Реферат
Введение 8
1 Современное состояние и перспективы развития микроэлектронного
производства 11
1.1 Технологический процесс микроэлектронного производства и его
особенности 11
1.2 Контрольные операции в микроэлектроники 16
1.3 Анализ уровня современного развития микроэлектроники 19
2 Методы измерения и контроля технологических сред 22
2.1 Технологические среды и их роль в обеспечении качества 22
2.2 Контроль качества деионизированной воды 25
2.3 Контроль качества вакуумной среды 30
3 Разработка устройства контроля деионизированной воды 35
3.1 Разработка схемы электрической структурной 35
3.2 Разработка схемы электрической принципиальной 36
3.3 Выбор электронных компонентов 47
4 Разработка устройства для измерения пониженных давлений 51
4.1 Разработка схемы электрической структурной 51
4.2 Аппаратно-программный комплекс для измерения пониженного
давления 57
4.3 Разработка схемы электрической принципиальной 58
5 Обеспечение безопасности во время работы с устройствами 66
5.1 Обеспечение безопасности во время контроля качества деионизированной воды 66
5.2 Обеспечение безопасности жизнедеятельности при работе с устройством контроля пониженных давлений 68
Заключение 71
Список использованных источников 72
Приложение А. Задание на ВКР 74
Приложение Б. Форма отчета о поиске патентов 78
Приложение В. Схема электрическая структурная устройства контроля качества деионизированной воды 80
Приложение Г. Схема электрическая принципиальная устройства контроля качества деионизированной воды 82
Приложение Д. Схема электрическая структурная датчика пониженного давления 84
Приложение Е. Заявление и протокол о проверке на антиплагиат 86
Приложение Ж. Материал, иллюстрирующий результаты магистерской диссертации 90
Технологические среды - это вещества, в которых происходит обработка изделий. В зависимости от типа операции, все ее этапы могут осуществляться в одной среде или для каждой фазы предусматривается индивидуальный вариант, например, для нагрева при прокале используется газовая среда, а для завершающего охлаждения - масло. Вакуумная обработка, когда среда отсутствует, представляет собой уникальный случай, но из-за высокой трудоемкости этот метод применяется крайне редко.
Индустриальные среды необходимы для нагрева и охлаждения изделий, для химического воздействия на них, защиты поверхности от окисления и дегазации, а также для других целей.
В некоторых случаях они используются для предотвращения несчастных случаев. Например, азот часто вводится для предотвращения возгорания горячего масла.
Существует множество критериев для классификации технологических сред. Они могут быть естественными (например, воздух, продукты сгорания), которые нельзя контролировать, и искусственными, которые могут быть настроены по мере необходимости. По состоянию среды они могут быть газовыми (например, воздух, чистые газы: азот, аргон и другие, сложные газовые смеси, продукты сгорания); жидкими (например, вода и ее растворы, масло, расплавы солей, металлов и щелочей); твердыми, или засыпками (например, карбюризатор, чугунная стружка, песок, руда и другие); комбинированными (например, пасты, водовоздушные и водогазовые смеси). При создании комбинированных сред можно изменять состав и пропорции компонентов в широких пределах, что расширяет их технологические возможности.
В эпоху стремительного прогресса в области микроэлектроники, электронная отрасль ставит перед собой чрезвычайно высокие стандарты качества в процессе получения особо чистой воды. Так называемая сверхчистая вода необходима для создания печатной платы, электроннолучевых трубок, интегральных схем, полупроводниковых материалов, микропроцессоров, транзисторов и жидкокристаллических экранов. В производстве этих изделий применяется химическая обработка поверхности однокристаллических кремниевых пластин. После каждого этапа обработки обязательно проводится очистка поверхности от всех веществ, применявшихся ранее. К таким веществам относятся флюсы, клеи, паяльные смеси и другие химические соединения, используемые как при соединении компонентов, так и для внедрения в кремниевую пластину электроактивных примесей. Для обеспечения идеально чистой поверхности кремниевой пластины, необходимо использовать абсолютно чистую воду. Это важно для получения поверхности, свободной от химических загрязнений. В процессе создания микроэлектронных компонентов кремниевая пластина проходит через минимум 50 этапов обработки воды, отфильтрованной от ионов. Вода, используемая для промывки пластины, не должна содержать минимальное количество загрязняющих веществ, таких как натрий и хлор. Необходимо исключить любые остатки примесей, которые могут оказаться на пластине после испарения чистой воды. Эти примеси могут стать причиной образования дефектов в структуре пластины, привести к коррозии, уменьшить уровень изоляции, исказить расположение слоев и вызвать другие нежелательные эффекты.
Давление занимает ключевую позицию в современных научных открытиях. При низких давлениях мы способны синтезировать уникальные материалы. Использование давления определённого уровня даёт нам возможность влиять на структуру этих материалов, что, в свою очередь, определяет их характеристики и форму. Когда речь заходит о низких давлениях, учёные чаще всего имеют в виду вакуум.
...
В результате проделанной работы были обозначены технические проблемы при контроле параметров дистиллированной воды и производственного вакуума.
Проанализированы современное состояние микроэлектронного
производства, а также трудности в области контроля параметров технологических сред. Рассмотрена главная роль технологических сред в микроэлектронном производстве. Определены методы контроля качества деионизированной воды и вакуума, также определены главные свойства, которые влияют на качество этих сред.
Были выявлены способы корректировки определения важных свойств деионизированной воды и вакуума. На основании этого была проведена разработка устройств, улучшающих контроль качества технологических сред.
Выполнена разработка варианта установки, корректирующей функции преобразования устройства контроля качества деионизированной воды. Схемы электрическая структурная и электрическая принципиальная представлены в приложениях В и Г.
Также предложена обобщенная структура датчика контроля пониженных давлений. Проведено схемотехническое моделирование в программе Multisim. Схемы электрическая структурная представлена в приложенияи Д.
1. Измерения и контроль в нано- и микроэлектронике : учеб. пособие / А. Ю. Доросинский. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2021. - 168 с.
2. Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки материалов и изделий (часть II): учебное пособие / сост. В.Б. Звягин, В.Н. Мишин, В.В. Цуканов, А.В. Сивенков.- СПб.: Изд-во СЗТУ, 2011.- 283 с.
3. Mahammadrafeeq Manvi, K.B. Mruthyunjaya Swamy, Microelectronic materials, microfabrication processes, micromechanical structural configuration based stiffness evaluation in MEMS: A review, Microelectronic Engineering, Volume 263, 2022.
4. Xueli LI, Lufan ZHANG, Boshi JIANG, Jiwen FANG and Yaxin ZHENG, Research trends in China for macro-micro motion platform for microelectronics manufacturing industry. Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, Vol.15, No.3, 2021
5. Yosi Shacham-Diamand, Electrochemistry and Microelectronics, Perspective and Prospective. Israel Journal of Chemistry. Israel Journal of Chemistry Volume 61, Issue 1-2: Rosarium Philosophorum - Electrochemistry Jan 2021 Pages 1-155.
6. Современное производство изделий микроэлектроники: учебное пособие / В.Ю. Васильев. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2019. - 88 с.
7. Сиротин Д. В. Состояние и возможности развития российской микроэлектронной отрасли. - Экономическое возрождение России, 2021.
8. Будыкина Т.А., Емельянов С.Г Процессы и аппараты защиты гидросферы: учеб. Пособие для студ. Высш. Проф. Образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 288 с.
9. Джесси Рассел «Водородный показатель» Издательство: «VSD», 2012
10. Аксенов А. И., Нефедов А. В. Элементы схем радиоаппаратуры. Справочник. — М.: Радио и связь, 2013. — 272 с
11. Григорьев М. Г., Бабич Л. Н. Исследование и разработка устройства для измерения больших сопротивлений. — 2015. — №11. — С. 294-299.
12. ГОСТ Р 51706 Оборудование озонаторное
13. ГОСТ 31829-2012 Оборудование озонаторное. Требования безопасности.
14. Лекк Дж. Измерение давления в вакуумных системах. М, «Мир», 1966. 207 с.
15. Тиняков Ю.Н. Милешин С.А. Андреев К.А. Цыганков В.Ю. Анализ конструкций зарубежных прототипов датчиков давления // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. - 2011г. - 1-13 С.
16. Виглеб Г. Датчики. Устройство и применение. Перевод с немецкого языка. М.: Мир, 1989. 456 с.
17. Жорш Аш/ Датчики измерительных систем: в 2-х т./ пер. с франц.; под редакцией А.С.Обухова. М.: «Мир», 1992, 480 с.
18. К.И. Хансуваров «Техника измерения давления расхода количества и уровня жидкости газа и пара» М.: Издательство стандартов, 1989.-283с.
Солодимов, И. А. Широкодиапазонный интеллектуальный датчик вакуума / И. А. Солодимов // Датчики и системы. - 2009. - № 12. - С. 47-49.