Feumaidh saothrachadh gach toradh semiconductor ceudan de phròiseasan. Bidh sinn a’ roinn a’ phròiseas saothrachaidh gu lèir ann an ochd ceumannan:wafergiollachd-oxidation-photolithography-etching-tan film tasgadh-epitaxial fàs-sgaoileadh-ion implantation.
Gus do chuideachadh le bhith a ’tuigsinn agus ag aithneachadh semiconductors agus pròiseasan co-cheangailte, bidh sinn a’ putadh artaigilean WeChat anns gach iris gus gach aon de na ceumannan gu h-àrd a thoirt a-steach aon às deidh aon.
Anns an artaigil roimhe, chaidh iomradh a thoirt air sin gus an dìon a dhìonwaferbho dhiofar neo-chunbhalachd, chaidh film ocsaid a dhèanamh - pròiseas oxidation. An-diugh bruidhnidh sinn air a’ “phròiseas photolithography” de bhith a’ togail dhealbhan den chuairt dealbhaidh semiconductor air an wafer leis an fhilm ogsaid a chaidh a chruthachadh.
Pròiseas photolithography
1. Dè a th 'ann am pròiseas photolithography
Is e photolithography na cuairtean agus na raointean gnìomh a tha riatanach airson cinneasachadh chip a dhèanamh.
Tha an solas a thèid a sgaoileadh leis an inneal photolithography air a chleachdadh gus am film tana còmhdaichte le photoresist a nochdadh tro masg le pàtran. Atharraichidh an photoresist na feartan aige às deidh dha an solas fhaicinn, gus am bi am pàtran air an masg air a chopaigeadh chun fhilm tana, gus am bi gnìomh diagram cuairteachaidh dealanach aig an fhilm tana. Is e seo àite photolithography, coltach ri bhith a’ togail dhealbhan le camara. Tha na dealbhan a thog an camara air an clò-bhualadh air an fhilm, fhad ‘s nach eil an photolithography a’ gràbhaladh dhealbhan, ach diagraman cuairteachaidh agus co-phàirtean dealanach eile.
Tha photolithography na theicneòlas meanbh-innealachaidh mionaideach
Is e pròiseas a th ’ann an photolithography gnàthach a bhios a’ cleachdadh solas ultraviolet le tonn-tonn de 2000 gu 4500 angstroms mar neach-giùlan fiosrachaidh ìomhaigh, agus a ’cleachdadh photoresist mar mheadhan eadar-mheadhanach (clàradh ìomhaighean) gus cruth-atharrachadh, gluasad agus giollachd grafaigs a choileanadh, agus mu dheireadh a’ sgaoileadh an ìomhaigh. fiosrachadh don chip (sliseag sileacain sa mhòr-chuid) no còmhdach dielectric.
Faodar a ràdh gu bheil photolithography na bhunait airson gnìomhachasan semiconductor, microelectronics agus fiosrachaidh an latha an-diugh, agus tha photolithography gu dìreach a’ dearbhadh ìre leasachaidh nan teicneòlasan sin.
Anns na còrr air 60 bliadhna bho chaidh cuairtean amalaichte a chruthachadh gu soirbheachail ann an 1959, tha leud loidhne a ghrafaigean air a lughdachadh le timcheall air ceithir òrdughan meudachd, agus chaidh amalachadh cuairteachaidh a leasachadh le còrr air sia òrdughan meudachd. Tha adhartas luath nan teicneòlasan sin gu ìre mhòr mar thoradh air leasachadh photolithography.
(Riatanasan airson teicneòlas photolithography aig diofar ìrean de leasachadh saothrachadh cuairteachaidh amalaichte)
2. Prionnsabalan bunaiteach photolithography
Bidh stuthan photolithography mar as trice a’ toirt iomradh air photoresists, ris an canar cuideachd photoresists, a tha na stuthan gnìomh as deatamaiche ann an photolithography. Tha feartan solais aig an seòrsa stuth seo (a’ toirt a-steach solas faicsinneach, solas ultraviolet, beam dealanach, msaa). Às deidh freagairt photochemical, bidh an sùbailteachd aige ag atharrachadh gu mòr.
Nam measg, tha solubility photoresist adhartach anns an leasaiche ag àrdachadh, agus tha am pàtran a gheibhear an aon rud ris an masg; Is e photoresist àicheil an taobh eile, is e sin, bidh an solubility a ’lughdachadh no eadhon a’ fàs do-ruigsinneach às deidh dha a bhith fosgailte don leasaiche, agus tha am pàtran a fhuaireadh mu choinneimh an masg. Tha raointean tagraidh an dà sheòrsa photoresists eadar-dhealaichte. Tha photoresists dearbhach air an cleachdadh nas cumanta, a 'dèanamh suas còrr is 80% den iomlan.
Tha na tha gu h-àrd na diagram sgeamach den phròiseas photolithography
(1) Gluing:
Is e sin, cruthachadh film photoresist le tiugh èideadh, gèilleadh làidir agus gun uireasbhaidhean air an wafer silicon. Gus an ceangal eadar am film photoresist agus an wafer silicon a neartachadh, gu tric feumar uachdar an wafer sileacain atharrachadh le stuthan leithid hexamethyldisilazane (HMDS) agus trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). An uairsin, tha am film photoresist air ullachadh le còmhdach snìomh.
(2) Ro-bhèicearachd:
Às deidh còmhdach snìomh, tha ìre sònraichte de fhuasgladh fhathast anns an fhilm photoresist. An dèidh bèicearachd aig teòthachd nas àirde, faodar an t-solus a thoirt air falbh cho beag 'sa ghabhas. Às deidh ro-bhèicearachd, tha susbaint an photoresist air a lughdachadh gu timcheall air 5%.
(3) Taisbeanadh:
Is e sin, tha an photoresist fosgailte do sholas. Aig an àm seo, bidh photoreaction a ’tachairt, agus tha an eadar-dhealachadh solubhail eadar am pàirt soillsichte agus am pàirt neo-shoilleir a’ tachairt.
(4) Leasachadh & cruadhachadh:
Tha an toradh air a bhogadh anns an leasaiche. Aig an àm seo, bidh an raon fosgailte den photoresist adhartach agus an raon neo-nochdte den photoresist àicheil a 'sgaoileadh san leasachadh. Tha seo a’ nochdadh pàtran trì-thaobhach. Às deidh leasachadh, feumaidh a ’chip pròiseas làimhseachaidh àrd-teòthachd gus a bhith na fhilm chruaidh, a bhios gu ìre mhòr a’ neartachadh adhesion an photoresist ris an t-substrate.
(5) Sgeadachadh:
Tha an stuth fon photoresist air a shnaidheadh. Tha e a’ toirt a-steach sgudal fliuch leaghaidh agus searbhag tioram gasach. Mar eisimpleir, airson searbhag fliuch de silicon, thathas a’ cleachdadh fuasgladh searbhagach searbhagach de dh ’aigéad hydrofluoric; airson searbhag fliuch de chopair, thathas a’ cleachdadh fuasgladh searbhagach làidir leithid searbhag nitric agus searbhag sulfarach, agus bidh searbhag tioram gu tric a’ cleachdadh plasma no sailean ian àrd-lùth gus uachdar an stuth a mhilleadh agus a shìoladh.
(6) Deumachadh:
Mu dheireadh, feumar an photoresist a thoirt air falbh bho uachdar an lens. Canar degumming ris a’ cheum seo.
Is e sàbhailteachd an cuspair as cudromaiche ann an cinneasachadh semiconductor. Tha na prìomh ghasaichean photolithography cunnartach agus cronail anns a’ phròiseas lithography chip mar a leanas:
1. Hydrogen peroxide
Tha hydrogen peroxide (H2O2) na oxidant làidir. Faodaidh conaltradh dìreach sèid agus losgadh craiceann is sùla adhbhrachadh.
2. Xylene
Tha Xylene na fhuasgladh agus na leasaiche air a chleachdadh ann an lithography àicheil. Tha e lasanta agus tha teòthachd ìosal de dìreach 27.3 ℃ (timcheall air teòthachd an t-seòmair). Tha e spreadhaidh nuair a tha an dùmhlachd san adhar 1% -7%. Faodaidh conaltradh a-rithist le xylene sèid craiceann adhbhrachadh. Tha vapor Xylene milis, coltach ri fàileadh tac itealain; faodaidh nochdadh do xylene sèid adhbhrachadh anns na sùilean, sròn agus amhach. Faodaidh inhaladh gas ceann goirt adhbhrachadh, dizziness, call miann agus sgìths.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
Tha Hexamethyldisilazane (HMDS) mar as trice air a chleachdadh mar shreath primer gus àrdachadh a dhèanamh air gèilleadh photoresist air uachdar an toraidh. Tha e lasanta agus tha puing flash de 6.7 ° C aige. Tha e spreadhaidh nuair a tha an dùmhlachd san adhar 0.8% -16%. Bidh HMDS a’ dèiligeadh gu làidir ri uisge, alcol agus searbhagan mèinnearach gus ammonia a leigeil ma sgaoil.
4. Tetramethylammonium hydroxide
Tha Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) air a chleachdadh gu farsaing mar leasaiche airson lithography adhartach. Tha e puinnseanta agus creimneach. Faodaidh e a bhith marbhtach ma thèid a shlugadh no ann an conaltradh dìreach ris a’ chraiceann. Faodaidh conaltradh le duslach no ceò TMAH sèid adhbhrachadh anns na sùilean, craiceann, sròn agus amhach. Leanaidh anailachadh de cho-chruinneachaidhean àrda de TMAH gu bàs.
5. Chlorine agus fluorine
Tha clorine (Cl2) agus fluorine (F2) le chèile air an cleachdadh ann an lasers excimer mar stòran solais ultraviolet domhainn agus fìor ultraviolet (EUV). Tha an dà ghas puinnseanta, tha coltas aotrom uaine orra, agus tha fàileadh làidir iriosal orra. Leanaidh anailachadh de cho-chruinneachaidhean àrda den ghas seo gu bàs. Faodaidh gas fluorine freagairt le uisge gus gas hydrogen fluoride a dhèanamh. Is e searbhag làidir a th’ ann an gas fluoride hydrogen a dh’ irioslaicheas a’ chraiceann, na sùilean agus an t-slighe analach agus a dh’ fhaodadh comharraidhean leithid uillt agus duilgheadas analach adhbhrachadh. Faodaidh dùmhlachd àrd de fluoride puinnseanachadh a thoirt don chorp daonna, ag adhbhrachadh comharraidhean leithid ceann goirt, cuir a-mach, a’ bhuinneach agus coma.
6. Argon
Is e gas inert a th’ ann an Argon (Ar) nach bi mar as trice a’ dèanamh cron dìreach air corp an duine. Fo shuidheachaidhean àbhaisteach, tha timcheall air 0.93% argon anns an èadhar a bhios daoine a’ toirt anail, agus chan eil buaidh fhollaiseach aig an dùmhlachd seo air bodhaig an duine. Ach, ann an cuid de chùisean, faodaidh argon cron a dhèanamh air corp an duine.
Seo cuid de shuidheachaidhean a dh’ fhaodadh a bhith ann: Ann an àite cuibhrichte, faodaidh dùmhlachd argon àrdachadh, agus mar sin a ’lughdachadh dùmhlachd ocsaidean san adhar agus ag adhbhrachadh hypoxia. Dh’ fhaodadh seo comharraidhean leithid dizziness, sgìths, agus giorrad analach adhbhrachadh. A bharrachd air an sin, is e gas inert a th’ ann an argon, ach faodaidh e spreadhadh fo theòthachd àrd no cuideam àrd.
7. Neon
Tha Neon (Ne) na ghas seasmhach, gun dath agus gun bholadh nach eil a’ gabhail pàirt ann Chan eil an gas neon an sàs anns a’ phròiseas analach daonna, agus mar sin bidh anail ann an dùmhlachd àrd de ghas neon ag adhbhrachadh hypoxia. Ma tha thu ann an staid hypoxia airson ùine mhòr, faodaidh tu comharraidhean leithid ceann goirt, nausea, agus cuir a-mach. A bharrachd air an sin, faodaidh neon gas freagairt le stuthan eile fo theodhachd àrd no cuideam àrd gus teine no spreadhadh adhbhrachadh.
8. Xenon gas
Tha gas Xenon (Xe) na ghas seasmhach, gun dath agus gun bholadh nach eil a’ gabhail pàirt ann am pròiseas analach an duine, agus mar sin bidh anail ann an dùmhlachd àrd de ghas xenon ag adhbhrachadh hypoxia. Ma tha thu ann an staid hypoxia airson ùine mhòr, faodaidh tu comharraidhean leithid ceann goirt, nausea, agus cuir a-mach. A bharrachd air an sin, faodaidh neon gas freagairt le stuthan eile fo theodhachd àrd no cuideam àrd gus teine no spreadhadh adhbhrachadh.
9. Krypton gas
Tha gas Krypton (Kr) na ghas seasmhach, gun dath agus gun bholadh nach eil a’ gabhail pàirt ann am pròiseas analach an duine, agus mar sin bidh anail ann an dùmhlachd àrd de ghas krypton ag adhbhrachadh hypoxia. Ma tha thu ann an staid hypoxia airson ùine mhòr, faodaidh tu comharraidhean leithid ceann goirt, nausea, agus cuir a-mach. A bharrachd air an sin, faodaidh gas xenon freagairt le stuthan eile fo theodhachd àrd no cuideam àrd gus teine no spreadhadh adhbhrachadh. Faodaidh anail ann an àrainneachd le bochdainn ocsaidean hypoxia adhbhrachadh. Ma tha thu ann an staid hypoxia airson ùine mhòr, faodaidh tu comharraidhean leithid ceann goirt, nausea, agus cuir a-mach. A bharrachd air an sin, faodaidh gas krypton dèiligeadh ri stuthan eile fo theodhachd àrd no cuideam àrd gus teine no spreadhadh adhbhrachadh.
Fuasglaidhean lorg gas cunnartach don ghnìomhachas semiconductor
Tha an gnìomhachas semiconductor a’ toirt a-steach cinneasachadh, saothrachadh agus pròiseas gasaichean lasanta, spreadhaidh, puinnseanta agus cronail. Mar neach-cleachdaidh gasaichean ann an ionadan saothrachaidh semiconductor, bu chòir do gach neach-obrach dàta sàbhailteachd diofar ghasaichean cunnartach a thuigsinn mus tèid a chleachdadh, agus bu chòir fios a bhith aca mar a dhèiligeas iad ris na modhan èiginn nuair a bhios na gasaichean sin ag aoidion.
Ann an cinneasachadh, saothrachadh agus stòradh a’ ghnìomhachais semiconductor, gus call beatha agus seilbh air adhbhrachadh le aodion nan gasaichean cunnartach sin a sheachnadh, feumar ionnstramaidean lorg gas a chuir a-steach gus an gas targaid a lorg.
Tha lorgairean gas air a thighinn gu bhith nan ionnstramaidean sgrùdaidh àrainneachd riatanach ann an gnìomhachas semiconductor an latha an-diugh, agus is iad cuideachd na h-innealan sgrùdaidh as dìriche.
Tha Riken Keiki an-còmhnaidh air aire a thoirt do leasachadh sàbhailte a’ ghnìomhachas saothrachaidh semiconductor, leis an rùn àrainneachd obrach shàbhailte a chruthachadh dha daoine, agus tha e air e fhèin a chuir gu bhith a’ leasachadh mothachairean gas a tha iomchaidh airson a’ ghnìomhachas semiconductor, a’ toirt seachad fuasglaidhean reusanta airson diofar dhuilgheadasan a choinnicheas iad. luchd-cleachdaidh, agus an-còmhnaidh ag ùrachadh gnìomhan toraidh agus ag ùrachadh shiostaman.
Ùine puist: Iuchar-16-2024