Гибкая производственная система изготовления полупроводниковых структур

 

103 СОВЕТСКИХ

ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1) 4836026/08

2) 08.06.90

6) 30.12.93 Бюл. Na 48-47

1) Научно-исследовательский институт "Научный ентр"; Ленинградский политехнический институт ,М.И.Калинина; Ленинградское обьединение ектронного приборостроения "Светлана"

2) Берг И.В„Габсапямов А.Г„Гаряинов С.Г„Колов В.Г„Коновалов АМ„. Лурье M.Ñ„Ìîðîýîâ E.tl„ ятышев ЕН„Шейдин З.Б.

4) ГИБКАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СИСТЕМА

ЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ТРУКТУР

7) Использование; средства автоматизации прозводства нестандартных полупроводниковых (19} (11} 183È4Î А1 (5i) 5 В 23 41 00 структур, преимущественно нестандартных интегральных микросхем частного применения, Сущность изобретения: система дополнительно содержит модуль подготовки полупроводниковых подложек включающий устройства для диагностики, отбраковки и формирования подложки на ее бездефектных участках В каждом технологическом модуле образована локальная гермоэона, где и размещено все оборудование модуля, т.е. все производство отделено от "внешнего помещения". Каждая пластина проходит индивидуальную обработку по всему циклу, Входом системы является вход системы автоматического управления и контроля, а выход транспортно-накопительного устройства соединен с выходом системы. 1 зл. ф-лы, 2 ил.

1839140

Изобретение относится к средствам автоматизации производственных процессов изготовления полупроводниковых структур, п реимущест вен.:о неста ндартн ых интегральных микросхем частного применения, Целью изобретения является повышеwe производительности эа счет сокращения технологического цикла изготовления полупроводниковых структур.

На фиг,1 дана структурная схема гибкой производственной системы изготовления полупроводниковых структур; на фиг.2— технологический модуль обработки полупроводниковых структур, Гибкая производственная система содержит связанные между собой системой 1 автоматического управления и контроля технологические модули 2, модуль 3 подготовки полупроводниковых подложек, включающий установленные в технологической последовательности устройства для диагностики, отбраковки и формирования подложки на ее бездефектных участках, транспортно-накопительное устройство 4 и модуль 5 обеспечения материалами.

Первый выход системы 1 автоматического управления и контроля соединен с первым входом модуля 5 обеспечения материалами, второй выход системы 1 соединен с первым входом транспортно-накопительного устройства 4, а третий выход посредством локальных устройств 6 управления соединен с входами технологических модулей 2.

В технологическом модуле 2, снабженном манипулятором 7 и устройством 8 локального технологического обеспечения, образована локальная гермозона 9, в котором размещено оборудование технологического модуля — устройство 10 загрузки, устройство 11 выгрузки, автономные транспортные средства 12 и 13, технологические реакторы 14 и локальное устройство 6 управления. Причем манипулятор 7 расположен с возможностью взаимодействия с оборудованием технологического модуля, которое размещено по дуге окружности.

Каждый технологический модуль посредством устройств 10 и 11 соединен с транспортно-накопительным устройством 4, Входом гибкой производственной системы является вход системы 1 автоматического управления и контроля, четвертый выход которой соединен с входом модуля 3 подготовки полупроводниковых подложек, выход которого соединен с вторым входом транспортно-накопительного устройства 4.

Вход каждого технологического модуля 2 соединен посредством устройств 8 локального технологического обеспечения с выходом модуля 5 обеспечения материалами, а выход транспортно-накопительного устройства 4 соединен с выходом гибкой производственной системы, Гибкая производственная система работает следующим образом.

Подготовленная программа изготовления и контроля послойных топологий полупроводниковой структуры подается на вход

10 системы 1 автоматического управления и контроля, формирующей окончательную программу технологического маршрута, определяющую режимы и последовательность технологических операций, в том числе

"5 транспортных и контрольных операций. Литографическое экспонирование может производиться непосредственно электронно-лучевым воздействием на подложку, минуя стадию создания комплекта

20 фотошаблонов, что практически исключает подготовительный этап между проектированием структуры и ее запуском в производство. Если применение литографии с использованием шаблонов экономически и

25 технически оправдано, изготовление рабочих шаблонов производится в тех же технологических модулях по вырабатываемым системой автоматического управления и контроля программам, 30 Обработка полупроводниковой подложки до получения окончательного изделия осуществляется в технологических модулях

2 и включает все операции изготовления, операционного контроля, корпусирования и выходного контроля.

Полупроводниковые заготовки, например стандартные полупроводниковые пластины диаметром 150 мм, поступают в модуль 3 подготовки полупроводниковых подложек, в котором производится их диагностика. выбор и формирование полупроводниковой подложки диаметром, например, 15 мм, на которой в дальнейшем изготавливается одна полупроводниковая

45 структура. Диагностика полупроводниковой заготовки позволяет использовать в производстве только ее бездефектные участки, В модуле 3 подготовки полупроводниковых подложек. последняя размещается в

50 герметиэированной кассете и по команде системы автоматического управления и контроля передается на транспортно-накопительное устройство 4, осуществляющее межмодульное перемещение герметизиро55 ванных кассет и выполненное, например, в виде транспортного робота с гибкой программой перемещения, формируемой системой 1 автоматического управления и контроля для текущего. технологического марш рута. С транспортно-накопительного

1839140

5 ус,, ройства 4 герметиэированная кассета и ступае в устройство 10 загрузки локальн и гермозоны 9 технологического модуля (2, где пластина извлекается иэ кассеты и с п мощью автономнага транспартнога сред- 5 ст а 12, например, на воздушной подушке и ступает на позицию захвата манипулятора 7. который переносит ее в первый Реакт р 14. Транспортно-накопительное ус ройство 4 переносит кассету из устрой- 10 ст а 10 загрузки в устройство 11 выгрузки дл приема обработанной в последнем реак оре модуля 2 пластины. После операции, и едусмотренной программой для выполн ния в первом реакторе, манипулятор 7 15 и реносит пластину во второй реактор 14.

В время обработки первой пластины в следу щих реакторах другие пластины могут о рабатываться в предыдущих реакторах а ного модуля. 20

Процесс изготовления полупроводника ых структур является дискретно-непрерь вным. После обработки во всех реакторах м дуля пластина переносится манипулятора 7 на автономное транспортное средст- 25 во 13, далее поступает в ус ройство 11 вь грузки и помещается в кассету. Кассета ав оматически герметизируется, отстыкав вается от модуля 2, транспортно-накопите ьное устройство 4 считывает ее кад и па 30 и ограмме переносит к следующему модул . В устройство 10 загрузки модуля 2 пода тся очередная кассета.

Герметизираванные кассе гы могут быть об единены в блоки герметизираванных 35 ка сет. содер>кащие несколько пластин. В эт м случае сочленение кассет с устройство загрузки модуля может выполняться не в каждом такте, а па определенной программе, Тактовая ча-.òîòà прохождения пластины через pearтары модулей определяется программой технологического маршрута и мажет варьироваться в широких пределах, соответствующих длительности операций в реакторах модуля. Производительность может быть увеличена путем дублирования модулей для наиболее длительных оо времени операций. В рассматриваемом примере длительность операций составляла 5 мин, В этом случае при непрерывной работе линии ее производительность составляла 200-300 полупроводниковых структур в сутки.

Сквозная автоматизация изготовления структур, сборки и контроля, индивидуальная конвейерная обработка полупроводниковых пластин в малогабаритных технологических модулях обеспечивает следующие показатели гибкой производственной системы; высокую степень интеграции, необходимую для создания функционально сложных приборов и устройств; высокий выход годных изделий; быстрый переход ат изготовления одного типа полупроводниковых структур к другим; безлюдное производства на основе комплексной автоматизации технологии производства и сборки изделия; асобачистые условия производства, обусловленные полным отделением обьемав линии ат внешнега помещения, а также от абслу>кивающего персонала; малые капитальные затраты на производственные помещения, (56) Электроника, 1981, М 2, с. 40 — 50. с1>о р мул а и за б Р е те н и я 40 соединен с входами технологических мад - ду

ГИВКдя ПРОИЗ ВОдСТВЕ(- Ндя Cj4 лей, отличающаяся тем, чта, с целью павы-

C ЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОД ш«иЯ производительности путем

Н КОВЫХ СТРуКТуР. содержащая сокращения технологического цикла изгас язанные между собой системой автама- тавления палупровадникарых структур, т ческого управления и контроля технола-: гибкая производственная система снабже45. г ческие модули, включающие в себя на модулем подготовки палуправадникоа тонамные транспортные средства, уст- вых подложек, включающим в себя р йства загрузки и выгрузки, рабочие узлы установленные в технологической паследас реакторами и блоки герметизираванных вательнасти Ус ройства для диагностики, к ссет, транспортно-накопительное уст-:,отбр о ки и Формирования подложки на

50, р йство, модуль обеспечения материалами ee бездефектных участках. а в каждом техи окальные устройства управления моду- налогическам модуле, снабженном манил ми, при зтам первый выход системы ав- пулятаром и Устройством локального т матического управления и контроля технологического обеспечения, образована . с единен с первым входом модуля обеспе- .- локальная гермаэана, в которой Раэмещеч ния Материалами, ее второй выход - с на оборудование технологического модуля, I и рвым входом транспортно -накопитель-,причем посредством устройств загрузки и ,н го устройства, а третий выход пасредст- выгрузки каждый технологический модуль в м локальных устройств уг равления соединен с транспортно-накопительным

1839140

Puz Г

Составитель Д. Сыры гин

Редактор М, Стрельникова Техред M.Уоргентал Корректор П. Гереши

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3401

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 устройством, при этом входом гибкой про:изводственной системы является вход системы автоматического управления и контроля, четвертый выход которой соединен с входом модуля подготовки подложек, выход которого соединен с вторым входом транспортно-накопительного устройства, а вход каждого технологического модуля соединен посредством устройств локального технологического обеспечения с выходом модуля обеспечения материалами, при этом выход транспортно-накопительного устройства соединен с выходом гибкой производственной системы.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что оборудование технологического модуля установлено внутри локальной гермозоны, причем манипулятор расположен с возможностью взаимодействия с оборудованием, которое размещено по дуге окружности.