Хагас дамжуулагч бүтээгдэхүүн бүрийг үйлдвэрлэхэд олон зуун процесс шаардагдана. Бид үйлдвэрлэлийн бүх үйл явцыг найман үе шатанд хуваадаг.ваферболовсруулах-исэлдэх-фотолитографи-шинээслэх-нимгэн хальсан хуримтлал-эпитаксиаль өсөлт-тархалт-ион суулгац.
Хагас дамжуулагч болон холбогдох процессуудыг ойлгож, танихад тань туслахын тулд бид дугаар бүрт WeChat нийтлэлүүдийг хүргэж, дээрх алхам бүрийг нэг нэгээр нь танилцуулах болно.
хамгаалах зорилгоор өмнөх нийтлэлд дурдсан байсанваферянз бүрийн хольцоос исэлдүүлэх процессыг оксидын хальс хийсэн. Өнөөдөр бид хагас дамжуулагчийн дизайны хэлхээг үүссэн оксидын хальстай хальсан дээр буулгах "фотолитографийн үйл явц" -ын талаар ярилцах болно.
Фотолитографийн үйл явц
1. Фотолитографийн процесс гэж юу вэ
Фотолитографи нь чип үйлдвэрлэхэд шаардлагатай хэлхээ, функциональ хэсгүүдийг хийх явдал юм.
Фотолитографийн машинаас ялгарах гэрлийг хээтэй маскаар дамжуулан фоторезистээр бүрсэн нимгэн хальсыг ил гаргахад ашигладаг. Фоторезист нь гэрлийг харсны дараа шинж чанараа өөрчлөх бөгөөд ингэснээр маск дээрх хэв маягийг нимгэн хальсанд хуулж, нимгэн хальс нь электрон хэлхээний диаграммын функцтэй болно. Энэ бол камераар зураг авахтай адил фотолитографийн үүрэг юм. Камерын авсан гэрэл зургуудыг хальсан дээр хэвлэдэг бол фотолитограф нь гэрэл зургийг сийлдэггүй, харин хэлхээний диаграмм болон бусад электрон эд ангиудыг сийлдэг.
Фотолитографи нь нарийн бичил боловсруулалтын технологи юм
Уламжлалт фотолитографи нь 2000-аас 4500 ангстромын долгионы урттай хэт ягаан туяаг зургийн мэдээлэл зөөгчөөр, фоторезистийг завсрын (зургийн бичлэг) ашиглан графикийг хувиргах, дамжуулах, боловсруулах, эцэст нь дүрсийг дамжуулах процесс юм. чип (гол төлөв цахиурын чип) эсвэл диэлектрик давхаргад мэдээлэл.
Фотолитографи нь орчин үеийн хагас дамжуулагч, микроэлектроник, мэдээллийн үйлдвэрлэлийн үндэс суурь бөгөөд фотолитографи нь эдгээр технологийн хөгжлийн түвшинг шууд тодорхойлдог гэж хэлж болно.
1959 онд нэгдсэн хэлхээг амжилттай зохион бүтээснээс хойшхи 60 гаруй жилийн хугацаанд түүний графикийн шугамын өргөнийг дөрөв орчим балаар багасгаж, хэлхээний интеграцчлалыг зургаагаас дээш шатлалаар сайжруулсан байна. Эдгээр технологийн хурдацтай дэвшил нь фотолитографийн хөгжилтэй холбоотой юм.
(Нэгдсэн хэлхээний үйлдвэрлэлийн хөгжлийн янз бүрийн үе шатанд фотолитографийн технологид тавигдах шаардлага)
2. Фотолитографийн үндсэн зарчим
Фотолитографийн материал нь ерөнхийдөө фоторезист гэж нэрлэгддэг фоторезистуудыг хэлдэг бөгөөд эдгээр нь фотолитографийн хамгийн чухал функциональ материал юм. Энэ төрлийн материал нь гэрлийн (үзэгдэх гэрэл, хэт ягаан туяа, электрон цацраг гэх мэт) урвалын шинж чанартай байдаг. Фотохимийн урвалын дараа түүний уусах чанар мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөг.
Тэдгээрийн дотроос хөгжүүлэгч дэх эерэг фоторезистийн уусах чадвар нэмэгдэж, олж авсан загвар нь масктай ижил байна; сөрөг фоторезист нь эсрэгээрээ, өөрөөр хэлбэл, уусах чадвар нь хөгжүүлэгчтэй харьцсаны дараа буурч эсвэл бүр уусдаггүй болж, олж авсан загвар нь маскын эсрэг байна. Хоёр төрлийн фоторезистийн хэрэглээний талбарууд өөр өөр байдаг. Эерэг фоторезистийг илүү өргөн ашигладаг бөгөөд нийт дүнгийн 80 гаруй хувийг эзэлдэг.
Дээрх нь фотолитографийн үйл явцын бүдүүвч диаграмм юм
(1) Наалт: өөрөөр хэлбэл цахиур хавтан дээр жигд зузаантай, бат бөх наалддаг, ямар ч согоггүй фоторезист хальс үүсгэх. Фоторезист хальс ба цахиурын хавтан хоорондын наалдацыг сайжруулахын тулд эхлээд гексаметилдисилазан (HMDS) болон триметилсилилдиэтиламин (TMSDEA) зэрэг бодисоор цахиурын хавтангийн гадаргууг өөрчлөх шаардлагатай байдаг. Дараа нь фоторезист хальсыг ээрэх бүрээсээр бэлтгэдэг.
(2) Урьдчилан жигнэх: Ээрэх бүрээсний дараа фоторезист хальс нь тодорхой хэмжээний уусгагч агуулсан хэвээр байна. Илүү өндөр температурт жигнэсний дараа уусгагчийг аль болох бага хэмжээгээр зайлуулж болно. Урьдчилан жигнэсний дараа фоторезистийн агууламж ойролцоогоор 5% хүртэл буурдаг.
(3) Өртөлт: Өөрөөр хэлбэл фоторезист нь гэрэлд өртдөг. Энэ үед фотореакци үүсч, гэрэлтдэг хэсэг болон гэрэлтдэггүй хэсгийн уусах чадварын зөрүү үүсдэг.
(4) Хөгжүүлэлт ба хатууруулах: Бүтээгдэхүүн нь хөгжүүлэгч рүү умбасан. Энэ үед эерэг фоторезистийн ил гарсан хэсэг ба сөрөг фоторезистийн ил бус хэсэг нь хөгжилд уусна. Энэ нь гурван хэмжээст загварыг харуулж байна. Боловсруулсны дараа чипийг хатуу хальс болгохын тулд өндөр температурт боловсруулалт хийх шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь үндсэндээ фоторезистийн субстрат дээр наалдацыг сайжруулахад тусалдаг.
(5) Сийлбэр: Фоторезистийн доорх материалыг сийлсэн байна. Үүнд шингэн нойтон сийлбэр, хийн хуурай сийлбэр орно. Жишээлбэл, цахиурыг нойтон сийлбэрлэхийн тулд гидрофторын хүчлийн хүчиллэг усан уусмалыг ашигладаг; Зэсийг нойтон сийлбэр хийхэд азотын хүчил, хүхрийн хүчил зэрэг хүчтэй хүчлийн уусмалыг ашигладаг бол хуурай сийлбэр нь ихэвчлэн плазм эсвэл өндөр энергитэй ионы цацрагийг ашиглан материалын гадаргууг гэмтээж, сийлбэрлэдэг.
(6) Degumming: Эцэст нь линзний гадаргуугаас фоторезистийг арилгах шаардлагатай. Энэ алхамыг degumming гэж нэрлэдэг.
Бүх хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн хамгийн чухал асуудал бол аюулгүй байдал юм. Чип литографийн үйл явц дахь гол аюултай, хортой фотолитографийн хий нь дараах байдалтай байна.
1. Устөрөгчийн хэт исэл
Устөрөгчийн хэт исэл (H2O2) нь хүчтэй исэлдүүлэгч юм. Шууд хүрэлцэх нь арьс, нүдний үрэвсэл, түлэгдэлт үүсгэдэг.
2. Ксилол
Ксилен бол сөрөг литографид хэрэглэгддэг уусгагч ба хөгжүүлэгч юм. Энэ нь шатамхай бөгөөд зөвхөн 27.3℃ (ойролцоогоор өрөөний температур) бага температуртай. Агаар дахь концентраци 1%-7% байвал тэсрэх аюултай. Ксилентэй олон удаа харьцах нь арьсны үрэвсэл үүсгэдэг. Ксилений уур нь онгоцны наалдамхай үнэртэй төстэй амттай; ксилолд өртөх нь нүд, хамар, хоолойн үрэвсэл үүсгэдэг. Хийгээр амьсгалах нь толгой өвдөх, толгой эргэх, хоолны дуршил буурах, ядрах зэрэгт хүргэдэг.
3. Гексаметилдисилазан (HMDS)
Бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр фоторезистийн наалдацыг нэмэгдүүлэхийн тулд гексаметилдисилазан (HMDS) нь ихэвчлэн праймер давхарга болгон ашиглагддаг. Энэ нь шатамхай бөгөөд 6.7 ° C-ийн гал асаах цэгтэй. Агаар дахь концентраци 0.8%-16% байвал тэсрэх аюултай. HMDS нь ус, спирт, эрдэс хүчилтэй хүчтэй урвалд орж аммиак ялгаруулдаг.
4. Тетраметиламмонийн гидроксид
Тетраметиламмонийн гидроксид (TMAH) нь эерэг литографийн хөгжүүлэгч болгон өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь хортой, идэмхий юм. Энэ нь залгих эсвэл арьсанд шууд хүрэх үед үхэлд хүргэдэг. TMAH тоос, манантай харьцах нь нүд, арьс, хамар, хоолойн үрэвслийг үүсгэдэг. TMAH-ийн өндөр концентрацитай амьсгалах нь үхэлд хүргэдэг.
5. Хлор ба фтор
Хлор (Cl2) ба фтор (F2) хоёулаа эксимер лазерд гүн хэт ягаан болон хэт ягаан туяаны (EUV) гэрлийн эх үүсвэр болгон ашигладаг. Хоёр хий нь хортой, цайвар ногоон өнгөтэй, цочроох хүчтэй үнэртэй байдаг. Энэ хийн өндөр концентрацитай амьсгалах нь үхэлд хүргэдэг. Фторын хий нь устай урвалд орж, фторын устөрөгчийн хий үүсгэдэг. Устөрөгчийн хайлуур жоншны хий нь арьс, нүд, амьсгалын замыг цочроох хүчтэй хүчил бөгөөд түлэгдэх, амьсгалахад хүндрэлтэй байх зэрэг шинж тэмдэг үүсгэдэг. Фторын өндөр концентраци нь хүний биед хордлого үүсгэж, толгой өвдөх, бөөлжих, суулгах, ухаан алдах зэрэг шинж тэмдгүүдийг үүсгэдэг.
6. Аргон
Аргон (Ar) нь хүний биед шууд хор хөнөөл учруулдаггүй идэвхгүй хий юм. Хэвийн нөхцөлд хүмүүсийн амьсгалж буй агаар нь ойролцоогоор 0.93% аргон агуулдаг бөгөөд энэ концентраци нь хүний биед илт нөлөө үзүүлэхгүй. Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд аргон нь хүний биед хор хөнөөл учруулж болзошгүй юм.
Зарим боломжит нөхцөл байдал энд байна: Хязгаарлагдмал орон зайд аргоны концентраци нэмэгдэж, улмаар агаар дахь хүчилтөрөгчийн концентрацийг бууруулж, гипокси үүсгэдэг. Энэ нь толгой эргэх, ядрах, амьсгал давчдах зэрэг шинж тэмдэг илэрч болно. Үүнээс гадна аргон нь идэвхгүй хий боловч өндөр температур эсвэл өндөр даралтын дор дэлбэрч болно.
7. Неон
Неон (Ne) нь тогтвортой, өнгөгүй, үнэргүй хий бөгөөд неон хий нь хүний амьсгалын үйл явцад оролцдоггүй тул неон хийн өндөр концентрацитай амьсгалах нь гипокси үүсгэдэг. Хэрэв та гипокси удаан хугацаагаар байвал толгой өвдөх, дотор муухайрах, бөөлжих зэрэг шинж тэмдэг илэрч болно. Нэмж дурдахад неон хий нь өндөр температур эсвэл өндөр даралтын дор бусад бодисуудтай урвалд орж гал, дэлбэрэлт үүсгэдэг.
8. Ксенон хий
Ксенон хий (Xe) нь хүний амьсгалын үйл явцад оролцдоггүй тогтвортой, өнгөгүй, үнэргүй хий тул ксеноны хийн өндөр концентрацитай амьсгалах нь гипокси үүсгэдэг. Хэрэв та удаан хугацааны туршид хүчилтөрөгчийн дутагдалд орсон бол толгой өвдөх, дотор муухайрах, бөөлжих зэрэг шинж тэмдэг илэрч болно. Нэмж дурдахад неон хий нь өндөр температур эсвэл өндөр даралтын дор бусад бодисуудтай урвалд орж гал, дэлбэрэлт үүсгэдэг.
9. Криптон хий
Криптон хий (Kr) нь хүний амьсгалын үйл явцад оролцдоггүй тогтвортой, өнгөгүй, үнэргүй хий тул криптоны хийн өндөр концентрацитай амьсгалснаар гипокси үүсдэг. Хэрэв та гипокси удаан хугацаагаар байвал толгой өвдөх, дотор муухайрах, бөөлжих зэрэг шинж тэмдэг илэрч болно. Түүнчлэн, ксенон хий нь өндөр температур эсвэл өндөр даралтын дор бусад бодисуудтай урвалд орж гал, дэлбэрэлт үүсгэдэг. Хүчилтөрөгчийн дутагдалтай орчинд амьсгалах нь гипокси үүсгэдэг. Хэрэв та гипокси удаан хугацаагаар байвал толгой өвдөх, дотор муухайрах, бөөлжих зэрэг шинж тэмдэг илэрч болно. Үүнээс гадна криптон хий нь өндөр температур эсвэл өндөр даралтын дор бусад бодисуудтай урвалд орж гал, дэлбэрэлт үүсгэдэг.
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн аюултай хий илрүүлэх шийдэл
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл нь шатамхай, тэсэрч дэлбэрэх, хортой, хортой хий үйлдвэрлэх, үйлдвэрлэх, боловсруулах үйл явцыг хамардаг. Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрийн хийн хэрэглэгчийн хувьд ажилтан бүр ашиглахаасаа өмнө янз бүрийн аюултай хийн аюулгүй байдлын мэдээллийг мэдэж байх ёстой бөгөөд эдгээр хий алдагдсан тохиолдолд яаралтай тусламжийн арга хэмжээг хэрхэн шийдвэрлэх талаар мэддэг байх ёстой.
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэл, хадгалалтад эдгээр аюултай хийн алдагдлаас үүдэн хүний амь нас, эд хөрөнгийн хохирлоос сэргийлэхийн тулд зорилтот хийг илрүүлэх хийн илрүүлэгч багажийг суурилуулах шаардлагатай.
Хийн мэдрэгч нь орчин үеийн хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн хамгийн чухал байгаль орчны хяналтын хэрэгсэл болсон бөгөөд мөн хамгийн шууд хяналтын хэрэгсэл юм.
Рикен Кейки нь хүмүүсийн аюулгүй ажиллах орчныг бүрдүүлэх зорилготойгоор хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн салбарыг аюулгүй хөгжүүлэхэд үргэлж анхаарч ирсэн бөгөөд хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд тохирсон хийн мэдрэгчийг бий болгож, тэдэнд тулгарч буй янз бүрийн асуудлыг оновчтой шийдлээр хангасаар ирсэн. хэрэглэгчид, мөн бүтээгдэхүүний функцийг тасралтгүй сайжруулж, системийг оновчтой болгох.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 7-р сарын 16