Har bir yarimo'tkazgich mahsulotini ishlab chiqarish yuzlab jarayonlarni talab qiladi. Biz butun ishlab chiqarish jarayonini sakkiz bosqichga ajratamiz:gofretqayta ishlash-oksidlanish-fotolitografiya-etching-ingichka plyonka cho'kishi-epitaxial o'sish-diffuziya-ion implantatsiyasi.
Yarimo'tkazgichlar va tegishli jarayonlarni tushunish va tanib olishingizga yordam berish uchun biz WeChat maqolalarini har bir sonda yuqoridagi qadamlarning har birini birma-bir tanishtiramiz.
Oldingi maqolada, himoya qilish uchun aytilgan edigofretturli xil aralashmalardan oksidli plyonka hosil bo'ldi - oksidlanish jarayoni. Bugun biz hosil bo'lgan oksid plyonkasi bilan gofretdagi yarimo'tkazgich konstruksiya sxemasini suratga olishning "fotolitografiya jarayoni" ni muhokama qilamiz.
Fotolitografiya jarayoni
1. Fotolitografiya jarayoni nima
Fotolitografiya - bu chip ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan sxemalar va funktsional maydonlarni yaratish.
Fotolitografiya mashinasi tomonidan chiqarilgan yorug'lik fotorezist bilan qoplangan yupqa plyonkani naqshli niqob orqali ochish uchun ishlatiladi. Fotorezist yorug'likni ko'rgandan so'ng o'z xususiyatlarini o'zgartiradi, shuning uchun niqobdagi naqsh nozik plyonkaga ko'chiriladi, shuning uchun nozik plyonka elektron sxemaning funktsiyasiga ega. Bu fotolitografiyaning roli, kamera bilan suratga olish kabi. Kamera tomonidan olingan fotosuratlar plyonkada chop etiladi, fotolitografiya esa fotosuratlarni o'yib emas, balki sxemalar va boshqa elektron komponentlarni o'yib chiqaradi.
Fotolitografiya - bu aniq mikro ishlov berish texnologiyasi
An'anaviy fotolitografiya - tasvir ma'lumotlarini tashuvchisi sifatida to'lqin uzunligi 2000 dan 4500 angstromgacha bo'lgan ultrabinafsha nurlardan foydalanadigan va grafiklarni o'zgartirish, uzatish va qayta ishlashga erishish uchun oraliq (tasvirni yozish) vosita sifatida fotorezistdan foydalanadigan jarayon va nihoyat tasvirni uzatadi. chipga (asosan silikon chip) yoki dielektrik qatlamga ma'lumot.
Aytish mumkinki, fotolitografiya zamonaviy yarimo'tkazgich, mikroelektronika va axborot sanoatining asosi bo'lib, fotolitografiya ushbu texnologiyalarning rivojlanish darajasini bevosita belgilaydi.
1959 yilda integral mikrosxemalar muvaffaqiyatli ixtiro qilinganidan keyin 60 yildan ortiq vaqt mobaynida uning grafikalarining chiziq kengligi taxminan to'rt darajaga qisqardi va sxemalar integratsiyasi oltidan ortiq darajaga yaxshilandi. Ushbu texnologiyalarning jadal rivojlanishi asosan fotolitografiyaning rivojlanishi bilan bog'liq.
(Integral mikrosxemalar ishlab chiqarishni rivojlantirishning turli bosqichlarida fotolitografiya texnologiyasiga qo'yiladigan talablar)
2. Fotolitografiyaning asosiy tamoyillari
Fotolitografiya materiallari odatda fotorezistlar deb nomlanuvchi fotorezistlarga tegishli bo'lib, ular fotolitografiyadagi eng muhim funktsional materiallardir. Ushbu turdagi materiallar yorug'lik (shu jumladan ko'rinadigan yorug'lik, ultrabinafsha nurlar, elektron nurlar va boshqalar) reaktsiyasining xususiyatlariga ega. Fotokimyoviy reaktsiyadan keyin uning eruvchanligi sezilarli darajada o'zgaradi.
Ularning orasida ishlab chiquvchida ijobiy fotorezistning eruvchanligi oshadi va olingan naqsh niqob bilan bir xil bo'ladi; salbiy fotorezist buning aksi, ya'ni ishlab chiquvchiga ta'sir qilgandan keyin eruvchanlik pasayadi yoki hatto erimaydigan holga keladi va olingan naqsh niqobga qarama-qarshidir. Ikki turdagi fotorezistlarni qo'llash sohalari har xil. Ijobiy fotorezistlar ko'proq qo'llaniladi, bu umumiy miqdorning 80% dan ortig'ini tashkil qiladi.
Yuqoridagi fotolitografiya jarayonining sxematik diagrammasi
(1) Yelimlash: ya'ni kremniy gofretida bir xil qalinlik, kuchli yopishish va nuqsonlarsiz fotorezist plyonka hosil qilish. Fotorezist plyonka va silikon gofret o'rtasidagi yopishqoqlikni kuchaytirish uchun ko'pincha kremniy gofretning sirtini geksametildisilazan (HMDS) va trimetilsilildietilamin (TMSDEA) kabi moddalar bilan o'zgartirish kerak. Keyinchalik, fotorezist plyonka spin qoplamasi bilan tayyorlanadi.
(2) Oldindan pishirish: Spin qoplamasidan so'ng, fotorezist plyonka hali ham ma'lum miqdorda erituvchini o'z ichiga oladi. Yuqori haroratda pishirgandan so'ng, erituvchini iloji boricha kamroq olib tashlash mumkin. Oldindan pishirishdan so'ng, fotorezistning tarkibi taxminan 5% gacha kamayadi.
(3) EHM: Ya'ni, fotorezist nurga ta'sir qiladi. Bu vaqtda fotoreaktsiya sodir bo'ladi va yoritilgan qism va yoritilmagan qism o'rtasidagi eruvchanlik farqi paydo bo'ladi.
(4) Rivojlanish va qattiqlashish: Mahsulot ishlab chiqaruvchiga botiriladi. Bu vaqtda ijobiy fotorezistning ochiq maydoni va salbiy fotorezistning ochiq bo'lmagan maydoni rivojlanishda eriydi. Bu uch o'lchamli naqshni taqdim etadi. Rivojlanishdan so'ng chip qattiq plyonkaga aylanishi uchun yuqori haroratli ishlov berish jarayoniga muhtoj, bu asosan fotorezistning substratga yopishishini yanada kuchaytirishga xizmat qiladi.
(5) Etching: Fotorezist ostidagi material o'yilgan. U suyuq ho'l va gazsimon quruq qirqishni o'z ichiga oladi. Masalan, kremniyni ho'l surtish uchun gidroflorik kislotaning kislotali suvli eritmasi ishlatiladi; misni ho'l surtish uchun nitrat kislota va sulfat kislota kabi kuchli kislota eritmasidan foydalaniladi, quruq surtishda esa ko'pincha plazma yoki yuqori energiyali ion nurlari materialning yuzasiga zarar etkazish va uni o'ytirish uchun ishlatiladi.
(6) Degumming: Nihoyat, fotorezistni linzalar yuzasidan olib tashlash kerak. Ushbu bosqich degumming deb ataladi.
Barcha yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda xavfsizlik eng muhim masaladir. Chip litografiyasi jarayonida asosiy xavfli va zararli fotolitografiya gazlari quyidagilardir:
1. Vodorod periks
Vodorod periks (H2O2) kuchli oksidlovchi hisoblanadi. To'g'ridan-to'g'ri aloqa teri va ko'zning yallig'lanishi va kuyishiga olib kelishi mumkin.
2. Ksilol
Ksilen - salbiy litografiyada ishlatiladigan hal qiluvchi va ishlab chiqaruvchi. U yonuvchan va past haroratga ega, faqat 27,3 ℃ (taxminan xona harorati). Havodagi konsentratsiya 1% -7% bo'lsa, u portlovchi hisoblanadi. Ksilol bilan qayta-qayta aloqa qilish terining yallig'lanishiga olib kelishi mumkin. Ksilen bug'i shirin, samolyot yopishqoq hidiga o'xshaydi; ksilenga ta'sir qilish ko'z, burun va tomoqning yallig'lanishiga olib kelishi mumkin. Gazni inhalatsiya qilish bosh og'rig'iga, bosh aylanishiga, ishtahani yo'qotishiga va charchoqqa olib kelishi mumkin.
3. Geksametildisilazan (HMDS)
Geksametildisilazan (HMDS) ko'pincha mahsulot yuzasida fotorezistning yopishqoqligini oshirish uchun primer qatlam sifatida ishlatiladi. Yonuvchan va yonish nuqtasi 6,7 ° S ni tashkil qiladi. Havodagi konsentratsiya 0,8% -16% bo'lsa, u portlovchi hisoblanadi. HMDS ammiakni chiqarish uchun suv, spirt va mineral kislotalar bilan kuchli reaksiyaga kirishadi.
4. Tetrametilammoniy gidroksid
Tetrametilammoniy gidroksid (TMAH) musbat litografiya uchun ishlab chiquvchi sifatida keng qo'llaniladi. Bu zaharli va korroziydir. Yutish yoki teri bilan bevosita aloqa qilishda o'limga olib kelishi mumkin. TMAH chang yoki tuman bilan aloqa qilish ko'zlar, teri, burun va tomoqning yallig'lanishiga olib kelishi mumkin. TMAH ning yuqori konsentratsiyasini inhalatsiyasi o'limga olib keladi.
5. Xlor va ftor
Xlor (Cl2) va ftor (F2) ikkalasi ham eksimer lazerlarda chuqur ultrabinafsha va ekstremal ultrabinafsha (EUV) yorug'lik manbalari sifatida ishlatiladi. Ikkala gaz ham zaharli, och yashil ko'rinadi va kuchli bezovta qiluvchi hidga ega. Ushbu gazning yuqori konsentratsiyasini inhalatsiyalash o'limga olib keladi. Ftor gazi suv bilan reaksiyaga kirishib, vodorod ftorid gazini hosil qilishi mumkin. Vodorod ftorid gazi kuchli kislota bo'lib, teri, ko'z va nafas yo'llarini bezovta qiladi va kuyish va nafas olish qiyinlishuvi kabi alomatlarga olib kelishi mumkin. Ftoridning yuqori konsentratsiyasi inson tanasining zaharlanishiga olib kelishi mumkin, bu bosh og'rig'i, qusish, diareya va koma kabi belgilarni keltirib chiqarishi mumkin.
6. Argon
Argon (Ar) odatda inson tanasiga bevosita zarar etkazmaydigan inert gazdir. Oddiy sharoitlarda odamlar nafas olayotgan havoda taxminan 0,93% argon mavjud va bu konsentratsiya inson tanasiga aniq ta'sir qilmaydi. Biroq, ba'zi hollarda, argon inson tanasiga zarar etkazishi mumkin.
Bu erda ba'zi mumkin bo'lgan holatlar mavjud: Cheklangan joyda argon kontsentratsiyasi ortishi mumkin, shu bilan havodagi kislorod kontsentratsiyasini kamaytiradi va gipoksiyaga sabab bo'ladi. Bu bosh aylanishi, charchoq va nafas qisilishi kabi alomatlarga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, argon inert gazdir, lekin u yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida portlashi mumkin.
7. Neon
Neon (Ne) barqaror, rangsiz va hidsiz gaz bo'lib, unda ishtirok etmaydi Neon gazi inson nafas olish jarayonida ishtirok etmaydi, shuning uchun neon gazining yuqori konsentratsiyasida nafas olish gipoksiyaga olib keladi. Agar siz uzoq vaqt davomida gipoksiya holatida bo'lsangiz, bosh og'rig'i, ko'ngil aynishi va qayt qilish kabi alomatlarga duch kelishingiz mumkin. Bundan tashqari, neon gaz yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirishib, yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin.
8. Ksenon gazi
Ksenon gazi (Xe) barqaror, rangsiz va hidsiz gaz bo'lib, u odamning nafas olish jarayonida ishtirok etmaydi, shuning uchun ksenon gazining yuqori konsentratsiyasida nafas olish gipoksiyaga olib keladi. Agar siz uzoq vaqt davomida gipoksiya holatida bo'lsangiz, bosh og'rig'i, ko'ngil aynishi va qayt qilish kabi alomatlarga duch kelishingiz mumkin. Bundan tashqari, neon gaz yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirishib, yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin.
9. Kripton gazi
Kripton gazi (Kr) barqaror, rangsiz va hidsiz gaz bo'lib, u odamning nafas olish jarayonida ishtirok etmaydi, shuning uchun kripton gazining yuqori konsentratsiyasida nafas olish gipoksiyaga olib keladi. Agar siz uzoq vaqt davomida gipoksiya holatida bo'lsangiz, bosh og'rig'i, ko'ngil aynishi va qayt qilish kabi alomatlarga duch kelishingiz mumkin. Bundan tashqari, ksenon gazi yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirishib, yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin. Kislorod etishmovchiligi bo'lgan muhitda nafas olish gipoksiyaga olib kelishi mumkin. Agar siz uzoq vaqt davomida gipoksiya holatida bo'lsangiz, bosh og'rig'i, ko'ngil aynishi va qayt qilish kabi alomatlarga duch kelishingiz mumkin. Bundan tashqari, kripton gazi yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirishib, yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin.
Yarimo'tkazgich sanoati uchun xavfli gazni aniqlash echimlari
Yarimo'tkazgich sanoati yonuvchan, portlovchi, zaharli va zararli gazlarni ishlab chiqarish, ishlab chiqarish va qayta ishlashni o'z ichiga oladi. Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqaruvchi korxonalarda gazlardan foydalanuvchi sifatida har bir xodim foydalanishdan oldin turli xil xavfli gazlarning xavfsizlik ma'lumotlarini tushunishi va bu gazlar sizib chiqqanda favqulodda vaziyatlarda qanday harakat qilishni bilishi kerak.
Yarimo'tkazgich sanoatini ishlab chiqarish, ishlab chiqarish va saqlashda ushbu xavfli gazlarning oqishi natijasida hayot va mulkni yo'qotishning oldini olish uchun maqsadli gazni aniqlash uchun gazni aniqlash asboblarini o'rnatish kerak.
Gaz detektorlari bugungi yarimo'tkazgich sanoatida muhim atrof-muhit monitoringi vositalariga aylandi va ayni paytda eng to'g'ridan-to'g'ri monitoring vositalaridir.
Riken Keiki har doim odamlar uchun xavfsiz ish muhitini yaratish missiyasi bilan yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish sanoatining xavfsiz rivojlanishiga e'tibor qaratgan va o'zini yarimo'tkazgich sanoati uchun mos keladigan gaz sensorlarini ishlab chiqishga bag'ishlagan va duch keladigan turli muammolar uchun oqilona echimlarni taqdim etgan. foydalanuvchilar va doimiy ravishda mahsulot funktsiyalarini yangilash va tizimlarni optimallashtirish.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 16 iyul