Введение к работе
Актуальность темы. Перспективы дальнейшего роста производства изделий :ктронной техники обусловлены стремительным развитием таких областей, как: числительная техника; радиоэлектронная аппаратура для систем автоматизации; эсональные средства связи и др. Тенденции развития микроэлектроники опреде-от повышенные требования к разрабатываемому технологическому оборудова-fo для фотолитографического процесса. Рост степени интеграции до 64 Мбит и ше влечет за собой последовательное уменьшение элементов полупроводнико-х структур от микронных до субмикронных размеров. Толщина линий топологи-:кого рисунка микросхем, получаемых после литографии, становится соизмери-й с размерами пылевых частиц, содержащихся в воздухе производственных полений. Попадание частиц пыли на поверхность пластин приводит к перекрытию :едних линий и браку прибора. Поэтому важным показателем создаваемого обо-іования становится уровень привносимой дефектности. Существующее техноло-геское оборудование, использующее механические системы для крепления и пе-дещения пластин в ходе их обработки, обладает существенным недостатком -окит источником пылеобразования. В связи с этим, следует признать перспек-іньім использование устройств с эффектами несущей воздушной прослойки, по-шяющей исключить постоянный механический контакт опорных поверхностей ройства и пластины, уменьшить истирание, деформации и загрязнения пластин. и изготовлении изделий электронной техники (ИЭТ) используется планарная пологая, при которой последовательные топологические слои должны быть вос-)изведены в заданных позициях относительно кристатлографических осей и друг ;га. Наличие в ходе фотолитографического процесса операций, сопровождаю-хся вращением пластины, например, при нанесении на нее слоя фоторезиста прифугированием, вызывает нарушение ориентированного положения пласти-, что приводит к необходимости использования устройств ориентации. Создание дологического оборудования, в котором технологическая обработка осуществил без потери пластиной ориентированного положения, исключает использова-: дополнительного оборудования, снижает материальные и энергетические затра-сокрашает рабочий цикл изготовления прибора.
Диссертационная работа выполнена на кафедре технологии металлов и коне рукционных материалов Воронежской государственной технологической академі (ВГТА) в рамках договора о научно - техническом сотрудничестве ВГТА и СМ «Научно - исследовательский институт полупроводникового машиностроения» № от 26 января 2000 г., а также в соответствии с программой работ Министерства о разования Российской Федерации по теме «Теоретические основы синтеза автом тизированного оборудования с эффектами аэрогидродинамических несущих пр слоек» (№ г.р. 01970001686).
Цель работы, На основе математического моделирования процесса движені полупроводниковой пластины теоретически обосновать возможность ориенташ пластин на несущей прослойке встречными газовыми потоками, разработать мод ли для синтеза ориентирующих устройств на основных и вспомогательных опер циях фотолитографического процесса, разработать алгоритмы и методики инж нерного расчета устройств, отвечающих перспективным требованиям субмикро: ной технологии.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следуюпн задачи:
провести теоретическое и экспериментальное исследование процесса взаі модействия встречных потоков, образованных истечением газа из неоднородно ра положенных отверстий, с полупроводниковой пластиной;
z разработать математические модели устройств, использующих встречные г зовые потоки для управления процессом ориентации;
п провести экспериментальную проверку полученных математических мод лей;
d на основе полученных моделей синтезировать конструкции устройств и OJ ределить их параметры;
d разработать методику инженерного расчета устройств ориентации; провес! апробацию устройств в промышленных условиях.
Методы исследования. Основные задачи работы решались моделированием анализом моделей с помощью математического аппарата теории гидродинамики ті чения вязкой несжимаемой жидкости с учетом динамики механической системі
Моделирование, обработка экспериментальных данных проводились при помощи ЭВМ.
Научная новизна. Разработана математическая модель течения воздуха в не-щей воздушной прослойке в условиях изменения гидродинамических характерник подаваемого воздуха, а также в условиях формирования прослойки неодно->дно расположенными вдоль несущей поверхности устройств отверстиями (с раз-[чным углом наклона и переменным межцентровым шагом). Разработана матема-:ческая модель динамики движения пластин на несущей воздушной прослойке в ловиях управления ее движением при помощи встречных воздушных струй. Син-зирован ряд устройств, в которых технологическая обработка полупроводнико-IX пластин на этапе фотолитографии завершается ориентированной остановкой іастин по базовому срезу. Эти устройства используют эффекты несушей воздуш-»й прослойки не только с целью уменьшения загрязнения и деформаций обраба-іваемьіх пластин, но и для управления законом их движения посредством воздуш-ііх струй. Разработанные устройства защищены патентами РФ.
Практическая ценность. Теоретические и экспериментальные результаты дис-ртационной работы являются основой для синтеза устройств, которые могут быть пользованы в субмикронной технологии формирования полупроводниковых руктур в процессе фотолитографии. Технологическая обработка пластин в уст-йствах осуществляется без потери ими ориентированного относительно базового еза положения.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной ра-ты докладывались и обсуждались на Российском молодежном научном симпо-уме "Молодежь и проблемы информационного и экологического мониторинга" Воронеж, 1996 г.), на Международной научно-технической конференции [рогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности" (г. >ронеж, 1997 г.), на Воронежской школе "Современные проблемы механики и іикладной математики" (г. Воронеж, 1998 г.), на научной' конференции молодых еных, аспирантов и студентов (г. Воронеж, 1998 г.), на 5-й Международной конвенции "Пленки и покрытия '98" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на III Всероссий-ой научно-технической конференции "Информационные технологии и системы"
(г. Воронеж, 1999 г.), а также на отчетных научных конференциях Воронежской гс сударственной технологической академии (1997 г., 1998 г., 1999 г.).
Публикации, По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в то; числе 4 патента РФ, б статей.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, ш ги глав, основных выводов, списка литературы и приложения. Материал изложен н 139 страницах, содержит 89 рисунков, список литературы из 117 наименовали Приложения помещены в конце работы.