የሴሚኮንዳክተር ሂደት ሙሉ የፎቶሊቶግራፊ ሂደት

የእያንዳንዱ ሴሚኮንዳክተር ምርት ማምረት በመቶዎች የሚቆጠሩ ሂደቶችን ይፈልጋል። አጠቃላይ የማኑፋክቸሪንግ ሂደቱን በስምንት ደረጃዎች እንከፍላለን፡ዋፈርፕሮሰሲንግ-ኦክሳይድ-ፎቶሊቶግራፊ-ኢቺንግ-ቀጭን የፊልም ዲፖዚሽን-ኤፒታክሲያል እድገት-ስርጭት-አዮን ኢምፕላንሽን።
ሴሚኮንዳክተሮችን እና ተዛማጅ ሂደቶችን ለመረዳት እና ለመለየት እንዲረዳዎ፣ በእያንዳንዱ እትም ውስጥ ያሉትን የWeChat መጣጥፎች ከላይ የተጠቀሱትን እያንዳንዱን ደረጃዎች አንድ በአንድ እንዲያስተዋውቁ እንገፋፋለን።
በቀደመው ጽሑፍ ላይ፣ ለመጠበቅ ሲባል ተጠቅሷልዋፈርከተለያዩ ቆሻሻዎች የኦክሳይድ ፊልም ተሰራ - የኦክሳይድ ሂደት። ዛሬ በዋፈር ላይ ያለውን የሴሚኮንዳክተር ዲዛይን ዑደት ከኦክሳይድ ፊልም ጋር ፎቶግራፍ ስለማስነሳት "የፎቶሊቶግራፊ ሂደት" እንወያያለን።

 

የፎቶሊቶግራፊ ሂደት

 

1. የፎቶሊቶግራፊ ሂደት ምንድን ነው?

ፎቶሊቶግራፊ ለቺፕ ማምረት የሚያስፈልጉትን ወረዳዎች እና ተግባራዊ ቦታዎችን ለመስራት ነው።
የፎቶሊቶግራፊ ማሽኑ የሚወጣው ብርሃን በፎቶሪስቴስት የተሸፈነውን ቀጭን ፊልም በንድፍ ጭምብል በኩል ለማጋለጥ ይጠቅማል። የፎቶሪስቴሩ ብርሃኑን ካየ በኋላ ባህሪያቱን ይለውጣል፣ ስለዚህም ጭምብሉ ላይ ያለው ንድፍ ወደ ቀጭን ፊልም ይገለበጣል፣ ስለዚህም ቀጭኑ ፊልም የኤሌክትሮኒክስ የወረዳ ንድፍ ተግባር ይኖረዋል። ይህ የፎቶሊቶግራፊ ሚና ነው፣ ልክ እንደ ካሜራ ፎቶግራፍ ከማንሳት ጋር ተመሳሳይ ነው። በካሜራ የተነሱት ፎቶዎች በፊልሙ ላይ ታትመዋል፣ ፎቶሊቶግራፊ ደግሞ ፎቶዎችን አይቀርጽም፣ የወረዳ ዲያግራሞችን እና ሌሎች የኤሌክትሮኒክስ ክፍሎችን ይቀርጻል።

ፎቶሊቶግራፊ ትክክለኛ ማይክሮ-ማሽን ቴክኖሎጂ ነው

ባህላዊ የፎቶሊቶግራፊ ከ2000 እስከ 4500 አንግስትሮም የሞገድ ርዝመት ያለው አልትራቫዮሌት ብርሃንን እንደ ምስል መረጃ አጓጓዥ የሚጠቀም እና የፎቶ ሬዚስተርን እንደ መካከለኛ (የምስል ቀረጻ) መካከለኛ በመጠቀም የግራፊክስን ለውጥ፣ ማስተላለፍ እና ሂደት ለማሳካት የሚጠቀም እና በመጨረሻም የምስል መረጃውን ወደ ቺፕ (በዋነኝነት ሲሊከን ቺፕ) ወይም ዳይኤሌክትሪክ ንብርብር የሚያስተላልፍ ሂደት ነው።
ፎቶሊቶግራፊ የዘመናዊ ሴሚኮንዳክተር፣ የማይክሮኤሌክትሮኒክስ እና የኢንፎርሜሽን ኢንዱስትሪዎች መሠረት ነው ሊባል ይችላል፣ እና ፎቶሊቶግራፊ የእነዚህን ቴክኖሎጂዎች የእድገት ደረጃ በቀጥታ ይወስናል።
በ1959 የተዋሃዱ ሰርኪዩቶችን ከተፈለሰፈ ከ60 ዓመታት በላይ ውስጥ፣ የግራፊክሶቹ የመስመር ስፋት በአራት የመጠን ቅደም ተከተሎች ቀንሷል፣ እና የወረዳ ውህደት ከስድስት የመጠን ቅደም ተከተሎች በላይ ተሻሽሏል። የእነዚህ ቴክኖሎጂዎች ፈጣን እድገት በዋናነት የፎቶሊቶግራፊ እድገት ምክንያት ነው።

(በተቀናጀ የወረዳ ማምረቻ ልማት በተለያዩ ደረጃዎች ላይ ለፎቶሊቶግራፊ ቴክኖሎጂ የሚያስፈልጉ መስፈርቶች)

 

2. የፎቶሊቶግራፊ መሰረታዊ መርሆዎች

የፎቶሊቶግራፊ ቁሳቁሶች በአጠቃላይ ፎቶሬስተሮችን ያመለክታሉ፣ ፎቶሬስቶች በመባልም ይታወቃሉ፣ እነዚህም በፎቶሊቶግራፊ ውስጥ በጣም ወሳኝ የሆኑ ተግባራዊ ቁሳቁሶች ናቸው። ይህ ዓይነቱ ቁሳቁስ የብርሃን (የሚታይ ብርሃን፣ የአልትራቫዮሌት ብርሃን፣ የኤሌክትሮን ጨረር፣ ወዘተ) ምላሽ ባህሪያት አሉት። ከፎቶኬሚካላዊ ምላሽ በኋላ የመሟሟት ችሎታው በከፍተኛ ሁኔታ ይለወጣል።
ከእነዚህም መካከል፣ በገንቢው ውስጥ ያለው የአዎንታዊ ፎቶሬዚስት የመሟሟት አቅም ይጨምራል፣ እና የተገኘው ንድፍ ከጭምብሉ ጋር ተመሳሳይ ነው፤ አሉታዊ ፎቶሬዚስት ተቃራኒው ነው፣ ማለትም፣ ለገንቢው ከተጋለጠ በኋላ የመሟሟት ችሎታው ይቀንሳል ወይም እንዲያውም የማይሟሟ ይሆናል፣ እና የተገኘው ንድፍ ከጭምብሉ ጋር ተቃራኒ ነው። የሁለቱ የፎቶሬዚስቶች ዓይነቶች የማመልከቻ መስኮች የተለያዩ ናቸው። ፖዘቲቭ ፎቶሬዚስቶች በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉ ሲሆን ከጠቅላላው 80% በላይ ይይዛሉ።

ከላይ ያለው የፎቶሊቶግራፊ ሂደት ንድፍ ንድፍ ነው

 

(1) ማጣበቂያ፡

ማለትም፣ በሲሊኮን ዋፈር ላይ ወጥ የሆነ ውፍረት፣ ጠንካራ ማጣበቂያ እና ምንም እንከን የሌለበት የፎቶ ተከላካይ ፊልም መፍጠር ማለት ነው። በፎቶ ተከላካይ ፊልም እና በሲሊኮን ዋፈር መካከል ያለውን ማጣበቂያ ለማሻሻል፣ የሲሊኮን ዋፈርን ገጽታ እንደ ሄክሳሜቲልዲሲላዛን (HMDS) እና ትሪሜቲልሲሊልዲኢቲላሚን (TMSDEA) ባሉ ንጥረ ነገሮች ማስተካከል ብዙውን ጊዜ አስፈላጊ ነው። ከዚያም የፎቶ ተከላካይ ፊልም የሚዘጋጀው በስፒን ሽፋን ነው።

(2) ከመጋገር በፊት፡

ከተሽከረከረ ሽፋን በኋላ የፎቶሪስቴስት ፊልም የተወሰነ መጠን ያለው የሟሟት መጠን ይይዛል። በከፍተኛ ሙቀት ከተጋገረ በኋላ፣ የሟሟው መጠን በተቻለ መጠን በትንሹ ሊወገድ ይችላል። ከመጋገርዎ በፊት የፎቶሪስቴተሩ ይዘት ወደ 5% ገደማ ይቀንሳል።

(3) ተጋላጭነት፡

ማለትም፣ የፎቶሪስቴሩ ለብርሃን የተጋለጠ ነው። በዚህ ጊዜ የፎቶሪኤክሽን ይከሰታል፣ እና በብርሃኑ ክፍል እና ብርሃን በሌለው ክፍል መካከል ያለው የመሟሟት ልዩነት ይከሰታል።

(4) እድገት እና ማጠንከር፡

ምርቱ በገንቢው ውስጥ ተቀርቅሯል። በዚህ ጊዜ፣ የአዎንታዊ ፎቶሬዚስቱ ተጋላጭ ቦታ እና የአሉታዊ ፎቶሬዚስቱ ያልተጋለጠው ቦታ በእድገቱ ውስጥ ይሟሟል። ይህ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ንድፍ ያቀርባል። ከልማት በኋላ፣ ቺፕው ጠንካራ ፊልም እንዲሆን ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው የሕክምና ሂደት ያስፈልገዋል፣ ይህም በዋናነት የፎቶሬዚስተሩን ከንጣፉ ጋር ማጣበቅን የበለጠ ለማሻሻል ይረዳል።

(5) ቅርፊት፡

በፎቶሪስቴሩ ስር ያለው ቁሳቁስ የተቀረጸ ነው። ፈሳሽ እርጥብ መቅረጽ እና የጋዝ ደረቅ መቅረጽን ያካትታል። ለምሳሌ፣ ለሲሊኮን እርጥብ መቅረጽ፣ የሃይድሮፍሎሪክ አሲድ አሲዳማ የውሃ መፍትሄ ጥቅም ላይ ይውላል፤ ለመዳብ እርጥብ መቅረጽ፣ እንደ ናይትሪክ አሲድ እና ሰልፈሪክ አሲድ ያሉ ጠንካራ የአሲድ መፍትሄ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ደረቅ መቅረጽ ደግሞ ብዙውን ጊዜ የቁሳቁሱን ገጽ ለመጉዳት እና መቅረጽ ለማድረግ የፕላዝማ ወይም ከፍተኛ ኃይል ያላቸው የአዮን ጨረሮችን ይጠቀማል።

(6) ዲጉሚንግ፡

በመጨረሻም፣ የፎቶሪስቴሩ ከሌንስ ወለል ላይ መወገድ አለበት። ይህ እርምጃ ዲጉሚንግ ይባላል።

ደህንነት በሁሉም የሴሚኮንዳክተር ምርት ውስጥ በጣም አስፈላጊው ጉዳይ ነው። በቺፕ ሊቶግራፊ ሂደት ውስጥ ያሉት ዋና ዋና አደገኛ እና ጎጂ የፎቶሊቶግራፊ ጋዞች እንደሚከተለው ናቸው፡

 

1. ሃይድሮጅን ፐርኦክሳይድ

ሃይድሮጅን ፐርኦክሳይድ (H2O2) ጠንካራ ኦክሲዳንት ነው። ቀጥተኛ ንክኪ የቆዳ እና የአይን እብጠት እና ማቃጠል ሊያስከትል ይችላል።

 

2. ዛይሊን

ዛይሊን በአሉታዊ ሊቶግራፊ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል መሟሟት እና ገንቢ ነው። ተቀጣጣይ ሲሆን ዝቅተኛ የሙቀት መጠን 27.3℃ ብቻ ነው (በግምት የክፍል ሙቀት)። በአየር ውስጥ ያለው ክምችት ከ1%-7% ሲሆን ፈንጂ ነው። ከዛይሊን ጋር ተደጋጋሚ ግንኙነት የቆዳ እብጠት ሊያስከትል ይችላል። የዛይሊን ትነት ጣፋጭ ነው፣ ከአውሮፕላን ታክ ሽታ ጋር ተመሳሳይ ነው፤ ለዛይሊን መጋለጥ የአይን፣ የአፍንጫ እና የጉሮሮ እብጠት ሊያስከትል ይችላል። የጋዙን መተንፈስ ራስ ምታት፣ ማዞር፣ የምግብ ፍላጎት ማጣት እና ድካም ሊያስከትል ይችላል።

 

3. ሄክሳሜቲልዲስላዛን (ኤችኤምዲኤስ)

ሄክሳሜቲልዲስላዛን (ኤችኤምዲኤስ) በምርቱ ወለል ላይ የፎቶ ተከላካይነትን ለማጣበቅ እንደ ፕሪመር ንብርብር በብዛት ጥቅም ላይ ይውላል። ተቀጣጣይ እና 6.7°ሴ የሆነ የፍላሽ ነጥብ አለው። በአየር ውስጥ ያለው ክምችት ከ0.8%-16% ሲሆን ፈንጂ ነው። ኤችኤምዲኤስ አሞኒያን ለመልቀቅ ከውሃ፣ ከአልኮል እና ከማዕድን አሲዶች ጋር በኃይል ምላሽ ይሰጣል።

 

4. ቴትራሜቲላሞኒየም ሃይድሮክሳይድ

ቴትራሜቲላሞኒየም ሃይድሮክሳይድ (TMAH) ለአዎንታዊ ሊቶግራፊ እንደ ገንቢ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። መርዛማ እና ዝገት ነው። ከተዋጠ ወይም ከቆዳ ጋር በቀጥታ ሲገናኝ ለሞት ሊዳርግ ይችላል። ከTMAH አቧራ ወይም ጭጋግ ጋር ንክኪ የአይን፣ የቆዳ፣ የአፍንጫ እና የጉሮሮ እብጠት ሊያስከትል ይችላል። ከፍተኛ መጠን ያለው TMAH ወደ ውስጥ መተንፈስ ለሞት ይዳርጋል።

 

5. ክሎሪን እና ፍሎሪን

ክሎሪን (Cl2) እና ፍሎሪን (F2) ሁለቱም በኤክሰሚር ሌዘር ውስጥ እንደ ጥልቅ አልትራቫዮሌት እና ከፍተኛ የአልትራቫዮሌት (EUV) የብርሃን ምንጮች ሆነው ያገለግላሉ። ሁለቱም ጋዞች መርዛማ ናቸው፣ ቀላል አረንጓዴ ይመስላሉ እና ጠንካራ የሚያበሳጭ ሽታ አላቸው። ከፍተኛ መጠን ያለው የዚህ ጋዝ መተንፈስ ለሞት ይዳርጋል። የፍሎሪን ጋዝ ከውሃ ጋር ምላሽ በመስጠት የሃይድሮጂን ፍሎራይድ ጋዝ ሊያመነጭ ይችላል። የሃይድሮጂን ፍሎራይድ ጋዝ ቆዳን፣ አይኖችን እና የመተንፈሻ አካላትን የሚያበሳጭ ጠንካራ አሲድ ሲሆን እንደ ማቃጠል እና የመተንፈስ ችግር ያሉ ምልክቶችን ሊያስከትል ይችላል። ከፍተኛ የፍሎራይድ ክምችት በሰው አካል ላይ መርዝ ሊያስከትል ይችላል፣ ይህም እንደ ራስ ምታት፣ ማስታወክ፣ ተቅማጥ እና ኮማ ያሉ ምልክቶችን ያስከትላል።

 

6. አርጎን

አርጎን (አር) አብዛኛውን ጊዜ በሰው አካል ላይ ቀጥተኛ ጉዳት የማያደርስ ኢንተርት ጋዝ ነው። በተለመደው ሁኔታ፣ ሰዎች የሚተነፍሱት አየር 0.93% አርጎን ይይዛል፣ እና ይህ ክምችት በሰው አካል ላይ ምንም ግልጽ ተጽዕኖ የለውም። ሆኖም፣ በአንዳንድ ሁኔታዎች አርጎን በሰው አካል ላይ ጉዳት ሊያስከትል ይችላል።
አንዳንድ ሊሆኑ የሚችሉ ሁኔታዎች እነሆ፡- በተገደበ ቦታ ውስጥ የአርጎን ክምችት ሊጨምር ይችላል፣ በዚህም በአየር ውስጥ ያለውን የኦክስጅን ክምችት ይቀንሳል እና ሃይፖክሲያ ያስከትላል። ይህ እንደ ማዞር፣ ድካም እና የትንፋሽ ማጠር ያሉ ምልክቶችን ሊያስከትል ይችላል። በተጨማሪም አርጎን የማይንቀሳቀስ ጋዝ ነው፣ ነገር ግን በከፍተኛ ሙቀት ወይም በከፍተኛ ግፊት ሊፈነዳ ይችላል።

 

7. ኒዮን

ኒዮን (ኒ) የተረጋጋ፣ ቀለም የሌለው እና ሽታ የሌለው ጋዝ ሲሆን በውስጡም የማይሳተፍ ነው። የኒዮን ጋዝ በሰው የመተንፈሻ ሂደት ውስጥ አይሳተፍም፣ ስለዚህ ከፍተኛ የኒዮን ጋዝ ክምችት መተንፈስ ሃይፖክሲያ ያስከትላል። ለረጅም ጊዜ ሃይፖክሲያ ውስጥ ከሆኑ፣ እንደ ራስ ምታት፣ ማቅለሽለሽ እና ማስታወክ ያሉ ምልክቶችን ሊያጋጥሙዎት ይችላሉ። በተጨማሪም፣ የኒዮን ጋዝ ከፍተኛ ሙቀት ወይም ከፍተኛ ግፊት ባለበት ጊዜ ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር ምላሽ በመስጠት እሳት ወይም ፍንዳታ ሊያስከትል ይችላል።

 

8. የዜኖን ጋዝ

የዜኖን ጋዝ (Xe) የተረጋጋ፣ ቀለም የሌለው እና ሽታ የሌለው ጋዝ ሲሆን በሰው የመተንፈሻ አካላት ሂደት ውስጥ የማይሳተፍ ስለሆነ ከፍተኛ የዜኖን ጋዝ ክምችት መተንፈስ ሃይፖክሲያ ያስከትላል። ለረጅም ጊዜ ሃይፖክሲያ ውስጥ ከሆኑ እንደ ራስ ምታት፣ ማቅለሽለሽ እና ማስታወክ ያሉ ምልክቶች ሊያጋጥሙዎት ይችላሉ። በተጨማሪም፣ የኒዮን ጋዝ ከፍተኛ ሙቀት ወይም ከፍተኛ ግፊት ባለበት ጊዜ ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር ምላሽ በመስጠት እሳት ወይም ፍንዳታ ሊያስከትል ይችላል።

 

9. የክሪፕተን ጋዝ

የክሪፕተን ጋዝ (Kr) የተረጋጋ፣ ቀለም የሌለው እና ሽታ የሌለው ጋዝ ሲሆን በሰው የመተንፈሻ አካላት ሂደት ውስጥ የማይሳተፍ ስለሆነ ከፍተኛ የክሪፕተን ጋዝ ክምችት መተንፈስ ሃይፖክሲያ ያስከትላል። ለረጅም ጊዜ ሃይፖክሲያ ውስጥ ከሆኑ እንደ ራስ ምታት፣ ማቅለሽለሽ እና ማስታወክ ያሉ ምልክቶች ሊያጋጥሙዎት ይችላሉ። በተጨማሪም፣ የዜኖን ጋዝ ከፍተኛ ሙቀት ወይም ከፍተኛ ግፊት ባለበት ቦታ ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር ምላሽ በመስጠት እሳት ወይም ፍንዳታ ሊያስከትል ይችላል። የኦክስጅን እጥረት ባለበት አካባቢ መተንፈስ ሃይፖክሲያ ሊያስከትል ይችላል። ለረጅም ጊዜ ሃይፖክሲያ ባለበት ሁኔታ ውስጥ ከሆኑ እንደ ራስ ምታት፣ ማቅለሽለሽ እና ማስታወክ ያሉ ምልክቶችን ሊያጋጥሙዎት ይችላሉ። በተጨማሪም፣ የክሪፕተን ጋዝ ከፍተኛ ሙቀት ወይም ከፍተኛ ግፊት ባለበት ቦታ ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር ምላሽ በመስጠት እሳት ወይም ፍንዳታ ሊያስከትል ይችላል።

 

ለሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ አደገኛ የጋዝ መፈለጊያ መፍትሄዎች

የሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ተቀጣጣይ፣ ፈንጂ፣ መርዛማ እና ጎጂ ጋዞችን ማምረት፣ ማምረት እና ሂደትን ያካትታል። በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ፋብሪካዎች ውስጥ የጋዞች ተጠቃሚ እንደመሆኑ መጠን እያንዳንዱ የሰራተኛ አባል ከመጠቀምዎ በፊት የተለያዩ አደገኛ ጋዞችን የደህንነት መረጃ መረዳት እና እነዚህ ጋዞች ሲፈሱ የአደጋ ጊዜ ሂደቶችን እንዴት መቋቋም እንደሚቻል ማወቅ አለበት።
በሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ውስጥ በሚመረትበት፣ በሚመረትበት እና በሚከማችበት ጊዜ፣ በእነዚህ አደገኛ ጋዞች መፍሰስ ምክንያት የሚደርሰውን የህይወት እና የንብረት ውድመት ለማስቀረት፣ የታለመውን ጋዝ ለመለየት የጋዝ መፈለጊያ መሳሪያዎችን መትከል አስፈላጊ ነው።

የጋዝ መመርመሪያዎች በዛሬው ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ውስጥ አስፈላጊ የአካባቢ ክትትል መሳሪያዎች ሆነዋል፣ እና እንዲሁም በጣም ቀጥተኛ የክትትል መሳሪያዎች ናቸው።
ራይከን ኬኪ ለሰዎች ደህንነቱ የተጠበቀ የሥራ አካባቢ የመፍጠር ተልዕኮ ያለው የሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ኢንዱስትሪ ደህንነቱ የተጠበቀ ልማት ላይ ትኩረት ሰጥቶ፣ እና ለሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ተስማሚ የሆኑ የጋዝ ዳሳሾችን በማዘጋጀት፣ ተጠቃሚዎች ለሚያጋጥሟቸው የተለያዩ ችግሮች ምክንያታዊ መፍትሄዎችን በማቅረብ፣ እና የምርት ተግባራትን ያለማቋረጥ በማሻሻል እና ስርዓቶችን በማመቻቸት ላይ ትኩረት አድርጓል።