সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়া ফটোলিথোগ্রাফির সম্পূর্ণ প্রক্রিয়া

প্রতিটি অর্ধপরিবাহী পণ্যের উত্পাদন শত শত প্রক্রিয়ার প্রয়োজন। আমরা পুরো উত্পাদন প্রক্রিয়াটিকে আটটি ধাপে ভাগ করি:ওয়েফারপ্রসেসিং-অক্সিডেশন-ফটোলিথোগ্রাফি-এচিং-পাতলা ফিল্ম ডিপোজিশন-এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ-ডিফিউশন-আয়ন ইমপ্লান্টেশন।
সেমিকন্ডাক্টর এবং সম্পর্কিত প্রক্রিয়াগুলি বুঝতে এবং চিনতে আপনাকে সাহায্য করার জন্য, আমরা প্রতিটি সংখ্যায় WeChat নিবন্ধগুলিকে একের পর এক উপরের ধাপগুলির সাথে পরিচয় করিয়ে দেব।
আগের প্রবন্ধে উল্লেখ করা হয়েছিল যে রক্ষা করার জন্যওয়েফারবিভিন্ন অমেধ্য থেকে, একটি অক্সাইড ফিল্ম তৈরি করা হয়েছিল - অক্সিডেশন প্রক্রিয়া। আজ আমরা অক্সাইড ফিল্মের সাথে ওয়েফারে সেমিকন্ডাক্টর ডিজাইন সার্কিটের ছবি তোলার "ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া" নিয়ে আলোচনা করব।

 

ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া

 

1. ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া কি?

ফটোলিথোগ্রাফি হল চিপ উৎপাদনের জন্য প্রয়োজনীয় সার্কিট এবং কার্যকরী এলাকা তৈরি করা।
ফটোলিথোগ্রাফি মেশিন দ্বারা নির্গত আলো একটি প্যাটার্ন সহ একটি মুখোশের মাধ্যমে ফটোরেসিস্টের সাথে প্রলিপ্ত পাতলা ফিল্মটি প্রকাশ করতে ব্যবহৃত হয়। আলো দেখার পরে ফটোরসিস্ট তার বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন করবে, যাতে মুখোশের প্যাটার্নটি পাতলা ফিল্মে অনুলিপি করা হয়, যাতে পাতলা ফিল্মটি একটি ইলেকট্রনিক সার্কিট ডায়াগ্রামের কাজ করে। এটি ফটোলিথোগ্রাফির ভূমিকা, ক্যামেরা দিয়ে ছবি তোলার মতো। ক্যামেরা দ্বারা তোলা ছবিগুলি ফিল্মে মুদ্রিত হয়, যখন ফটোলিথোগ্রাফিতে ফটোগুলি খোদাই করা হয় না, তবে সার্কিট ডায়াগ্রাম এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক উপাদানগুলি।

ফটোলিথোগ্রাফি একটি সুনির্দিষ্ট মাইক্রো-মেশিনিং প্রযুক্তি

প্রচলিত ফটোলিথোগ্রাফি এমন একটি প্রক্রিয়া যা চিত্র তথ্য বাহক হিসাবে 2000 থেকে 4500 অ্যাংস্ট্রোমের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অতিবেগুনী আলো ব্যবহার করে এবং গ্রাফিক্সের রূপান্তর, স্থানান্তর এবং প্রক্রিয়াকরণ অর্জনের জন্য মধ্যবর্তী (চিত্র রেকর্ডিং) মাধ্যম হিসাবে ফটোরেসিস্ট ব্যবহার করে এবং অবশেষে চিত্রটি প্রেরণ করে। চিপ (প্রধানত সিলিকন চিপ) বা অস্তরক স্তরের তথ্য।
এটা বলা যেতে পারে যে ফটোলিথোগ্রাফি হল আধুনিক সেমিকন্ডাক্টর, মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স এবং তথ্য শিল্পের ভিত্তি এবং ফটোলিথোগ্রাফি সরাসরি এই প্রযুক্তির উন্নয়নের স্তর নির্ধারণ করে।
1959 সালে ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলির সফল আবিষ্কারের পর থেকে 60 বছরেরও বেশি সময় ধরে, এর গ্রাফিক্সের লাইনের প্রস্থ প্রায় চারটি মাত্রায় হ্রাস পেয়েছে এবং সার্কিট সংহতকরণটি ছয়টিরও বেশি মাত্রার দ্বারা উন্নত হয়েছে। এই প্রযুক্তিগুলির দ্রুত অগ্রগতি প্রধানত ফটোলিথোগ্রাফির বিকাশের জন্য দায়ী।

(ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট তৈরির উন্নয়নের বিভিন্ন পর্যায়ে ফটোলিথোগ্রাফি প্রযুক্তির প্রয়োজনীয়তা)

 

2. ফটোলিথোগ্রাফির মৌলিক নীতি

ফটোলিথোগ্রাফি উপকরণগুলি সাধারণত ফটোরিস্টকে বোঝায়, যা ফটোরেসিস্ট নামেও পরিচিত, যা ফটোলিথোগ্রাফিতে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কার্যকরী উপাদান। এই ধরনের উপাদানের আলোর বৈশিষ্ট্য রয়েছে (দৃশ্যমান আলো, অতিবেগুনি আলো, ইলেক্ট্রন রশ্মি ইত্যাদি সহ) প্রতিক্রিয়া। আলোক রাসায়নিক বিক্রিয়ার পরে, এর দ্রবণীয়তা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়।
তাদের মধ্যে, বিকাশকারীতে ইতিবাচক ফটোরেসিস্টের দ্রবণীয়তা বৃদ্ধি পায় এবং প্রাপ্ত প্যাটার্নটি মুখোশের মতোই; নেতিবাচক ফটোরেসিস্ট এর বিপরীত, অর্থাৎ, বিকাশকারীর সংস্পর্শে আসার পরে দ্রবণীয়তা হ্রাস পায় বা এমনকি অদ্রবণীয় হয়ে যায় এবং প্রাপ্ত প্যাটার্নটি মুখোশের বিপরীত। দুই ধরনের ফটোরেসিস্টের প্রয়োগ ক্ষেত্র ভিন্ন। ইতিবাচক ফটোরেসিস্টগুলি বেশি ব্যবহৃত হয়, মোটের 80% এরও বেশি।

উপরের ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার একটি পরিকল্পিত চিত্র

 

(1) আঠালো:

অর্থাৎ, অভিন্ন বেধ, দৃঢ় আনুগত্য এবং সিলিকন ওয়েফারে কোনো ত্রুটি ছাড়াই একটি ফটোরেসিস্ট ফিল্ম তৈরি করা। ফটোরেসিস্ট ফিল্ম এবং সিলিকন ওয়েফারের মধ্যে আনুগত্য বাড়ানোর জন্য, প্রায়শই হেক্সামেথাইলডিসিলাজেন (HMDS) এবং trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA) এর মতো পদার্থ দিয়ে সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠকে পরিবর্তন করতে হয়। তারপর, ফটোরেসিস্ট ফিল্ম স্পিন আবরণ দ্বারা প্রস্তুত করা হয়।

(2) প্রি-বেকিং:

স্পিন আবরণের পরে, ফটোরেসিস্ট ফিল্মে এখনও একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ দ্রাবক থাকে। উচ্চ তাপমাত্রায় বেক করার পরে, দ্রাবক যতটা সম্ভব কম সরানো যেতে পারে। প্রাক-বেকিংয়ের পরে, ফটোরেসিস্টের সামগ্রী প্রায় 5% কমে যায়।

(3) এক্সপোজার:

অর্থাৎ ফটোরেসিস্ট আলোর সংস্পর্শে আসে। এই সময়ে, একটি আলোক প্রতিক্রিয়া ঘটে এবং আলোকিত অংশ এবং অ-আলোকিত অংশের মধ্যে দ্রবণীয়তার পার্থক্য ঘটে।

(4) উন্নয়ন এবং শক্তকরণ:

পণ্য ডেভেলপার নিমজ্জিত হয়. এই সময়ে, ইতিবাচক ফটোরেসিস্টের উন্মুক্ত অঞ্চল এবং নেতিবাচক ফটোরেসিস্টের অ-উন্মুক্ত অঞ্চল বিকাশে দ্রবীভূত হবে। এটি একটি ত্রিমাত্রিক প্যাটার্ন উপস্থাপন করে। বিকাশের পরে, একটি শক্ত ফিল্ম হওয়ার জন্য চিপের একটি উচ্চ-তাপমাত্রার চিকিত্সা প্রক্রিয়া প্রয়োজন, যা প্রধানত সাবস্ট্রেটের সাথে ফটোরসিস্টের আনুগত্যকে আরও উন্নত করতে কাজ করে।

(5) এচিং:

photoresist অধীনে উপাদান etched হয়. এতে তরল ওয়েট এচিং এবং গ্যাসীয় ড্রাই এচিং রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, সিলিকনের ভিজা খোদাইয়ের জন্য, হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিডের একটি অম্লীয় জলীয় দ্রবণ ব্যবহার করা হয়; তামার ভিজে এচিং এর জন্য, নাইট্রিক অ্যাসিড এবং সালফিউরিক অ্যাসিডের মতো একটি শক্তিশালী অ্যাসিড দ্রবণ ব্যবহার করা হয়, যখন শুষ্ক এচিং প্রায়শই প্লাজমা বা উচ্চ-শক্তি আয়ন বিম ব্যবহার করে উপাদানটির পৃষ্ঠকে ক্ষতিগ্রস্ত করে এবং এটিকে খোদাই করে।

(6) Degumming:

অবশেষে, ফটোরসিস্টকে লেন্সের পৃষ্ঠ থেকে সরানো দরকার। এই ধাপটিকে ডিগমিং বলা হয়।

সমস্ত সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে নিরাপত্তা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। চিপ লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার প্রধান বিপজ্জনক এবং ক্ষতিকারক ফটোলিথোগ্রাফি গ্যাসগুলি নিম্নরূপ:

 

1. হাইড্রোজেন পারক্সাইড

হাইড্রোজেন পারক্সাইড (H2O2) একটি শক্তিশালী অক্সিডেন্ট। সরাসরি যোগাযোগ ত্বক এবং চোখের প্রদাহ এবং পোড়া হতে পারে।

 

2. জাইলিন

Xylene নেতিবাচক লিথোগ্রাফিতে ব্যবহৃত একটি দ্রাবক এবং বিকাশকারী। এটি দাহ্য এবং এর নিম্ন তাপমাত্রা মাত্র 27.3℃ (প্রায় ঘরের তাপমাত্রা)। বাতাসে ঘনত্ব 1%-7% হলে এটি বিস্ফোরক। জাইলিনের সাথে বারবার যোগাযোগের ফলে ত্বকে প্রদাহ হতে পারে। জাইলিন বাষ্প মিষ্টি, বিমানের ট্যাকের গন্ধের মতো; জাইলিনের সংস্পর্শে চোখ, নাক এবং গলায় প্রদাহ হতে পারে। গ্যাসের শ্বাস-প্রশ্বাসের কারণে মাথাব্যথা, মাথা ঘোরা, ক্ষুধা হ্রাস এবং ক্লান্তি হতে পারে।

 

3. Hexamethyldisilazane (HMDS)

Hexamethyldisilazane (HMDS) সাধারণত পণ্যের পৃষ্ঠে ফটোরেসিস্টের আনুগত্য বাড়াতে প্রাইমার স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটি দাহ্য এবং এর ফ্ল্যাশ পয়েন্ট 6.7°C। বাতাসে ঘনত্ব 0.8%-16% হলে এটি বিস্ফোরক। এইচএমডিএস অ্যামোনিয়া মুক্ত করতে জল, অ্যালকোহল এবং খনিজ অ্যাসিডের সাথে দৃঢ়ভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়।

 

4. Tetramethylammonium hydroxide

Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) ব্যাপকভাবে ইতিবাচক লিথোগ্রাফির বিকাশকারী হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটি বিষাক্ত এবং ক্ষয়কারী। গিলে ফেলা হলে বা ত্বকের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করলে এটি মারাত্মক হতে পারে। TMAH ধুলো বা কুয়াশার সংস্পর্শে চোখ, ত্বক, নাক এবং গলায় প্রদাহ হতে পারে। TMAH এর উচ্চ ঘনত্বের শ্বাস-প্রশ্বাসের ফলে মৃত্যু হবে।

 

5. ক্লোরিন এবং ফ্লোরিন

ক্লোরিন (Cl2) এবং ফ্লোরিন (F2) উভয়ই এক্সাইমার লেজারগুলিতে গভীর অতিবেগুনী এবং চরম অতিবেগুনী (EUV) আলোর উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়। উভয় গ্যাসই বিষাক্ত, হালকা সবুজ দেখায় এবং তীব্র জ্বালাময়ী গন্ধ আছে। এই গ্যাসের উচ্চ ঘনত্বের শ্বাস-প্রশ্বাস মৃত্যুর দিকে পরিচালিত করবে। ফ্লোরিন গ্যাস পানির সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড গ্যাস তৈরি করতে পারে। হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড গ্যাস একটি শক্তিশালী অ্যাসিড যা ত্বক, চোখ এবং শ্বাসযন্ত্রের ট্র্যাক্টকে জ্বালাতন করে এবং পোড়া এবং শ্বাসকষ্টের মতো উপসর্গ সৃষ্টি করতে পারে। ফ্লোরাইডের উচ্চ ঘনত্ব মানবদেহে বিষক্রিয়া সৃষ্টি করতে পারে, যার ফলে মাথাব্যথা, বমি, ডায়রিয়া এবং কোমা হওয়ার মতো উপসর্গ দেখা দেয়।

 

6. আর্গন

Argon (Ar) একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস যা সাধারণত মানবদেহের সরাসরি ক্ষতি করে না। সাধারণ পরিস্থিতিতে, লোকেরা যে বায়ু শ্বাস নেয় তাতে প্রায় 0.93% আর্গন থাকে এবং এই ঘনত্বের মানবদেহে কোনও সুস্পষ্ট প্রভাব নেই। যাইহোক, কিছু ক্ষেত্রে, আর্গন মানুষের শরীরের ক্ষতি করতে পারে।
এখানে কিছু সম্ভাব্য পরিস্থিতি রয়েছে: একটি সীমাবদ্ধ স্থানে, আর্গনের ঘনত্ব বাড়তে পারে, যার ফলে বাতাসে অক্সিজেনের ঘনত্ব হ্রাস পায় এবং হাইপোক্সিয়া সৃষ্টি করে। এটি মাথা ঘোরা, ক্লান্তি এবং শ্বাসকষ্টের মতো লক্ষণগুলির কারণ হতে পারে। উপরন্তু, আর্গন একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস, তবে এটি উচ্চ তাপমাত্রা বা উচ্চ চাপে বিস্ফোরিত হতে পারে।

 

7. নিয়ন

নিয়ন (Ne) একটি স্থিতিশীল, বর্ণহীন এবং গন্ধহীন গ্যাস যা অংশগ্রহণ করে না নিয়ন গ্যাস মানুষের শ্বাস-প্রশ্বাস প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত নয়, তাই নিয়ন গ্যাসের উচ্চ ঘনত্বে শ্বাস নিলে হাইপোক্সিয়া হবে। আপনি যদি দীর্ঘ সময়ের জন্য হাইপোক্সিয়ার অবস্থায় থাকেন তবে আপনি মাথাব্যথা, বমি বমি ভাব এবং বমি হওয়ার মতো লক্ষণগুলি অনুভব করতে পারেন। উপরন্তু, নিয়ন গ্যাস উচ্চ তাপমাত্রা বা উচ্চ চাপের অধীনে অন্যান্য পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করে আগুন বা বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে।

 

8. জেনন গ্যাস

জেনন গ্যাস (Xe) একটি স্থিতিশীল, বর্ণহীন এবং গন্ধহীন গ্যাস যা মানুষের শ্বাস-প্রশ্বাসের প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না, তাই জেনন গ্যাসের উচ্চ ঘনত্বে শ্বাস নিলে হাইপোক্সিয়া হয়। আপনি যদি দীর্ঘ সময়ের জন্য হাইপোক্সিয়ার অবস্থায় থাকেন তবে আপনি মাথাব্যথা, বমি বমি ভাব এবং বমি হওয়ার মতো লক্ষণগুলি অনুভব করতে পারেন। উপরন্তু, নিয়ন গ্যাস উচ্চ তাপমাত্রা বা উচ্চ চাপের অধীনে অন্যান্য পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করে আগুন বা বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে।

 

9. ক্রিপ্টন গ্যাস

ক্রিপ্টন গ্যাস (Kr) একটি স্থিতিশীল, বর্ণহীন এবং গন্ধহীন গ্যাস যা মানুষের শ্বাস-প্রশ্বাসের প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না, তাই ক্রিপ্টন গ্যাসের উচ্চ ঘনত্বে শ্বাস নিলে হাইপোক্সিয়া হয়। আপনি যদি দীর্ঘ সময়ের জন্য হাইপোক্সিয়ার অবস্থায় থাকেন তবে আপনি মাথাব্যথা, বমি বমি ভাব এবং বমি হওয়ার মতো লক্ষণগুলি অনুভব করতে পারেন। উপরন্তু, জেনন গ্যাস উচ্চ তাপমাত্রা বা উচ্চ চাপের অধীনে অন্যান্য পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করে আগুন বা বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে। অক্সিজেন বঞ্চিত পরিবেশে শ্বাস নিলে হাইপোক্সিয়া হতে পারে। আপনি যদি দীর্ঘ সময়ের জন্য হাইপোক্সিয়ার অবস্থায় থাকেন তবে আপনি মাথাব্যথা, বমি বমি ভাব এবং বমি হওয়ার মতো লক্ষণগুলি অনুভব করতে পারেন। উপরন্তু, ক্রিপ্টন গ্যাস উচ্চ তাপমাত্রা বা উচ্চ চাপে অন্যান্য পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করে আগুন বা বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে।

 

সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের জন্য বিপজ্জনক গ্যাস সনাক্তকরণ সমাধান

সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে দাহ্য, বিস্ফোরক, বিষাক্ত এবং ক্ষতিকারক গ্যাসের উৎপাদন, উৎপাদন এবং প্রক্রিয়া জড়িত। সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং প্ল্যান্টে গ্যাসের ব্যবহারকারী হিসাবে, প্রতিটি স্টাফ সদস্যের ব্যবহারের আগে বিভিন্ন বিপজ্জনক গ্যাসের সুরক্ষা ডেটা বোঝা উচিত এবং এই গ্যাসগুলি লিক হওয়ার সময় জরুরী পদ্ধতিগুলি কীভাবে মোকাবেলা করতে হবে তা জানা উচিত।
সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের উৎপাদন, উৎপাদন এবং সঞ্চয়স্থানে, এই বিপজ্জনক গ্যাসের লিকেজের কারণে জীবন ও সম্পদের ক্ষতি এড়াতে, লক্ষ্য গ্যাস সনাক্ত করার জন্য গ্যাস সনাক্তকরণ যন্ত্র ইনস্টল করা প্রয়োজন।

গ্যাস ডিটেক্টরগুলি আজকের সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে অপরিহার্য পরিবেশগত নিরীক্ষণ যন্ত্র হয়ে উঠেছে এবং এটি সবচেয়ে সরাসরি পর্যবেক্ষণের সরঞ্জামও।
রিকেন কেইকি সবসময় সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং শিল্পের নিরাপদ উন্নয়নের দিকে মনোযোগ দিয়েছেন, মানুষের জন্য একটি নিরাপদ কাজের পরিবেশ তৈরি করার লক্ষ্যে, এবং সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের জন্য উপযুক্ত গ্যাস সেন্সর তৈরিতে নিজেকে নিয়োজিত করেছেন, বিভিন্ন সমস্যার যুক্তিসঙ্গত সমাধান প্রদান করে। ব্যবহারকারী, এবং ক্রমাগত পণ্য ফাংশন আপগ্রেড এবং সিস্টেম অপ্টিমাইজ করা.