Вытворчасць кожнага паўправадніковага прадукту патрабуе сотняў працэсаў. Мы дзелім увесь вытворчы працэс на восем этапаў:вафельныапрацоўка-акісленне-фоталітаграфія-тручэнне-нанясенне тонкай плёнкі-эпітаксіяльны рост-дыфузія-іённая імплантацыя.
Каб дапамагчы вам зразумець і распазнаць паўправаднікі і звязаныя з імі працэсы, мы будзем прасоўваць артыкулы WeChat у кожным выпуску, каб прадставіць кожны з вышэйпералічаных крокаў адзін за адным.
У папярэднім артыкуле гаварылася, што ў мэтах абароны ввафельныз розных прымешак рабілі аксідную плёнку--працэс акіслення. Сёння мы абмяркуем "працэс фоталітаграфіі" фатаграфавання канструкцыі паўправадніковай схемы на пласціне з утворанай аксіднай плёнкай.
Працэс фоталітаграфіі
1. Што такое працэс фоталітаграфіі
Фоталітаграфія прызначана для стварэння схем і функцыянальных абласцей, неабходных для вытворчасці мікрасхем.
Святло, якое выпраменьвае фоталітаграфічны апарат, выкарыстоўваецца для экспазіцыі тонкай плёнкі, пакрытай фотарэзістам, праз маску з малюнкам. Фотарэзіст зменіць свае ўласцівасці пасля таго, як убачыць святло, так што ўзор на масцы будзе скапіяваны на тонкую плёнку, так што тонкая плёнка будзе выконваць функцыю электроннай схемы. Гэта роля фоталітаграфіі, падобная на фатаграфаванне фотаапаратам. Фатаграфіі, зробленыя камерай, друкуюцца на плёнцы, а пры фоталітаграфіі гравіруюцца не фатаграфіі, а прынцыповыя схемы і іншыя электронныя кампаненты.
Фоталітаграфія - гэта дакладная тэхналогія мікраапрацоўкі
Звычайная фоталітаграфія - гэта працэс, які выкарыстоўвае ультрафіялетавае святло з даўжынёй хвалі ад 2000 да 4500 ангстрэм у якасці носьбіта інфармацыі аб выяве і выкарыстоўвае фотарэзіст у якасці прамежкавага асяроддзя (для запісу выявы) для дасягнення трансфармацыі, перадачы і апрацоўкі графікі і, нарэшце, перадае выяву інфармацыі да чыпа (у асноўным крэмніевага чыпа) або пласта дыэлектрыка.
Можна сказаць, што фоталітаграфія з'яўляецца асновай сучаснай паўправадніковай, мікраэлектроннай і інфармацыйнай індустрыі, а фоталітаграфія непасрэдна вызначае ўзровень развіцця гэтых тэхналогій.
За больш чым 60 гадоў з моманту паспяховага вынаходства інтэгральных схем у 1959 годзе шырыня лініі іх графікі была зменшана прыкладна на чатыры парадкі, а інтэграцыя схем была палепшана больш чым на шэсць парадкаў. Хуткі прагрэс гэтых тэхналогій у асноўным звязаны з развіццём фоталітаграфіі.
(Патрабаванні да тэхналогіі фоталітаграфіі на розных этапах развіцця мікрасхематэхнікі)
2. Асноўныя прынцыпы фоталітаграфіі
Матэрыялы для фоталітаграфіі звычайна адносяцца да фотарэзістаў, таксама вядомых як фотарэзісты, якія з'яўляюцца найбольш важнымі функцыянальнымі матэрыяламі ў фоталітаграфіі. Гэты тып матэрыялу мае характарыстыкі рэакцыі на святло (уключаючы бачнае святло, ультрафіялетавае святло, электронны прамень і г.д.). Пасля фотахімічнай рэакцыі яго растваральнасць істотна змяняецца.
Сярод іх растваральнасць станоўчага фотарэзіста ў праяўляльніку павялічваецца, і атрыманы ўзор такі ж, як і маска; адмоўны фотарэзіст супрацьлеглы, гэта значыць растваральнасць памяншаецца або нават становіцца нерастваральнай пасля ўздзеяння праяўляльніка, і атрыманы малюнак супрацьлеглы масцы. Сферы прымянення двух тыпаў фотарэзістаў розныя. Часцей выкарыстоўваюцца пазітыўныя фотарэзісты, іх доля складае больш за 80% ад агульнай колькасці.
Вышэй прыведзена прынцыповая схема працэсу фоталітаграфіі
(1) Склейванне: гэта значыць утварэнне плёнкі фотарэзіста аднастайнай таўшчыні, моцнай адгезіі і без дэфектаў на крамянёвай пласціне. Каб палепшыць адгезію паміж плёнкай фотарэзіста і крэмніевай пласцінай, часта неабходна спачатку мадыфікаваць паверхню крамянёвай пласціны такімі рэчывамі, як гексаметилдисилазан (HMDS) і триметилсилилдиэтиламин (TMSDEA). Затым фотарэзістная плёнка рыхтуецца шляхам нанясення пакрыцця.
(2) Папярэдняе запяканне: пасля нанясення спінінгам фотарэзістная плёнка ўсё яшчэ змяшчае пэўную колькасць растваральніка. Пасля выпечкі пры больш высокай тэмпературы растваральнік можна выдаліць як мага менш. Пасля папярэдняга запякання ўтрыманне фотарэзіста зніжаецца прыкладна да 5%.
(3) Экспазіцыя: гэта значыць фотарэзіст падвяргаецца ўздзеянню святла. У гэты час адбываецца фотарэакцыя, і ўзнікае розніца ў растваральнасці паміж асветленай часткай і неасветленай часткай.
(4) Праява і зацвярдзенне: Прадукт апускаюць у праяўляльнік. У гэты час экспанаваная вобласць станоўчага фотарэзіста і неэкспанаваная вобласць адмоўнага фотарэзіста раствараюцца ў праяве. Гэта ўяўляе сабой трохмерны ўзор. Пасля распрацоўкі чып мае патрэбу ў працэсе высокатэмпературнай апрацоўкі, каб стаць цвёрдай плёнкай, якая ў асноўным служыць для далейшага паляпшэння адгезіі фотарэзіста да падкладкі.
(5) Пратручванне: матэрыял пад фотарэзістам пратручваецца. Яна ўключае ў сябе вадкаснае вільготнае тручэнне і газавае сухое тручэнне. Напрыклад, для мокрага тручэння крэмнію выкарыстоўваюць кіслы водны раствор плавікавай кіслаты; для мокрага тручэння медзі выкарыстоўваецца раствор моцнай кіслаты, напрыклад азотнай і сернай кіслаты, у той час як пры сухім тручэнні часта выкарыстоўваецца плазма або высокаэнергетычныя іённыя пучкі для пашкоджання паверхні матэрыялу і яе тручэння.
(6) Дэгуммацыя: нарэшце, фотарэзіст трэба выдаліць з паверхні лінзы. Гэты этап называецца дегумированием.
Бяспека з'яўляецца самым важным пытаннем ва ўсёй вытворчасці паўправаднікоў. Асноўныя небяспечныя і шкодныя газы для фоталітаграфіі ў працэсе літаграфіі чыпаў наступныя:
1. Перакіс вадароду
Перакіс вадароду (H2O2) - моцны акісляльнік. Прамы кантакт можа выклікаць запаленне скуры і вачэй і апёкі.
2. Ксілол
Ксілол - гэта растваральнік і праяўляльнік, які выкарыстоўваецца ў негатыўнай літаграфіі. Ён вогненебяспечны і мае нізкую тэмпературу ўсяго 27,3 ℃ (прыблізна пакаёвая тэмпература). Ён выбуханебяспечны пры канцэнтрацыі ў паветры 1-7%. Паўторны кантакт з ксілолам можа выклікаць запаленне скуры. Пары ксілолу салодкія, падобныя на пах самалётнага глаўка; ўздзеянне ксілолу можа выклікаць запаленне вачэй, носа і горла. Удыханне газу можа выклікаць галаўны боль, галавакружэнне, страту апетыту і стомленасць.
3. Гексаметилдисилазан (HMDS)
Гексаметилдисилазан (HMDS) часцей за ўсё выкарыстоўваецца ў якасці пласта грунтоўкі для павышэння адгезіі фотарэзіста да паверхні прадукту. Ён вогненебяспечны і мае тэмпературу ўспышкі 6,7°C. Ён выбуханебяспечны пры канцэнтрацыі ў паветры 0,8%-16%. HMDS моцна рэагуе з вадой, спіртам і мінеральнымі кіслотамі з вылучэннем аміяку.
4. Гідраксід тетраметиламмония
Гідраксід тэтраметыламонія (ТМАХ) шырока выкарыстоўваецца ў якасці праяўляльніка для пазітыўнай літаграфіі. Ён таксічны і з'едлівы. Гэта можа прывесці да смяротнага зыходу пры праглынанні або непасрэдным кантакце са скурай. Кантакт з пылам або туманам TMAH можа выклікаць запаленне вачэй, скуры, носа і горла. Удыханне высокіх канцэнтрацый TMAH прывядзе да смерці.
5. Хлор і фтор
Хлор (Cl2) і фтор (F2) выкарыстоўваюцца ў эксімерных лазерах у якасці крыніц глыбокага ўльтрафіялету і экстрэмальнага ультрафіялету (EUV). Абодва газы таксічныя, выглядаюць светла-зялёнымі і маюць моцны раздражняльны пах. Удыханне высокай канцэнтрацыі гэтага газу прывядзе да смерці. Газападобны фтор можа ўступаць у рэакцыю з вадой, утвараючы фтарыд вадароду. Фтарыд вадароду - моцная кіслата, якая раздражняе скуру, вочы і дыхальныя шляхі і можа выклікаць такія сімптомы, як апёкі і цяжкасць дыхання. Высокія канцэнтрацыі фтору могуць выклікаць атручванне арганізма чалавека, выклікаючы такія сімптомы, як галаўны боль, ваніты, дыярэя і кома.
6. Аргон
Аргон (Ar) - гэта інэртны газ, які звычайна не наносіць непасрэднай шкоды чалавечаму арганізму. У нармальных умовах паветра, якім дыхаюць людзі, змяшчае каля 0,93% аргону, і гэтая канцэнтрацыя не аказвае відавочнага ўплыву на арганізм чалавека. Аднак у некаторых выпадках аргон можа нанесці шкоду арганізму чалавека.
Вось некалькі магчымых сітуацый: У абмежаванай прасторы канцэнтрацыя аргону можа павялічыцца, тым самым зніжаючы канцэнтрацыю кіслароду ў паветры і выклікаючы гіпаксію. Гэта можа выклікаць такія сімптомы, як галавакружэнне, стомленасць і дыхавіца. Акрамя таго, аргон з'яўляецца інэртным газам, але ён можа выбухнуць пры высокай тэмпературы або высокім ціску.
7. Неон
Неон (Ne) з'яўляецца стабільным газам без колеру і паху, які не ўдзельнічае ў працэсе дыхання чалавека, таму ўдыханне неону ў высокай канцэнтрацыі прывядзе да гіпаксіі. Пры працяглым знаходжанні ў стане гіпаксіі могуць узнікнуць такія сімптомы, як галаўны боль, млоснасць і ваніты. Акрамя таго, газ неон можа ўступіць у рэакцыю з іншымі рэчывамі пад высокай тэмпературай або высокім ціскам, выклікаючы пажар або выбух.
8. Газ ксенон
Газ ксенон (Xe) з'яўляецца стабільным газам без колеру і паху, які не ўдзельнічае ў працэсе дыхання чалавека, таму ўдыханне газу высокай канцэнтрацыі ксенону прывядзе да гіпаксіі. Пры працяглым знаходжанні ў стане гіпаксіі могуць узнікнуць такія сімптомы, як галаўны боль, млоснасць і ваніты. Акрамя таго, газ неон можа ўступіць у рэакцыю з іншымі рэчывамі пад высокай тэмпературай або высокім ціскам, выклікаючы пажар або выбух.
9. Газ крыптон
Газ крыптон (Kr) - стабільны газ без колеру і паху, які не ўдзельнічае ў працэсе дыхання чалавека, таму ўдыханне газу крыптону з высокай канцэнтрацыяй можа выклікаць гіпаксію. Пры працяглым знаходжанні ў стане гіпаксіі могуць узнікнуць такія сімптомы, як галаўны боль, млоснасць і ваніты. Акрамя таго, газ ксенон можа ўступіць у рэакцыю з іншымі рэчывамі пад высокай тэмпературай або высокім ціскам, выклікаючы пажар або выбух. Дыханне ў асяроддзі з дэфіцытам кіслароду можа выклікаць гіпаксію. Пры працяглым знаходжанні ў стане гіпаксіі могуць узнікнуць такія сімптомы, як галаўны боль, млоснасць і ваніты. Акрамя таго, газ крыптон можа ўступаць у рэакцыю з іншымі рэчывамі пад высокай тэмпературай або высокім ціскам, выклікаючы пажар або выбух.
Рашэнні для выяўлення небяспечных газаў для паўправадніковай прамысловасці
Паўправадніковая прамысловасць ўключае вытворчасць, выраб і працэс гаручых, выбуховых, таксічных і шкодных газаў. Як карыстальнік газаў на заводах па вытворчасці паўправаднікоў, кожны супрацоўнік павінен ведаць інфармацыю аб бяспецы розных небяспечных газаў перад выкарыстаннем і ведаць, як дзейнічаць у надзвычайных сітуацыях пры ўцечцы гэтых газаў.
Пры вытворчасці, вытворчасці і захоўванні паўправадніковай прамысловасці, каб пазбегнуць гібелі людзей і маёмасці ў выніку ўцечкі гэтых небяспечных газаў, неабходна ўсталяваць прыборы выяўлення газу для выяўлення мэтавага газу.
Газавыя дэтэктары сталі важнымі інструментамі маніторынгу навакольнага асяроддзя ў сучаснай паўправадніковай прамысловасці, а таксама самымі прамымі інструментамі маніторынгу.
Riken Keiki заўсёды надаваў увагу бяспечнаму развіццю паўправадніковай прамысловасці, з місіяй стварэння бяспечных працоўных умоў для людзей, і прысвяціў сябе распрацоўцы датчыкаў газу, прыдатных для паўправадніковай прамысловасці, забяспечваючы разумныя рашэнні для розных праблем, з якімі сутыкаюцца карыстальнікаў, а таксама пастаяннае абнаўленне функцый прадукту і аптымізацыя сістэм.
Час публікацыі: 16 ліпеня 2024 г