Faktori chak pwodwi semi-conducteurs mande dè santèn de pwosesis. Nou divize tout pwosesis fabrikasyon an nan uit etap:waferpwosesis-oksidasyon-fotolitografi-grave-fim mens depozisyon-epitaxial kwasans-difizyon-yon implantation.
Pou ede w konprann ak rekonèt semi-conducteurs ak pwosesis ki gen rapò, nou pral pouse atik WeChat nan chak nimewo prezante chak etap ki anwo yo youn pa youn.
Nan atik anvan an, li te mansyone ke yo nan lòd yo pwoteje awafersoti nan enpurte divès kalite, yo te fè yon fim oksid - pwosesis oksidasyon. Jodi a nou pral diskite sou "pwosesis fotolitografi" nan foto sikwi konsepsyon semi-conducteurs sou wafer la ak fim nan oksid ki te fòme.
Pwosesis fotolitografi
1. Ki sa ki pwosesis fotolitografi
Fotolitografi se fè sikui yo ak zòn fonksyonèl ki nesesè pou pwodiksyon chip.
Limyè a emèt pa machin nan fotolitografi itilize ekspoze fim nan mens kouvwi ak fotorezist atravè yon mask ki gen yon modèl. Photoresist la pral chanje pwopriyete li yo apre li fin wè limyè a, se konsa ke modèl la sou mask la kopye nan fim nan mens, se konsa ke fim nan mens gen fonksyon an nan yon dyagram sikwi elektwonik. Sa a se wòl nan fotolitografi, menm jan ak pran foto ak yon kamera. Foto yo pran pa kamera a enprime sou fim nan, pandan y ap fotolitografi a pa grave foto, men dyagram sikwi ak lòt konpozan elektwonik.
Fotolitografi se yon teknoloji presi mikwo-machinman
Fotolitografi konvansyonèl se yon pwosesis ki sèvi ak limyè iltravyolèt ak yon longèdonn 2000 a 4500 angstròm kòm konpayi asirans enfòmasyon imaj, epi sèvi ak photoresist kòm mwayen entèmedyè (anrejistreman imaj) pou reyalize transfòmasyon, transfè ak pwosesis grafik, epi finalman transmèt imaj la. enfòmasyon sou chip la (sitou Silisyòm chip) oswa kouch dielectric.
Li ka di ke fotolitografi se fondasyon modèn semi-conducteurs, mikwo-elektwonik, ak endistri enfòmasyon, ak fotolitografi dirèkteman detèmine nivo devlopman nan teknoloji sa yo.
Nan plis pase 60 ane depi envansyon siksè nan sikui entegre an 1959, lajè liy grafik li yo te redwi pa apeprè kat lòd nan grandè, ak entegrasyon sikwi a te amelyore pa plis pase sis lòd nan grandè. Pwogrè rapid nan teknoloji sa yo sitou atribiye nan devlopman nan fotolitografi.
(Kondisyon pou teknoloji fotolitografi nan plizyè etap nan devlopman nan manifakti sikwi entegre)
2. Prensip debaz fotolitografi
Materyèl fotolitografi jeneralman refere a fotorezist, ke yo rele tou photoresists, ki se materyèl ki pi enpòtan fonksyonèl nan fotolitografi. Sa a kalite materyèl gen karakteristik sa yo nan limyè (ki gen ladan limyè vizib, limyè iltravyolèt, gwo bout bwa elèktron, elatriye). Apre reyaksyon fotochimik, solubilite li yo chanje anpil.
Pami yo, solubilite nan fotorezist pozitif nan pwomotè a ogmante, ak modèl la jwenn se menm ak mask la; fotorezist negatif se opoze a, se sa ki, solubilite a diminye oswa menm vin ensolubl apre yo fin ekspoze a pwomotè a, ak modèl la jwenn se opoze a mask la. Domèn aplikasyon de kalite fotorezist yo diferan. Photoresists pozitif yo pi souvan itilize, kontablite pou plis pase 80% nan total la.
Pi wo a se yon dyagram chema nan pwosesis fotolitografi a
(1) Kole: se sa ki, fòme yon fim fotorezist ak epesè inifòm, adezyon fò epi pa gen okenn domaj sou wafer Silisyòm lan. Yo nan lòd yo amelyore Adhesion ki genyen ant fim nan fotorezistan ak wafer nan Silisyòm, li se souvan nesesè premye modifye sifas la nan wafer a Silisyòm ak sibstans ki sou tankou hexamethyldisilazane (HMDS) ak trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Lè sa a, fim nan fotorezist prepare pa kouch vire.
(2) Pre-boulanjri: Apre kouch vire, fim nan fotorezist toujou gen yon sèten kantite sòlvan. Apre yo fin kwit nan yon tanperati ki pi wo, sòlvan an ka retire pi piti ke posib. Apre pre-boulanjri, kontni an nan fotorezist la redwi a apeprè 5%.
(3) Ekspozisyon: Sa vle di, fotorezist la ekspoze a limyè. Nan moman sa a, yon fotoreyaksyon rive, ak diferans ki genyen solubilite ant pati ki eklere a ak pati ki pa eklere a rive.
(4) Devlopman & redi: se pwodwi a benyen nan pwomotè a. Nan moman sa a, zòn ki ekspoze nan fotorezist pozitif la ak zòn ki pa ekspoze nan fotorezist negatif la pral fonn nan devlopman an. Sa a prezante yon modèl ki genyen twa dimansyon. Apre devlopman, chip la bezwen yon pwosesis tretman wo-tanperati pou vin yon fim difisil, ki sitou sèvi pou plis amelyore Adhesion photoresist la nan substra a.
(5) Gravure: Materyèl ki anba photoresist la grave. Li gen ladann likid mouye grave ak gaz sèk grave. Pou egzanp, pou grave mouye nan Silisyòm, yo itilize yon solisyon akeuz asid nan asid fluoridrik; pou grave mouye nan kòb kwiv mete, yo itilize yon solisyon asid fò tankou asid nitrique ak asid silfirik, pandan y ap grave sèk souvan itilize plasma oswa gwo-enèji reyon ion pou domaje sifas la nan materyèl la ak grave li.
(6) Degumming: Finalman, photoresist la bezwen retire nan sifas lantiy la. Etap sa a rele degumming.
Sekirite se pwoblèm ki pi enpòtan nan tout pwodiksyon semi-conducteurs. Prensipal gaz fotolitografi danjere ak danjere nan pwosesis litografi chip la se jan sa a:
1. oksijene idwojèn
Oksijene idwojèn (H2O2) se yon oksidan fò. Kontak dirèk ka lakòz enflamasyon po ak je ak boule.
2. Xylène
Xylene se yon sòlvan ak devlopè yo itilize nan litografi negatif. Li ka pran dife e li gen yon tanperati ki ba sèlman 27.3 ℃ (apeprè tanperati chanm). Li eksplozif lè konsantrasyon nan lè a se 1% -7%. Kontak repete ak xylene ka lakòz enflamasyon po. Vapè ksilèn dous, menm jan ak sant avyon an; ekspoze a ksilèn ka lakòz enflamasyon nan je, nen ak gòj. Rale gaz la ka lakòz tèt fè mal, vètij, pèt apeti ak fatig.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
Hexamethyldisilazane (HMDS) se pi souvan itilize kòm yon kouch Jadendanfan ogmante Adhesion nan fotorezist sou sifas la nan pwodwi a. Li se ki ka pran dife epi li gen yon pwen flash nan 6.7 ° C. Li eksplozif lè konsantrasyon nan lè a se 0.8% -16%. HMDS reyaji fòtman ak dlo, alkòl ak asid mineral pou libere amonyak.
4. Tetramethylammonium idroksid
Tetramethylammonium idroksid (TMAH) se lajman itilize kòm yon pwomotè pou litografi pozitif. Li se toksik ak korozivite. Li ka fatal si vale oswa an kontak dirèk ak po a. Kontak ak pousyè oswa vapè TMAH ka lakòz enflamasyon nan je, po, nen ak gòj. Lè w respire gwo konsantrasyon TMAH ap mennen nan lanmò.
5. Klò ak fliyò
Klò (Cl2) ak fliyò (F2) tou de yo itilize nan lazè excimer kòm sous limyè iltravyolèt gwo twou san fon ak ekstrèm iltravyolèt (EUV). Tou de gaz yo toksik, parèt limyè vèt, epi yo gen yon gwo odè enèvan. Lè w respire gwo konsantrasyon gaz sa a ap mennen nan lanmò. Gaz fliyò ka reyaji ak dlo pou pwodui gaz fliyò idwojèn. Gaz fliyò idwojèn se yon asid fò ki irite po a, je ak aparèy respiratwa epi li ka lakòz sentòm tankou boule ak difikilte pou respire. Gwo konsantrasyon fliyò ka lakòz anpwazònman nan kò imen an, sa ki lakòz sentòm tankou tèt fè mal, vomisman, dyare, ak koma.
6. Agon
Agon (Ar) se yon gaz inaktif ki anjeneral pa lakòz domaj dirèk nan kò imen an. Nan sikonstans nòmal, lè moun yo respire gen apeprè 0.93% Agon, ak konsantrasyon sa a pa gen okenn efè evidan sou kò imen an. Sepandan, nan kèk ka, agon ka lakòz domaj nan kò imen an.
Men kèk sitiyasyon posib: Nan yon espas ki fèmen, konsantrasyon Agon ka ogmante, kidonk diminye konsantrasyon oksijèn nan lè a epi lakòz ipoksi. Sa ka lakòz sentòm tankou vètij, fatig, ak souf kout. Anplis de sa, Agon se yon gaz inaktif, men li ka eksploze anba tanperati ki wo oswa presyon ki wo.
7. Neyon
Neyon (Ne) se yon gaz ki estab, san koulè ak odè ki pa patisipe nan gaz lumineuz la pa patisipe nan pwosesis respiratwa imen an, kidonk respire nan yon gwo konsantrasyon nan gaz lumineuz pral lakòz ipoksi. Si ou nan yon eta de ipoksi pou yon tan long, ou ka fè eksperyans sentòm tankou tèt fè mal, kè plen, ak vomisman. Anplis de sa, gaz lumineuz ka reyaji ak lòt sibstans anba tanperati ki wo oswa presyon ki wo pou lakòz dife oswa eksplozyon.
8. gaz ksenon
Gaz ksenon (Xe) se yon gaz ki estab, san koulè ak odè ki pa patisipe nan pwosesis respiratwa imen an, kidonk respire nan yon gwo konsantrasyon nan gaz ksenon pral lakòz ipoksi. Si ou nan yon eta de ipoksi pou yon tan long, ou ka fè eksperyans sentòm tankou tèt fè mal, kè plen, ak vomisman. Anplis de sa, gaz lumineuz ka reyaji ak lòt sibstans anba tanperati ki wo oswa presyon ki wo pou lakòz dife oswa eksplozyon.
9. Kripton gaz
Krypton gaz (Kr) se yon gaz ki estab, san koulè ak odè ki pa patisipe nan pwosesis respiratwa imen an, kidonk respire nan yon gwo konsantrasyon nan gaz kripton pral lakòz ipoksi. Si ou nan yon eta de ipoksi pou yon tan long, ou ka fè eksperyans sentòm tankou tèt fè mal, kè plen, ak vomisman. Anplis de sa, gaz ksenon ka reyaji ak lòt sibstans anba tanperati ki wo oswa presyon ki wo pou lakòz dife oswa eksplozyon. Respire nan yon anviwònman ki gen privasyon oksijèn ka lakòz ipoksi. Si ou nan yon eta de ipoksi pou yon tan long, ou ka fè eksperyans sentòm tankou tèt fè mal, kè plen, ak vomisman. Anplis de sa, gaz kripton ka reyaji ak lòt sibstans anba tanperati ki wo oswa presyon ki wo pou lakòz dife oswa eksplozyon.
Solisyon deteksyon gaz danjere pou endistri semi-conducteurs
Endistri semi-conducteurs enplike pwodiksyon, manifakti ak pwosesis gaz ki ka pran dife, eksplozif, toksik ak danjere. Kòm yon itilizatè nan gaz nan plant fabrikasyon semi-conducteurs, chak manm pèsonèl la ta dwe konprann done yo sekirite nan divès gaz danjere anvan ou itilize, epi yo ta dwe konnen ki jan fè fas ak pwosedi yo ijans lè gaz sa yo koule.
Nan pwodiksyon, fabrikasyon, ak depo nan endistri semi-conducteurs, yo nan lòd pou fè pou evite pèt la nan lavi ak pwopriyete ki te koze pa flit la nan gaz danjere sa yo, li nesesè enstale enstriman deteksyon gaz yo detekte gaz la sib.
Detektè gaz yo te vin esansyèl enstriman siveyans anviwònman an nan endistri semi-conducteurs jodi a, epi yo tou zouti siveyans ki pi dirèk.
Riken Keiki te toujou peye atansyon sou devlopman an sekirite nan endistri a manifakti semi-conducteurs, ak misyon an nan kreye yon anviwònman travay ki an sekirite pou moun, e li te konsakre tèt li nan devlope detèktè gaz apwopriye pou endistri a semi-conducteurs, bay solisyon rezonab pou divès pwoblèm rankontre pa itilizatè yo, ak kontinyèlman amelyore fonksyon pwodwi ak optimize sistèm yo.
Tan pòs: 16 jiyè 2024