Отчет по практике в ОАО «Интеграл»

Введение

 

Микроэлектроника относится  к числу приоритетных отраслей промышленности и во всех развитых странах является важнейшим направлением научно-технического прогресса. Одним из восточноевропейских  лидеров в производстве электронных  компонентов является ОАО «Интеграл». ОАО «Интеграл» образовано в 1962 году на базе трех родственных предприятий  города Минска. Объединение «Интеграл» – это комплекс предприятий и  конструкторских бюро, обеспечивающих полный цикл создания изделий –  от этапа проектирования до серийного  производства.

Завод «Транзистор», входящий в состав ОАО  «Интеграл», является крупным производителем разнообразных полупроводниковых приборов, он производит транзисторы, интегральные схемы, диоды, диодные матрицы, варикапы, кремниевые пластины, эпитаксиальные структуры и кремниевую оснастку.

Преддипломную практику по специальности 2-41 01 31 «Микроэлектроника»  я проходил  на ОАО «Интеграл» завод «Транзистор». Основными задачами при прохождении преддипломной практики были: обобщение знаний и умений учащихся по специальности, проверка возможностей самостоятельной работы будущего специалиста в условиях производства интегральных микросхем и других изделий микроэлектроники, ознакомление с организацией труда и экономикой производства, изучение организаторской работы по специальности, сбор и подготовка материалов для дипломного проекта и составления отчета по практике. 

1 Общая схема технологического процесса изготовления интегральных микросхем

 

 

 

2  Роль и назначение технологической операции

 

Технология производства интегральных схем на стадии подготовки кристаллов и плат к сборке в корпусах предусматривает разделение полу проводниковой пластины, диэлектрической подложки с функциональными схемами на отдельные кристаллы (платы). Полупроводниковая пластина поступающая на операцию разделения и аккумулирующая в себе значительные трудовые и материальные затраты, обладает большой стоимостью. Это обстоятельство налагает высокую ответственность на операцию разделения, определяет ее важное место во всей технологической цепочке производства.

Требования к операции разделения пластин формируются  в соответствии с требованиями, предъявленными к кристаллу. Основными и них  являются высокий процент выхода годных кристаллов; геометрическая точность кристаллов; низкий уровень сколов по краям кристаллов.

Традиционные методы резки, применяемые в металлообрабатывающей  промышленности, не всегда могут быть использованы, так как полупроводниковые  материалы отличаются высокой твёрдостью и хрупкостью. Кроме того, традиционная механическая резка сопряжена большими потерями дорогостоящего полупроводникового материала. Наибольшее распространение в технологии микроэлектроники получили следующие способы разделения пластин на кристаллы:

• резка пластин на кристаллы диском с наружной режущей кромкой или с применением абразива;
• резка пластин на кристаллы стальными полотнами и проволокой с применением абразива;
• разделение пластин на кристаллы скрайбированием с последующей ломкой;
• ультразвуковая резка пластин;
• разделение пластин на кристаллы травлением.

Из перечисленных способов наибольшее распространение нашли: резка алмазным режущим диском, скрайбирование алмазным резцом и лазерное скрайбирование с последующей ломкой.

На Филиале «Транзистор» основным методами разделения пластин на кристаллы является скрайбирование и сквозное разделение пластин. Скрайбирование является одним из методов разделения пластин на кристаллы, заключающееся в том, что на поверхность полупроводниковой пластины резцом, лазерным лучом или другими способами наносят неглубокую риску (англ. scribe), вокруг которой концентрируются механические напряжения, ослабляющие материалы. Основным достоинством метода скрайбирования наряду с высокой производительностью и культурой производства является малая ширина прорези, а, следовательно, и отсутствие потерь полупроводникового материала, которых невозможно избежать при использовании других методов разделения пластины на кристаллы. Наиболее широко скрайбирование применяют в планарной

 

технологии изготовления ИС, когда на пластине уже сформированы полупроводниковые структуры. 

3 Теоретические основы метода выполнения технологической операции

 

Разделение осуществляется в две стадии, вначале пластины скрайбируют, для чего риски наносят между готовыми структурами по свободному полю в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а затем разламывают по рискам на прямоугольные или квадратные кристаллы. Операция разламывания производится на специальном технологическом оборудовании.

3.1 Факторы, влияющие на производительность и качество операции

Качество скрайбирования при механическом создании риски резцом и последующей ломки в значительной степени зависит от состояния рабочей части алмазного резца. Работа резцов с изношенным режущим ребром или вершиной приводит к сколам при скрайбировании и некачественной ломке. Обычно скрайбирование выполняют резцами, изготовленными из натурального алмаза, которые по сравнению с более дешёвыми резцами из синтетических алмазов имеют большую стойкость. Наибольшее распространение получили резцы, имеющие режущую часть в форме трёхгранной или усеченной четырёхгранной пирамиды, режущими элементами, которой являются ребра пирамиды.

Средняя стойкость резца (одного режущего ребра) при скрайбировании кремния составляет от 25 до 40 пластин диаметром 100 мм (3500 резов). После скрайбирования от 25 до 40 пластин или при появлении сколов на пластине резец необходимо проконтролировать под микроскопом. Как показывает опыт, применять резцы с износом режущего ребра более 10-15 мкм нецелесообразно, так как они не обеспечивают качественного скрайбирования. Кроме того, при чрезмерном износе вершин и режущего ребра их восстановление при переточке резца затруднено. К быстрому износу резца приводит скрайбирование пластин с покрытием из окисла кремния или ионного диэлектрика. На таких пластинах необходимо предусматривать специальную (без покрытия) дорожку полупроводникового материала шириной от 50 до 75 мкм.

При скрайбировании большую роль играет соотношение ширины кристаллов и толщины разрезаемой пластины. Оптимальным считается отношение ширина (длины) кристалла и толщины пластины 6:1, минимум 4:1. Если толщина пластины становится соизмеримой с шириной (длиной) отрезаемого кристалла, то излом пластины после скрайбирования происходит в произвольном направлении.

3.2 Параметры процесса

Параметры процесса сквозного  разделения пластин на установке  ЭМ-2005 отображены в таблице 1.

 

Таблица 1

РЕЖИМ РЕЗКИ	0 ИЛИ 1
Продолжение таблицы 1
НЕДОРЕЗ	от 10 до 200 мкм
СКОРОСТЬ РЕЗКИ	от 5 до 50 мм/с
СКОРОСТЬ ВРЕЗ	от 5 до 50 мм/с
ШАГ ЗАГЛУБ	от 400 до 700 мкм
ВЫСОТА ЛЕЗВИЯ	800мкм
УСКОРЕНИЕ	10
ХАРАКТЕРИСТИКА	2

 

 

4 Техника проведения технологической операции

 

Операция сквозного разделения пластин проводится за установкой ЭМ-2005 или ЭМ-2005А. Сначала оператор должен подготовить рабочее место, затем  включить установку, ввести программу  резки, согласно инструкции, разместить партию пластин в приёмник, начать операцию скрайбирования, после,  проконтролировать проскрайбированные пластины под микроскопом, заполнить сопроводительный лист и передать партию на следующую операцию. По окончанию работы выключить установку.

4.1 Оборудование, материалы и оснастка

Автомат резки полупроводниковых  пластин ЭМ-2005 содержит: микроскоп  телевизионный, дисплей, устройство видеоконтрольное, модулятор, генератор, блок питания 1, блок питания 2, блок вычислительный,  блок управления микропроцессорный.

Материалы для подготовки и работы за установкой: ткань хлопчатобумажная, спирт этиловый ректификованный технический.

Оснастка: Кассета для спутников-носителей, пенал, клапан, ножницы прямые тупоконечные, нож, лезвие, зажим, диск алмазный режущий типа NBC-ZH-2050Н фирмы «DISKO», пинцет с фторопластовым наконечником, спутник носитель формированный, счетчик аэрозольных частиц, психрометр аспирационный.

4.2  Подготовка рабочего места

4.2.1 Мастеру участка или технологу проводить проверку знаний технологического процесса и требований электронной гигиены не реже одного раза в месяц с записью в журнале инструктажа.

4.2.2 Мастеру или распределителю  работ обеспечивать рабочие места  в начале смены по мере необходимости  материалами, сборочными единицами,  оснасткой, обработанной в соответствии  с требованиями СФНК.60101.00002 «Обработка  посуды, тары и оснастки».

4.2.3 Мастеру по оборудованию (механику) проводить ежемесячно  с привлечением мастера или  технолога участка инструктаж  наладчиков по требованиям настоящей  карты и техническим описаниям  на оборудование с записью  в журнале инструктажа.

4.2.4 Инспектору по электронной  гигиене завода-изготовителя проверять  температуру, влажность и запыленность  воздуха в помещении в начале  смены с записью в журнале  эксплуатации помещения:

• допустимые значения температуры от 20 до 24⁰С;
• относительная влажность воздуха должна быть (50+10)%, измерение проводить с помощью психрометра аспирационного МВ-4М или М-34;
• запыленность в помещении не должна превышать 500 частиц размером 0,5 мкм в 1 л воздуха, измерение проводить с помощью счетчика аэрозольных частиц ПК.ГТА-0,3-002.

 

4.3  Обязанности оператора

4.3.1 Подготовить и содержать рабочее место в течении смены согласно СТП Т4.6-96.

4.3.2 Проверить удельное сопротивление деионизованной воды на входе в автомат резки по показаниям прибора с записью в журнале. Удельное сопротивление воды не должно быть не менее 10 МОм∙см.

4.3.3 Проверить удельное сопротивление деионизованной воды по прибору, расположенному на панели реонизатора деионизованной воды, с записью в журнале. Удельное сопротивление должно быть не более 1 МОм∙см(при разделении пластин микросхем 512ПС5, ОСМ52ПС5, 512ПС6,ОСМ512ПС6, 512ПС8, 537РУЗ, ОСМ537РУЗ, 537РУ13,ОСМ537РУ13, Н537РУ13, ОСМН537РУ13, 537РУ14, ОСМ537РУ14, Н537РУ14, ОСМН537РУ14).

4.3.4 Убедится, что блок  контроля Бк.ВР-24-003 на реонизаторе деионизованной воды проверен отделом метрологии.

4.3.5 Убедится в готовности оборудования к работе по наличию записи наладчика в журнале подготовки оборудования.

4.3.6 Получить у мастера или распределителя работ необходимые материалы и изделия.

4.3.7 Проверить записи в сопроводительном листе и убедиться в соответствии количества и типа кристаллов, указанным в сопроводительном листе, в наличии подписи работницы, выполнявшей предыдущую операцию.

4.3.8 Убедиться в том, что сроки хранения пластин соответствуют требованиям инструкций по межоперационному хранению сборочных единиц, деталей, полуфабрикатов дРО.045.124 ТИ, дРО.045.307 ТИ, Я50.046.132 ТИ, Я50.046.345 ТИ, Я50.046.553 ТИ, дРО.054.009 ТИ¸СФНК.25202.00002, СФНК.25202.00008, СФНК.25202.00015.

При обнаружении несоответствия сообщить мастеру или технологу.

4.4 Подготовка оборудования

4.4.1 Подготовить автомат резки к работе следующим образом:

а) Перевести тумблер переключателя устройства включения, расположенный на передней панели автомата, в положение ВКЛ, если автомат был отключен наладчиком. При этом на пульте оператора должна загореться сигнальная лампа ДЕЖ.ПИТ.

б) Нажать кнопку ВКЛ на пульте оператора, при этом загореться лампочка подсветки.

в) Нажать кнопку СБРОС на пульте оператора.

На дисплее высвечивается:

ОЗУ-I 0 Давление—норма

ПЗУ 0 Вода—норма

ОЗУ-2 0 Таймер—работает

ПРОЦ 0

Если высвечивается «Вода—нет», так как не включен насос, включить насос. Если на дисплее не высвечивается  все «0» - вызвать наладчика.

г) Нажать кнопку ПУСК, НАЛАДКА, ИП, при этом а дисплее высвечивается «НЕ В ИП МЕХАНИЗМЫ». После успешного завершения цикла ИП на дисплее высвечивается «В ИП МЕХАНИЗМЫ».

В противном случае выводится  информация о сбое. Оператор должен вызвать наладчика.

4.4.2 Включить электрошпиндель следующим образом:

а) Перевести тумблер на блоке включения воды в положение ВКЛ, проверить наличие воды в баке, при необходимости открыть кран.

б) Перевести тумблер на блоке ПЧС в положение ВКЛ, загорается лампочка ПУСК на блоке ПЧС.

в) Нажать кнопку ВКЛ на блоке ПЧС, при этом загорается лампочка ПИТАНИЕ МОДУЛЯ.

г) Нажать кнопку ШПИНД на пульте оператора.

Внимание! Проследите за показаниями  амперметров на блоке ПЧС, показания  должны быть идентичными и не превышать 4А.