Әрбір жартылай өткізгіш өнімді өндіру жүздеген процестерді қажет етеді. Біз бүкіл өндіріс процесін сегіз кезеңге бөлеміз:вафлиөңдеу-тотығу-фотолитография-ою-жұқа қабықшаны тұндыру-эпитаксиалды өсу-диффузия-ионды имплантациялау.
Жартылай өткізгіштерді және олармен байланысты процестерді түсінуге және тануға көмектесу үшін біз WeChat мақалаларын әр нөмірде жоғарыда аталған қадамдардың әрқайсысын бір-бірлеп таныстыруға жібереміз.
Алдыңғы мақалада қорғау мақсатында айтылған болатынвафлиәртүрлі қоспалардан оксидті қабықша жасалды - тотығу процесі. Бүгін біз түзілген оксидті пленкамен пластинадағы жартылай өткізгішті жобалау схемасын суретке түсірудің «фотолитография процесін» талқылаймыз.
Фотолитография процесі
1. Фотолитография процесі дегеніміз не
Фотолитография - бұл чиптерді өндіруге қажетті схемалар мен функционалды аймақтарды жасау.
Фотолитографиялық аппарат шығаратын жарық фоторезистпен қапталған жұқа пленканы өрнекті маска арқылы көрсету үшін қолданылады. Фоторезист жарықты көргеннен кейін оның қасиеттерін өзгертеді, осылайша маскадағы үлгі жұқа пленкаға көшіріледі, осылайша жұқа пленка электронды схеманың функциясына ие болады. Бұл камерамен суретке түсіруге ұқсас фотолитографияның рөлі. Фотоаппаратпен түсірілген фотосуреттер пленкаға басып шығарылады, ал фотолитография фотосуреттерді емес, схемаларды және басқа электрондық компоненттерді ойып алады.
Фотолитография - бұл микро өңдеудің дәл технологиясы
Кәдімгі фотолитография - кескін ақпаратын тасымалдаушы ретінде толқын ұзындығы 2000-нан 4500 ангстремге дейінгі ультракүлгін сәулені қолданатын және графиканы түрлендіруге, тасымалдауға және өңдеуге қол жеткізу үшін аралық (бейне жазу) орта ретінде фоторезисті пайдаланатын және соңында кескінді жіберетін процесс. чипке (негізінен кремний чипіне) немесе диэлектрлік қабатқа ақпарат.
Фотолитография қазіргі жартылай өткізгіш, микроэлектроника, ақпарат өнеркәсібінің негізі болып табылады, ал фотолитография бұл технологиялардың даму деңгейін тікелей анықтайды деп айтуға болады.
1959 жылы интегралдық схемаларды сәтті ойлап тапқаннан бері 60 жылдан астам уақыт ішінде оның графикасының сызық ені шамамен төрт ретке қысқарды, ал схеманың интеграциясы алты реттен астамға жақсарды. Бұл технологиялардың қарқынды дамуы негізінен фотолитографияның дамуына байланысты.
(Интегралдық микросхемалар өндірісі дамуының әртүрлі кезеңдеріндегі фотолитография технологиясына қойылатын талаптар)
2. Фотолитографияның негізгі принциптері
Фотолитографиялық материалдар әдетте фотолитографиядағы ең маңызды функционалды материалдар болып табылатын фоторезистенттер деп аталатын фоторезисттерге жатады. Материалдың бұл түрі жарық (оның ішінде көрінетін жарық, ультракүлгін сәуле, электронды сәуле және т.б.) реакциясының сипаттамаларына ие. Фотохимиялық реакциядан кейін оның ерігіштігі айтарлықтай өзгереді.
Олардың ішінде әзірлеушіде оң фоторезисттің ерігіштігі артады, ал алынған үлгі маскамен бірдей; теріс фоторезист - керісінше, яғни әзірлеушіге әсер еткеннен кейін ерігіштік төмендейді немесе тіпті ерімейтін болады, ал алынған үлгі маскаға қарама-қарсы. Фоторезисттердің екі түрінің қолдану өрістері әртүрлі. Оң фоторезистілер жиі қолданылады, олардың жалпы санының 80% -дан астамын құрайды.
Жоғарыда фотолитография процесінің схемалық диаграммасы берілген
(1) Желімдеу:
Яғни, кремний пластинасында біркелкі қалыңдығы, күшті адгезиясы және ақаулары жоқ фоторезисттік пленканы қалыптастыру. Фоторезисттік пленка мен кремний пластинасы арасындағы адгезияны күшейту үшін алдымен кремний пластинкасының бетін гексаметилдисилазан (HMDS) және триметилсилилдиэтиламин (TMSDEA) сияқты заттармен өзгерту қажет. Содан кейін фоторезисттік пленканы айналдыру арқылы жабады.
(2) Алдын ала пісіру:
Айналдыру қаптамасынан кейін фоторезисттік пленка әлі де еріткіштің белгілі бір мөлшерін қамтиды. Жоғары температурада пісіргеннен кейін еріткішті мүмкіндігінше аз алып тастауға болады. Алдын ала пісіргеннен кейін фоторезисттің мазмұны шамамен 5% дейін азаяды.
(3) Экспозиция:
Яғни, фоторезистке жарық түседі. Бұл кезде фотореакция жүреді де, жарықтандырылған бөлік пен жарықтанбаған бөлік арасындағы ерігіштік айырмасы пайда болады.
(4) Даму және шыңдау:
Өнім әзірлеушіге енеді. Бұл кезде оң фоторезисттің ашық аймағы және теріс фоторезисттің ашық емес аймағы дамуда ериді. Бұл үш өлшемді үлгіні ұсынады. Өңдеуден кейін чип қатты пленкаға айналу үшін жоғары температурада өңдеу процесін қажет етеді, ол негізінен фоторезисттің субстратқа адгезиясын одан әрі күшейтуге қызмет етеді.
(5) Ою:
Фоторезисттің астындағы материал оюланған. Оған сұйық дымқыл ою және газ тәріздес құрғақ оюлау кіреді. Мысалы, кремнийді дымқыл оюлау үшін фтор қышқылының қышқыл сулы ерітіндісі қолданылады; мысты дымқыл оюлау үшін азот қышқылы және күкірт қышқылы сияқты күшті қышқыл ерітіндісі пайдаланылады, ал құрғақ оюлау материалдың бетін зақымдау және оны ою үшін жиі плазмалық немесе жоғары энергиялы иондық сәулелерді пайдаланады.
(6) дезинфекциялау:
Соңында, фоторезисті линзаның бетінен алып тастау керек. Бұл қадам дегминация деп аталады.
Барлық жартылай өткізгіш өндірісінде қауіпсіздік ең маңызды мәселе болып табылады. Чипті литография процесіндегі негізгі қауіпті және зиянды фотолитографиялық газдар мыналар:
1. Сутегі асқын тотығы
Сутегі асқын тотығы (H2O2) күшті тотықтырғыш болып табылады. Тікелей жанасу тері мен көздің қабынуын және күйік тудыруы мүмкін.
2. Ксилол
Ксилол - теріс литографияда қолданылатын еріткіш және әзірлеуші. Ол тұтанғыш және төмен температурасы бар болғаны 27,3℃ (шамамен бөлме температурасы). Ауадағы концентрациясы 1%-7% болғанда жарылғыш болып табылады. Ксилолмен қайталанатын байланыс терінің қабынуын тудыруы мүмкін. Ксилолдың буы тәтті, ұшақ жабысқақ иісіне ұқсас; ксилолдың әсері көздің, мұрынның және тамақтың қабынуын тудыруы мүмкін. Газды ингаляциялау бас ауруын, бас айналуды, тәбеттің төмендеуін және шаршауды тудыруы мүмкін.
3. Гексаметилдисилазан (HMDS)
Гексаметилдисилазан (HMDS) көбінесе өнімнің бетіндегі фоторезисттің адгезиясын арттыру үшін праймер қабаты ретінде қолданылады. Ол тұтанғыш және тұтану температурасы 6,7°C. Ауадағы концентрациясы 0,8%-16% болғанда жарылғыш болып табылады. HMDS аммиак шығару үшін сумен, спиртпен және минералды қышқылдармен қатты әрекеттеседі.
4. Тетраметиламмоний гидроксиді
Тетраметиламмоний гидроксиді (TMAH) оң литографияны әзірлеуші ретінде кеңінен қолданылады. Ол улы және коррозиялық. Жұтқанда немесе терімен тікелей байланыста болған жағдайда өлімге әкелуі мүмкін. TMAH шаңымен немесе тұманмен жанасу көздің, терінің, мұрынның және тамақтың қабынуын тудыруы мүмкін. ТМАХ жоғары концентрациясын ингаляциялау өлімге әкеледі.
5. Хлор және фтор
Хлор (Cl2) және фтор (F2) екеуі де эксимерлі лазерлерде терең ультракүлгін және экстремалды ультракүлгін (EUV) жарық көздері ретінде қолданылады. Екі газ да улы, ашық жасыл болып көрінеді және күшті тітіркендіргіш иісі бар. Бұл газдың жоғары концентрациясын ингаляциялау өлімге әкеледі. Фтор газы сумен әрекеттесіп, фторид сутегі газын шығаруы мүмкін. Фторид сутегі газы - теріні, көзді және тыныс алу жолдарын тітіркендіретін күшті қышқыл және күйік пен тыныс алудың қиындауы сияқты белгілерді тудыруы мүмкін. Фторидтің жоғары концентрациясы адам ағзасының улануын тудыруы мүмкін, бұл бас ауруы, құсу, диарея және кома сияқты белгілерді тудыруы мүмкін.
6. Аргон
Аргон (Ar) - әдетте адам ағзасына тікелей зиян келтірмейтін инертті газ. Қалыпты жағдайда адамдар дем алатын ауада шамамен 0,93% аргон бар және бұл концентрация адам ағзасына айқын әсер етпейді. Дегенмен, кейбір жағдайларда аргон адам ағзасына зиян келтіруі мүмкін.
Міне, кейбір ықтимал жағдайлар: шектеулі кеңістікте аргон концентрациясы артып, ауадағы оттегі концентрациясын төмендетіп, гипоксияға әкелуі мүмкін. Бұл бас айналу, шаршау және ентігу сияқты белгілерді тудыруы мүмкін. Сонымен қатар, аргон инертті газ болып табылады, бірақ ол жоғары температурада немесе жоғары қысымда жарылуы мүмкін.
7. Неон
Неон (Ne) - тұрақты, түссіз және иіссіз газ, оған қатыспайды Неон газы адамның тыныс алу процесіне қатыспайды, сондықтан неон газының жоғары концентрациясында тыныс алу гипоксияны тудырады. Ұзақ уақыт бойы гипоксия жағдайында болсаңыз, бас ауруы, жүрек айнуы және құсу сияқты белгілер пайда болуы мүмкін. Сонымен қатар, неон газы басқа заттармен жоғары температурада немесе жоғары қысымда өртке немесе жарылысқа әсер етуі мүмкін.
8. Ксенон газы
Ксенон газы (Xe) адамның тыныс алу процесіне қатыспайтын тұрақты, түссіз және иіссіз газ, сондықтан ксенон газының жоғары концентрациясымен тыныс алу гипоксияны тудырады. Ұзақ уақыт бойы гипоксия жағдайында болсаңыз, бас ауруы, жүрек айнуы және құсу сияқты белгілер пайда болуы мүмкін. Сонымен қатар, неон газы басқа заттармен жоғары температурада немесе жоғары қысымда өртке немесе жарылысқа әсер етуі мүмкін.
9. Криптондық газ
Криптон газы (Kr) адамның тыныс алу процесіне қатыспайтын тұрақты, түссіз және иіссіз газ, сондықтан криптон газының жоғары концентрациясымен тыныс алу гипоксияны тудырады. Ұзақ уақыт бойы гипоксия жағдайында болсаңыз, бас ауруы, жүрек айнуы және құсу сияқты белгілер пайда болуы мүмкін. Бұған қоса, ксенон газы жоғары температурада немесе жоғары қысымда басқа заттармен әрекеттесіп, өрт немесе жарылыс тудыруы мүмкін. Оттегі жетіспеушілігі бар ортада тыныс алу гипоксияны тудыруы мүмкін. Ұзақ уақыт бойы гипоксия жағдайында болсаңыз, бас ауруы, жүрек айнуы және құсу сияқты белгілер пайда болуы мүмкін. Бұған қоса, криптон газы жоғары температурада немесе жоғары қысымда басқа заттармен әрекеттесіп, өрт немесе жарылыс тудыруы мүмкін.
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі үшін қауіпті газды анықтау шешімдері
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі жанғыш, жарылғыш, улы және зиянды газдарды өндіруді, өндіруді және өңдеуді қамтиды. Жартылай өткізгіштерді шығаратын зауыттардағы газдарды пайдаланушы ретінде әрбір қызметкер қолданар алдында әртүрлі қауіпті газдардың қауіпсіздік деректерін түсінуі керек және бұл газдар ағып кеткен кезде апаттық шараларды қалай шешу керектігін білуі керек.
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібін өндіруде, өндіруде және сақтауда осы қауіпті газдардың ағуынан болатын адамдардың өмірі мен мүлкін жоғалтуды болдырмау үшін мақсатты газды анықтау үшін газды анықтау құралдарын орнату қажет.
Газ детекторлары қазіргі жартылай өткізгіш өнеркәсібінде қоршаған ортаны бақылаудың маңызды құралдары болды, сонымен қатар ең тікелей бақылау құралдары болып табылады.
Рикен Кейки әрқашан адамдар үшін қауіпсіз жұмыс ортасын құру миссиясымен жартылай өткізгіштерді өндіру өнеркәсібінің қауіпсіз дамуына назар аударды және жартылай өткізгіштер өнеркәсібіне сәйкес келетін газ датчиктерін әзірлеуге арнады, олар кездесетін әртүрлі мәселелерге негізделген шешімдерді ұсынады. пайдаланушылар және өнім функцияларын үздіксіз жаңарту және жүйелерді оңтайландыру.
Жіберу уақыты: 16 шілде 2024 ж