Типовая программа обучения по направлению «Инженер-технолог вакуумных тонкопленочных покрытий гибридной микроэлектроники»

 

  Главная      Учебники - Разные 

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Типовая программа обучения по направлению «Инженер-технолог вакуумных тонкопленочных покрытий гибридной микроэлектроники»

 

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

нанесением плёнки на характеристики пленочного
Типовая программа обучения
покрытия и основные электропараметры ГИС»
по направлению
Строение кристаллической решетки твердого тела. Элементарная ячейка. Типы эле-
ментарных ячеек. Индексы Миллера. Межплоскостные расстояния. Плотность упаков-
«Инженер-технолог вакуумных
ки. Монокристалл. Поликристаллическое вещество. Аморфное состояние. Точечные и
протяжённые дефекты. Контроль плотности дефектов.
тонкопленочных покрытий
Основные требования к подложкам. Прочностные, электрические, по температурным
расширениям; химическая стойкость, газовыделение в вакууме, химическая стойкость
гибридной микроэлектроники»
к агрессивным средам, физическая и химическая стойкость к высоким температурам и
термоциклам, адгезия с наносимым слоем, теплопроводность, полируемость.
Введение
Основные материалы подложек: ситалл СТ-38-1, сапфир, поликор, А-995, ГМ, сапфирит,
22-ХС, брокерит, кварц, титалан, алюмооксид, полиимид. Основные характеристики ма-
териалов, специфика применимости.
«Общеинженерная эрудиция»
• Первичные определения и понятия о тонких
3. Топология ГИС
пленках и вакуумных методах и средствах их
нанесения. PVD - процессы нанесения: терми-
«Осознанное проектирование
ческое испарение, ионное распыление. CVD-
топологии в соответствии с
процессы. Типовая структурная схема вакуум-
технико -экономическими
ных установок для PVD- и CVD-процессов.
требованиями»
• Применение вакуумных тонкопленочных
покрытий в гибридных интегральных схе-
• Основные понятия. Примеры топологий.
мах (ГИС). Факторы, определяющие свойства
• Исходные данные для разработки топологии.
тонких пленок.
Технология изготовления, принципиальная
• Маршрут PVD- и CVD- технологических процес-
электрическая схема, принятые способы за-
сов. Ведение технологической документации.
щиты ГИС данной серии.
• Контроль, настройка и корректировка эле-
ментов топологии.
1. Гибридные интегральные схемы. Основные понятия
«Понимание основ функционирования, построения
4. Основные технологические, схемотехнические
и технологии ГИС»
и конструктивные требования и ограничения при
производстве ГИС
• Основные термины и определения. ГИС, элемент, компонент ГИС; корпус, подложка, пла-
та, контактная площадка, разводка, ёмкость, индуктивность, бескорпусная ГИС. Активные
элементы: диоды, диодные матрицы, транзисторы, полупроводниковые ИС.
• Параметры ГИС. Степень интеграции, интегральная плотность ГИС, интегральная плот-
«Понимание влияния конструкторско
ность на подложке.
-технологических решений на качество изделий в
• Классификация и система обозначения ГИС. Серия, первый - пятый элементы обозначения.
соответствии с требуемыми характеристиками и
параметрами»
Технологические нормы и ограничения в производстве ГИС.
2. Подложка ГИС
Основы определения электрических параметров элементов ГИС
«Понимание влияния характеристик материалов
подложек, состояния их поверхности перед
3
4

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

5. Специфика последовательности нанесения
7. Технологические приемы и устройства для работы с
технологических слоёв ГИС
подложкой в вакуумной системе
«Понимание влияния специфики технологии и
«Освоение правильных приемов обращения с
“предыстории” нанесения технологических слоёв на
подложкой при загрузке/выгрузке, фиксации на
качество конечного изделия»
арматуре, перемещении, нагреве и охлаждении»
• Типовая идеология последовательности нанесения покрытий с разной температурой
Правила и инструменты для перемещения подложек из транспортной тары на армату-
нанесения, разными ТКЛР и химической стойкостью.
ру и обратно.
• Возможности и ограничения отступлений от типовой идеологии.
Конструкции арматуры и держателей подложек. Методы крепления подложек.
Вводы вращения. Виды перемещений, обеспечивающие равномерный нагрев и обра-
ботку подложек.
6. Основы вакуумных
Методы и устройства для нагрева подложек в вакуумной камере. Контроль темпера-
технологических систем
туры подложек.
Устройства маскирования для обеспечения нужного профиля распределения толщи-
«Понимание особенностей
ны покрытия по поверхности подложек.
создания вакуума в рабочих
Процедуры профилактических очисток арматуры и держателей подложек.
камерах различной конструкции.
Понимание принципа работы
откачных средств. Понимание
8. Подготовка поверхности подложек
принципа работы датчиков вакуума
перед нанесением тонкопленочных
и состава остаточных газов.
покрытий
Понимание методов течеискания.
Понимание рабочих приёмов
«Понимание определяющей роли
профилактики вакуумного
качества подготовки поверхности
оборудования»
подложки в обеспечении основных
параметров плёночного покрытия
Что такое вакуум и зачем он нужен при производстве
в комплексе взаимодействия с
элементов ГИС.
подложкой»
• Законы идеального газа.
Вакуумные системы для PVD процессов.
• Основные этапы подготовки поверхности. Очистка от
• Проводимость вакуумных систем.
микромеханических загрязнений. Обезжиривание. По-
лирующее “мягкое” химическое травление. Отмывка в
Вакуумные камеры и роль поверхности в них.
деионизованной воде. Предварительная сушка центри-
• Элементы вакуумной арматуры.
фугированием. Финишная сушка - ИК- нагревом.
• Процессы откачки и напуска.
• Межоперационное хранение и особенности транс-
Датчики вакуума и состава остаточной атмосферы.
портировки подложки в вакуумную камеру.
Вода и водяные пары в вакуумных камерах.
• Оборудование, технологические приемы и материалы
Механические вакуумные насосы. Загрязнения маслом в вакуумных системах с масляны-
для процессов подготовки поверхности подложек.
ми механическими насосами.
Финишная очистка поверхности подложек ионной бомбардировкой в вакуумной ка-
Высоковакуумные насосы. Диффузионные масляные насосы. Турбомолекулярные насо-
мере непосредственно перед нанесением пленок (in-situ clearing).
сы. Криогенные насосы.
Технологические устройства для реализации процессов in-situ clearing. Ионно-луче-
Поиск и устранение течей в вакуумных системах.
вая очистка. Очистка в плазме.
Модификация поверхности подложки методами ионной бомбардировки (преимуще-
ственно для полиимидов).
5
6

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

9. Нанесение тонких пленок методами термического
Ионно-лучевые системы распыления. Разновидности компоновок. Основные разно-
видности ионных источников.
испарения
Ионно-лучевые системы очистки и ассистирования. Системы ионно-лучевого распы-
«Понимание механизмов термического испарения в
ления с одновременной обработкой поверхности подложек вторым ионным пучком.
вакууме. Ознакомление с устройствами испарителей.
Понимание основных факторов, влияющих на
11. Механизмы нанесения и
структуру, состав и плотность пленок. Достоинства и
конденсации тонких пленок.
ограничения методов термического испарения»
Важнейшие результирующие
• Процессы термического испарения в вакууме. Энергетические и пространственные рас-
параметры тонких пленок
пределения потока испаренного вещества. Испарение многокомпонентных материалов
и сплавов. Соиспарение из нескольких источников. Взрывное испарение. Испарение с
«Понимание механизмов
ионным ассистированием. Реактивное испарение.
конденсации и стадий роста
• Конструкции испарителей. Испарители резистивного нагрева. Электронно-лучевые ис-
тонких пленок. Понимание
парители. Лазерные испарители.
природы и способов управления
• Влияние температуры подложки, скорости нанесения, давления и состава остаточных газов
остаточными внутренними
на свойства покрытий.
механическими напряжениями в
тонких пленках. Понимание причин
дефектообразования в тонких
пленках»
10. Нанесение пленок
Процессы конденсации материала и роста пленки на подложке.
методами ионного
Стадии роста тонких пленок. Условия формирования сплошной пленки.
распыления
Остаточные внутренние напряжения сжатия и растяжения. Методы управления оста-
точными напряжениями.
«Понимание процессов
Основные причины дефектообразования и деградации структуры тонкой плёнки. Воз-
физического распыления
можности и условия управления микроструктурой плёнки.
и особенностей их
применения в технологии
нанесения тонких пленок
12. Формирование топологии тонких плёнок
и процессов подготовки
поверхности подложки»
«Понимание физико- химических процессов
при формировании элементов топологии и
Основные процессы при физическом
возможности технологических методов управления
ионном распылении поверхности
этими процессами для получения заданных
твердого тела. Распыляемая мишень
как источник наносимого материала.
топологических и электрофизических параметров»
Энергетические и пространственные
Масочный метод.
распределения потока распыленного
материала. Закономерности распыления поликристаллических и монокристалличе-
• Металлические маски. Разновидности. Способы фиксации. Возможности обеспечения
ских материалов. Закономерности распыления соединений и сплавов. Реактивное
требуемых размеров.
распыление.
Микролитография.
Технологические газоразрядные устройства для реализации методов ионного распыле-
ния. Основные разновидности газовых разрядов в устройствах ионного распыления.
• Основные понятия. Актиночувствительный слой. Фоторезист. Экспонирование. Шаблон.
• Технологические возможности. Минимальные размеры топологических элементов. От-
Магнетронная система распыления. Принципы работы. Технологические параметры
сутствие эффекта близости. Воспроизводимость. Возможность реставрации техпроцесса.
магнетронных систем распыления. Оценка эффективности магнетронных систем на-
несения тонких пленок.
7
8

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Оптическая фотолитография контактная и с микрозазором. Состав оборудования.
14. Практические занятия
• Позитивный и негативный фоторезист. Механизм взаимодействия актиничного слоя
«Приобретение практических навыков в технологии
с ультрафиолетовым излучением.
формирования тонкопленочных структур
• Нанесение и предварительная обработка фоторезиста.
гибридной микроэлектроники, а также работы на
• Спектр излучения. Экспонирование. Оборудование. Режимы.
исследовательском и измерительном оборудовании»
• Проявление. Химикаты. Оборудование. Режимы.
Приобретение навыков практической работы на установках «ОРТУС - 700» по технологии
• Задубливание. Оборудование. Режимы.
электроннолучевого испарения с ионной очисткой и «Аспира -150» (технология магне-
• Контроль качества. Профиль нанесения фоторезиста и травления технологического слоя.
тронного и ионно-лучевого распыления с предварительной ионной очисткой) (в услови-
ях компании «Изовак»).
• Размерное травление технологического слоя через маску. Составы травителя. Режи-
Предварительное изучение структурной схемы установки «ОРТУС-700». Форвакуумный
мы. Особенности травления.
бесконтактный сухой бустерный когтевой насос, высоковакуумный турбомолекулярный
• Жидкостное и плазмохимическое удаление фоторезистивной маски. Химикаты. Ре-
насос, термопарные и ионизационные датчики вакуума, электронно-лучевой испаритель
жимы. Оборудование.
«EVM-8», ионно-лучевой источник, система кварцевого контроля, планетарный механизм
(в условиях компании «Изовак»).
• Фотошаблоны металлизированные, “цветные”. Возможности применения.
Общее включение. Включение автоматов и ББП, запуск ПК. Включение системы охлаж-
• Перспективные методы литографии. Сущность, возможности.
дения, запуск ПО. Работа вакуумной системы (порядок работы клапанов вакуумной си-
стемы, порядок включения форвакуумной откачки рабочей камеры, порядок включения
высоковакуумной откачки рабочей камеры) порядок газонапуска в рабочую камеру ( в
условиях компании «Изовак»).
Основные технологические устройства. Электронно-лучевой испаритель компании «Фер-
13. Методы и аппаратура исследования и измерения
ротек» (установ¬ка значения высокого напряжения, установка тока эмиссии, выбор тигля,
параметров тонких пленок и поверхности
установка пределов по тиглю, установка формы колебаний электронного луча, установка
частоты колебаний электронного луча, сохранение установленных параметров) (в усло-
«Понимание сути основных методов исследования и
виях компании «Изовак»).
измерения параметров тонких пленок. Приобретение
Источник ионно-лучевой очистки «Луч-140». Процедуры запуска и эксплуатации ( в усло-
виях компании «Изовак»).
навыков в процессах измерений»
Изучение построения и принципов управления системой подачи газа.
Методы и аппаратура для исследования морфологии поверхности и структуры пле-
Изучение построения и принципов управления системой нагрева с использованием
нок. Оптическая микроскопия. Электронная растровая микроскопия.
ПИД- регулятора.
Составление алгоритма формирования покрытия. Задание основных параметров слоя,
Анализ поверхности методами сканирующей зондовой микроскопии. Туннельная
выбор кварцевого датчика, использование нагрева во время процесса.
сканирующая микроскопия. Атомно-силовая микроскопия.
Процедура общего выключения установки. Остановка высоковакуумной откачки камеры,
Анализ структуры методом рентгеновской дифракции.
выключение ПО, выключение ПК, выключение базового блока питания, выключение си-
Исследование элементного состава пленок и концентрационных профилей компо-
стемы охлаждения, выключение автоматов (в условиях компании «Изовак»).
нентов в них. Эмиссионная спектроско¬пия. Рентгеновская фотоэлектронная спек-
Отработка навыков нанесения диэлектрика для тонкопленочных конденсаторов и меж-
слойной изоляции: окись кремния, окись тантала (в условиях компании «Изовак»).
трометрия. Оже-спектроскопия. Масс-спектроскопия вторичных ионов.
Приобретение навыков практической работы на установках «Аспира -150» по технологии
Основные методы измерения электрофизических параметров тонких пленок: удель-
ионно-лучевой очистки, травление по рисунку и нанесение пленок методом ионно-луче-
ное и удельное поверхностное сопротивление, коэффициент преломления. Эллип-
вого распыления (в условиях компании «Изовак»).
сометрия - как метод определения оптических параметров пленок.
Отработка навыков нанесения слоев металлизации методом магнетронного распыления:
Адсорбционная ультрафиолетовая, видимая и ИК-спектроскопия. Использова-
хром/медь/никель (алюминий) (в условиях компании «Изовак»).
ние в методиках определения оптических параметров тонких пленок после их
Отработка навыков нанесения слоев тонкопленочных резисторов методом магнетронно-
го распыления: нихром, сплавы кермет. Освоение навыков работы с измерителем удель-
формирования.
ного поверхностного сопротивления (в условиях компании «Изовак»).
Методы измерения адгезии и стойкости к истиранию.
Работа с оптическим микроскопом. Оценка топологии тонкопленочных элементов (в ус-
Измерение гидрофобности и гидрофильности оптических покрытий.
ловиях БГУИР).
Формирование топологии тонкопленочных элементов методами фотолитографии (в ус-
ловиях компании «Изовак»).
9
10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

///////////////////////////////////////