A fabricazione di ogni pruduttu semiconductor richiede centinaie di prucessi. Dividemu tuttu u prucessu di fabricazione in ottu tappe:ostiatrasfurmazioni-ossidazione-fotolitografia-incisione-depositu di film sottile-crescita epitassiale-diffusione-impiantazione di ioni.
À aiutà vi capisce è ricunnosce semi-conduttori è prucessi rilativi, avemu Mulateri Di L'spinta articuli WeChat in ogni prublemu à presentà ognunu di i passi sopra unu da unu.
In l'articulu precedente, hè statu mintuatu chì in modu di prutezzione di uostiada diverse impurità, un film d'ossidu hè statu fattu - prucessu d'ossidazione. Oghje discuteremu u "processu di fotolitografia" di fotografà u circuitu di designu di semiconductor nantu à l'ostia cù a film d'ossidu furmatu.
Prucessu di fotolitografia
1. Chì ghjè u prucessu di photolithography
A fotolitografia hè di fà i circuiti è i spazii funziunali necessarii per a produzzione di chip.
A luce emessa da a macchina di fotolitografia hè aduprata per espose a film fina rivestita di fotoresist attraversu una maschera cù un mudellu. U photoresist hà da cambià e so proprietà dopu avè vistu a luce, cusì chì u mudellu nantu à a maschera hè copiatu à a film fina, perchè a film fina hà a funzione di un schema di circuitu elettronicu. Questu hè u rolu di a fotolitografia, simili à piglià ritratti cù una camera. I ritratti pigliati da a camera sò stampati nantu à a film, mentre chì a fotolitografia ùn grava micca e foto, ma i diagrammi di circuiti è altri cumpunenti elettronichi.
A fotolitografia hè una tecnulugia di micro-laccatura precisa
A fotolitografia convenzionale hè un prucessu chì usa a luce ultravioletta cù una lunghezza d'onda da 2000 à 4500 angstroms cum'è u trasportatore di l'infurmazioni di l'imaghjini, è usa photoresist cum'è u mediu intermediariu (registrazione di l'imaghjini) per ottene a trasfurmazioni, trasferimentu è trasfurmazioni di gràfiche, è infine trasmette l'imaghjini. infurmazione à u chip (principalmente chip di siliciu) o strata dielettrica.
Si pò dì chì a fotolitografia hè u fundamentu di l'industrii muderni di semiconductor, microelettronica è infurmazione, è a fotolitografia determina direttamente u livellu di sviluppu di sti tecnulugia.
In più di 60 anni da l'invenzione successu di i circuiti integrati in u 1959, a larghezza di a linea di i so grafici hè stata ridutta da circa quattru ordini di grandezza, è l'integrazione di u circuitu hè stata migliurata da più di sei ordini di grandezza. U rapidu prugressu di sti tecnulugia hè principalmente attribuita à u sviluppu di a fotolitografia.
(Requisiti per a tecnulugia di fotolitografia in diverse fasi di sviluppu di a fabricazione di circuiti integrati)
2. Principi basi di a fotolitografia
I materiali di fotolitografia si riferiscenu in generale à i photoresists, cunnisciuti ancu com'è photoresists, chì sò i materiali funziunali più critichi in a fotolitografia. Stu tipu di materiale hà e caratteristiche di a reazione di luce (cumpresa a luce visibile, u ultraviolet, u fasciu di elettroni, etc.). Dopu a reazione fotochimica, a so solubilità cambia significativamente.
Frà elli, a solubilità di photoresist pusitivu in u sviluppatore aumenta, è u mudellu ottenutu hè u listessu cum'è a mascara; photoresist negativu hè u cuntrariu, vale à dì, a sulubilità diminuite o ancu diventa insoluble dopu esse esposta à u sviluppatore, è u mudellu ottenutu hè oppostu à a maschera. I campi d'applicazione di i dui tipi di fotoresisti sò sfarenti. I photoresists pusitivi sò più cumunimenti usati, cuntendu più di 80% di u tutale.
U sopra hè un schema schematicu di u prucessu di fotolitografia
(1) Collage :
Questu hè, furmendu un film di photoresist cù un spessore uniforme, una forte adesione è senza difetti nantu à a wafer di silicuu. Per rinfurzà l'aderenza trà u film di photoresist è u wafer di siliciu, hè spessu necessariu di prima mudificà a superficia di u wafer di siliciu cù sustanzi cum'è hexamethyldisilazane (HMDS) è trimethylsilildietethylamine (TMSDEA). Allora, u film di fotoresist hè preparatu da spin coating.
(2) Précuisson :
Dopu à u spin coating, a film photoresist cuntene sempre una certa quantità di solvente. Dopu a coccia à una temperatura più altu, u solvente pò esse eliminatu u più pocu pussibule. Dopu a pre-baking, u cuntenutu di u photoresist hè ridutta à circa 5%.
(3) Esposizione:
Questu hè, u photoresist hè espostu à a luce. À questu tempu, si trova una fotoreazione, è si trova a diffarenza di solubilità trà a parte illuminata è a parte non illuminata.
(4) Sviluppu è indurimentu:
U pruduttu hè immersa in u sviluppatore. À questu tempu, l'area esposta di u photoresist pusitivu è l'area non esposta di u photoresist negativu si dissolve in u sviluppu. Questu presenta un mudellu tridimensionale. Dopu u sviluppu, u chip hà bisognu di un prucessu di trattamentu à alta temperatura per diventà una film dura, chì serve principalmente per rinfurzà l'aderenza di u photoresist à u sustrato.
(5) Incisione:
U materiale sottu u photoresist hè incisu. Include incisione umida liquida è incisione secca gasosa. Per esempiu, per l'incisione umida di u silicuu, hè aduprata una suluzione acquosa acida di l'acidu fluoridicu; per l'incisione umida di u ramu, una suluzione d'acidu forte, cum'è l'acidu nitricu è l'acidu sulfuric, hè aduprata, mentre chì l'incisione secca spessu usa plasma o fasci di ioni d'alta energia per dannà a superficia di u materiale è l'incisione.
(6) Sgommatura:
Infine, u photoresist deve esse eliminatu da a superficia di a lente. Stu passu hè chjamatu degumming.
A sicurità hè u prublema più impurtante in tutta a produzzione di semiconductor. I principali gasi di fotolitografia periculosi è dannosi in u prucessu di litografia di chip sò i seguenti:
1. Perossu di l'idrogenu
Perossu di l'idrogenu (H2O2) hè un forte oxidante. U cuntattu direttu pò causà inflammazioni di a pelle è di l'ochji è brussioni.
2. Xilenu
Xilenu hè un solvente è sviluppatore utilizatu in litografia negativa. Hè inflammable è hà una temperatura bassa di solu 27,3 ℃ (circa a temperatura di l'ambienti). Hè splusivi quandu a cuncentrazione in l'aria hè 1% -7%. U cuntattu ripetutu cù u xilenu pò causà inflammazioni di a pelle. U vapore di xilenu hè dolce, simile à l'odore di l'aviò; L'esposizione à u xilenu pò causà inflammazioni di l'ochji, u nasu è a gola. Inalazione di u gasu pò causà mal di testa, vertigini, perdita di l'appetite è fatigue.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
Hexamethyldisilazane (HMDS) hè più comunmente utilizatu cum'è una capa di prima per aumentà l'aderenza di photoresist nantu à a superficia di u pruduttu. Hè inflammable è hà un puntu d'infiammazione di 6,7 ° C. Hè splusivi quandu a cuncentrazione in l'aria hè 0,8% -16%. HMDS reagisce forte cù l'acqua, l'alcohol è l'acidi minerali per liberà l'ammonia.
4. Tetramethylammonium hydroxide
L'idrossidu di tetrametilammoniu (TMAH) hè largamente utilizatu com'è sviluppatore per a litografia positiva. Hè tossicu è corrosivu. Pò esse fatali s'ellu hè inghjustu o in cuntattu direttu cù a pelle. U cuntattu cù a polvera o nebbia TMAH pò causà inflammazioni di l'ochji, a pelle, u nasu è a gola. L'inalazione di alta concentrazione di TMAH porta à a morte.
5. Cloru è fluoru
U cloru (Cl2) è u fluoru (F2) sò tramindui aduprati in lasers excimer cum'è fonti di luce ultravioletta profonda è ultravioletta estrema (EUV). I dui gasi sò tossichi, parevanu verdi chjaru è anu un forte odore irritante. Inalazione di alta cuncintrazioni di stu gasu porta à a morte. U gasu di fluoru pò reagisce cù l'acqua per pruduce gasu di fluoru di l'idrogenu. U gasu di fluoru di l'idrogenu hè un acidu forte chì irrita a pelle, l'ochji è e vie respiratorie è pò causà sintomi cum'è brusgiate è difficultà di respira. Alte concentrazioni di fluoru pò causà avvelenamentu à u corpu umanu, causendu sintomi cum'è mal di testa, vomitu, diarrea è coma.
6. Argon
L'Argon (Ar) hè un gasu inerte chì generalmente ùn causa micca dannu direttu à u corpu umanu. In circustanze nurmale, l'aria chì a ghjente respira cuntene circa 0,93% argon, è sta cuncentrazione ùn hà micca un effettu evidenti nantu à u corpu umanu. Tuttavia, in certi casi, l'argon pò causà danni à u corpu umanu.
Eccu alcune situazioni pussibuli: In un spaziu cunfinatu, a cuncentrazione di argon pò aumentà, riducendu cusì a concentrazione di l'ossigenu in l'aria è pruvucannu l'ipoxia. Questu pò causà sintomi cum'è vertigini, fatigue è mancanza di respira. Inoltre, l'argon hè un gasu inerte, ma pò splode in alta temperatura o pressione alta.
7. Neon
Neon (Ne) hè un gasu stabile, incolore è inodore chì ùn participa micca in U gasu di neon ùn hè micca implicatu in u prucessu respiratoriu umanu, cusì respira in una alta cuncentrazione di gas neon pruvucarà ipoxia. Sè vo site in un statu di ipoxia per un bellu pezzu, pudete sperienze sintomi cum'è mal di testa, nausea è vomitu. Inoltre, u gasu di neon pò reagisce cù altri sustanzi sottu à alta temperatura o pressione alta per causà focu o splusioni.
8. Gas Xenon
U gas Xenon (Xe) hè un gasu stabile, incolore è inodore chì ùn participa micca in u prucessu respiratoriu umanu, cusì respira in una alta concentrazione di gas xenon pruvucarà l'ipoxia. Sè vo site in un statu di ipoxia per un bellu pezzu, pudete sperienze sintomi cum'è mal di testa, nausea è vomitu. Inoltre, u gasu di neon pò reagisce cù altri sustanzi sottu à alta temperatura o pressione alta per causà focu o splusioni.
9. Gas di criptone
U gasu di criptone (Kr) hè un gasu stabile, incolore è inodore chì ùn participa micca in u prucessu respiratoriu umanu, cusì respira in una alta cuncintrazione di gas di criptone pruvucarà ipoxia. Sè vo site in un statu di ipoxia per un bellu pezzu, pudete sperienze sintomi cum'è mal di testa, nausea è vomitu. Inoltre, u gas xenon pò reagisce cù altre sustanziali sottu à alta temperatura o pressione alta per causà u focu o l'esplosione. A respirazione in un ambiente cù privazione d'ossigenu pò causà ipoxia. Sè vo site in un statu di ipoxia per un bellu pezzu, pudete sperienze sintomi cum'è mal di testa, nausea è vomitu. Inoltre, u gas di criptone pò reagisce cù altre sustanziu sottu à alta temperatura o pressione alta per causà u focu o l'esplosione.
Soluzioni di rilevazione di gasi periculosi per l'industria di i semiconduttori
L'industria di i semiconduttori implica a produzzione, a fabricazione è u prucessu di gasi inflammabili, splusivi, tossichi è dannosi. Cum'è un utilizatore di gasi in i stabilimenti di fabricazione di semiconduttori, ogni membru di u staffu deve capisce i dati di sicurezza di diversi gasi periculosi prima di l'usu, è deve sapè cumu trattà cù e prucedure d'emergenza quandu questi gasi sguassate.
In a pruduzzione, a fabricazione è u almacenamentu di l'industria di i semiconduttori, per evità a perdita di vita è di pruprietà causata da a fuga di sti gasi periculosi, hè necessariu installà strumenti di rilevazione di gas per detectà u gas di destinazione.
I detettori di gas sò diventati strumenti essenziali di surviglianza ambientale in l'industria di i semiconduttori d'oghje, è sò ancu i strumenti di monitoraghju più diretti.
Riken Keiki hà sempre attentu à u sviluppu sicuru di l'industria di a fabricazione di semiconduttori, cù a missione di creà un ambiente di travagliu sicuru per e persone, è s'hè dedicatu à u sviluppu di sensori di gas adattati per l'industria di i semiconduttori, chì furnisce suluzioni ragiunate per parechji prublemi scontri da utilizatori, è cuntinuà aghjurnà e funzioni di u produttu è ottimisimu sistemi.
Tempu di post: Jul-16-2024