Ny fanamboarana ny vokatra semiconductor tsirairay dia mitaky dingana an-jatony. Zarainay ho dingana valo ny dingana famokarana manontolo:mofo manifyfanodinana-oxidation-photolithography-etching-thin film deposition-epitaxial fitomboana-diffusion-ion implantation.
Mba hanampiana anao hahatakatra sy hamantatra ny semiconductor sy ireo dingana mifandraika amin'izany, dia hanosika ireo lahatsoratra WeChat isaky ny laharana izahay mba hampiditra tsirairay ireo dingana etsy ambony ireo.
Tao amin’ny lahatsoratra teo aloha, dia voalaza fa mba hiarovana nymofo manifyAvy amin'ny loto isan-karazany, dia nisy sarimihetsika oksidena natao - dingana oxidation. Amin'izao fotoana izao isika dia hiresaka momba ny "photolithography dingana" ny sary ny semiconductor famolavolana faritra amin'ny wafer miaraka amin'ny oxide sarimihetsika niforona.
Photolithography dingana
1. Inona no atao hoe photolithography
Ny photolithography dia ny fanaovana ny faritra sy ny faritra miasa ilaina amin'ny famokarana chip.
Ny hazavana avoakan'ny milina photolithography dia ampiasaina mba hampisehoana ilay sarimihetsika manify voasarona photoresist amin'ny alàlan'ny saron-tava misy lamina. Ny photoresist dia hanova ny toetrany aorian'ny fahitana ny hazavana, ka ny lamina eo amin'ny saron-tava dia adika amin'ny sarimihetsika manify, ka ny sarimihetsika manify dia manana ny asan'ny kisary elektronika. Izany no anjara asan'ny photolithography, mitovy amin'ny fakana sary amin'ny fakantsary. Ny sary nalain'ny fakan-tsary dia atao pirinty amin'ny sarimihetsika, raha ny photolithography dia tsy misokitra sary, fa ny diagrams circuit sy ny singa elektronika hafa.
Photolithography dia teknôlôjia micro-machining mazava tsara
Ny photolithography mahazatra dia dingana iray izay mampiasa hazavana ultraviolet miaraka amin'ny halavan'ny onjam-pandrefesana 2000 hatramin'ny 4500 angstroms ho mpitatitra vaovao momba ny sary, ary mampiasa ny photoresist ho toy ny media mpanelanelana (fandraketam-tsary) mba hahatratrarana ny fanovana, famindrana ary fanodinana ny sary, ary farany mampita ny sary. fampahalalam-baovao amin'ny puce (puce silisiôma indrindra indrindra) na sosona dielectric.
Azo lazaina fa ny photolithography no fototry ny semiconductor maoderina, microelectronics ary indostrian'ny fampahalalana, ary ny photolithography dia mamaritra mivantana ny haavon'ny fivoaran'ireo teknolojia ireo.
Tao anatin'ny 60 taona mahery taorian'ny famoronana nahomby tamin'ny 1959, ny sakan'ny sakan'ny sary dia nihena efatra teo ho eo, ary ny fampidirana ny faritra dia nohatsaraina tamin'ny baiko enina mahery. Ny fandrosoana haingana amin'ireo teknolojia ireo dia noho ny fivoaran'ny photolithography.
(Ny fepetra takiana amin'ny teknolojia photolithography amin'ny dingana isan-karazany amin'ny fampandrosoana ny famokarana circuit integrated)
2. Fitsipika fototra amin'ny photolithography
Ny fitaovana photolithography amin'ny ankapobeny dia manondro ny photoresists, fantatra ihany koa amin'ny hoe photoresists, izay fitaovana manan-danja indrindra amin'ny photolithography. Ity karazana fitaovana ity dia manana ny toetran'ny hazavana (anisan'izany ny hazavana hita maso, ny taratra ultraviolet, ny taratra elektronika, sns.). Taorian'ny fanehoan-kevitra photochemical dia miova be ny solubility.
Anisan'izany, mitombo ny solubility ny photoresist tsara ao amin'ny developer, ary ny modely azo dia mitovy amin'ny saron-tava; Ny photoresist négatif dia ny mifanohitra amin'izany, izany hoe mihena ny solubility na lasa tsy mety levona rehefa avy nipoitra tamin'ny developer, ary ny lamina azo dia mifanohitra amin'ny saron-tava. Ny sehatry ny fampiharana ireo karazana photoresista roa dia samy hafa. Ny photoresist tsara dia matetika ampiasaina, izay mitentina mihoatra ny 80% amin'ny fitambarany.
Ity ambony ity dia kisary schematic amin'ny fizotran'ny photolithography
(1) fametahana:
Izany hoe, mamorona sarimihetsika photoresist miaraka amin'ny hatevin'ny fanamiana, adhesion matanjaka ary tsy misy kilema amin'ny wafer silisiôma. Mba hanamafisana ny adhesion eo amin'ny sarimihetsika photoresist sy ny silisiôma wafer, dia matetika no ilaina aloha ny manova ny endriky ny silisiôma wafer amin'ny akora toy ny hexamethyldisilazane (HMDS) sy trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Avy eo, ny sarimihetsika photoresist dia voaomana amin'ny alàlan'ny fanodinkodinana.
(2) Fanomanana mialoha:
Aorian'ny fanodinkodinana, ny sarimihetsika photoresist dia mbola misy solvent sasany. Aorian'ny fandoroana amin'ny hafanana ambony kokoa, ny solvent dia azo esorina kely araka izay azo atao. Aorian'ny fikarakarana mialoha, ny votoatin'ny photoresist dia mihena ho 5%.
(3) Exposure:
Izany hoe, ny photoresist dia mibaribary amin'ny hazavana. Amin'izao fotoana izao, misy photoreaction mitranga, ary ny fahasamihafan'ny solubility eo amin'ny ampahany mazava sy ny ampahany tsy mazava.
(4) Fampandrosoana sy fanamafisana:
Ny vokatra dia tafiditra ao amin'ny developer. Amin'izao fotoana izao, ny faritra mibaribary amin'ny photoresist tsara sy ny faritra tsy mibaribary amin'ny photoresist ratsy dia ho levona amin'ny fampandrosoana. Ity dia manolotra lamina telo dimensional. Aorian'ny fampandrosoana, ny chip dia mila dingana fitsaboana amin'ny mari-pana ambony mba ho lasa sarimihetsika henjana, izay manatsara kokoa ny firaiketan'ny photoresist amin'ny substrate.
(5) fanosotra:
Ny fitaovana eo ambanin'ny photoresist dia voasokitra. Tafiditra ao anatin'izany ny etching mando ranon-javatra sy ny etching maina gazy. Ohatra, ho an'ny etching mando amin'ny silisiôma, dia ampiasaina ny vahaolana asidra amin'ny asidra hydrofluoric; ho an'ny fanosorana varahina mando dia misy vahaolana asidra mahery toy ny asidra nitric sy asidra solifara ampiasaina, fa matetika ny etching maina dia mampiasa plasma na taratra ion mahery vaika hanimba ny endrik'ilay fitaovana sy hametahana azy.
(6) Degumming:
Farany, ny photoresist dia mila esorina amin'ny endriky ny family. Ity dingana ity dia antsoina hoe degumming.
Ny fiarovana no olana lehibe indrindra amin'ny famokarana semiconductor rehetra. Ny tena mampidi-doza sy manimba entona photolithography ao amin'ny chip lithography dingana dia toy izao manaraka izao:
1. peroxyde hydrogène
Ny peroxyde hydrogène (H2O2) dia oxidant mahery. Ny fifandraisana mivantana dia mety hahatonga ny hoditra sy ny maso mamaivay ary may.
2. Xylena
Xylene dia solvent sy mpamorona ampiasaina amin'ny lithography ratsy. Mora mirehitra izy io ary manana mari-pana ambany 27,3 ℃ (eo ho eo amin'ny mari-pana ao amin'ny efitrano). Mipoaka izy io rehefa 1%-7% ny fifantohana amin'ny rivotra. Ny fifandraisana miverimberina amin'ny xylene dia mety hiteraka areti-maso. Ny etona Xylene dia mamy, mitovy amin'ny fofon'ny fiaramanidina fiaramanidina; Mety hiteraka areti-maso, orona ary tenda ny fihanaky ny xylene. Mety hiteraka aretin'andoha, fanina, tsy fahazotoan-komana ary havizanana ny fitohanana ny entona.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
Hexamethyldisilazane (HMDS) dia matetika ampiasaina ho toy ny primer sosona mba hampitombo ny adhesion ny photoresist ambonin'ny vokatra. Mora mirehitra izy io ary manana taratra tselatra 6,7°C. Mipoaka izy io rehefa 0,8% -16% ny fifantohana amin'ny rivotra. Mihetsika mafy amin'ny rano, alikaola ary asidra mineraly ny HMDS mba hamoahana amoniaka.
4. Tetramethylammonium hydroxide
Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) dia ampiasaina betsaka amin'ny famoronana lithography tsara. Misy poizina sy manimba. Mety hahafaty izany raha atelina na mifandray mivantana amin’ny hoditra. Ny fifandraisana amin'ny vovoka na zavona TMAH dia mety hiteraka areti-maso, hoditra, orona ary tenda. Hiteraka fahafatesana ny fidiran'ny TMAH be dia be.
5. Klorine sy fluorine
Ny chlorine (Cl2) sy ny fluorine (F2) dia samy ampiasaina amin'ny laser excimer ho loharanom-pahazavana ultraviolet lalina sy ultraviolet (EUV). Samy misy poizina ireo entona roa ireo, miseho maitso maitso, ary misy fofona mahasosotra mafy. Hiteraka fahafatesana ny fifosana amin’ny fatran’io gazy io. Ny entona fluorine dia mety hihetsika amin'ny rano mba hamokarana entona fluoride hydrogène. Ny entona fluoride hydrogène dia asidra mahery izay manorisory ny hoditra, ny maso ary ny taovam-pisefoana ary mety miteraka soritr'aretina toy ny may sy ny fahasarotan'ny fofonaina. Ny fifantohana avo amin'ny fluoride dia mety miteraka fanapoizinana amin'ny vatan'olombelona, miteraka soritr'aretina toy ny aretin'andoha, mandoa, aretim-pivalanana, ary koma.
6. Argon
Argon (Ar) dia gazy inert izay matetika tsy miteraka fahavoazana mivantana amin'ny vatan'olombelona. Amin'ny toe-javatra mahazatra, misy argon 0,93% eo amin'ny rivotra iainana, ary tsy misy fiantraikany mazava eo amin'ny vatan'olombelona izany fifantohana izany. Na izany aza, amin'ny toe-javatra sasany, ny argon dia mety hanimba ny vatan'olombelona.
Ireto misy toe-javatra sasany mety hitranga: Ao amin'ny toerana voafetra, mety hitombo ny fifantohan'ny argon, ka hampihena ny fifantohana oksizenina amin'ny rivotra ary miteraka hypoxia. Mety hiteraka soritr'aretina toy ny fanina, reraka, ary sempotra izany. Fanampin'izany, ny argon dia gazy inert, saingy mety hipoaka amin'ny hafanana ambony na ny tsindry ambony.
7. Neon
Ny néon (Ne) dia entona tsy miovaova, tsy misy loko ary tsy misy fofona izay tsy mandray anjara amin'ny Ny entona neon dia tsy tafiditra amin'ny fizotry ny taovam-pisefoan'ny olombelona, noho izany dia miteraka hypoxia ny fifohana rivotra amin'ny entona néon be dia be. Raha ao anatin'ny toetry ny hypoxia mandritra ny fotoana maharitra ianao, dia mety hisy soritr'aretina toy ny aretin'andoha, maloiloy ary mandoa. Ho fanampin'izany, ny entona néon dia mety hihetsika amin'ny akora hafa amin'ny hafanana ambony na fanerena mafy ka miteraka afo na fipoahana.
8. Xenon gasy
Ny entona Xenon (Xe) dia entona marin-toerana, tsy misy loko ary tsy misy fofona izay tsy mandray anjara amin'ny fizotry ny taovam-pisefoan'ny olombelona, ka miteraka hypoxia ny fifohana rivotra amin'ny entona xenon be dia be. Raha ao anatin'ny toetry ny hypoxia mandritra ny fotoana maharitra ianao, dia mety hisy soritr'aretina toy ny aretin'andoha, maloiloy ary mandoa. Ankoatr'izay, ny entona néon dia mety hihetsika amin'ny akora hafa amin'ny hafanana ambony na fanerena mafy ka miteraka afo na fipoahana.
9. Entona krypton
Ny entona krypton (Kr) dia entona marin-toerana, tsy misy loko ary tsy misy fofona izay tsy mandray anjara amin'ny fizotry ny taovam-pisefoan'ny olombelona, noho izany dia miteraka hypoxia ny fifohana rivotra amin'ny entona krypton be dia be. Raha ao anatin'ny toetry ny hypoxia mandritra ny fotoana maharitra ianao, dia mety hisy soritr'aretina toy ny aretin'andoha, maloiloy ary mandoa. Ho fanampin'izany, ny gazy xenon dia mety hihetsika amin'ny akora hafa amin'ny hafanana ambony na fanerena mafy ka miteraka afo na fipoahana. Ny fofonaina amin'ny tontolo tsy misy oksizenina dia mety miteraka hypoxia. Raha ao anatin'ny toetry ny hypoxia mandritra ny fotoana maharitra ianao, dia mety hisy soritr'aretina toy ny aretin'andoha, maloiloy ary mandoa. Fanampin'izany, ny gazy krypton dia mety hihetsika amin'ny zavatra hafa amin'ny hafanana ambony na ny tsindry mafy ka miteraka afo na fipoahana.
Vahaolana fitiliana entona mampidi-doza ho an'ny indostrian'ny semiconductor
Ny indostrian'ny semiconductor dia ahitana ny famokarana, ny famokarana ary ny fizotran'ny gazy mora mirehitra, mipoaka, misy poizina ary manimba. Amin'ny maha-mpampiasa entona amin'ny orinasa mpamokatra semiconductor, ny mpiasa tsirairay dia tokony hahatakatra ny angon-drakitra fiarovana amin'ny entona mampidi-doza isan-karazany alohan'ny hampiasana azy, ary tokony hahafantatra ny fomba hiatrehana ny fomba maika rehefa mitete ireo entona ireo.
Amin'ny famokarana, famokarana ary fitehirizana ny indostrian'ny semiconductor, mba hisorohana ny famoizana ain'olona sy ny fananana vokatry ny fiparitahan'ireo entona mampidi-doza ireo, dia ilaina ny mametraka fitaovana fitiliana entona hamantarana ny entona kendrena.
Ny mpitsikilo entona dia lasa fitaovana fanaraha-maso ara-tontolo iainana tena ilaina amin'ny indostrian'ny semiconductor ankehitriny, ary izy koa no fitaovana fanaraha-maso mivantana indrindra.
Riken Keiki dia nifantoka hatrany tamin'ny fampandrosoana azo antoka amin'ny indostrian'ny famokarana semiconductor, miaraka amin'ny iraka hamorona tontolo iainana azo antoka ho an'ny olona, ary nanokana ny tenany amin'ny famolavolana sensor entona mety ho an'ny indostrian'ny semiconductor, manome vahaolana mitombina amin'ny olana isan-karazany atrehin'ny. mpampiasa, ary fanavaozana tsy tapaka ny fiasan'ny vokatra sy ny rafitra fanatsarana.
Fotoana fandefasana: Jul-16-2024