Введение к работе
Актуальность темы. ^
Главными тенденциями развитая микроэлектроники являются непрерывное скиение размеров компонентов БИС и СБИС, увеличение их плотности и количества ( т.е. степени интеграции СБИС ). В связи -с этим все более вагной становится проблема снижения дефектности СБИС и соотвотствеиго создание эффективных методов ее шявлекяя.
Одним из инструментов, используемых для решения отой задачи является использование специализированных тестовых ячеек и структур. представляющих собой компоненты микросхем II твхпояоїїггесксй структуру БИС.
Отсутствие в литературе к началу работы над настоящей' д>:ссертЦИ8й достаточно коютлексных систематических исследований тетлололгееских потерь, в том числе основанных на разделении технологических потерь от случайных, и грубых дефектов, распределения плотности дефектов в зависимости от их размера, определения влияния величин пзраиетроз компонентов БИС на выход годных сделало необходимым проведения данной работы.
Цель работа.
Цельв настоящей работы являлось теоретическое и экспериментальное исследование дефектности пли причин технологических потерь продукция в разработках БИС с применением технологии спецнализировашпЗх тестових структур и тестовых ячеек, а также внедрении разработанных диагностических средств и методик исследования в прокышленпои производстве СБИС.
Основные задачи.
1. Создашш ыатодщш по оценке
потерь выхода годеых из-за случаЕнах дефектов.
2. Проведение исследовании по выявлешш плотности отказов эяеиантов
БИС нэ основных операциях при їй изготовлении.
3. Разработка штоднк и тестовых структур для оценки рззизров
дефектов ка основе данных электрических цзыорении ("элйктричоскап
ішкроскотш").
4. Игследованио влияния . значения выбранных
параметров на шход годных БИС.
Научная новизна.
На основа медали смешанного пуассокозехого распределения и измеренных значений тестовых структур создана иэтодшеа, погводящая. разделять совокупную плозадь пластин па следующие основные.части :
-часть площади, где нет "годных" структур (дзео сами простых: одшючяаа транзистори, рззпзтори, короткю-прсвадшки-и т.д.) из-за , того, что получгкко параизтры находятся оа границами работоспособности отих oauosroo пз~за ipycas отаяокзшй технологических реашов или конструкции!
-часть плоиади о высояза урсюкы откезоз тесістла структур, из-за случайных дефзктов, оЗуслоагааш цєдостзтійія d . paCow оборудования или свяганшш с том, что структура спрсекпфсвазпа не оптимально;
-часть площади с низким уровнен дефектности, причои дефектность И( соответственно, выход годшх в определяется классш чистоты поиеаешШ и материалов. Еотя зачастую резкая граница ыезду этими типаш дзїдктов отсутствует.
Предлояен подход для проектирования "полной" тестовой ячейки
ПрКМЄНИТЄЛЬКО К КреШИСВСП биполярной ТЭХНОЛОПП1 БИС.
- Разрабстгны тестовые структури и методики определения плотности дефектов в задатки интервала размеров.
Разработана методика идентификации "неисправностей" в комплексных тестовых структурах из-за сяучзйгах дефектов по результатам электрических измерений.
Предложен метод, позволящий связать результата измерений рлектрсфизических параметров тестовых структур с выходом годных БИС и гиде лить доминирующие параметры.
На защиту выносятся следующие пологекия:
1. Методика классификации и разделения технологических потерь и
езяэенних с ними областей на пластішо.
-
Методика проектирования тестовых ячеек применительно к биполярной кремниевой технологии.
-
Метода выделения "неисправностей" отдельных элементов в комплексных тестовых структурах.
-
Способ изоляции контролируемой области для измерения плотности "неисправностей" тестовых структур на промеь-уточкых этапах технологии.
-
Способ измерения плотности закороток коллектор-эмиттер в биполярных ынкре: гадах транзисторах на ранней стадии технологии до формирования металлизации.
-
Методы "электрической микроскопии" случайных дефектов..
-
Метод оптимизации параметров тестовых структур.
Э. Результата исследований технологических потерь при изготовлении структуры БИС.
Практическая ценность.
Результаты исследований использованы при разработка и внедрении новых изделий ка заводе "Микрон". Они реализованы через выработку решений по оптимизации структуры и режимов изготовления БИС.
Данный метод контроля применялся при изготовлении изделий серий 556, 533, 1802 (включающих набор от логических вентилей до более сложных ИС) в соответствии с технологической документацией И6.60202.00007, И6.25.00018, ОСТ и 20 9903-86.
Внедрение разработанных методик позволило сократить сроки отработки технологических процессов, стабилизировать их параметра в заданных пределах, повысить процент выхода годных микросхем.
Годовой экономический эффект от внедрения составил 500 тыс. рублей (в ценах 1989г.
Дппробация работы.
Основные результаты исследовании, приведенные в диссертации -докладывались и обсуждались на:
I.X Всесоюзной конференции по микроэлектронике. .Таганрог, ТР 1982г.
2. і Всесоюзной конференции по физическим основой
твердотельной электроники. Ленинград, 1939г.
3. Международная конференция по микроэлектроники. Ыинск,
І990Г. '
Публикации.
По матеріалам. диссертации опубликовано 10 печатных и б
>укопнсных работ, перечисленных в конце реферата, и получено три тторских свидетельства на изобретение. и
Структура и объем диссертации.
