De fabrikaazje fan elk semiconductorprodukt fereasket hûnderten prosessen. Wy ferdiele it hiele produksjeproses yn acht stappen:wafelferwurkjen-oksidaasje-fotolitografy-etsen-deposysje fan tinne film-epitaxiale groei-diffusy-ion-ymplantaasje.
Om jo te helpen ferstean en werkenne semiconductors en besibbe prosessen, wy sille triuwe WeChat artikels yn elke útjefte om yntrodusearje elk fan de boppesteande stappen ien foar ien.
Yn it foarige artikel waard neamd dat om te beskermjen dewafelfan ferskate ûnreinheden waard in oksidefilm makke - oksidaasjeproses. Hjoed sille wy it "fotolitografyproses" beprate fan it fotografearjen fan it halfgeleiderûntwerpkring op 'e wafel mei de foarme oksidefilm.
Photolitografy proses
1. Wat is photolithography proses
Fotolitografy is om de circuits en funksjonele gebieten te meitsjen dy't nedich binne foar chipproduksje.
It ljocht útstjoerd troch de fotolitografysmasine wurdt brûkt om de tinne film bedekt mei fotoresist te bleatsjen troch in masker mei in patroan. De fotoresist sil har eigenskippen feroarje nei it sjen fan it ljocht, sadat it patroan op it masker nei de tinne film kopiearre wurdt, sadat de tinne film de funksje hat fan in elektroanysk circuitdiagram. Dit is de rol fan fotolitografy, fergelykber mei it meitsjen fan foto's mei in kamera. De foto's dy't makke binne troch de kamera wurde op 'e film ôfdrukt, wylst de fotolitografy gjin foto's gravearret, mar circuitdiagrammen en oare elektroanyske komponinten.
Photolithography is in krekte mikro-machining technology
Konvinsjonele fotolitografy is in proses dat ultraviolet ljocht mei in golflingte fan 2000 oant 4500 ångstrom brûkt as de drager fan byldynformaasje, en fotoresist brûkt as it tuskenmiddel (ôfbylding opname) medium om de transformaasje, oerdracht en ferwurking fan grafiken te realisearjen, en úteinlik it byld trochjaan. ynformaasje nei de chip (benammen silisium chip) of dielectric laach.
It kin sein wurde dat fotolitografy de basis is fan moderne semiconductor, mikroelektroanika en ynformaasjeyndustry, en fotolitografy bepaalt direkt it ûntwikkelingsnivo fan dizze technologyen.
Yn 'e mear as 60 jier sûnt de suksesfolle útfining fan yntegreare circuits yn 1959 is de line breedte fan har grafiken fermindere troch sawat fjouwer oarders fan grutte, en de circuityntegraasje is ferbettere mei mear as seis oarders fan grutte. De rappe foarútgong fan dizze technologyen wurdt benammen taskreaun oan 'e ûntwikkeling fan fotolitografy.
(Easken foar fotolitografytechnology yn ferskate stadia fan ûntwikkeling fan produksje fan yntegreare circuits)
2. Basisprinsipes fan fotolitografy
Fotolitografyske materialen ferwize oer it algemien nei fotoresists, ek wol fotoresists neamd, dy't de meast krityske funksjonele materialen binne yn fotolitografy. Dit soarte fan materiaal hat de skaaimerken fan ljocht (ynklusyf sichtber ljocht, ultraviolet ljocht, elektroanen beam, ensfh) reaksje. Nei fotochemyske reaksje feroaret syn oplosberens signifikant.
Under harren ferheget de oplosberens fan positive photoresist yn 'e ûntwikkelder, en it verkregen patroan is itselde as it masker; Negatyf fotoresist is it tsjinoerstelde, dat is, de oplosberens nimt ôf of wurdt sels ûnoplosber nei't se bleatsteld binne oan 'e ûntwikkelder, en it verkregen patroan is tsjinoersteld oan it masker. De tapassingsfjilden fan 'e twa soarten fotoresists binne oars. Positive photoresists wurde faker brûkt, goed foar mear as 80% fan it totaal.
It boppesteande is in skematysk diagram fan it fotolitografyproses
(1) Lijmen: dat is, it foarmjen fan in fotoresistfilm mei unifoarme dikte, sterke adhesion en gjin defekten op 'e silisiumwafel. Om de adhesion tusken de fotoresistfilm en de silisiumwafel te ferbetterjen, is it faaks nedich om it oerflak fan 'e silisiumwafel earst te feroarjen mei stoffen lykas hexamethyldisilazane (HMDS) en trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Dan wurdt de fotoresistfilm taret troch spincoating.
(2) Pre-baking: Nei spin coating, de photoresist film noch befettet in beskaat bedrach fan oplosmiddel. Nei it bakken op in hegere temperatuer kin it oplosmiddel sa min mooglik fuorthelle wurde. Nei it foarbakken wurdt de ynhâld fan 'e fotoresist fermindere oant sawat 5%.
(3) Exposure: Dat is, de fotoresist wurdt bleatsteld oan ljocht. Op dit stuit komt in fotoreaksje foar, en it oplosberensferskil tusken it ferljochte diel en it net-ferljochte diel komt foar.
(4) Untwikkeling en ferhurding: It produkt wurdt ûnderdompele yn 'e ûntwikkelder. Op dit stuit sil it bleatstelde gebiet fan 'e positive fotoresist en it net-bleatstelde gebiet fan' e negative fotoresist oplosse yn 'e ûntwikkeling. Dit presintearret in trijediminsjonaal patroan. Nei ûntwikkeling hat de chip in proses foar behanneling fan hege temperatueren nedich om in hurde film te wurden, dy't benammen tsjinnet om de adhesion fan 'e fotoresist oan it substraat fierder te ferbetterjen.
(5) Etsen: It materiaal ûnder de fotoresist wurdt etste. It omfettet floeibere wiete etsen en gasfoarmige droege etsen. Bygelyks, foar wiete etsen fan silisium wurdt in soere wetterige oplossing fan hydrofluoric acid brûkt; foar wiet etsen fan koper wurdt in sterke soere oplossing lykas salpetersûr en sulfuric acid brûkt, wylst droech etsen faak brûkt plasma of hege-enerzjy ion balken te beskeadigjen it oerflak fan it materiaal en etse it.
(6) Degumming: Uteinlik moat de fotoresist fan it oerflak fan 'e lens fuortsmiten wurde. Dizze stap wurdt degumming neamd.
Feiligens is it wichtichste probleem yn alle semiconductorproduksje. De wichtichste gefaarlike en skealike fotolitografyske gassen yn it chiplitografyproses binne as folgjend:
1. Hydrogen peroxide
Hydrogenperoxide (H2O2) is in sterke oksidant. Direkt kontakt kin feroarsaakje hûd en eagen ûntstekking en brânwûnen.
2. Xylene
Xylene is in oplosmiddel en ûntwikkelder brûkt yn negative litografy. It is flammable en hat in lege temperatuer fan mar 27,3 ℃ (likernôch keamertemperatuer). It is eksplosyf as de konsintraasje yn 'e loft 1% -7% is. Werhelle kontakt mei xylene kin hûdûntstekking feroarsaakje. Xylene damp is swiet, fergelykber mei de rook fan fleanmasine tack; bleatstelling oan xylene kin ûntstekking fan 'e eagen, noas en kiel feroarsaakje. Ynhalaasje fan it gas kin feroarsaakje hoofdpijn, duizeligheid, ferlies fan appetit en wurgens.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
Hexamethyldisilazane (HMDS) wurdt meast brûkt as primerlaach om de adhesion fan fotoresist op it oerflak fan it produkt te fergrutsjen. It is brânber en hat in flitspunt fan 6,7 °C. It is eksplosyf as de konsintraasje yn 'e loft 0,8% -16% is. HMDS reagearret sterk mei wetter, alkohol en minerale soeren om ammoniak frij te meitsjen.
4. Tetramethylammoniumhydroxide
Tetramethylammoniumhydroxide (TMAH) wurdt in protte brûkt as ûntwikkelder foar positive litografy. It is fergiftich en korrosyf. It kin fataal wêze as it trochslokt is of yn direkt kontakt mei de hûd. Kontakt mei TMAH stof of mist kin ûntstekking fan 'e eagen, hûd, noas en kiel feroarsaakje. Ynhalaasje fan hege konsintraasjes fan TMAH sil liede ta de dea.
5. Chlor en fluor
Chlor (Cl2) en fluor (F2) wurde beide brûkt yn excimer-lasers as djippe ultraviolet en ekstreme ultraviolet (EUV) ljochtboarnen. Beide gassen binne toskysk, ferskine ljochtgrien, en hawwe in sterke irritante geur. Ynhalaasje fan hege konsintraasjes fan dit gas sil liede ta de dea. Fluorgas kin reagearje mei wetter om wetterstoffluoridegas te meitsjen. Hydrogenfluoridegas is in sterke soer dy't de hûd, eagen en luchtwegen irritearret en symptomen kin feroarsaakje lykas brânwûnen en sykheljen. Hege konsintraasjes fan fluoride kinne fergiftiging feroarsaakje foar it minsklik lichem, wêrtroch symptomen lykas hoofdpijn, braken, diarree en koma feroarsaakje.
6. Argon
Argon (Ar) is in inert gas dat normaal gjin direkte skea oan it minsklik lichem feroarsaket. Under normale omstannichheden, de loft minsken sykhelje befettet likernôch 0,93% argon, en dizze konsintraasje hat gjin dúdlik effekt op it minsklik lichem. Lykwols, yn guon gefallen, argon kin feroarsaakje skea oan it minsklik lichem.
Hjir binne in pear mooglike situaasjes: Yn in beheinde romte kin de konsintraasje fan argon tanimme, wêrtroch't de soerstofkonsintraasje yn 'e loft ferminderje en hypoxia feroarsaakje. Dit kin symptomen feroarsaakje lykas duizeligheid, wurgens, en koartheid fan sykheljen. Dêrneist argon is in inert gas, mar it kin eksplodearje ûnder hege temperatuer of hege druk.
7. Neon
Neon (Ne) is in stabyl, kleurleas en reukleas gas dat net meidocht oan It neongas is net belutsen by it minsklik respiratoire proses, dus it ynademen fan in hege konsintraasje fan neongas sil hypoxia feroarsaakje. As jo in lange tiid yn in steat fan hypoxia binne, kinne jo symptomen ûnderfine lykas hoofdpijn, wearze en braken. Derneist kin neongas reagearje mei oare stoffen ûnder hege temperatuer of hege druk om brân of eksploazje te feroarsaakjen.
8. Xenon gas
Xenongas (Xe) is in stabyl, kleurleas en reukleas gas dat net meidocht oan it minsklik respiratoire proses, dus it ynademen fan in hege konsintraasje fan xenongas sil hypoxia feroarsaakje. As jo in lange tiid yn in steat fan hypoxia binne, kinne jo symptomen ûnderfine lykas hoofdpijn, wearze en braken. Derneist kin neongas reagearje mei oare stoffen ûnder hege temperatuer of hege druk om brân of eksploazje te feroarsaakjen.
9. Krypton gas
Krypton gas (Kr) is in stabyl, kleurleas en reukleas gas dat net meidwaan oan it minsklik respiratory proses, dus sykheljen yn in hege konsintraasje fan krypton gas sil feroarsaakje hypoxia. As jo in lange tiid yn in steat fan hypoxia binne, kinne jo symptomen ûnderfine lykas hoofdpijn, wearze en braken. Derneist kin xenongas reagearje mei oare stoffen ûnder hege temperatuer of hege druk om brân of eksploazje te feroarsaakjen. Atme yn in omjouwing mei soerstofdeprivaasje kin hypoxia feroarsaakje. As jo in lange tiid yn in steat fan hypoxia binne, kinne jo symptomen ûnderfine lykas hoofdpijn, wearze en braken. Derneist kin kryptongas reagearje mei oare stoffen ûnder hege temperatuer of hege druk om brân of eksploazje te feroarsaakjen.
Oplossingen foar gefaarlike gasdeteksje foar de semiconductorsektor
De semiconductor-yndustry omfettet de produksje, fabrikaazje en proses fan flammable, eksplosive, giftige en skealike gassen. As brûker fan gassen yn healgelearderproduksjeplanten, moat elk personielslid de feiligensgegevens fan ferskate gefaarlike gassen foar gebrûk begripe, en moatte witte hoe't se moatte omgean mei de needprosedueres as dizze gassen lekke.
Yn 'e produksje, fabrikaazje en opslach fan' e semiconductor-yndustry, om it ferlies fan libben en eigendom te foarkommen feroarsake troch it lekken fan dizze gefaarlike gassen, is it needsaaklik om gasdeteksjeynstruminten te ynstallearjen om it doelgas te detektearjen.
Gasdetektors binne essensjele ynstruminten foar miljeumonitoring wurden yn 'e hjoeddeistige semiconductor-yndustry, en binne ek de meast direkte tafersjochynstruminten.
Riken Keiki hat altyd omtinken jûn oan 'e feilige ûntwikkeling fan' e semiconductor produksje yndustry, mei de missy fan it meitsjen fan in feilige wurkomjouwing foar minsken, en hat wijd oan it ûntwikkeljen fan gas sensoren geskikt foar de semiconductor yndustry, it bieden fan ridlike oplossingen foar ferskate problemen tsjinkomme troch brûkers, en kontinu opwurdearje produkt funksjes en optimalisearjen systemen.
Post tiid: Jul-16-2024