Produktu erdieroale bakoitzaren fabrikazioak ehunka prozesu behar ditu. Fabrikazio prozesu osoa zortzi urratsetan banatzen dugu:ostiaprozesatzea-oxidazioa-fotolitografia-grabatua-film finaren metaketa-hazkuntza epitaxiala-difusioa-ioien inplantazioa.
Erdieroaleak eta erlazionatutako prozesuak ulertzen eta ezagutzen laguntzeko, ale bakoitzean WeChat-eko artikuluak bultzatuko ditugu goiko urratsetako bakoitza banan-banan aurkezteko.
Aurreko artikuluan aipatzen zen hori babestekoostiahainbat ezpurutasunetatik, oxidozko film bat egin zen - oxidazio-prozesua. Gaurkoan, oblean erdieroaleen diseinu-zirkuitua eratutako oxido-filmarekin ateratzeko "fotolitografia-prozesua" aztertuko dugu.
Fotolitografia prozesua
1. Zer da fotolitografia prozesua
Fotolitografia txipak ekoizteko behar diren zirkuituak eta eremu funtzionalak egitea da.
Fotolitografia-makinak igortzen duen argia fotorresistarekin estalitako film mehea eredu bat duen maskara baten bidez erakusteko erabiltzen da. Photoresist-ak bere propietateak aldatuko ditu argia ikusi ondoren, maskararen eredua film mehean kopiatu dadin, film meheak zirkuitu elektronikoko diagrama baten funtzioa izan dezan. Hau da fotolitografiaren eginkizuna, kamerarekin argazkiak ateratzearen antzera. Kamerak ateratako argazkiak filmean inprimatzen dira, eta fotolitografiak, berriz, ez ditu argazkiak grabatzen, zirkuitu eskemak eta beste osagai elektroniko batzuk baizik.
Fotolitografia mikromekanizazio teknologia zehatza da
Fotolitografia konbentzionala 2000 eta 4500 angstrom bitarteko uhin-luzera duen argi ultramorea erabiltzen duen prozesu bat da, irudiaren informazio-eramaile gisa, eta fotorresist erabiltzen du tarteko (irudiak grabatzeko) euskarri gisa grafikoen eraldaketa, transferentzia eta prozesamendua lortzeko, eta azkenik, irudia transmititzen du. informazioa txiparen (batez ere silizio txiparen) edo geruza dielektrikoa.
Esan daiteke fotolitografia erdieroale, mikroelektronika eta informazioaren industria modernoen oinarria dela, eta fotolitografiak zuzenean zehazten duela teknologia horien garapen maila.
1959an zirkuitu integratuak arrakastaz asmatu zirenetik 60 urte baino gehiagotan, bere grafikoen lerro-zabalera lau magnitude ordena inguru murriztu da, eta zirkuituaren integrazioa sei magnitude ordena baino gehiago hobetu da. Teknologia hauen aurrerapen azkarra fotolitografiaren garapenari dagokio batez ere.
(Fotolitografia teknologiaren baldintzak zirkuitu integratuen fabrikazioaren garapenaren hainbat fasetan)
2. Fotolitografiaren oinarrizko printzipioak
Fotolitografiako materialek, oro har, fotorresistei erreferentzia egiten diete, fotolitografia izenez ere ezagunak, hauek dira fotolitografian material funtzional kritikoenak. Material mota honek argiaren (argi ikusgaia, argi ultramorea, elektroi-sorta, etab.) erreakzioaren ezaugarriak ditu. Erreakzio fotokimikoaren ondoren, bere disolbagarritasuna nabarmen aldatzen da.
Horien artean, fotoresist positiboaren disolbagarritasuna garatzailean handitzen da, eta lortutako eredua maskararen berdina da; fotorresistentzia negatiboa kontrakoa da, hau da, disolbagarritasuna murrizten da edo are disolbaezina bihurtzen da sustatzailearen eraginpean egon ondoren, eta lortutako eredua maskararen aurkakoa da. Bi fotorresistentzia motaren aplikazio eremuak desberdinak dira. Fotorresistente positiboak gehiago erabiltzen dira, guztizkoaren % 80 baino gehiago hartzen baitute.
Aurrekoa fotolitografia-prozesuaren eskema-diagrama da
(1) Itsatsa:
Hau da, lodiera uniformea, atxikimendu sendoa eta silizio-oblean akatsik gabeko film fotorresistentea osatuz. Photoresist filmaren eta siliziozko oblearen arteko atxikimendua hobetzeko, askotan beharrezkoa da siliziozko oblearen gainazala aldatzea hexametildisilazanoa (HMDS) eta trimetilsilildietilamina (TMSDEA) bezalako substantziekin. Ondoren, film fotorresistentea spin estalduraren bidez prestatzen da.
(2) Aurrez erretzea:
Bira estalduraren ondoren, fotoresist-filmak disolbatzaile kopuru jakin bat dauka oraindik. Tenperatura altuagoan labean egin ondoren, disolbatzailea ahalik eta gutxien kendu daiteke. Aurrez labean egin ondoren, fotoerresistentziaren edukia % 5 ingurura murrizten da.
(3) Esposizioa:
Hau da, fotoerresistentzia argiaren eraginpean dago. Une honetan, fotoerreakzio bat gertatzen da, eta argiztaturiko zatiaren eta argiztatu gabeko zatiaren arteko disolbagarritasun-aldea gertatzen da.
(4) Garapena eta gogortzea:
Produktua garatzailean murgilduta dago. Une honetan, fotoresist positiboaren azalera eta fotoresist negatiboaren azalera ez den eremua garapenean desegingo dira. Honek hiru dimentsioko eredua aurkezten du. Garapenaren ondoren, txipak tenperatura altuko tratamendu-prozesu bat behar du film gogor bihurtzeko, eta, batez ere, fotoresist-aren substratuarekiko atxikimendua areagotzeko balio du.
(5) Aguafortea:
Fotorresistentearen azpian dagoen materiala grabatuta dago. Aguaforte likido hezea eta gasezko grabaketa lehorra barne hartzen ditu. Adibidez, silizioa hezean grabatzeko, azido fluorhidrikoaren ur-disoluzio azidoa erabiltzen da; kobrearen grabaketa hezerako, azido nitrikoa eta azido sulfurikoa bezalako disoluzio azido sendoa erabiltzen da, eta lehorreko grabaketa sarritan plasma edo energia handiko ioi izpiak erabiltzen dira materialaren gainazala kaltetzeko eta grabatzeko.
(6) Desgomatzea:
Azkenik, fotorresistentzia lentearen gainazaletik kendu behar da. Urrats honi desgomatzea deitzen zaio.
Segurtasuna erdieroaleen ekoizpen guztietan gai garrantzitsuena da. Txirbilaren litografia-prozesuko fotolitografia-gas arriskutsu eta kaltegarri nagusiak hauek dira:
1. Hidrogeno peroxidoa
Hidrogeno peroxidoa (H2O2) oxidatzaile indartsua da. Ukipen zuzenak larruazaleko eta begietako hantura eta erredurak sor ditzake.
2. Xilenoa
Xilenoa litografia negatiboan erabiltzen den disolbatzaile eta garatzaile bat da. Sukoia da eta 27,3 ℃ baino ez du tenperatura baxua (giro-tenperatura gutxi gorabehera). Lehergarria da aireko kontzentrazioa % 1-7 denean. Xilenoarekin behin eta berriz kontaktuak azaleko hantura eragin dezake. Xileno-lurruna gozoa da, hegazkinaren takaren usainaren antzekoa; Xilenoarekiko esposizioak begien, sudurrean eta eztarriko hantura eragin dezake. Gasa arnasteak buruko minak, zorabioak, gosea galtzea eta nekea sor ditzake.
3. Hexametildisilazanoa (HMDS)
Hexametildisilazanoa (HMDS) gehien erabiltzen da lehen geruza gisa produktuaren gainazalean fotoresist-aren atxikimendua areagotzeko. Sukoia da eta 6,7°C-ko distira-puntua du. Lehergarria da aireko kontzentrazioa %0,8-%16koa denean. HMDS erreakzionatzen du urarekin, alkoholarekin eta azido mineralekin amoniakoa askatzeko.
4. Tetrametilamonio hidroxidoa
Tetrametilamonio hidroxidoa (TMAH) oso erabilia da litografia positiborako garatzaile gisa. Toxikoa eta korrosiboa da. Hilgarria izan daiteke irensten bada edo azalarekin zuzeneko kontaktuan egonez gero. TMAH hautsarekin edo lainoarekin kontaktuan begiak, larruazala, sudurra eta eztarriko hantura sor ditzake. TMAH kontzentrazio altuak arnasteak heriotza ekarriko du.
5. Kloroa eta fluorra
Kloroa (Cl2) eta fluoroa (F2) laser exzimeroetan erabiltzen dira ultramore sakon eta muturreko ultramore (EUV) argi iturri gisa. Bi gasak toxikoak dira, berde argiak agertzen dira eta usain narritagarri handia dute. Gas horren kontzentrazio altuak arnasteak heriotza ekarriko du. Fluor gasak urarekin erreakzionatu dezake hidrogeno fluoruro gasa sortzeko. Hidrogeno fluoruroa azido sendoa da, larruazala, begiak eta arnas aparatuak narritatzen dituena eta sintomak sor ditzake, hala nola erredurak eta arnasteko zailtasunak. Fluoruroaren kontzentrazio altuak giza gorputzean pozoitzea eragin dezake, buruko mina, oka, beherakoa eta koma bezalako sintomak eraginez.
6. Argona
Argona (Ar) gas geldoa da, normalean giza gorputzari kalte zuzenik eragiten ez diona. Egoera normaletan, jendeak arnasten duen aireak %0,93 inguru dauka argon, eta kontzentrazio horrek ez du eragin nabaririk giza gorputzean. Hala ere, kasu batzuetan, argonak kalteak eragin ditzake giza gorputzean.
Hona hemen egoera posible batzuk: Espazio mugatu batean, argonaren kontzentrazioa handitu daiteke, eta horrela aireko oxigeno kontzentrazioa murrizten da eta hipoxia eragin. Honek zorabioak, nekea eta arnas gutxitzea bezalako sintomak sor ditzake. Horrez gain, argona gas geldoa da, baina tenperatura altuetan edo presio handian leher daiteke.
7. Neoia
Neoia (Ne) gas egonkorra, koloregabea eta usainik gabea da, eta ez du parte hartzen Neon gasak ez du giza arnas prozesuan parte hartzen, beraz, neon gas kontzentrazio altua arnastea hipoxia eragingo du. Denbora luzez hipoxia egoeran bazaude, buruko mina, goragalea eta oka bezalako sintomak izan ditzakezu. Horrez gain, neon gasak tenperatura edo presio handiko beste substantziekin erreakzionatu dezake sua edo leherketa eraginez.
8. Xenon gasa
Xenon gasa (Xe) gas egonkorra, koloregabea eta usainik gabekoa da, gizakiaren arnas prozesuan parte hartzen ez duena, beraz, xenon gasaren kontzentrazio altua arnastea hipoxia eragingo du. Denbora luzez hipoxia egoeran bazaude, buruko mina, goragalea eta oka bezalako sintomak izan ditzakezu. Horrez gain, neon gasak tenperatura edo presio handiko beste substantziekin erreakzionatu dezake sua edo leherketa eraginez.
9. Kripton gasa
Krypton gasa (Kr) gas egonkorra, koloregabea eta usainik gabekoa da, gizakiaren arnas prozesuan parte hartzen ez duena, beraz, kripton gasaren kontzentrazio altua arnastea hipoxia eragingo du. Denbora luzez hipoxia egoeran bazaude, buruko mina, goragalea eta oka bezalako sintomak izan ditzakezu. Gainera, xenon gasak tenperatura edo presio handiko beste substantziekin erreakzionatu dezake sua edo leherketa eraginez. Oxigeno gabezia duen ingurune batean arnasa hartzeak hipoxia eragin dezake. Denbora luzez hipoxia egoeran bazaude, buruko mina, goragalea eta oka bezalako sintomak izan ditzakezu. Gainera, kripton gasak tenperatura edo presio handiko beste substantziekin erreakzionatu dezake sua edo leherketa eraginez.
Gas arriskutsuak detektatzeko irtenbideak erdieroaleen industriarako
Erdieroaleen industriak gas sukoiak, lehergaiak, toxikoak eta kaltegarriak ekoiztea, fabrikatzea eta prozesua dakar. Erdieroaleen fabrikazio-instalazioetako gasen erabiltzaile gisa, langile bakoitzak erabili aurretik hainbat gas arriskutsuren segurtasun-datuak ulertu behar ditu eta gas horiek isurtzen direnean larrialdi-prozedurei nola aurre egin jakin behar du.
Erdieroaleen industriaren ekoizpenean, fabrikazioan eta biltegiratzean, gas arriskutsu horien ihesak eragindako bizitza eta jabetza galera saihesteko, beharrezkoa da gasa detektatzeko tresnak instalatzea xede-gasa detektatzeko.
Gas-detektagailuak ingurumena kontrolatzeko ezinbesteko tresna bihurtu dira gaur egungo erdieroaleen industrian, eta monitorizazio tresna zuzenenak ere badira.
Riken Keiki-k beti jarri du arreta erdieroaleen fabrikazio-industriaren garapen seguruan, pertsonentzako lan-ingurune segurua sortzeko misioarekin, eta erdieroaleen industriarako egokiak diren gas sentsoreak garatzen aritu da, hainbat arazori arrazoizko irtenbideak emanez. erabiltzaileak, eta produktuaren funtzioak etengabe berritzea eta sistemak optimizatzea.
Argitalpenaren ordua: 2024-07-16