Mae angen cannoedd o brosesau ar gyfer gweithgynhyrchu pob cynnyrch lled-ddargludyddion. Rydym yn rhannu'r broses weithgynhyrchu gyfan yn wyth cam:waferprosesu-ocsidiad-ffotolithograffeg-ysgythru-dyddodiad ffilm tenau-twf epitaxial-tryledu-mewnblannu ïon.
Er mwyn eich helpu i ddeall ac adnabod lled-ddargludyddion a phrosesau cysylltiedig, byddwn yn gwthio erthyglau WeChat ym mhob rhifyn i gyflwyno pob un o'r camau uchod fesul un.
Yn yr erthygl flaenorol, crybwyllwyd er mwyn amddiffyn ywafero amhureddau amrywiol, gwnaed ffilm ocsid - proses ocsideiddio. Heddiw, byddwn yn trafod y "broses ffotolithograffeg" o dynnu llun y cylched dylunio lled-ddargludyddion ar y wafer gyda'r ffilm ocsid wedi'i ffurfio.
Proses ffotolithograffeg
1. Beth yw proses ffotolithograffeg
Ffotolithograffeg yw gwneud y cylchedau a'r ardaloedd swyddogaethol sydd eu hangen ar gyfer cynhyrchu sglodion.
Defnyddir y golau a allyrrir gan y peiriant ffotolithograffeg i ddatgelu'r ffilm denau wedi'i gorchuddio â photoresist trwy fwgwd gyda phatrwm. Bydd y photoresist yn newid ei briodweddau ar ôl gweld y golau, fel bod y patrwm ar y mwgwd yn cael ei gopïo i'r ffilm denau, fel bod gan y ffilm denau swyddogaeth diagram cylched electronig. Dyma rôl ffotolithograffeg, yn debyg i dynnu lluniau gyda chamera. Mae'r lluniau a dynnwyd gan y camera yn cael eu hargraffu ar y ffilm, tra nad yw'r ffotolithograffeg yn ysgythru lluniau, ond diagramau cylched a chydrannau electronig eraill.
Mae ffotolithograffeg yn dechnoleg meicro-beiriannu manwl gywir
Mae ffotolithograffeg confensiynol yn broses sy'n defnyddio golau uwchfioled gyda thonfedd o 2000 i 4500 angstroms fel cludwr gwybodaeth delwedd, ac yn defnyddio ffotoresist fel y cyfrwng canolraddol (cofnodi delwedd) i gyflawni trawsnewid, trosglwyddo a phrosesu graffeg, ac yn olaf yn trosglwyddo'r ddelwedd gwybodaeth i'r sglodion (sglodion silicon yn bennaf) neu haen dielectrig.
Gellir dweud mai ffotolithograffeg yw sylfaen diwydiannau modern lled-ddargludyddion, microelectroneg a gwybodaeth, ac mae ffotolithograffeg yn pennu lefel datblygu'r technolegau hyn yn uniongyrchol.
Yn y mwy na 60 mlynedd ers dyfeisio cylchedau integredig yn llwyddiannus ym 1959, mae lled llinell ei graffeg wedi'i leihau gan tua phedwar gorchymyn maint, ac mae'r integreiddio cylched wedi'i wella gan fwy na chwe gorchymyn maint. Mae cynnydd cyflym y technolegau hyn yn cael ei briodoli'n bennaf i ddatblygiad ffotolithograffeg.
(Gofynion ar gyfer technoleg ffotolithograffeg ar wahanol gamau o ddatblygiad gweithgynhyrchu cylched integredig)
2. Egwyddorion sylfaenol ffotolithograffeg
Yn gyffredinol, mae deunyddiau ffotolithograffeg yn cyfeirio at ffotoresyddion, a elwir hefyd yn ffotoresyddion, sef y deunyddiau swyddogaethol mwyaf hanfodol mewn ffotolithograffeg. Mae gan y math hwn o ddeunydd nodweddion adwaith golau (gan gynnwys golau gweladwy, golau uwchfioled, pelydr electron, ac ati). Ar ôl adwaith ffotocemegol, mae ei hydoddedd yn newid yn sylweddol.
Yn eu plith, mae hydoddedd ffotoresist positif yn y datblygwr yn cynyddu, ac mae'r patrwm a gafwyd yr un peth â'r mwgwd; ffotoresist negyddol yw'r gwrthwyneb, hynny yw, mae'r hydoddedd yn lleihau neu hyd yn oed yn dod yn anhydawdd ar ôl bod yn agored i'r datblygwr, ac mae'r patrwm a gafwyd gyferbyn â'r mwgwd. Mae meysydd cais y ddau fath o ffotoresyddion yn wahanol. Defnyddir ffotoresyddion positif yn fwy cyffredin, gan gyfrif am fwy nag 80% o'r cyfanswm.
Mae'r uchod yn ddiagram sgematig o'r broses ffotolithograffeg
(1) Gludo: hynny yw, ffurfio ffilm photoresist gyda thrwch unffurf, adlyniad cryf a dim diffygion ar y wafer silicon. Er mwyn gwella'r adlyniad rhwng y ffilm ffotoresist a'r wafer silicon, yn aml mae angen addasu wyneb y wafer silicon yn gyntaf â sylweddau fel hexamethyldisilazane (HMDS) a trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Yna, mae'r ffilm photoresist yn cael ei baratoi gan cotio sbin.
(2) Cyn pobi: Ar ôl cotio troelli, mae'r ffilm ffotoresist yn dal i gynnwys rhywfaint o doddydd. Ar ôl pobi ar dymheredd uwch, gellir tynnu'r toddydd cyn lleied â phosibl. Ar ôl pobi ymlaen llaw, mae cynnwys y photoresist yn cael ei leihau i tua 5%.
(3) Amlygiad: Hynny yw, mae'r ffotoresist yn agored i olau. Ar yr adeg hon, mae ffotoreaction yn digwydd, ac mae'r gwahaniaeth hydoddedd rhwng y rhan wedi'i oleuo a'r rhan heb ei oleuo yn digwydd.
(4) Datblygu a chaledu: Mae'r cynnyrch yn cael ei drochi yn y datblygwr. Ar yr adeg hon, bydd ardal agored y photoresist positif ac ardal nad yw'n agored y photoresist negyddol yn diddymu yn y datblygiad. Mae hyn yn cyflwyno patrwm tri dimensiwn. Ar ôl ei ddatblygu, mae angen proses drin tymheredd uchel ar y sglodion i ddod yn ffilm galed, sy'n bennaf yn gwella ymhellach adlyniad y ffotoresist i'r swbstrad.
(5) Ysgythriad: Mae'r deunydd o dan y ffotoresist wedi'i ysgythru. Mae'n cynnwys ysgythru gwlyb hylif ac ysgythru sych nwyol. Er enghraifft, ar gyfer ysgythriad gwlyb o silicon, defnyddir hydoddiant dyfrllyd asidig o asid hydrofluorig; ar gyfer ysgythru gwlyb o gopr, defnyddir hydoddiant asid cryf fel asid nitrig ac asid sylffwrig, tra bod ysgythriad sych yn aml yn defnyddio plasma neu drawstiau ïon ynni uchel i niweidio wyneb y deunydd a'i ysgythru.
(6) Degumming: Yn olaf, mae angen tynnu'r ffotoresydd o wyneb y lens. Gelwir y cam hwn yn degumming.
Diogelwch yw'r mater pwysicaf ym mhob cynhyrchiad lled-ddargludyddion. Mae'r prif nwyon ffotolithograffeg peryglus a niweidiol yn y broses lithograffeg sglodion fel a ganlyn:
1. hydrogen perocsid
Mae hydrogen perocsid (H2O2) yn ocsidydd cryf. Gall cyswllt uniongyrchol achosi llid y croen a'r llygaid a llosgiadau.
2. Xylen
Mae Xylene yn doddydd a datblygwr a ddefnyddir mewn lithograffeg negyddol. Mae'n fflamadwy ac mae ganddo dymheredd isel o ddim ond 27.3 ℃ (tua thymheredd ystafell). Mae'n ffrwydrol pan fo'r crynodiad yn yr aer yn 1% -7%. Gall cyswllt dro ar ôl tro â sylene achosi llid y croen. Mae anwedd Xylene yn felys, yn debyg i arogl tac awyren; gall dod i gysylltiad â sylene achosi llid yn y llygaid, y trwyn a'r gwddf. Gall anadlu'r nwy achosi cur pen, pendro, colli archwaeth a blinder.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
Defnyddir hexamethyldisilazane (HMDS) yn fwyaf cyffredin fel haen preimio i gynyddu adlyniad ffotoresist ar wyneb y cynnyrch. Mae'n fflamadwy ac mae ganddo bwynt fflach o 6.7 ° C. Mae'n ffrwydrol pan fo'r crynodiad yn yr aer yn 0.8% -16%. Mae HMDS yn adweithio'n gryf â dŵr, alcohol ac asidau mwynol i ryddhau amonia.
4. Tetramethylammonium hydrocsid
Defnyddir tetramethylammonium hydrocsid (TMAH) yn eang fel datblygwr ar gyfer lithograffeg gadarnhaol. Mae'n wenwynig ac yn gyrydol. Gall fod yn angheuol os caiff ei lyncu neu mewn cysylltiad uniongyrchol â'r croen. Gall dod i gysylltiad â llwch neu niwl TMAH achosi llid yn y llygaid, y croen, y trwyn a'r gwddf. Bydd anadlu crynodiadau uchel o TMAH yn arwain at farwolaeth.
5. Clorin a fflworin
Defnyddir clorin (Cl2) a fflworin (F2) mewn laserau excimer fel ffynonellau golau uwchfioled dwfn ac uwchfioled eithafol (EUV). Mae'r ddau nwy yn wenwynig, yn ymddangos yn wyrdd golau, ac mae ganddynt arogl cythruddo cryf. Bydd anadlu crynodiadau uchel o'r nwy hwn yn arwain at farwolaeth. Gall nwy fflworin adweithio â dŵr i gynhyrchu nwy hydrogen fflworid. Mae nwy fflworid hydrogen yn asid cryf sy'n llidro'r croen, y llygaid a'r llwybr anadlol a gall achosi symptomau fel llosgiadau ac anhawster anadlu. Gall crynodiadau uchel o fflworid achosi gwenwyno i'r corff dynol, gan achosi symptomau fel cur pen, chwydu, dolur rhydd a choma.
6. Argon
Mae Argon (Ar) yn nwy anadweithiol nad yw fel arfer yn achosi niwed uniongyrchol i'r corff dynol. O dan amgylchiadau arferol, mae'r aer y mae pobl yn ei anadlu yn cynnwys tua 0.93% argon, ac nid yw'r crynodiad hwn yn cael unrhyw effaith amlwg ar y corff dynol. Fodd bynnag, mewn rhai achosion, gall argon achosi niwed i'r corff dynol.
Dyma rai sefyllfaoedd posibl: Mewn lle cyfyng, gall crynodiad argon gynyddu, a thrwy hynny leihau'r crynodiad ocsigen yn yr aer ac achosi hypocsia. Gall hyn achosi symptomau fel pendro, blinder, a diffyg anadl. Yn ogystal, mae argon yn nwy anadweithiol, ond gall ffrwydro o dan dymheredd uchel neu bwysedd uchel.
7. Neon
Mae Neon (Ne) yn nwy sefydlog, di-liw a diarogl nad yw'n cymryd rhan Nid yw'r nwy neon yn rhan o'r broses resbiradol ddynol, felly bydd anadlu crynodiad uchel o nwy neon yn achosi hypocsia. Os ydych chi mewn cyflwr o hypocsia am amser hir, efallai y byddwch chi'n profi symptomau fel cur pen, cyfog, a chwydu. Yn ogystal, gall nwy neon adweithio â sylweddau eraill o dan dymheredd uchel neu bwysedd uchel i achosi tân neu ffrwydrad.
8. nwy Xenon
Mae nwy Xenon (Xe) yn nwy sefydlog, di-liw a diarogl nad yw'n cymryd rhan yn y broses resbiradol ddynol, felly bydd anadlu crynodiad uchel o nwy xenon yn achosi hypocsia. Os ydych chi mewn cyflwr o hypocsia am amser hir, efallai y byddwch chi'n profi symptomau fel cur pen, cyfog, a chwydu. Yn ogystal, gall nwy neon adweithio â sylweddau eraill o dan dymheredd uchel neu bwysedd uchel i achosi tân neu ffrwydrad.
9. Nwy Krypton
Mae nwy Krypton (Kr) yn nwy sefydlog, di-liw a diarogl nad yw'n cymryd rhan yn y broses resbiradol ddynol, felly bydd anadlu crynodiad uchel o nwy krypton yn achosi hypocsia. Os ydych chi mewn cyflwr o hypocsia am amser hir, efallai y byddwch chi'n profi symptomau fel cur pen, cyfog, a chwydu. Yn ogystal, gall nwy xenon adweithio â sylweddau eraill o dan dymheredd uchel neu bwysedd uchel i achosi tân neu ffrwydrad. Gall anadlu mewn amgylchedd ag amddifadedd ocsigen achosi hypocsia. Os ydych chi mewn cyflwr o hypocsia am amser hir, efallai y byddwch chi'n profi symptomau fel cur pen, cyfog, a chwydu. Yn ogystal, gall nwy krypton adweithio â sylweddau eraill o dan dymheredd uchel neu bwysedd uchel i achosi tân neu ffrwydrad.
Datrysiadau canfod nwy peryglus ar gyfer y diwydiant lled-ddargludyddion
Mae'r diwydiant lled-ddargludyddion yn cynnwys cynhyrchu, gweithgynhyrchu a phroses nwyon fflamadwy, ffrwydrol, gwenwynig a niweidiol. Fel defnyddiwr nwyon mewn gweithfeydd gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, dylai pob aelod o staff ddeall data diogelwch amrywiol nwyon peryglus cyn eu defnyddio, a dylent wybod sut i ddelio â'r gweithdrefnau brys pan fydd y nwyon hyn yn gollwng.
Wrth gynhyrchu, gweithgynhyrchu a storio'r diwydiant lled-ddargludyddion, er mwyn osgoi colli bywyd ac eiddo a achosir gan y nwyon peryglus hyn yn gollwng, mae angen gosod offerynnau canfod nwy i ganfod y nwy targed.
Mae synwyryddion nwy wedi dod yn offerynnau monitro amgylcheddol hanfodol yn y diwydiant lled-ddargludyddion heddiw, a dyma'r offer monitro mwyaf uniongyrchol hefyd.
Mae Riken Keiki bob amser wedi talu sylw i ddatblygiad diogel y diwydiant gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, gyda'r genhadaeth o greu amgylchedd gwaith diogel i bobl, ac mae wedi ymroi i ddatblygu synwyryddion nwy sy'n addas ar gyfer y diwydiant lled-ddargludyddion, gan ddarparu atebion rhesymol ar gyfer amrywiol broblemau a wynebir gan defnyddwyr, ac uwchraddio swyddogaethau cynnyrch yn barhaus ac optimeiddio systemau.
Amser post: Gorff-16-2024