1.1.Краткое описание технологического процесса.

 Технологии метод термического окисления кремния является основным при получении маскирующих плен процессах фотолитографии, легирования и травления кремния и пленок подзатворного оксида для МОП-структур /19/.

Термический диоксид образуется в результате реакции кремния с кислородом, водой и другими соединениями, имеющими своем составе кислород. На практике термическое окисление кремния проводится в сухом, так и во влажном кислороде при температурах 850.... 300° С. При более низких температурах скорости окисления очень малы и производительность процесса резко снижается. Для повышения производительности целесообразно пользовать в качестве реагента влажный кислород.

Для термического окисления применяется высокотемпературное оборудование, например, диффузионные электропечи СДО-125/3, трех- или шестикамерные автоматизированные системы типа АДС-6-100 /19/. Общая схема установки термического окисления представлена на рис.1.

Рис. 1.Схема установки для окисления:

 1-ротаметр; 2- рабочая камера; 3-пластина: 4-кассета; 5 -подогреватель: I-уплот­нение: 7 - барбатер; 8 -вентиль

Скорость нагрева печи вместе с пластинами до рабочей температуры —1...3° С/мин, скорость охлаждения около 8° С/мин.

1.2.Сравнительный анализ входных и выходных факторов, присущих данной операции

Управление процессом роста пленки осуществляется путем контроля следующих основных параметров технологического про­цесса (ТП) :

1) температуры подложки (1°С);

2) давления парогазовой смеси в реакторе (Р, МПа);

3) концентрации водяного пара в объеме реактора;

4) температуры воды в барботере ( °С);

5) скорости подачи парогазовой смеси в реактор (м/с);

6) скорости нагрева и охлаждения печи вместе с пластинами (м/с).

Также на качество ТП большое влияние оказывают характеристики исходных материалов и образцов: степень чистоты поверхности подложки; уровень легирования подложки; степень чистоты реактивов.

Кроме того, результаты термического окисления будут в некоторой степени зависеть от различных неконтролируемых факторов погрешностей в работе технологического оборудования; его : неточности приспособлений и технологической оснастки; неоднородности свойств материалов и заготовок изделий и др.

В общем случае технологическая операция (ТО) термического окисления кремния, как и любой другой ТП, может быть представлена в виде «черного ящика» с четырьмя группами параметров.

При разработке ТП следует по возможности стремиться к гауссовскому закону распределения погрешностей параметров качест­ва. Гауссовский закон распределения погрешностей характерен для ТП с высоким уровнем автоматизации и механизации, с ис­пользованием совершенного оборудования, инструмента и оснаст­ки, работающих в оптимальном режиме. Стабильность ТП оценивается по полному распределению по­грешности и по точностной диаграмме, которые составляются за сравнительно долгий промежуток времени, для нескольких партий пластин /19/, прошедших термическое окисление (рис.2).

Точностная диаграмма ТП позволяет выявить систематичес­кую и случайные погрешности напряжения проб. Вид точностной диаграммы и тип закона полного распределения позволяют судить о состоянии ТО и выявлять дестабилизирующие факторы по су­ществующей стандартной методике /19/. После выявления факторов, влияющих на точность и стабиль­ность ТП, проводятся контрольно-разбраковочные операции.

Рис.2. Точностная диаграмма