DIN IEC IEEE 62659:2019
Нанотехнологии для крупномасштабного производства наноэлектроники (IEC/IEEE 62659:2015)

Стандартный №

DIN IEC IEEE 62659:2019

Дата публикации

2019

Разместил

German Institute for Standardization

Последняя версия

DIN IEC IEEE 62659:2019

сфера применения

Обзор стандарта и техническая база

DIN IEC/IEEE 62659:2019 — международный стандарт для крупномасштабного производства наноэлектроники, опубликованный Немецким комитетом по стандартизации (DKE). Он основан на IEC/IEEE 62659:2015. Целью данного стандарта является обеспечение систематической основы для внедрения наноматериалов (таких как углеродные нанотрубки, графен и квантовые точки) на заводах по производству полупроводников, гарантируя соответствие крупномасштабного производства наноэлектронной продукции требованиям к стоимости, производительности и гибкости.

---

Система определения основных понятий

Стандарт устанавливает полную терминологическую систему нанопроизводства, и основные определения включают в себя:

Термин	Определение	Диапазон размеров	Характеристики применения
Наномасштаб	Диапазон размеров приблизительно от 1 нм до 100 нм	1-100 нм	Возникновение неразмерных экстраполяционных характеристик
Наноматериалы	Материалы с наномасштабными внешними размерами или внутренними структурами	Многомерные нано	Включая нанообъекты и наноструктурированные материалы

Тип процесса	Принцип работы	Типичное применение	Технические преимущества	Проблемы реализации
Снизу вверх	Использование небольших базовых единиц для создания более крупных функциональных структур	Самоорганизующиеся наноструктуры	Управление точностью на атомном уровне	Соответствие масштабированию
Сверху вниз	Изготовление наноструктур из макроструктур	Традиционная фотолитография	Высокая зрелость процесса	Ограничения по размеру
Гибридный процесс	Сочетание аддитивных и субтрактивных процессов управления	Производство электроники на основе УНТ	Оптимальная гибкость	Сложная интеграция процесса

---

Рабочий процесс интеграции наноматериалов

В стандарте подробно описаны семь ключевых этапов внедрения наноматериалов в производство электроники:

5.1 Приобретение сырья

Сырье для наноэлектронной промышленности подразделяется на четыре основные категории: наночастицы, нанопроволоки, нанотрубки и нанопленки. Для углеродных нанотрубок ключевыми характеристиками являются источник, условия роста (регулирование газа, контроль температуры), выбор подложки, контроль диаметра/хиральности, регулировка длины, функционализация поверхности и измерение загрязнения катализатора.

5.2 Обработка материалов

Обработка наноматериалов в процессах КМОП является относительно новой и требует особого внимания к плотности/распределению нанотрубок в растворе, удалению металлических примесей (железа, никеля, кобальта) и возможности выбора материалов на основе определенных свойств (диаметр нанотрубки, диаметр нанопроволоки или монодисперсность наночастиц).

5.3 Технические требования к проектированию

По возможности следует использовать стандартные методы проектирования интегральных схем. Дизайн нанокомпонентов, использующих квантовые эффекты, все еще находится в стадии разработки и требует поддержки со стороны теоретических и эмпирических достижений.

5.4 Производственные процессы

Производственные процессы с использованием наноматериалов быстро развиваются и должны соответствовать общим руководящим принципам, протоколам и процессам полупроводниковой промышленности, уделяя особое внимание чистоте, утилизации отходов и соблюдению стандартов чистых помещений ISO 14644 и ISO 14698.

5.5 Тестирование и проверка

Процедуры тестирования ИС следует использовать везде, где это возможно. Тестирование нанокомпонентов, использующих квантовые эффекты, все еще находится в стадии разработки, и методы нанометрологии должны развиваться параллельно с нанолитографией.

5.6 Конечное применение

Наноэлектронные входы и выходы должны соответствовать стандартам электронной промышленности. Существующие протоколы и стандарты должны использоваться в полной мере, с уделением внимания процедурам тестирования отходов и практике окончания срока службы.

---

Безопасность и экологические аспекты

В главе 6 стандарта подчеркивается, что безопасное обращение с наноматериалами является важной частью новых технологий и требует внимания:

Области безопасности	Специальные требования	Справочные стандарты	Рекомендации по внедрению
Безопасность материалов	Оценка токсичности наноматериалов	Серия ISO/TS 12901	Разработка паспортов безопасности материалов
Безопасность процесса	Безопасность роста и выбросов Условия	Стандарт ISO 14644 для чистых помещений	Внедрение замкнутых систем обработки
Безопасность окружающей среды	Спецификации по утилизации отходов	Местные правила охраны окружающей среды	Разработка процесса классификации и обработки отходов
Охрана труда	Защита персонала от облучения	ISO/TR 13121	Оснащение специальными средствами защиты

---

Рекомендации по внедрению стандарта

Технический путь внедрения

На основе требований стандарта рекомендуется принять поэтапное внедрение Стратегия:

Этап I: Оценка и подготовка процесса
Оценка совместимости существующих линий производства КМОП с наноматериалами, создание возможностей обнаружения свойств материалов и обучение технического персонала навыкам обработки наноматериалов.

Этап II: Маломасштабный пилот
Выбор определенных наноматериалов (например, углеродных нанотрубок) для валидации процесса, создание системы контроля качества и улучшение мер безопасности.

Этап III: Крупномасштабная интеграция
Интеграция успешно проверенных нанопроцессов в крупномасштабные производственные линии, создание полной системы цепочки поставок и достижение промышленного производства.

Рекомендации по соблюдению

Для обеспечения соответствия требованиям стандартов рекомендуется сосредоточиться на:

• Создании системы прослеживаемости наноматериалов для обеспечения постоянства качества сырья
• Внедрении строгого управления чистыми помещениями в соответствии с ISO 14644
• Разработке методов обнаружения, специфичных для нанотехнологий, для обеспечения надежности характеристик продукта
• Создании комплексной системы управления безопасностью для защиты персонала и окружающей среды

---

Тенденции развития технологий

С быстрым развитием технологии нанопроизводства стандарты будут продолжать развиваться:

Инновации в материалах: продолжают появляться новые наноматериалы (такие как двумерные материалы и квантовые точки), требующие обновленных спецификаций материалов и методов испытаний.

Конвергенция процессов: снизу вверх и Процессы, идущие сверху вниз, будут и дальше объединяться для создания более эффективных гибридных производственных решений.

Расширение стандартизации: По мере развития технологий будут появляться более специализированные стандарты, охватывающие конкретные наноматериалы и требования к процессам.

DIN IEC/IEEE 62659:2019 обеспечивает важную техническую основу для крупномасштабного производства наноэлектроники. Благодаря систематизированным рабочим процессам и правилам безопасности он способствует переходу нанотехнологий от лабораторного к промышленному использованию и закладывает основу для разработки электронных устройств следующего поколения.

DIN IEC IEEE 62659:2019 Ссылочный документ

• IEC 62624 Методы испытаний для измерения электрических свойств углеродных нанотрубок
• IEC PAS 62565-2-1 Нанопроизводство. Спецификации материалов. Часть 2-1. Одностенные углеродные нанотрубки. Детальная спецификация заготовки.
• IEEE Std 1650 Стандартные методы испытаний IEEE для измерения электрических свойств углеродных нанотрубок
• ISO 14644-1 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 1: Классификация чистоты воздуха по концентрации частиц
• ISO 14644-2 Классификация чистых помещений и связанных с ними контролируемых сред. Часть 2: Мониторинг для обоснования характеристик чистого помещения, связанных с чистотой воздуха по концентрации частиц
• ISO 14644-3 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 3. Методы испытаний
• ISO 14644-4 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 4. Проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию.
• ISO 14644-5 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды — Часть 5: Операции
• ISO 14644-6  Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 6. Словарь
• ISO 14644-7  Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 7. Изолирующие устройства (вытяжные шкафы, перчаточные боксы, изоляторы и мини-среды).
• ISO 14644-8 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 8. Оценка чистоты воздуха по концентрации химических веществ (ACC)
• ISO 14698-1  Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Контроль биозагрязнения. Часть 1. Общие принципы и методы.
• ISO 14698-2  Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Контроль биозагрязнения. Часть 2. Оценка и интерпретация данных о биозагрязнении; Техническое исправление 1
• ISO/TS 27687:2008  Нанотехнологии. Терминология и определения нанообъектов. Наночастицы, нановолокна и нанопластины.
• ISO/TS 80004-1:2010 Нанотехнологии. Словарь. Часть 1. Основные термины (первое издание)
• ISO/TS 80004-3:2010 Нанотехнологии - Словарь - Часть 3: Углеродные нанообъекты

DIN IEC IEEE 62659:2019 История

• 2019 DIN IEC IEEE 62659:2019 Нанотехнологии для крупномасштабного производства наноэлектроники (IEC/IEEE 62659:2015)

стандарты и спецификации