Ар бир жарым өткөргүч продуктуну өндүрүү жүздөгөн процесстерди талап кылат. Биз бардык өндүрүш процессин сегиз кадамга бөлөбүз:вафлииштетүү-кычкылдануу-фотолитография-оюу-ичке пленканы жайгаштыруу-эпитаксиалдык өсүү-диффузия-иондук имплантация.
Жарым өткөргүчтөрдү жана ага байланыштуу процесстерди түшүнүүгө жана таанууга жардам берүү үчүн, биз WeChat макалаларын ар бир чыгарылышта жогорудагы кадамдардын ар бирин бирден тааныштырабыз.
Мурдагы макалада, коргоо максатында айтылганвафлиар кандай аралашмалардан кычкылдануу процесси пайда болгон. Бүгүн биз пайда болгон оксид пленкасы менен пластинадагы жарым өткөргүч конструкциясынын схемасын сүрөткө тартуунун «фотолитография процессин» талкуулайбыз.
Фотолитография процесси
1. Фотолитография процесси деген эмне
Фотолитография чип өндүрүү үчүн зарыл болгон схемаларды жана функционалдык аймактарды жасоо болуп саналат.
Фотолитографиялык машина чыгарган жарык фоторезист менен капталган жука пленканы оюм-чийим менен маска аркылуу көрсөтүү үчүн колдонулат. Фоторезист жарыкты көргөндөн кийин өзүнүн касиеттерин өзгөртөт, ошондуктан маскадагы үлгү жука пленкага көчүрүлөт, жука пленка электрондук схеманын функциясына ээ болот. Бул фотолитографиянын ролу, камера менен сүрөт тартууга окшош. Фотоаппарат тарткан сүрөттөр пленкада басылып чыгат, ал эми фотолитографияда фотографиялык эмес, схемалар жана башка электрондук тетиктер түшүрүлөт.
Фотолитография – бул так микро иштетүү технологиясы
Кадимки фотолитография – сүрөт маалыматын алып жүрүүчү катары 2000ден 4500 ангстремге чейинки толкун узундугу менен ультра кызгылт көк нурду колдонгон процесс, ал эми графиканы трансформациялоого, өткөрүүгө жана иштетүүгө жетишүү үчүн фоторезистти аралык (сүрөт жазуу) чөйрөсү катары колдонот жана акырында сүрөттү өткөрүп берет. чипке (негизинен кремний чипине) же диэлектрдик катмарга маалымат.
Фотолитография заманбап жарым өткөргүч, микроэлектроника жана маалымат өнөр жайларынын негизи болуп саналат, ал эми фотолитография бул технологиялардын өнүгүү деңгээлин түздөн-түз аныктайт деп айтууга болот.
1959-жылы интегралдык микросхемалар ийги-ликтуу ойлоп табылгандан берки 60 жылдан ашык убакыттын ичинде анын графикасынын линиясынын туурасы болжол менен терт эсеге кыскарды, ал эми схемалардын интеграциясы алты эседен ашык жакшырды. Бул технологиялардын тез прогресси негизинен фотолитографиянын өнүгүшүнө байланыштуу.
(Интегралдык микросхемалардын өндүрүшүн өнүктүрүүнүн ар кандай этаптарында фотолитография технологиясына талаптар)
2. Фотолитографиянын негизги принциптери
Фотолитографиянын материалдары көбүнчө фоторезисттерге тиешелүү, алар фотолитографиядагы эң маанилүү функционалдык материалдар болуп саналат. Материалдын бул түрү жарыктын (анын ичинде көрүнүүчү жарык, ультрафиолет нуру, электрон нуру ж.б.) реакциясынын мүнөздөмөсүнө ээ. Фотохимиялык реакциядан кийин анын эригичтиги бир топ өзгөрөт.
Алардын ичинен оң фоторезисттин иштеп чыгуучуда эригичтиги жогорулайт, ал эми алынган үлгү маска менен бирдей; терс photoresist карама-каршы, башкача айтканда, эригичтиги төмөндөйт, ал тургай, иштеп чыгуучуга дуушар болгондон кийин эрибей калат, ал эми алынган үлгү маска карама-каршы келет. Фоторезисттердин эки түрүнүн колдонуу талаалары ар башка. Оң фоторезисттер көбүрөөк колдонулат, алар жалпы сандын 80% дан ашыгын түзөт.
Жогорудагы фотолитография процессинин схемалык схемасы
(1) Желимдөө: башкача айтканда, кремний пластинасында бир калыпта калыңдыгы, күчтүү адгезиясы жана эч кандай кемчиликтери жок фоторезисттик пленканы түзүү. Фоторезисттик пленка менен кремний пластинкасынын ортосундагы адгезияны күчөтүү үчүн көбүнчө кремний пластинкасынын бетин гексаметилдисилазан (HMDS) жана триметилсилилдиэтиламин (TMSDEA) сыяктуу заттар менен өзгөртүү керек. Андан кийин, фоторезисттик пленка айлануу каптоо менен даярдалат.
(2) Алдын ала бышыруу: Айлануу капталгандан кийин, фоторезист пленкасы дагы эле белгилүү бир эриткичти камтыйт. Жогорку температурада бышыргандан кийин эриткичти мүмкүн болушунча азыраак алып салууга болот. Алдын ала бышыргандан кийин фоторезисттин мазмуну болжол менен 5% га чейин азаят.
(3) Экспозиция: Башкача айтканда, фоторезист жарыкка дуушар болот. Бул учурда фотореакция пайда болуп, жарыктанган бөлүгү менен жарыксыз бөлүгүнүн эригичтик айырмасы пайда болот.
(4) Өнүктүрүү жана катаалдаштыруу: Продукт иштеп чыгуучуга чөмүлдүрүлгөн. Бул учурда, оң фоторезисттин ачык аймагы жана терс фоторезисттин ачык эмес аймагы өнүгүүдө эрийт. Бул үч өлчөмдүү үлгү көрсөтөт. Иштеп чыккандан кийин, чип катуу пленкага айлануу үчүн жогорку температурадагы дарылоо процессин талап кылат, ал негизинен фоторезисттин субстратка жабышуусун андан ары күчөтүү үчүн кызмат кылат.
(5) Оюту: Фоторезисттин астындагы материал чийилген. Ал суюктук нымдуу оюу жана газ түрүндөгү кургак оюуларды камтыйт. Мисалы, кремнийди нымдуу оюу үчүн фтор кислотасынын кислоталуу суу эритмеси колдонулат; жезди нымдуу оюу үчүн азот кислотасы жана күкүрт кислотасы сыяктуу күчтүү кислота эритмеси колдонулат, ал эми кургак оюп материалдын бетине зыян келтирип, аны оюу үчүн көбүнчө плазманы же жогорку энергиялуу иондук нурларды колдонот.
(6) Degumming: Акыры, фоторезистти линзанын бетинен алып салуу керек. Бул кадам дегминация деп аталат.
Бардык жарым өткөргүч өндүрүшүндө коопсуздук эң маанилүү маселе. Чип литография процессиндеги негизги коркунучтуу жана зыяндуу фотолитография газдары болуп төмөнкүлөр саналат:
1. Суутек перекиси
Суутек перекиси (H2O2) күчтүү оксидант болуп саналат. Түз тийүү теринин жана көздүн сезгенишине жана күйүккө алып келиши мүмкүн.
2. Ксилол
Ксилол - терс литографияда колдонулган эриткич жана иштеп чыгуучу. Ал күйүүчү жана 27,3℃ гана төмөн температурага ээ (болжол менен бөлмө температурасы). Абадагы концентрация 1%-7% болгондо жарылуучу болуп саналат. Ксилол менен кайра-кайра тийүү теринин сезгенишине алып келиши мүмкүн. Ксилолдун буусу таттуу, самолеттун жытына окшош; ксилолдун таасири көздүн, мурундун жана тамактын сезгенишине алып келиши мүмкүн. Газ менен дем алуу баш ооруну, баш айланууну, табитти жоготуп, чарчоону жаратат.
3. Гексаметилдисилазан (HMDS)
Hexamethyldisilazane (HMDS) көбүнчө буюмдун бетинде фоторезисттин адгезиясын жогорулатуу үчүн праймер катмары катары колдонулат. Ал күйүүчү жана күйүү температурасы 6,7°С. Абадагы концентрация 0,8%-16% болгондо жарылуучу болуп саналат. HMDS аммиакты бөлүп чыгаруу үчүн суу, спирт жана минералдык кислоталар менен катуу реакцияга кирет.
4. Тетраметиламмоний гидроксиди
Тетраметиламмоний гидроксиди (TMAH) позитивдүү литографияны иштеп чыгуучу катары кеңири колдонулат. Бул уулуу жана жегич болуп саналат. Бул жутуп же тери менен түздөн-түз байланышта болсо, өлүмгө алып келиши мүмкүн. TMAH чаңы же туман менен тийүү көздүн, теринин, мурундун жана тамактын сезгенишине алып келиши мүмкүн. TMAH жогорку концентрациясын дем алуу өлүмгө алып келет.
5. Хлор жана фтор
Хлор (Cl2) жана фтор (F2) экөө тең эксимердик лазерлерде терең ультрафиолет жана экстремалдык ультрафиолет (EUV) жарык булагы катары колдонулат. Эки газ тең уулуу, ачык жашыл болуп көрүнөт жана күчтүү дүүлүктүрүүчү жыты бар. Бул газдын жогорку концентрациясын ингаляциялоо өлүмгө алып келет. Фтор газы суу менен реакцияга кирип, фторид суутек газын пайда кылышы мүмкүн. Фторид суутек газы терини, көздү жана дем алуу жолдорун дүүлүктүрүүчү күчтүү кислота болуп саналат жана күйүк жана дем алуунун кыйындашы сыяктуу симптомдорду жаратышы мүмкүн. Фториддин жогорку концентрациясы адамдын организмине ууланып, баш оору, кусуу, диарея жана кома сыяктуу симптомдорду жаратышы мүмкүн.
6. Аргон
Аргон (Ar) - адам денесине түздөн-түз зыян келтирбеген инерттүү газ. Кадимки шарттарда адамдар дем алган абанын курамында болжол менен 0,93% аргон бар жана бул концентрация адамдын денесине эч кандай таасир этпейт. Бирок, кээ бир учурларда, аргон адамдын денесине зыян алып келиши мүмкүн.
Бул жерде кээ бир мүмкүн болгон жагдайлар келтирилген: чектелген мейкиндикте аргондун концентрациясы көбөйүп, абадагы кычкылтектин концентрациясын азайтып, гипоксияга алып келиши мүмкүн. Бул баш айлануу, чарчоо жана дем алуу сыяктуу симптомдорду алып келиши мүмкүн. Мындан тышкары, аргон инерттүү газ, бирок ал жогорку температурада же жогорку басымда жарылып кетиши мүмкүн.
7. Неон
Неон (Ne) - туруктуу, түссүз жана жытсыз газ, ага катышпайт Неон газы адамдын дем алуу процессине катышпайт, ошондуктан неон газынын жогорку концентрациясы менен дем алуу гипоксияга алып келет. Эгерде сиз узак убакыт бою гипоксия абалында болсоңуз, анда баш оору, жүрөк айлануу, кусуу сыяктуу симптомдор пайда болушу мүмкүн. Мындан тышкары, неон газы башка заттар менен жогорку температурада же жогорку басымда реакцияга кирип, өрт же жарылууга алып келиши мүмкүн.
8. Ксенон газы
Ксенон газы (Xe) туруктуу, түссүз жана жытсыз газ, ал адамдын дем алуу процессине катышпайт, ошондуктан ксенон газынын жогорку концентрациясы менен дем алуу гипоксияны пайда кылат. Эгерде сиз узак убакыт бою гипоксия абалында болсоңуз, анда баш оору, жүрөк айлануу, кусуу сыяктуу симптомдор пайда болушу мүмкүн. Мындан тышкары, неон газы башка заттар менен жогорку температурада же жогорку басымда реакцияга кирип, өрт же жарылууга алып келиши мүмкүн.
9. Криптон газы
Криптон газы (Kr) адамдын дем алуу процессине катышпаган туруктуу, түссүз жана жытсыз газ, ошондуктан криптон газынын жогорку концентрациясы менен дем алуу гипоксияны пайда кылат. Эгерде сиз узак убакыт бою гипоксия абалында болсоңуз, анда баш оору, жүрөк айлануу, кусуу сыяктуу симптомдор пайда болушу мүмкүн. Мындан тышкары, ксенон газы жогорку температурада же жогорку басымда башка заттар менен реакцияга кирип, өрт же жарылууга алып келиши мүмкүн. Кычкылтек жетишсиз чөйрөдө дем алуу гипоксияга алып келиши мүмкүн. Эгерде сиз узак убакыт бою гипоксия абалында болсоңуз, анда баш оору, жүрөк айлануу, кусуу сыяктуу симптомдор пайда болушу мүмкүн. Мындан тышкары, криптон газы башка заттар менен жогорку температурада же жогорку басымда реакцияга кирип, өрт же жарылууга алып келиши мүмкүн.
Жарым өткөргүч өнөр жайы үчүн коркунучтуу газды аныктоо чечимдери
Жарым өткөргүч өнөр жайы күйүүчү, жарылуучу, уулуу жана зыяндуу газдарды өндүрүүнү, өндүрүүнү жана процессин камтыйт. Жарым өткөргүчтөрдү чыгаруучу заводдордо газдарды колдонуучу катары ар бир кызматкер колдонуудан мурун ар кандай коркунучтуу газдардын коопсуздук маалыматтарын түшүнүшү керек жана бул газдар агып кеткенде авариялык жол-жоболорду кантип чечүүнү билиши керек.
Жарым өткөргүч өнөр жайын өндүрүүдө, даярдоодо жана сактоодо бул коркунучтуу газдардын агып чыгышынан улам адамдардын өмүрүн жана мүлкүн жоготпоо үчүн максаттуу газды аныктоо үчүн газды аныктоочу приборлорду орнотуу зарыл.
Газ детекторлору бүгүнкү жарым өткөргүч тармагында курчап турган чөйрөнү көзөмөлдөөнүн маанилүү инструменттерине айланган жана ошондой эле эң түздөн-түз мониторинг куралдары болуп саналат.
Рикен Кейки адамдар үчүн коопсуз иштөө чөйрөсүн түзүү миссиясы менен жарым өткөргүч өндүрүшүнүн коопсуз өнүгүшүнө ар дайым көңүл буруп келген жана жарым өткөргүч өнөр жайы үчүн ылайыктуу газ сенсорлорун иштеп чыгууга өзүн арнаган. колдонуучулар, жана үзгүлтүксүз продукт функцияларын жогорулатуу жана системаларды оптималдаштыруу.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 16-июлуна чейин