Введение к работе
-3-
туальность проблемы. Современный уровень развития технологии кроэлектроники характеризуется постепенным переходом электронной омышленности к массовому выпуску СБИС с субмикронным размером пологических элементов микроструктур. Одной из ключевых проблем, без ления которой невозможно создание субмикронной технологии оизводства СБИС нового поколения, является снижение количества верхностных загрязнений аэрозольными частицами, которые осаждаются на Зочие поверхности полупроводниковых пластин в процессе их экологической обработки, транспортировки и межоперационного хранения. їй этом доля загрязнений, вносимых на этапе технологической обработки астин в реакторах специального технологического оборудования (которые в тьнейшем изложении будут называться чистыми технологическими ниобъемами (ЧТМ)), по разным оценкам составляет от 60% до 80%, и пьшинство экспертов единодушны во мнении, что с ростом степени геграции эта доля будет неуклонно повышаться.
ль работы. Целью диссертационной работы является исследование и фаботка метода за'щиты полупроводниковых пластин от поверхностных рязнений аэрозольными частицами в ЧТМ.
стоверность результатов. Достоверность созданных расчетных методик и фаботанных моделей обусловлена непротиворечием исходных положений зическим законам и подтверждается экспериментальными данными из щиальных литературных источников. Расчеты выполнены с использованием феменных, и вместе с тем хорошо зарекомендовавших себя теоретических годик. Полученные результаты соответствуют современному уровню ровых и отечественных достижений в области чистых технологий, что утверждается последними публикациями и докладами на научно-технических іференциях.
На защиту выносятся:
разработанная методика анализа различных физических факторе влияющих на скорость осаждения аэрозольных частиц в ЧТМ;
полученные математические зависимости для расчета силы вязкого треш действующей на аэрозольную частицу в ламинарном пограничном ел вблизи пластины, различным образом ориентированной в потоке газа;
разработанная и реализованная на ЭВМ расчетная методика моделирован процессов тепломассопереноса применительно к ЧТМ с учетом зависимое плотности газа от температуры;
разработанный метод защиты полупроводниковых пластин поверхностных загрязнений аэрозольными частицами в ЧТМ, основание на явлении термофореза;
рекомендации по выбору конструктивно-технологических параметров ЧТ с целью повышения эффективности защиты полупроводниковых пластин поверхностных загрязнений с использованием явления термофореза;
разработанная методика оптимизации конструктивно-технологическ параметров ЧТМ по критерию минимальных поверхностных загрязнен! полупроводниковых пластин аэрозольными частицами.
Научная новизна. В работе впервые проведен комплексный анализ вс известных физических факторов, способных воздействовать на скорое осаждения мелкодисперсных аэрозольных частиц: броуновскую турбулентную диффузию, электростатическое электричество, термо-диффузиофорез, вязкое трение, массовые силы. Это позволяет определи наиболее существенные механизмы осаждения для каждого конкретного ти ЧТМ. Разработанная расчетная методика моделирования процессов теш массопереноса в ЧТМ позволяет строить траектории движения азрозольні частиц с учетом действия термофоретической силы. Предлагаемый мет защиты полупроводниковых пластин от поверхностных загрязнен аэрозольными частицами в ЧТМ, основанный на использовании явлен
рмофореза, является достаточно эффективным, простым в реализации и иверсальным по применению.
тактическая значимость. Разработанные в результате научных исследований счетные методики и компьютерная программа моделирования процессов лломассопереноса в ЧТМ могут использоваться при проектировании и ідернизации реакторов специального технологического оборудования, что зволит снизить уровень поверхностных загрязнений изделий электронной шики от осаждения аэрозольных частиц. Применение разработанного метода щиты полупроводниковых пластин от поверхностных загрязнений на основе ления термофореза даст возможность повысить коэффициент выхода годных з существенных материальных затрат на разработку новых типов ециального технологического оборудования.
іедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы пользованы в НИР "Сплайн", направленной на исследование влияния руктуры воздушно-температурных полей на скорость осаждения аэрозольных стиц в ЧТМ. Созданный программный комплекс внедрен на АО "Ангстрем" ПО "Калькулятор"), где с его помощью удалось повысить выход годных в оизводстве жидкокристаллических индикаторов.
Суммарный экономический эффект, подтвержденный актом внедрения, денах 1997 года составляет 140 млн. рублей.
іробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и суждались на Российской научно-технической конференции с участием рубежных ученых "Микроэлектроника-94" (Москва, 1994), на научно-хнической конференции студентов и аспирантов МГИЭТ Микроэлектроника и информатика"(Москва, 1995), на межвузовских научно-шических конференциях "Микроэлектроника и информатика-96"(Москва, 96) и "Микроэлектроника и информатика-97"(Москва, 1997). /бликации. Основные практические и научные результаты диссертационной боты опубликованы в 2 статьях, 3 тезисах научных докладов, 2 научно-шических отчетах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введени четырех глав, общих выводов, списка литературы из 100 наименований приложения. Общий объем составляет 130 страниц, в том числе 111 страт текста, 20 рисунков и 10 таблиц.