Pabrikan unggal produk semikonduktor merlukeun ratusan prosés. Urang ngabagi sakabéh prosés manufaktur kana dalapan hambalan:waferprocessing-oksidasi-photolithography-etching-ipis pilem déposisi-epitaxial tumuwuh-difusi-implantation ion.
Pikeun ngabantosan anjeun ngartos sareng mikawanoh semikonduktor sareng prosés anu aya hubunganana, kami bakal nyorong artikel WeChat dina unggal masalah pikeun ngawanohkeun unggal léngkah di luhur hiji-hiji.
Dina artikel saméméhna, ieu disebutkeun yen guna ngajagawafertina sagala rupa pangotor, film oksida dijieun - prosés oksidasi. Dinten ieu kami bakal ngabahas "prosés photolithography" photographing sirkuit design semikonduktor dina wafer jeung film oksida kabentuk.
Prosés photolithography
1. Naon prosés photolithography
Photolithography nyaéta nyieun sirkuit jeung wewengkon fungsi diperlukeun pikeun produksi chip.
Cahya anu dipancarkeun ku mesin fotolitografi dianggo pikeun ngalaan pilem ipis anu dilapis ku photoresist ngaliwatan topéng kalayan pola. Photoresist bakal ngarobah sipat na sanggeus ningali lampu, ku kituna pola dina topéng ieu disalin kana film ipis, sahingga film ipis boga fungsi hiji diagram sirkuit éléktronik. Ieu mangrupikeun peran photolithography, sami sareng nyandak gambar nganggo kaméra. Poto anu dicandak ku kaméra dicitak dina pilem, sedengkeun fotolitografi henteu ngukir poto, tapi diagram sirkuit sareng komponén éléktronik anu sanés.
Photolithography nyaéta téknologi micro-machining anu tepat
Fotolitografi konvensional nyaéta prosés anu ngagunakeun sinar ultraviolét kalayan panjang gelombang 2000 dugi ka 4500 angstrom salaku pamawa inpormasi gambar, sareng nganggo photoresist salaku medium perantara (rekaman gambar) pikeun ngahontal transformasi, mindahkeun sareng ngolah grafik, sareng tungtungna ngirimkeun gambar. informasi ka chip (utamana chip silikon) atawa lapisan diéléktrik.
Bisa disebutkeun yen photolithography mangrupa pondasi tina semikonduktor modern, microelectronics, sarta industri informasi, sarta photolithography langsung nangtukeun tingkat ngembangkeun téknologi ieu.
Dina leuwih ti 60 taun saprak suksés penemuan sirkuit terpadu di 1959, lebar garis grafik na geus ngurangan ku ngeunaan opat ordo magnitudo, sarta integrasi sirkuit geus ningkat ku leuwih ti genep ordo magnitudo. Kamajuan gancang tina téknologi ieu utamana dikaitkeun kana pamekaran photolithography.
(Syarat pikeun téknologi photolithography dina sagala rupa tahapan pangwangunan manufaktur sirkuit terpadu)
2. Prinsip dasar photolithography
Bahan photolithography umumna nujul ka photoresists, ogé katelah photoresists, nu mangrupakeun bahan fungsional paling kritis dina photolithography. Jenis bahan ieu ngagaduhan ciri-ciri cahaya (kalebet cahaya katingali, sinar ultraviolét, sinar éléktron, jsb.) réaksi. Saatos réaksi fotokimia, kaleyuranna robih sacara signifikan.
Di antarana, kaleyuran photoresist positif dina pamekar naek, sarta pola diala sarua topeng; photoresist négatip nyaéta sabalikna, nyaeta, kaleyuran nurun atawa malah jadi leyur sanggeus kakeunaan pamekar, sarta pola diala sabalikna topeng. Widang aplikasi tina dua jinis photoresists béda. Photoresists positif leuwih ilahar dipake, akuntansi pikeun leuwih ti 80% tina total.
Di luhur mangrupa diagram skéma tina prosés photolithography
(1) Lengket:
Nyaéta, ngabentuk pilem photoresist kalayan ketebalan seragam, adhesion kuat tur euweuh defects dina wafer silikon. Dina raraga ningkatkeun adhesion antara pilem photoresist jeung wafer silikon, éta mindeng perlu mimiti ngaropéa beungeut wafer silikon jeung zat kayaning hexamethyldisilazane (HMDS) jeung trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Lajeng, film photoresist disiapkeun ku spin coating.
(2) Pra-baking:
Saatos palapis spin, film photoresist masih ngandung jumlah nu tangtu pangleyur. Saatos dipanggang dina suhu anu langkung luhur, pangleyurna tiasa dipiceun sakedik-gancang. Saatos pre-baking, eusi photoresist diréduksi jadi ngeunaan 5%.
(3) Paparan:
Hartina, photoresist kakeunaan cahaya. Dina waktu ieu, photoréaction lumangsung, sarta bédana kalarutan antara bagian cahayana jeung bagian non-bercahya lumangsung.
(4) Ngembangkeun & hardening:
produk ieu immersed dina pamekar. Dina waktos ayeuna, daérah anu kakeunaan tina photoresist positip sareng daérah anu henteu kakeunaan tina photoresist négatip bakal leyur dina pangwangunan. Ieu nampilkeun pola tilu diménsi. Saatos ngembangkeun, chip perlu prosés perlakuan-suhu luhur pikeun jadi pilem teuas, nu utamana boga fungsi jang meberkeun ningkatkeun adhesion of photoresist ka substrat.
(5) Ukur:
Bahan handapeun photoresist ieu etched. Ieu ngawengku etching baseuh cair jeung etching garing gas. Contona, pikeun etching baseuh silikon, leyuran cai asam asam hidrofluorat dipaké; pikeun etching baseuh tambaga, leyuran asam kuat kayaning asam nitrat jeung asam sulfat dipaké, bari etching garing mindeng ngagunakeun plasma atawa balok ion-énergi tinggi ngaruksak beungeut bahan jeung etch eta.
(6) Degumming:
Tungtungna, photoresist kudu dipiceun tina beungeut lénsa. Léngkah ieu disebut degumming.
Kasalametan mangrupikeun masalah anu paling penting dina sadaya produksi semikonduktor. Gas fotolitografi anu bahaya sareng ngabahayakeun utama dina prosés litografi chip nyaéta kieu:
1. Hidrogén péroxida
Hidrogén péroxida (H2O2) mangrupakeun oksidan kuat. Kontak langsung bisa ngabalukarkeun radang kulit jeung panon jeung kaduruk.
2. Xyléna
Xylene mangrupakeun pangleyur jeung pamekar dipaké dina lithography négatip. Éta gampang kaduruk sareng suhuna rendah ngan ukur 27,3 ℃ (kira-kira suhu kamar). Éta ngabeledug nalika konsentrasi dina hawa 1% -7%. Kontak terus-terusan jeung xylene bisa ngabalukarkeun radang kulit. Uap xylene amis, sarupa jeung bau paku kapal terbang; paparan xylene bisa ngabalukarkeun radang panon, irung jeung tikoro. Inhalation gas bisa ngabalukarkeun headaches, pusing, leungitna napsu jeung kacapean.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
Hexamethyldisilazane (HMDS) paling ilahar dipaké salaku lapisan primer pikeun ngaronjatkeun adhesion of photoresist dina beungeut produk. Éta gampang kaduruk sareng gaduh titik nyala 6,7 ° C. Éta ngabeledug nalika konsentrasi dina hawa 0,8% -16%. HMDS ngaréaksikeun kuat sareng cai, alkohol sareng asam mineral pikeun ngaleupaskeun amonia.
4. Tetramethylammonium hidroksida
Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) loba dipaké salaku pamekar pikeun litografi positif. Éta toksik sareng corrosive. Bisa fatal lamun ditelan atawa dina kontak langsung jeung kulit. Kontak jeung lebu TMAH atawa halimun bisa ngabalukarkeun radang panon, kulit, irung jeung tikoro. Inhalasi TMAH konsentrasi luhur bakal ngakibatkeun pati.
5. Klorin jeung fluorine
Klorin (Cl2) sareng fluorin (F2) duanana dianggo dina laser excimer salaku sumber cahaya ultraviolét jero sareng ultraviolét ekstrim (EUV). Kadua gas éta beracun, katingalina héjo ngora, sareng gaduh bau anu ngaganggu. Inhalation konsentrasi luhur gas ieu bakal ngakibatkeun pati. Gas fluorine bisa meta jeung cai pikeun ngahasilkeun gas hidrogén fluorida. Gas hidrogén fluorida nyaéta asam kuat anu ngairitasi kulit, panon sareng saluran pernapasan sareng tiasa nyababkeun gejala sapertos kaduruk sareng sesah engapan. Konsentrasi fluorida anu luhur tiasa nyababkeun karacunan kana awak manusa, nyababkeun gejala sapertos nyeri sirah, utah, diare, sareng koma.
6. Argon
Argon (Ar) nyaéta gas inert anu biasana henteu ngabalukarkeun ngarugikeun langsung ka awak manusa. Dina kaayaan normal, hawa jalma ngambekan ngandung ngeunaan 0,93% argon, sarta konsentrasi ieu teu boga pangaruh atra dina awak manusa. Sanajan kitu, dina sababaraha kasus, argon bisa ngabalukarkeun ngarugikeun ka awak manusa.
Ieu sababaraha kaayaan anu mungkin: Dina rohangan anu terbatas, konsentrasi argon tiasa ningkat, ku kituna ngirangan konsentrasi oksigén dina hawa sareng nyababkeun hypoxia. Ieu tiasa nyababkeun gejala sapertos pusing, kacapean, sareng sesak napas. Salaku tambahan, argon mangrupikeun gas inert, tapi tiasa ngabeledug dina suhu anu luhur atanapi tekanan anu luhur.
7. Neon
Neon (Ne) nyaéta gas stabil, teu warnaan sareng teu aya bauan anu henteu ilubiung dina Gas neon henteu aub dina prosés pernapasan manusa, ku kituna engapan dina konsentrasi gas neon anu luhur bakal nyababkeun hypoxia. Upami anjeun dina kaayaan hypoxia kanggo waktos anu lami, anjeun tiasa ngalaman gejala sapertos nyeri sirah, seueul, sareng utah. Sajaba ti éta, gas neon bisa ngaréaksikeun jeung zat séjén dina suhu luhur atawa tekanan luhur ngabalukarkeun seuneu atawa ngabeledug.
8. Gas Xenon
Gas Xenon (Xe) nyaéta gas anu stabil, teu warnaan sareng teu aya bauan anu henteu ilubiung dina prosés pernapasan manusa, ku kituna napas dina konsentrasi gas xenon anu luhur bakal nyababkeun hipoksia. Upami anjeun dina kaayaan hypoxia kanggo waktos anu lami, anjeun tiasa ngalaman gejala sapertos nyeri sirah, seueul, sareng utah. Sajaba ti éta, gas neon bisa ngaréaksikeun jeung zat séjén dina suhu luhur atawa tekanan luhur ngabalukarkeun seuneu atawa ngabeledug.
9. Gas kripton
Gas kripton (Kr) nyaéta gas anu stabil, teu warnaan sareng teu aya bauan anu henteu ilubiung dina prosés pernapasan manusa, ku kituna napas dina konsentrasi gas kripton anu luhur bakal nyababkeun hipoksia. Upami anjeun dina kaayaan hypoxia kanggo waktos anu lami, anjeun tiasa ngalaman gejala sapertos nyeri sirah, seueul, sareng utah. Sajaba ti éta, gas xenon bisa meta jeung zat séjén dina suhu luhur atawa tekanan luhur ngabalukarkeun seuneu atawa ledakan. Ngambekan di lingkungan anu kakurangan oksigén tiasa nyababkeun hypoxia. Upami anjeun dina kaayaan hypoxia kanggo waktos anu lami, anjeun tiasa ngalaman gejala sapertos nyeri sirah, seueul, sareng utah. Sajaba ti éta, gas kripton bisa meta jeung zat séjén dina suhu luhur atawa tekanan luhur ngabalukarkeun seuneu atawa ledakan.
Solusi deteksi gas picilakaeun pikeun industri semikonduktor
Industri semikonduktor ngalibatkeun produksi, manufaktur, sareng prosés gas anu gampang kaduruk, ngabeledug, beracun, sareng ngabahayakeun. Salaku pangguna gas dina pabrik semikonduktor, unggal anggota staf kedah ngartos data kasalametan sababaraha gas ngabahayakeun sateuacan dianggo, sareng kedah terang kumaha cara nungkulan prosedur darurat nalika gas ieu bocor.
Dina produksi, manufaktur, jeung neundeun industri semikonduktor, guna nyingkahan leungitna kahirupan jeung harta disababkeun ku leakage gas picilakaeun ieu, perlu pikeun masang instrumen deteksi gas pikeun ngadeteksi gas target.
Detéktor gas parantos janten alat ngawaskeun lingkungan penting dina industri semikonduktor ayeuna, sareng ogé alat ngawaskeun anu paling langsung.
Riken Keiki geus salawasna nengetan ngembangkeun aman tina industri manufaktur semikonduktor, kalawan misi nyieun lingkungan gawé aman pikeun jalma, sarta geus devoted sorangan pikeun ngembangkeun sensor gas cocog pikeun industri semikonduktor, nyadiakeun solusi lumrah pikeun sagala rupa masalah encountered ku. pamaké, sarta terus ngaronjatkeun fungsi produk na optimizing sistem.
waktos pos: Jul-16-2024