Mae gweithgynhyrchu pob cynnyrch lled-ddargludyddion yn gofyn am gannoedd o brosesau. Rydym yn rhannu'r broses weithgynhyrchu gyfan yn wyth cam:wafferprosesu-ocsidiad-ffotolithograffeg-ysgythru-dyddodiad ffilm denau-twf epitaxial-trylediad-mewnblannu ïonau.
Er mwyn eich helpu i ddeall ac adnabod lled-ddargludyddion a phrosesau cysylltiedig, byddwn yn gwthio erthyglau WeChat ym mhob rhifyn i gyflwyno pob un o'r camau uchod fesul un.
Yn yr erthygl flaenorol, soniwyd, er mwyn amddiffyn ywaffero wahanol amhureddau, gwnaed ffilm ocsid -- proses ocsideiddio. Heddiw byddwn yn trafod y "broses ffotolithograffeg" o ffotograffio'r gylched dylunio lled-ddargludyddion ar y wafer gyda'r ffilm ocsid wedi'i ffurfio.
Proses ffotolithograffeg
1. Beth yw proses ffotolithograffeg
Pwrpas ffotolithograffeg yw gwneud y cylchedau a'r ardaloedd swyddogaethol sydd eu hangen ar gyfer cynhyrchu sglodion.
Defnyddir y golau a allyrrir gan y peiriant ffotolithograffeg i ddatgelu'r ffilm denau wedi'i gorchuddio â ffotowrthsefyll trwy fwgwd â phatrwm. Bydd y ffotowrthsefyll yn newid ei briodweddau ar ôl gweld y golau, fel bod y patrwm ar y mwgwd yn cael ei gopïo i'r ffilm denau, fel bod gan y ffilm denau swyddogaeth diagram cylched electronig. Dyma rôl ffotolithograffeg, yn debyg i dynnu lluniau gyda chamera. Mae'r lluniau a dynnir gan y camera yn cael eu hargraffu ar y ffilm, tra nad yw'r ffotolithograffeg yn ysgythru lluniau, ond diagramau cylched a chydrannau electronig eraill.
Mae ffotolithograffeg yn dechnoleg micro-beiriannu manwl gywir
Mae ffotolithograffeg gonfensiynol yn broses sy'n defnyddio golau uwchfioled gyda thonfedd o 2000 i 4500 angstrom fel y cludwr gwybodaeth delwedd, ac yn defnyddio ffotoresist fel y cyfrwng canolradd (cofnodi delwedd) i gyflawni'r trawsnewid, trosglwyddo a phrosesu graffeg, ac yn olaf yn trosglwyddo'r wybodaeth ddelwedd i'r sglodion (sglodion silicon yn bennaf) neu'r haen dielectrig.
Gellir dweud mai ffotolithograffeg yw sylfaen y diwydiannau lled-ddargludyddion, microelectroneg a gwybodaeth modern, ac mae ffotolithograffeg yn pennu lefel datblygu'r technolegau hyn yn uniongyrchol.
Yn y dros 60 mlynedd ers dyfeisio cylchedau integredig yn llwyddiannus ym 1959, mae lled llinell ei graffeg wedi'i leihau tua phedair gorchymyn maint, ac mae integreiddio cylchedau wedi'i wella mwy na chwe gorchymyn maint. Priodolir cynnydd cyflym y technolegau hyn yn bennaf i ddatblygiad ffotolithograffeg.
(Gofynion ar gyfer technoleg ffotolithograffeg mewn gwahanol gamau o ddatblygiad gweithgynhyrchu cylchedau integredig)
2. Egwyddorion sylfaenol ffotolithograffeg
Yn gyffredinol, mae deunyddiau ffotolithograffeg yn cyfeirio at ffotoresistau, a elwir hefyd yn ffotoresistau, sef y deunyddiau swyddogaethol pwysicaf mewn ffotolithograffeg. Mae gan y math hwn o ddeunydd nodweddion adwaith golau (gan gynnwys golau gweladwy, golau uwchfioled, trawst electron, ac ati). Ar ôl adwaith ffotogemegol, mae ei hydoddedd yn newid yn sylweddol.
Yn eu plith, mae hydoddedd ffotowrthsefyll positif yn y datblygwr yn cynyddu, ac mae'r patrwm a geir yr un fath â'r mwgwd; mae ffotowrthsefyll negatif yn groes, hynny yw, mae'r hydoddedd yn lleihau neu hyd yn oed yn dod yn anhydawdd ar ôl cael ei amlygu i'r datblygwr, ac mae'r patrwm a geir yn groes i'r mwgwd. Mae meysydd cymhwysiad y ddau fath o ffotowrthsefyll yn wahanol. Defnyddir ffotowrthsefyll positif yn fwy cyffredin, gan gyfrif am fwy nag 80% o'r cyfanswm.
Mae'r uchod yn ddiagram sgematig o'r broses ffotolithograffeg
(1) Gludo:
Hynny yw, ffurfio ffilm ffotowrthsefyll gyda thrwch unffurf, adlyniad cryf a dim diffygion ar y wafer silicon. Er mwyn gwella'r adlyniad rhwng y ffilm ffotowrthsefyll a'r wafer silicon, yn aml mae angen addasu wyneb y wafer silicon yn gyntaf gyda sylweddau fel hecsamethyldisilazane (HMDS) a thrimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Yna, paratoir y ffilm ffotowrthsefyll trwy orchuddio nyddu.
(2) Rhag-bobyddiaeth:
Ar ôl cotio nyddu, mae'r ffilm ffotoresist yn dal i gynnwys rhywfaint o doddydd. Ar ôl pobi ar dymheredd uwch, gellir tynnu'r toddydd cyn lleied â phosibl. Ar ôl pobi ymlaen llaw, mae cynnwys y ffotoresist yn cael ei leihau i tua 5%.
(3) Amlygiad:
Hynny yw, mae'r ffotowrthwyneb yn cael ei amlygu i olau. Ar yr adeg hon, mae ffotoadwaith yn digwydd, ac mae'r gwahaniaeth hydoddedd rhwng y rhan sydd wedi'i goleuo a'r rhan nad yw wedi'i goleuo yn digwydd.
(4) Datblygiad a chaledu:
Mae'r cynnyrch yn cael ei drochi yn y datblygwr. Ar yr adeg hon, bydd yr ardal agored o'r ffotowrthwynebiad positif a'r ardal an-agored o'r ffotowrthwynebiad negatif yn hydoddi yn y datblygiad. Mae hyn yn cyflwyno patrwm tri dimensiwn. Ar ôl y datblygiad, mae angen proses driniaeth tymheredd uchel ar y sglodion i ddod yn ffilm galed, sy'n gwasanaethu'n bennaf i wella adlyniad y ffotowrthwynebiad i'r swbstrad ymhellach.
(5) Ysgythru:
Mae'r deunydd o dan y ffotoresist yn cael ei ysgythru. Mae'n cynnwys ysgythru gwlyb hylifol ac ysgythru sych nwyol. Er enghraifft, ar gyfer ysgythru silicon gwlyb, defnyddir hydoddiant dyfrllyd asidig o asid hydrofflworig; ar gyfer ysgythru copr gwlyb, defnyddir hydoddiant asid cryf fel asid nitrig ac asid sylffwrig, tra bod ysgythru sych yn aml yn defnyddio plasma neu drawstiau ïon egni uchel i niweidio wyneb y deunydd a'i ysgythru.
(6) Dadgwmio:
Yn olaf, mae angen tynnu'r ffotowrthwynebiad oddi ar wyneb y lens. Gelwir y cam hwn yn ddadgwmio.
Diogelwch yw'r mater pwysicaf ym mhob cynhyrchiad lled-ddargludyddion. Y prif nwyon ffotolithograffeg peryglus a niweidiol yn y broses lithograffeg sglodion yw'r canlynol:
1. Hydrogen perocsid
Mae hydrogen perocsid (H2O2) yn ocsidydd cryf. Gall cyswllt uniongyrchol achosi llid a llosgiadau ar y croen a'r llygaid.
2. Xylen
Mae xylen yn doddydd a datblygwr a ddefnyddir mewn lithograffeg negyddol. Mae'n fflamadwy ac mae ganddo dymheredd isel o ddim ond 27.3℃ (tua thymheredd ystafell). Mae'n ffrwydrol pan fydd y crynodiad yn yr awyr yn 1%-7%. Gall cyswllt dro ar ôl tro â xylen achosi llid ar y croen. Mae anwedd xylen yn felys, yn debyg i arogl tac awyren; gall dod i gysylltiad â xylen achosi llid yn y llygaid, y trwyn a'r gwddf. Gall anadlu'r nwy achosi cur pen, pendro, colli archwaeth a blinder.
3. Hexamethyldisilazan (HMDS)
Defnyddir hecsamethyldisilazane (HMDS) amlaf fel haen primer i gynyddu adlyniad ffotowrthsefyll ar wyneb y cynnyrch. Mae'n fflamadwy ac mae ganddo bwynt fflach o 6.7°C. Mae'n ffrwydrol pan fydd y crynodiad yn yr awyr yn 0.8%-16%. Mae HMDS yn adweithio'n gryf gyda dŵr, alcohol ac asidau mwynol i ryddhau amonia.
4. Tetramethylamonium hydrocsid
Defnyddir tetramethylammonium hydrocsid (TMAH) yn helaeth fel datblygwr ar gyfer lithograffeg bositif. Mae'n wenwynig ac yn gyrydol. Gall fod yn angheuol os caiff ei lyncu neu os yw mewn cysylltiad uniongyrchol â'r croen. Gall cysylltiad â llwch neu niwl TMAH achosi llid yn y llygaid, y croen, y trwyn a'r gwddf. Bydd anadlu crynodiadau uchel o TMAH yn arwain at farwolaeth.
5. Clorin a fflworin
Defnyddir clorin (Cl2) a fflworin (F2) ill dau mewn laserau excimer fel ffynonellau golau uwchfioled dwfn ac uwchfioled eithafol (EUV). Mae'r ddau nwy yn wenwynig, yn ymddangos yn wyrdd golau, ac mae ganddynt arogl cryf, llidus. Bydd anadlu crynodiadau uchel o'r nwy hwn yn arwain at farwolaeth. Gall nwy fflworin adweithio â dŵr i gynhyrchu nwy hydrogen fflworid. Mae nwy hydrogen fflworid yn asid cryf sy'n llidro'r croen, y llygaid a'r llwybr resbiradol a gall achosi symptomau fel llosgiadau ac anhawster anadlu. Gall crynodiadau uchel o fflworid achosi gwenwyno i'r corff dynol, gan achosi symptomau fel cur pen, chwydu, dolur rhydd, a choma.
6. Argon
Mae argon (Ar) yn nwy anadweithiol nad yw fel arfer yn achosi niwed uniongyrchol i'r corff dynol. O dan amgylchiadau arferol, mae'r aer y mae pobl yn ei anadlu yn cynnwys tua 0.93% o argon, ac nid oes gan y crynodiad hwn unrhyw effaith amlwg ar y corff dynol. Fodd bynnag, mewn rhai achosion, gall argon achosi niwed i'r corff dynol.
Dyma rai sefyllfaoedd posibl: Mewn lle cyfyng, gall crynodiad argon gynyddu, a thrwy hynny leihau crynodiad yr ocsigen yn yr awyr ac achosi hypocsia. Gall hyn achosi symptomau fel pendro, blinder, a diffyg anadl. Yn ogystal, mae argon yn nwy anadweithiol, ond gall ffrwydro o dan dymheredd uchel neu bwysau uchel.
7. Neon
Mae Neon (Ne) yn nwy sefydlog, di-liw a di-arogl nad yw'n cymryd rhan yn y broses resbiradol ddynol, felly bydd anadlu crynodiad uchel o nwy neon yn achosi hypocsia. Os ydych chi mewn cyflwr o hypocsia am amser hir, efallai y byddwch chi'n profi symptomau fel cur pen, cyfog a chwydu. Yn ogystal, gall nwy neon adweithio â sylweddau eraill o dan dymheredd uchel neu bwysau uchel i achosi tân neu ffrwydrad.
8. Nwy xenon
Mae nwy xenon (Xe) yn nwy sefydlog, di-liw a di-arogl nad yw'n cymryd rhan yn y broses resbiradol ddynol, felly bydd anadlu crynodiad uchel o nwy xenon yn achosi hypocsia. Os ydych chi mewn cyflwr o hypocsia am amser hir, efallai y byddwch chi'n profi symptomau fel cur pen, cyfog a chwydu. Yn ogystal, gall nwy neon adweithio â sylweddau eraill o dan dymheredd uchel neu bwysau uchel i achosi tân neu ffrwydrad.
9. Nwy crypton
Mae nwy crypton (Kr) yn nwy sefydlog, di-liw a di-arogl nad yw'n cymryd rhan yn y broses resbiradol ddynol, felly bydd anadlu crynodiad uchel o nwy crypton yn achosi hypocsia. Os ydych chi mewn cyflwr o hypocsia am amser hir, efallai y byddwch chi'n profi symptomau fel cur pen, cyfog a chwydu. Yn ogystal, gall nwy xenon adweithio â sylweddau eraill o dan dymheredd uchel neu bwysau uchel i achosi tân neu ffrwydrad. Gall anadlu mewn amgylchedd â diffyg ocsigen achosi hypocsia. Os ydych chi mewn cyflwr o hypocsia am amser hir, efallai y byddwch chi'n profi symptomau fel cur pen, cyfog a chwydu. Yn ogystal, gall nwy crypton adweithio â sylweddau eraill o dan dymheredd uchel neu bwysau uchel i achosi tân neu ffrwydrad.
Datrysiadau canfod nwyon peryglus ar gyfer y diwydiant lled-ddargludyddion
Mae'r diwydiant lled-ddargludyddion yn cynnwys cynhyrchu, gweithgynhyrchu a phrosesu nwyon fflamadwy, ffrwydrol, gwenwynig a niweidiol. Fel defnyddiwr nwyon mewn gweithfeydd gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, dylai pob aelod o staff ddeall data diogelwch amrywiol nwyon peryglus cyn eu defnyddio, a dylent wybod sut i ddelio â'r gweithdrefnau brys pan fydd y nwyon hyn yn gollwng.
Wrth gynhyrchu, gweithgynhyrchu a storio'r diwydiant lled-ddargludyddion, er mwyn osgoi colli bywyd ac eiddo a achosir gan ollyngiadau'r nwyon peryglus hyn, mae angen gosod offer canfod nwy i ganfod y nwy targed.
Mae synwyryddion nwy wedi dod yn offerynnau monitro amgylcheddol hanfodol yn niwydiant lled-ddargludyddion heddiw, a nhw hefyd yw'r offer monitro mwyaf uniongyrchol.
Mae Riken Keiki bob amser wedi rhoi sylw i ddatblygiad diogel y diwydiant gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, gyda'r genhadaeth o greu amgylchedd gwaith diogel i bobl, ac mae wedi ymroi i ddatblygu synwyryddion nwy sy'n addas ar gyfer y diwydiant lled-ddargludyddion, gan ddarparu atebion rhesymol ar gyfer amrywiol broblemau y mae defnyddwyr yn eu hwynebu, ac uwchraddio swyddogaethau cynnyrch yn barhaus ac optimeiddio systemau.
Amser postio: Gorff-16-2024