La fabrikado de ĉiu duonkondukta produkto postulas centojn da procezoj. Ni dividas la tutan fabrikadan procezon en ok paŝojn:oblatoprilaborado-oksidado-fotolitografio-gravurado-maldika filmdemetado-epitaksa kresko-difuzo-jona implantado.
Por helpi vin kompreni kaj rekoni duonkonduktaĵojn kaj rilatajn procezojn, ni puŝos WeChat-artikolojn en ĉiu numero por prezenti ĉiun el la supraj paŝoj unu post unu.
En la antaŭa artikolo, oni menciis, ke por protekti laoblatoel diversaj malpuraĵoj, oksida filmo estis farita -- oksida procezo. Hodiaŭ ni diskutos la "fotolitografian procezon" de fotado de la duonkondukta dezajna cirkvito sur la oblato kun la formita oksida filmo.
Fotolitografia procezo
1. Kio estas fotolitografia procezo
Fotolitografio celas fari la cirkvitojn kaj funkciajn areojn necesajn por produktado de ico.
La lumo elsendita de la fotolitografia maŝino estas uzata por eksponi la maldikan filmon kovritan per fotorezisto tra masko kun ŝablono. La fotorezisto ŝanĝos siajn ecojn post vidado de la lumo, tiel ke la ŝablono sur la masko estas kopiita al la maldika filmo, tiel ke la maldika filmo havas la funkcion de elektronika cirkvita skemo. Tio estas la rolo de fotolitografio, simila al fotado per fotilo. La fotoj faritaj per la fotilo estas presitaj sur la filmo, dum la fotolitografio ne gravuras fotojn, sed cirkvitajn skemojn kaj aliajn elektronikajn komponantojn.
Fotolitografio estas preciza mikro-maŝinada teknologio
Konvencia fotolitografio estas procezo, kiu uzas ultraviolan lumon kun ondolongo de 2000 ĝis 4500 angstromoj kiel bildinformportilon, kaj uzas fotoreziston kiel intermedian medion (bildregistran) por atingi la transformon, translokigon kaj prilaboradon de grafikaĵoj, kaj fine transdonas la bildinformojn al la ĉipo (ĉefe silicia ĉipo) aŭ dielektrika tavolo.
Oni povas diri, ke fotolitografio estas la fundamento de modernaj duonkonduktaĵaj, mikroelektronikaj kaj informaj industrioj, kaj fotolitografio rekte determinas la disvolviĝan nivelon de ĉi tiuj teknologioj.
En la pli ol 60 jaroj ekde la sukcesa invento de integraj cirkvitoj en 1959, la linilarĝo de ĝiaj grafikaĵoj malpliiĝis je ĉirkaŭ kvar ordoj de magnitudo, kaj la cirkvita integriĝo pliboniĝis je pli ol ses ordoj de magnitudo. La rapida progreso de ĉi tiuj teknologioj estas ĉefe atribuita al la evoluo de fotolitografio.
(Postuloj por fotolitografia teknologio ĉe diversaj stadioj de disvolviĝo de fabrikado de integraj cirkvitoj)
2. Bazaj principoj de fotolitografio
Fotolitografiaj materialoj ĝenerale rilatas al fotorezistoj, ankaŭ konataj kiel fotorezistaĵoj, kiuj estas la plej kritikaj funkciaj materialoj en fotolitografio. Ĉi tiu tipo de materialo havas la karakterizaĵojn de lumreakcio (inkluzive de videbla lumo, ultraviola lumo, elektronfasko, ktp.). Post fotokemia reakcio, ĝia solvebleco signife ŝanĝiĝas.
Inter ili, la solvebleco de pozitiva fotorezisto en la ellaboranto pliiĝas, kaj la akirita padrono estas la sama kiel tiu de la masko; negativa fotorezisto estas la malo, tio estas, la solvebleco malpliiĝas aŭ eĉ fariĝas nesolvebla post eksponiĝo al la ellaboranto, kaj la akirita padrono estas kontraŭa al la masko. La aplikaj kampoj de la du tipoj de fotorezistoj estas malsamaj. Pozitivaj fotorezistoj estas pli ofte uzataj, konsistigante pli ol 80% de la tuto.
La supre estas skemo de la fotolitografia procezo
(1) Gluado:
Tio estas, formante fotorezistan filmon kun unuforma dikeco, forta adhero kaj sen difektoj sur la silicia ...
(2) Antaŭbakado:
Post rotacia tegaĵo, la fotorezista filmo ankoraŭ enhavas certan kvanton da solvilo. Post bakado je pli alta temperaturo, la solvilo povas esti forigita kiel eble plej malmulte. Post antaŭbakado, la enhavo de la fotorezistaĵo reduktiĝas al ĉirkaŭ 5%.
(3) Eksponiĝo:
Tio estas, la fotorezisto estas eksponita al lumo. Tiam okazas fotoreakcio, kaj la solvebleca diferenco inter la lumigita parto kaj la ne-lumigita parto aperas.
(4) Disvolviĝo kaj hardado:
La produkto estas mergita en la elvolvigilon. Tiam, la eksponita areo de la pozitiva fotorezisto kaj la neeksponita areo de la negativa fotorezisto dissolviĝos dum la elvolvado. Tio prezentas tridimensian padronon. Post la elvolvado, la ĉipo bezonas alttemperaturan traktadprocezon por fariĝi malmola filmo, kiu ĉefe servas por plue plibonigi la adheron de la fotorezisto al la substrato.
(5) Gravurado:
La materialo sub la fotorezisto estas gratita. Ĝi inkluzivas likvan malsekan gratadon kaj gasan sekan gratadon. Ekzemple, por malseka gratado de silicio, oni uzas acidan akvan solvaĵon de hidrofluora acido; por malseka gratado de kupro, oni uzas fortan acidan solvaĵon kiel nitrata acido kaj sulfata acido, dum seka gratado ofte uzas plasmajn aŭ alt-energiajn jonajn faskojn por difekti la surfacon de la materialo kaj grati ĝin.
(6) Malgumigo:
Fine, la fotorezistaĵo devas esti forigita de la surfaco de la lenso. Ĉi tiu paŝo nomiĝas sengumigo.
Sekureco estas la plej grava afero en ĉia produktado de duonkonduktaĵoj. La ĉefaj danĝeraj kaj damaĝaj fotolitografiaj gasoj en la ĉipa litografia procezo estas jenaj:
1. Hidrogena peroksido
Hidrogena peroksido (H₂O₂) estas forta oksidanto. Rekta kontakto povas kaŭzi inflamon de la haŭto kaj okuloj kaj brulvundojn.
2. Ksileno
Ksileno estas solvilo kaj elvolvaĵo uzata en negativa litografio. Ĝi estas flamiĝema kaj havas malaltan temperaturon de nur 27.3℃ (proksimume ĉambra temperaturo). Ĝi estas eksplodema kiam la koncentriĝo en la aero estas 1%-7%. Ripeta kontakto kun ksileno povas kaŭzi inflamon de la haŭto. La vaporo de ksileno estas dolĉa, simila al la odoro de aviadila harpinglo; eksponiĝo al ksileno povas kaŭzi inflamon de la okuloj, nazo kaj gorĝo. Enspirado de la gaso povas kaŭzi kapdolorojn, kapturnon, apetitperdon kaj lacecon.
3. Heksametildisilazano (HMDS)
Heksametildisilazano (HMDS) estas plej ofte uzata kiel praŝminktavolo por pliigi la adheron de fotorezisto sur la surfaco de la produkto. Ĝi estas flamiĝema kaj havas flampunkton de 6,7 °C. Ĝi estas eksplodema kiam la koncentriĝo en la aero estas 0,8%-16%. HMDS reagas forte kun akvo, alkoholo kaj mineralaj acidoj por liberigi amoniakon.
4. Tetrametilamonia hidroksido
Tetrametilamonia hidroksido (TMAH) estas vaste uzata kiel ellaboranto por pozitiva litografio. Ĝi estas toksa kaj koroda. Ĝi povas esti mortiga se englutita aŭ en rekta kontakto kun la haŭto. Kontakto kun TMAH-polvo aŭ nebulo povas kaŭzi inflamon de la okuloj, haŭto, nazo kaj gorĝo. Enspiro de altaj koncentriĝoj de TMAH kondukos al morto.
5. Kloro kaj fluoro
Kloro (Cl2) kaj fluoro (F2) ambaŭ estas uzataj en ekscimeraj laseroj kiel profundaj ultraviolaj kaj ekstremaj ultraviolaj (EUV) lumfontoj. Ambaŭ gasoj estas toksaj, aspektas helverdaj kaj havas fortan iritan odoron. Enspiro de altaj koncentriĝoj de ĉi tiu gaso kondukos al morto. Fluoriga gaso povas reagi kun akvo por produkti hidrogenfluoridan gason. Hidrogena fluorida gaso estas forta acido, kiu iritas la haŭton, okulojn kaj spirvojon kaj povas kaŭzi simptomojn kiel brulvundojn kaj spirajn malfacilaĵojn. Altaj koncentriĝoj de fluorido povas kaŭzi veneniĝon de la homa korpo, kaŭzante simptomojn kiel kapdoloroj, vomado, diareo kaj komato.
6. Argono
Argono (Ar) estas inerta gaso, kiu kutime ne kaŭzas rektan damaĝon al la homa korpo. Sub normalaj cirkonstancoj, la aero, kiun homoj enspiras, enhavas ĉirkaŭ 0,93% da argono, kaj ĉi tiu koncentriĝo ne havas evidentan efikon sur la homan korpon. Tamen, en iuj kazoj, argono povas kaŭzi damaĝon al la homa korpo.
Jen kelkaj eblaj situacioj: En enfermita spaco, la koncentriĝo de argono povas pliiĝi, tiel reduktante la oksigenkoncentriĝon en la aero kaj kaŭzante hipoksion. Tio povas kaŭzi simptomojn kiel kapturnon, lacecon kaj spirmankon. Krome, argono estas inerta gaso, sed ĝi povas eksplodi sub alta temperaturo aŭ alta premo.
7. Neono
Neono (Ne) estas stabila, senkolora kaj senodora gaso, kiu ne partoprenas en la homa spirado, do enspiri altan koncentriĝon de neona gaso kaŭzos hipoksion. Se vi estas en hipoksia stato dum longa tempo, vi povas sperti simptomojn kiel kapdoloro, naŭzo kaj vomado. Krome, neona gaso povas reagi kun aliaj substancoj sub alta temperaturo aŭ alta premo kaj kaŭzi fajron aŭ eksplodon.
8. Ksenona gaso
Ksenona gaso (Xe) estas stabila, senkolora kaj senodora gaso, kiu ne partoprenas en la homa spirado, do enspiri altan koncentriĝon de ksenona gaso kaŭzos hipoksion. Se vi estas en hipoksia stato dum longa tempo, vi povas sperti simptomojn kiel kapdoloro, naŭzo kaj vomado. Krome, neona gaso povas reagi kun aliaj substancoj sub alta temperaturo aŭ alta premo por kaŭzi fajron aŭ eksplodon.
9. Kriptona gaso
Kriptongaso (Kr) estas stabila, senkolora kaj senodora gaso, kiu ne partoprenas en la homa spirado, do enspiri altan koncentriĝon de kriptona gaso kaŭzos hipoksion. Se vi estas en hipoksia stato dum longa tempo, vi povas sperti simptomojn kiel kapdoloro, naŭzo kaj vomado. Krome, ksenona gaso povas reagi kun aliaj substancoj sub alta temperaturo aŭ alta premo por kaŭzi fajron aŭ eksplodon. Enspiri en medio kun oksigenmanko povas kaŭzi hipoksion. Se vi estas en hipoksia stato dum longa tempo, vi povas sperti simptomojn kiel kapdoloro, naŭzo kaj vomado. Krome, kriptona gaso povas reagi kun aliaj substancoj sub alta temperaturo aŭ alta premo por kaŭzi fajron aŭ eksplodon.
Solvoj por detekti danĝerajn gasojn por la semikonduktaĵa industrio
La duonkonduktaĵa industrio implikas la produktadon, fabrikadon kaj prilaboradon de brulemaj, eksplodemaj, toksaj kaj damaĝaj gasoj. Kiel uzanto de gasoj en duonkonduktaĵaj fabrikoj, ĉiu dungito devus kompreni la sekurecajn datumojn de diversaj danĝeraj gasoj antaŭ uzo, kaj devus scii kiel trakti la krizajn procedurojn kiam ĉi tiuj gasoj likas.
En la produktado, fabrikado kaj stokado de la duonkonduktaĵa industrio, por eviti perdon de vivoj kaj posedaĵoj kaŭzitan de la elfluo de ĉi tiuj danĝeraj gasoj, necesas instali gasajn detektilojn por detekti la celan gason.
Gasdetektiloj fariĝis esencaj mediaj monitoradaj instrumentoj en la hodiaŭa semikonduktaĵa industrio, kaj estas ankaŭ la plej rektaj monitoradaj iloj.
Riken Keiki ĉiam atentis la sekuran disvolviĝon de la duonkonduktaĵa fabrikada industrio, kun la misio krei sekuran labormedion por homoj, kaj dediĉis sin al disvolvado de gassensiloj taŭgaj por la duonkonduktaĵa industrio, provizante akcepteblajn solvojn por diversaj problemoj renkontitaj de uzantoj, kaj kontinue ĝisdatigante produktajn funkciojn kaj optimumigante sistemojn.
Afiŝtempo: 16-a de Julio, 2024