Hər yarımkeçirici məhsulun istehsalı yüzlərlə proses tələb edir. Bütün istehsal prosesini səkkiz mərhələyə bölürük:gofretemal-oksidləşmə-fotolitoqrafiya-aşınma-nazik təbəqənin çökməsi-epitaxial artım-diffuziya-ion implantasiyası.
Yarımkeçiriciləri və əlaqəli prosesləri başa düşməyinizə və tanımağınıza kömək etmək üçün yuxarıdakı addımların hər birini bir-bir təqdim etmək üçün hər nömrədə WeChat məqalələrini təkmilləşdirəcəyik.
Əvvəlki yazıda qeyd olunmuşdu ki, qorumaq məqsədi iləgofretmüxtəlif çirklərdən bir oksid filmi hazırlanmışdır - oksidləşmə prosesi. Bu gün biz formalaşmış oksid plyonka ilə vafli üzərində yarımkeçirici dizayn sxeminin fotoşəkilinin çəkilməsinin "fotolitoqrafiya prosesini" müzakirə edəcəyik.
Fotolitoqrafiya prosesi
1. Fotolitoqrafiya prosesi nədir
Fotolitoqrafiya, çip istehsalı üçün lazım olan sxemləri və funksional sahələri hazırlamaqdır.
Fotolitoqrafiya maşınının yaydığı işıq fotorezistlə örtülmüş nazik filmi naxışlı maska vasitəsilə ifşa etmək üçün istifadə olunur. Fotorezist işığı gördükdən sonra öz xassələrini dəyişəcək ki, maskanın üzərində olan naxış nazik filmə köçürülsün, nazik təbəqə elektron sxem diaqramı funksiyasına malik olsun. Bu, kamera ilə şəkil çəkməyə bənzər fotolitoqrafiyanın roludur. Fotoaparat tərəfindən çəkilmiş fotoşəkillər plyonka üzərində çap olunur, fotolitoqrafiya isə fotoşəkilləri deyil, sxemləri və digər elektron komponentləri həkk edir.
Fotolitoqrafiya dəqiq mikro emal texnologiyasıdır
Adi fotolitoqrafiya təsvir məlumat daşıyıcısı kimi dalğa uzunluğu 2000 ilə 4500 angstrom arasında olan ultrabənövşəyi şüalardan istifadə edən və qrafiklərin transformasiyası, ötürülməsi və işlənməsinə nail olmaq üçün aralıq (şəkil qeydi) mühiti kimi fotorezistdən istifadə edən və nəhayət, təsviri ötürən bir prosesdir. çipə (əsasən silikon çip) və ya dielektrik təbəqəyə məlumat.
Demək olar ki, fotolitoqrafiya müasir yarımkeçirici, mikroelektronika, informasiya sənayesinin əsasını təşkil edir və fotolitoqrafiya bu texnologiyaların inkişaf səviyyəsini bilavasitə müəyyən edir.
1959-cu ildə inteqral sxemlərin uğurlu ixtirasından keçən 60 ildən çox müddət ərzində onun qrafikasının xəttinin eni təxminən dörd miqyasda azaldılmış, dövrə inteqrasiyası isə altı dərəcədən çox təkmilləşdirilmişdir. Bu texnologiyaların sürətli inkişafı əsasən fotolitoqrafiyanın inkişafı ilə bağlıdır.
(İnteqral sxem istehsalının inkişafının müxtəlif mərhələlərində fotolitoqrafiya texnologiyasına tələblər)
2. Fotolitoqrafiyanın əsas prinsipləri
Fotolitoqrafiya materialları ümumiyyətlə fotolitoqrafiyada ən vacib funksional materiallar olan fotorezistlər kimi tanınan fotorezistlərə aiddir. Bu tip material işıq (görünən işıq, ultrabənövşəyi işıq, elektron şüa və s. daxil olmaqla) reaksiya xüsusiyyətlərinə malikdir. Fotokimyəvi reaksiyadan sonra onun həllolma qabiliyyəti əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir.
Onların arasında, inkişaf etdiricidə müsbət fotorezistin həlli artır və əldə edilən nümunə maska ilə eynidır; mənfi fotorezist əksinədir, yəni inkişaf etdiriciyə məruz qaldıqdan sonra həllolma azalır və ya hətta həll olunmaz hala gəlir və əldə edilən nümunə maskanın əksinədir. İki növ fotorezistin tətbiq sahələri fərqlidir. Müsbət fotorezistlər daha çox istifadə olunur, ümumi sayının 80% -dən çoxunu təşkil edir.
Yuxarıdakı fotolitoqrafiya prosesinin sxematik diaqramıdır
(1) Yapışqan:
Yəni, silikon vafli üzərində vahid qalınlığa, güclü yapışmaya və qüsursuz bir fotorezist filmin formalaşdırılması. Fotorezist plyonka ilə silikon vafli arasında yapışmanı artırmaq üçün çox vaxt ilk növbədə silikon vaflinin səthini heksametildisilazan (HMDS) və trimetilsilildietilamin (TMSDEA) kimi maddələrlə dəyişdirmək lazımdır. Sonra fotorezist film spin örtüklə hazırlanır.
(2) Əvvəlcədən bişirmə:
Spin örtükdən sonra fotorezist film hələ də müəyyən miqdarda həlledici ehtiva edir. Daha yüksək temperaturda bişirildikdən sonra həlledici mümkün qədər az çıxarıla bilər. Əvvəlcədən bişirildikdən sonra fotorezistin tərkibi təxminən 5% -ə endirilir.
(3) Ekspozisiya:
Yəni fotorezist işığa məruz qalır. Bu zaman fotoreaksiya baş verir və işıqlı hissə ilə işıqlandırılmayan hissə arasında həllolma fərqi yaranır.
(4) İnkişaf və sərtləşmə:
Məhsul inkişaf etdiriciyə batırılır. Bu zaman müsbət fotorezistin açıq sahəsi və mənfi fotorezistin məruz qalmayan sahəsi inkişafda həll olunacaq. Bu üçölçülü model təqdim edir. İnkişafdan sonra, çipin sərt bir filmə çevrilməsi üçün yüksək temperaturda müalicə prosesi lazımdır, bu, əsasən, fotorezistin substrata yapışmasını daha da gücləndirməyə xidmət edir.
(5) Oyma:
Fotorezistin altındakı material həkk olunub. Buraya maye yaş aşındırma və qazlı quru aşındırma daxildir. Məsələn, silisiumun yaş aşındırılması üçün hidroflorik turşunun turşulu sulu məhlulu istifadə olunur; misin yaş aşındırılması üçün azot turşusu və sulfat turşusu kimi güclü turşu məhlulu istifadə olunur, quru aşındırmada isə materialın səthini zədələmək və onu aşındırmaq üçün çox vaxt plazma və ya yüksək enerjili ion şüalarından istifadə edilir.
(6) Dequming:
Nəhayət, fotorezisti lensin səthindən çıxarmaq lazımdır. Bu addım degumming adlanır.
Bütün yarımkeçiricilər istehsalında təhlükəsizlik ən vacib məsələdir. Çip litoqrafiya prosesində əsas təhlükəli və zərərli fotolitoqrafiya qazları aşağıdakılardır:
1. Hidrogen peroksid
Hidrogen peroksid (H2O2) güclü oksidləşdiricidir. Birbaşa təmas dərinin və gözün iltihabına və yanıqlara səbəb ola bilər.
2. Ksilol
Ksilen mənfi litoqrafiyada istifadə olunan həlledici və inkişaf etdiricidir. O, alışqandır və yalnız 27,3 ℃ (təxminən otaq temperaturu) aşağı temperatura malikdir. Havada konsentrasiya 1%-7% olduqda partlayıcıdır. Ksilol ilə təkrar təmas dərinin iltihabına səbəb ola bilər. Ksilen buxarı şirindir, təyyarə yapışqanının qoxusuna bənzəyir; ksilenə məruz qalma göz, burun və boğazın iltihabına səbəb ola bilər. Qazın inhalyasiyası baş ağrısı, başgicəllənmə, iştahsızlıq və yorğunluğa səbəb ola bilər.
3. Heksametildisilazan (HMDS)
Heksametildisilazan (HMDS) ən çox məhsulun səthində fotorezistin yapışmasını artırmaq üçün primer təbəqə kimi istifadə olunur. Yanandır və parlama nöqtəsi 6,7°C-dir. Havada konsentrasiya 0,8%-16% olduqda partlayıcıdır. HMDS ammonyak buraxmaq üçün su, spirt və mineral turşularla güclü reaksiya verir.
4. Tetrametilammonium hidroksid
Tetrametilamonium hidroksid (TMAH) müsbət litoqrafiya üçün bir inkişaf etdirici kimi geniş istifadə olunur. Zəhərli və aşındırıcıdır. Udulduqda və ya dəri ilə birbaşa təmasda olduqda ölümcül ola bilər. TMAH tozu və ya dumanı ilə təmas göz, dəri, burun və boğazın iltihabına səbəb ola bilər. TMAH-ın yüksək konsentrasiyalarının inhalyasiyası ölümlə nəticələnir.
5. Xlor və flüor
Xlor (Cl2) və flüor (F2) hər ikisi eksimer lazerlərdə dərin ultrabənövşəyi və həddindən artıq ultrabənövşəyi (EUV) işıq mənbələri kimi istifadə olunur. Hər iki qaz zəhərlidir, açıq yaşıl görünür və güclü qıcıqlandırıcı qoxuya malikdir. Bu qazın yüksək konsentrasiyalarının inhalyasiyası ölümlə nəticələnir. Flüor qazı hidrogen flüorid qazı yaratmaq üçün su ilə reaksiya verə bilər. Hidrogen flüorid qazı dərini, gözləri və tənəffüs yollarını qıcıqlandıran güclü bir turşudur və yanıq və tənəffüs çətinliyi kimi simptomlara səbəb ola bilər. Ftorun yüksək konsentrasiyası insan orqanizmində baş ağrısı, qusma, ishal və koma kimi simptomlara səbəb olan zəhərlənməyə səbəb ola bilər.
6. Arqon
Arqon (Ar) adətən insan orqanizminə birbaşa zərər verməyən inert qazdır. Normal şəraitdə insanların tənəffüs etdiyi havada təxminən 0,93% arqon var və bu konsentrasiyanın insan orqanizminə heç bir aşkar təsiri yoxdur. Ancaq bəzi hallarda arqon insan orqanizminə zərər verə bilər.
Bəzi mümkün vəziyyətlər bunlardır: Qapalı bir məkanda arqon konsentrasiyası arta bilər və bununla da havada oksigen konsentrasiyasını azalda bilər və hipoksiyaya səbəb ola bilər. Bu, başgicəllənmə, yorğunluq və nəfəs darlığı kimi simptomlara səbəb ola bilər. Bundan əlavə, arqon inert qazdır, lakin yüksək temperatur və ya yüksək təzyiq altında partlaya bilər.
7. Neon
Neon (Ne) stabil, rəngsiz və qoxusuz qazdır, tərkibində iştirak etmir Neon qazı insanın tənəffüs prosesində iştirak etmir, buna görə də neon qazının yüksək konsentrasiyası ilə nəfəs almaq hipoksiyaya səbəb olacaqdır. Uzun müddət hipoksiya vəziyyətində olsanız, baş ağrısı, ürəkbulanma və qusma kimi simptomlarla qarşılaşa bilərsiniz. Bundan əlavə, neon qazı yüksək temperatur və ya yüksək təzyiq altında digər maddələrlə reaksiyaya girərək yanğın və ya partlayışa səbəb ola bilər.
8. Ksenon qazı
Ksenon qazı (Xe) sabit, rəngsiz və qoxusuz bir qazdır, insanın tənəffüs prosesində iştirak etmir, buna görə də ksenon qazının yüksək konsentrasiyası ilə nəfəs almaq hipoksiyaya səbəb olacaqdır. Uzun müddət hipoksiya vəziyyətində olsanız, baş ağrısı, ürəkbulanma və qusma kimi simptomlarla qarşılaşa bilərsiniz. Bundan əlavə, neon qazı yüksək temperatur və ya yüksək təzyiq altında digər maddələrlə reaksiyaya girərək yanğın və ya partlayışa səbəb ola bilər.
9. Kripton qazı
Kripton qazı (Kr) sabit, rəngsiz və qoxusuz bir qazdır, insanın tənəffüs prosesində iştirak etmir, buna görə də kripton qazının yüksək konsentrasiyası ilə nəfəs almaq hipoksiyaya səbəb olacaqdır. Uzun müddət hipoksiya vəziyyətində olsanız, baş ağrısı, ürəkbulanma və qusma kimi simptomlarla qarşılaşa bilərsiniz. Bundan əlavə, ksenon qazı yüksək temperatur və ya yüksək təzyiq altında digər maddələrlə reaksiyaya girərək yanğına və ya partlayışa səbəb ola bilər. Oksigen çatışmazlığı olan bir mühitdə nəfəs almaq hipoksiyaya səbəb ola bilər. Uzun müddət hipoksiya vəziyyətində olsanız, baş ağrısı, ürəkbulanma və qusma kimi simptomlarla qarşılaşa bilərsiniz. Bundan əlavə, kripton qazı yüksək temperatur və ya yüksək təzyiq altında digər maddələrlə reaksiyaya girərək yanğın və ya partlayışa səbəb ola bilər.
Yarımkeçirici sənayesi üçün təhlükəli qazların aşkarlanması həlləri
Yarımkeçirici sənaye yanan, partlayıcı, zəhərli və zərərli qazların istehsalını, istehsalını və prosesini əhatə edir. Yarımkeçiricilər istehsal edən zavodlarda qazların istifadəçisi olaraq, hər bir işçi istifadə etməzdən əvvəl müxtəlif təhlükəli qazların təhlükəsizlik məlumatlarını anlamalı və bu qazlar sızdıqda fövqəladə hallar zamanı necə davranacağını bilməlidir.
Yarımkeçirici sənayenin istehsalında, istehsalında və saxlanmasında, bu təhlükəli qazların sızması nəticəsində yaranan can və mal itkisinin qarşısını almaq üçün hədəf qazı aşkar etmək üçün qaz aşkar edən alətlər quraşdırmaq lazımdır.
Qaz detektorları bugünkü yarımkeçirici sənayesində əsas ətraf mühitin monitorinqi alətlərinə çevrilib və eyni zamanda ən birbaşa monitorinq alətləridir.
Riken Keiki insanlar üçün təhlükəsiz iş mühiti yaratmaq missiyası ilə hər zaman yarımkeçirici istehsal sənayesinin təhlükəsiz inkişafına diqqət yetirmiş və özünü yarımkeçirici sənayesi üçün uyğun qaz sensorlarının hazırlanmasına həsr etmiş, qarşılaşdıqları müxtəlif problemlər üçün ağlabatan həllər təqdim etmişdir. istifadəçilər və məhsul funksiyalarını davamlı təkmilləşdirmək və sistemləri optimallaşdırmaq.
Göndərmə vaxtı: 16 iyul 2024-cü il