фотонов при ионной бомбардировке; ИОЭС - ионная Оже-электронная спектроскопия; РИНЭ - рассеяние ионов низких энергий; РИВЭ - рассеяние ионов высоких энергий; МСВИ - масс-спектроскопия вторичных ионов; ИМА - ионно-зондовый микроанализ; ПМЗ - протонный микрозонд.

Для исследования образцов указанными выше методами необходимо осуществлять их препарирование. Послойное стравливание образцов проводят с помощью избирательных травителей, воздействующих либо на пленку, либо на подложку. Все большее распространение для препарирования образцов находит метод ионного распыления. При этом одновременно с распылением

можно анализировать распыляемые ионы, проводить анализ кристаллической структуры, химического состава, электронных свойств материала мишени.

При изготовлении ИС на кремнии с диэлектрической изоляцией элементов важно воспроизводимое получение монокристаллического кремния с заданной толщиной, так как толщина монокристалла определяет граничную частоту и коэффициент усиления транзисторов и в значительной степени процент выхода годных ИС. Толщину монокристаллического кремния полупроводниковых структур с диэлектрической изоляцией элементов определяют методами шарового, косого и поперечного шлифов, позволяющими производить измерения с большой точностью, но приводящие к полному разрушению образца.

Для реализации метода теневого контраста при контроле толщины монокристалла можно использовать инфракрасные микроскопы МИК-1 или МИК-4, которые предназначены для исследования объектов, прозрачных в ближней инфракрасной области спектра.

Контроль толщины эпитаксиального слоя и формирование партии пленок с минимальным разбросом по толщине обеспечивают получение заданных электрических параметров изготавливаемых ИС. В условиях производства наибольшее распространение получил метод бесконтактного измерения толщины эпитаксиальных пленок, основанный на оптической интерференции световых лучей при отражении их от границы раздела пленка - подложка и поверхности пленки.

Эпитаксиальные структуры с локальными скрытыми диффузионными областями высокой проводимости находят широкое применение в биполярных ИС. Изготовление эпитаксиальных слоев с заданным уровнем легирования примесью является одним из основных требований технологического процесса изготовления ИС. Контроль уровней легирования эпитаксиальных структур со скрытыми слоями осуществляется по измерениям удельного сопротивления эпитаксиального слоя четырехзондовым методом на контрольной пластине без скрытых диффузионных областей. При этом толщина эпитаксиального слоя определяется на пластине-спутнике р-n-типа методом декорирования сферического или косого шлифа.

Для измерения концентрации носителей зарядов, удельного и поверхностного сопротивления полупроводниковых слоев используются методы СВЧ- и вихревых токов.

Развитие бесконтактных методов измерения не исключает возможности дальнейшей разработки контрольно-измерительной аппаратуры на основе контактных (зондовых) методов. Сочетание простоты с высокой надежностью при использовании несложной 250

Рис. 10.1. Автомат Зонд-А1 для разбраковки полупроводниковых пластин со структурами

измерительной аппаратуры способствует широкому применению зондовых методов в микроэлектронике.

Автомат Зонд-А1 (рис. 10.1), предназначенный для автоматической разбраковки полупроводниковых пластин с диодными, транзисторными и интегральными структурами по статическим параметрам с последующей маркировкой бракованных структур, рассчитан на разбраковку структур с размерами не более 3X3 нм, имеющих контактные площадки не менее 0,06Х Х0.06 мм, и состоит из манипулятора 2, предметного столика 3, держателя головки 5, зондодержателей 4, маркирующей головки, блоков управления и электрооборудования 7, а также микроскопа 6, смонтированных на основании 1.

Манипулятор (рис. 10.2) предназначен для перемещения предметного столика с проверяемой подложкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях и состоит из двух кареток 1 и 3, перемещающихся по призматическим направляющим во взаимно перпендикулярных направлениях с помощью гаек 10 и винтов 7, приводимых в движение шаговым электродвигателем 5 (ШРД-721) через мембранную муфту 6. Движение от гаек 10 к кареткам передается через консоли 4. Люфт в системе винт - гайка и прижим консолей к гайкам устранены пружинами 2, а погрешность изготовления корректируется специальной линейкой 9. Конечные выключатели 8 ограничивают перемещение кареток.

Рис. 10.4. Держатель головок

Предметный столик (рис. 10.3) служит для закрепления вакуумным присосом и ориентирования полупроводниковых подложек относительно осей манипулятора. Ориентируют подложки поворотом диска 2, соединенного через мембрану 5 со столиком 6, а фиксация поворотной части предметного столика осуществляется разрежением, создаваемым в полости 10. Мембрана выполняет также роль вертикальной направляющей столика 6, который может перемещаться вертикально вверх при включении электромагнита 1, связанного через тягу 4 с клиновым ползуном 8. Величина хода определяется ходом ползуна и регулируется вращением упорного винта 9 и передвижением электромагнита 1 по пазу угольника 3. Пружина 7 прижимает