Manufaktur saben produk semikonduktor mbutuhake atusan proses. Kita dibagi kabeh proses manufaktur dadi wolung langkah:waferpangolahan-oksidasi-photolithography-etching-deposisi film tipis-epitaxial wutah-difusi-implantasi ion.
Kanggo mbantu sampeyan ngerti lan ngenali semikonduktor lan proses sing gegandhengan, kita bakal nyurung artikel WeChat ing saben masalah kanggo ngenalake saben langkah ing ndhuwur siji-siji.
Ing artikel sadurunge, kasebut kanggo nglindhungiwafersaka macem-macem impurities, film oksida digawe - proses oksidasi. Dina iki kita bakal ngrembug "proses fotolitografi" motret sirkuit desain semikonduktor ing wafer kanthi film oksida sing dibentuk.
Proses fotolitografi
1. Apa proses photolithography
Photolithography kanggo nggawe sirkuit lan wilayah fungsional sing dibutuhake kanggo produksi chip.
Cahya sing dipancarake dening mesin fotolitografi digunakake kanggo mbukak film tipis sing dilapisi fotoresist liwat topeng kanthi pola. Photoresist bakal ngganti sifat sawise ndeleng cahya, supaya pola ing topeng disalin menyang film tipis, supaya film tipis nduweni fungsi diagram sirkuit elektronik. Iki minangka peran fotolitografi, padha karo njupuk gambar nganggo kamera. Foto sing dijupuk dening kamera dicithak ing film kasebut, nalika fotolitografi ora ngukir foto, nanging diagram sirkuit lan komponen elektronik liyane.
Photolithography minangka teknologi mesin mikro sing tepat
Photolithography konvensional minangka proses sing nggunakake sinar ultraviolet kanthi dawa gelombang 2000 nganti 4500 angstrom minangka pembawa informasi gambar, lan nggunakake photoresist minangka media penengah (rekaman gambar) kanggo entuk transformasi, transfer lan pangolahan grafis, lan pungkasane ngirimake gambar. informasi menyang chip (utamané chip silikon) utawa lapisan dielektrik.
Bisa diarani photolithography minangka pondasi industri semikonduktor, mikroelektronik, lan informasi modern, lan fotolitografi langsung nemtokake tingkat pangembangan teknologi kasebut.
Ing luwih saka 60 taun wiwit penemuan sukses sirkuit terpadu ing 1959, jembaré garis saka grafis wis suda dening bab patang pesenan gedhene, lan integrasi sirkuit wis apik dening luwih saka enem pesenan gedhene. Kemajuan cepet teknologi kasebut utamane amarga pangembangan fotolitografi.
(Syarat kanggo teknologi fotolitografi ing macem-macem tahap pangembangan manufaktur sirkuit terpadu)
2. Prinsip dhasar fotolitografi
Bahan fotolitografi umume ngarujuk marang fotoresist, uga dikenal minangka photoresists, sing minangka bahan fungsional paling kritis ing fotolitografi. Jinis materi iki nduweni karakteristik reaksi cahya (kalebu cahya sing katon, sinar ultraviolet, sinar elektron, lsp). Sawise reaksi fotokimia, kelarutan kasebut owah kanthi signifikan.
Antarane wong-wong mau, kelarutan photoresist positif ing pangembang mundhak, lan pola sing dipikolehi padha karo topeng; photoresist negatif iku ngelawan, sing, kelarutan sudo utawa malah dadi insoluble sawise kang kapapar pangembang, lan pola dijupuk ngelawan kanggo topeng. Lapangan aplikasi saka rong jinis photoresists beda. Photoresists positif luwih umum digunakake, nyatakake luwih saka 80% saka total.
Ing ndhuwur minangka diagram skematis proses fotolitografi
(1) Lengket:
Yaiku, mbentuk film photoresist kanthi kekandelan seragam, adhesi sing kuat lan ora ana cacat ing wafer silikon. Kanggo nambah adhesion antarane film photoresist lan wafer silikon, asring perlu kanggo ngowahi lumahing wafer silikon karo zat kayata hexamethyldisilazane (HMDS) lan trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Banjur, film photoresist disiapake kanthi lapisan spin.
(2) Pre-baking:
Sawise lapisan muter, film photoresist isih ngandhut jumlah tartamtu saka solvent. Sawise manggang ing suhu sing luwih dhuwur, pelarut bisa dicopot sethithik. Sawise pra-baking, isi photoresist dikurangi nganti 5%.
(3) Eksposur:
Sing, photoresist kapapar cahya. Ing wektu iki, ana photoreaction, lan prabédan kelarutan antarane bagean padhang lan non-cadhangan ana.
(4) Pangembangan & pengerasan:
Produk kasebut dicelupake ing pangembang. Ing wektu iki, area photoresist positif lan area photoresist negatif sing ora katon bakal larut ing pembangunan. Iki menehi pola telung dimensi. Sawise pembangunan, chip perlu proses perawatan suhu dhuwur kanggo dadi film hard, kang utamané serves kanggo nambah adhesion saka photoresist kanggo landasan.
(5) Etching:
Materi ing sangisore photoresist wis etched. Iki kalebu etsa basah cair lan etsa garing gas. Contone, kanggo etching udan silikon, solusi banyu asam saka asam hidrofluorat digunakake; kanggo etching udan tembaga, solusi asam kuwat kayata asam nitrat lan asam sulfat digunakake, nalika etsa garing asring nggunakake plasma utawa ion balok energi dhuwur kanggo ngrusak lumahing materi lan etch iku.
(6) Degumming:
Pungkasan, photoresist kudu dicopot saka permukaan lensa. Langkah iki diarani degumming.
Keamanan minangka masalah paling penting ing kabeh produksi semikonduktor. Gas fotolitografi sing mbebayani lan mbebayani ing proses litografi chip yaiku:
1. Hidrogen peroksida
Hidrogen peroksida (H2O2) minangka oksidan kuwat. Kontak langsung bisa nyebabake inflamasi kulit lan mripat lan kobong.
2. Xylene
Xylene minangka pelarut lan pangembang sing digunakake ing litografi negatif. Iku gampang kobong lan suhu kurang mung 27,3 ℃ (kira-kira suhu kamar). Iku mbledhos nalika konsentrasi ing udhara 1% -7%. Kontak bola-bali karo xylene bisa nyebabake inflamasi kulit. Uap xylene manis, padha karo ambune tack pesawat; paparan xylene bisa nyebabake inflamasi ing mripat, irung lan tenggorokan. Inhalasi gas kasebut bisa nyebabake sirah, pusing, mundhut napsu lan kesel.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
Hexamethyldisilazane (HMDS) paling umum digunakake minangka lapisan primer kanggo nambah adhesi photoresist ing lumahing prodhuk. Iku gampang kobong lan nduwèni titik nyala 6,7°C. Iku mbledhos nalika konsentrasi ing udhara 0,8% -16%. HMDS bereaksi banget karo banyu, alkohol lan asam mineral kanggo ngeculake amonia.
4. Tetramethylammonium hydroxide
Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) akeh digunakake minangka pangembang kanggo litografi positif. Iku beracun lan korosif. Bisa fatal yen ditelan utawa kontak langsung karo kulit. Kontak karo bledug utawa kabut TMAH bisa nyebabake radang mata, kulit, irung lan tenggorokan. Inhalasi TMAH konsentrasi dhuwur bakal nyebabake pati.
5. Klorin lan fluorin
Klorin (Cl2) lan fluorine (F2) loro-lorone digunakake ing laser excimer minangka sumber cahya ultraviolet jero lan ultraungu ekstrem (EUV). Loro-lorone gas beracun, katon ijo cahya, lan ambune iritasi sing kuat. Inhalasi saka konsentrasi dhuwur gas iki bakal nyebabake pati. Gas fluorine bisa bereaksi karo banyu kanggo ngasilake gas hidrogen fluorida. Gas hidrogen fluoride minangka asam kuat sing ngganggu kulit, mata lan saluran pernapasan lan bisa nyebabake gejala kayata kobong lan angel ambegan. Konsentrasi fluorida sing dhuwur bisa nyebabake keracunan ing awak manungsa, nyebabake gejala kayata sirah, muntah, diare, lan koma.
6. Argon
Argon (Ar) minangka gas inert sing biasane ora nyebabake cilaka langsung kanggo awak manungsa. Ing kahanan normal, udhara sing dihirup ngemot kira-kira 0,93% argon, lan konsentrasi iki ora duwe pengaruh sing jelas ing awak manungsa. Nanging, ing sawetara kasus, argon bisa nimbulaké gawe piala kanggo awak manungsa.
Ing ngisor iki sawetara kahanan sing bisa ditindakake: Ing papan sing sempit, konsentrasi argon bisa nambah, saéngga nyuda konsentrasi oksigen ing udhara lan nyebabake hipoksia. Iki bisa nyebabake gejala kayata pusing, lemes, lan sesak ambegan. Kajaba iku, argon minangka gas inert, nanging bisa njeblug ing suhu dhuwur utawa tekanan dhuwur.
7. Neon
Neon (Ne) minangka gas sing stabil, ora ana warna lan ora ana ambune sing ora melu ing. Yen sampeyan ngalami hipoksia kanggo wektu sing suwe, sampeyan bisa ngalami gejala kayata sirah, mual, lan muntah. Kajaba iku, gas neon bisa bereaksi karo zat liya ing suhu dhuwur utawa tekanan dhuwur sing nyebabake geni utawa bledosan.
8. Gas Xenon
Gas Xenon (Xe) minangka gas sing stabil, ora ana warna lan ora ana ambune sing ora melu ing proses pernapasan manungsa, mula ambegan kanthi konsentrasi gas xenon sing dhuwur bakal nyebabake hipoksia. Yen sampeyan ngalami hipoksia kanggo wektu sing suwe, sampeyan bisa ngalami gejala kayata sirah, mual, lan muntah. Kajaba iku, gas neon bisa bereaksi karo zat liya ing suhu dhuwur utawa tekanan dhuwur sing nyebabake geni utawa bledosan.
9. Gas kripton
Gas kripton (Kr) minangka gas sing stabil, ora ana warna lan ora ana ambune sing ora melu ing proses pernapasan manungsa, mula ambegan kanthi konsentrasi gas kripton sing dhuwur bakal nyebabake hipoksia. Yen sampeyan ngalami hipoksia kanggo wektu sing suwe, sampeyan bisa ngalami gejala kayata sirah, mual, lan muntah. Kajaba iku, gas xenon bisa bereaksi karo zat liya ing suhu dhuwur utawa tekanan dhuwur sing nyebabake geni utawa bledosan. Ambegan ing lingkungan kanthi kekurangan oksigen bisa nyebabake hipoksia. Yen sampeyan ngalami hipoksia kanggo wektu sing suwe, sampeyan bisa ngalami gejala kayata sirah, mual, lan muntah. Kajaba iku, gas kripton bisa bereaksi karo zat liya ing suhu dhuwur utawa tekanan dhuwur sing nyebabake geni utawa bledosan.
Solusi deteksi gas mbebayani kanggo industri semikonduktor
Industri semikonduktor melu produksi, manufaktur, lan proses gas sing gampang kobong, mbledhos, beracun, lan mbebayani. Minangka pangguna gas ing pabrik manufaktur semikonduktor, saben anggota staf kudu ngerti data safety saka macem-macem gas sing mbebayani sadurunge digunakake, lan kudu ngerti cara ngatasi prosedur darurat nalika gas kasebut bocor.
Ing produksi, manufaktur, lan panyimpenan industri semikonduktor, supaya ora ana korban jiwa lan properti sing disebabake dening kebocoran gas-gas sing mbebayani kasebut, kudu nginstal instrumen deteksi gas kanggo ndeteksi gas target.
Detektor gas wis dadi instrumen pemantauan lingkungan sing penting ing industri semikonduktor saiki, lan uga minangka alat ngawasi sing paling langsung.
Riken Keiki tansah menehi perhatian marang pangembangan industri manufaktur semikonduktor sing aman, kanthi misi nggawe lingkungan kerja sing aman kanggo wong, lan wis nyedhiyakake dhewe kanggo ngembangake sensor gas sing cocog kanggo industri semikonduktor, nyedhiyakake solusi sing cukup kanggo macem-macem masalah sing ditemoni dening pangguna, lan terus-terusan nganyarke fungsi produk lan ngoptimalake sistem.
Wektu kirim: Jul-16-2024