Produktu erdieroale bakoitzaren fabrikazioak ehunka prozesu behar ditu. Fabrikazio-prozesu osoa zortzi urratsetan banatzen dugu:obleaprozesamendua-oxidazioa-fotolitografia-grabatzea-film mehearen deposizioa-hazkunde epitaxiala-difusioa-ioi inplantazioa.
Erdieroaleak eta erlazionatutako prozesuak ulertzen eta ezagutzen laguntzeko, WeChat artikuluak bultzatuko ditugu ale bakoitzean, goiko urrats bakoitza banan-banan aurkezteko.
Aurreko artikuluan aipatu zen babesteko,obleahainbat ezpurutasunetatik, oxido-film bat egin zen -- oxidazio-prozesua. Gaur, oblean erdieroaleen diseinu-zirkuitua argazkitan ateratzeko "fotolitografia-prozesua" aztertuko dugu, eratutako oxido-filmarekin.
Fotolitografia prozesua
1. Zer da fotolitografia prozesua?
Fotolitografia txiparen ekoizpenerako beharrezkoak diren zirkuituak eta eremu funtzionalak egitea da.
Fotolitografia-makinak igortzen duen argia erabiltzen da fotoerresistentez estalitako film mehea eredu bat duen maskara baten bidez agerian uzteko. Fotoerresistentziak bere propietateak aldatuko ditu argia ikusi ondoren, maskararen eredua film mehean kopia dadin, film meheak zirkuitu elektronikoen diagrama baten funtzioa izan dezan. Hori da fotolitografiaren eginkizuna, kamera batekin argazkiak ateratzearen antzekoa. Kamerak ateratako argazkiak filmean inprimatzen dira, fotolitografiak, berriz, ez ditu argazkiak grabatzen, zirkuitu-diagramak eta beste osagai elektroniko batzuk baizik.
Fotolitografia mikromekanizazio-teknologia zehatza da
Fotolitografia konbentzionala 2000 eta 4500 angstrom arteko uhin-luzera duen argi ultramorea erabiltzen duen prozesu bat da, irudiaren informazio-eramaile gisa, eta fotoerresistentzia erabiltzen du tarteko (irudiak grabatzeko) euskarri gisa grafikoen eraldaketa, transferentzia eta prozesamendua lortzeko, eta azkenik irudiaren informazioa txipara (batez ere siliziozko txipara) edo geruza dielektrikora transmititzen du.
Esan daiteke fotolitografia dela erdieroaleen, mikroelektronikaren eta informazioaren industrien oinarria, eta fotolitografiak zuzenean zehazten duela teknologia horien garapen maila.
1959an zirkuitu integratuak arrakastaz asmatu zirenetik 60 urte baino gehiago igaro direnean, grafikoen lerro-zabalera lau magnitude-ordena inguru murriztu da, eta zirkuituen integrazioa sei magnitude-ordena baino gehiago hobetu da. Teknologia hauen aurrerapen azkarra batez ere fotolitografiaren garapenari zor zaio.
(Fotolitografia teknologiaren eskakizunak zirkuitu integratuen fabrikazioaren garapen-etapa desberdinetan)
2. Fotolitografiaren oinarrizko printzipioak
Fotolitografia-materialak, oro har, fotoerresistenteak dira, fotolitografian funtsezkoak diren material funtzionalak. Material mota honek argi-erreakzioaren ezaugarriak ditu (argi ikusgaia, argi ultramorea, elektroi-sorta, etab. barne). Erreakzio fotokimikoaren ondoren, bere disolbagarritasuna nabarmen aldatzen da.
Horien artean, fotoerresistente positiboaren disolbagarritasuna handitzen da garatzailean, eta lortutako eredua maskararen berdina da; fotoerresistente negatiboa kontrakoa da, hau da, disolbagarritasuna gutxitu egiten da edo are disolbaezina bihurtzen da garatzailearen eraginpean egon ondoren, eta lortutako eredua maskararen aurkakoa da. Bi fotoerresistente moten aplikazio eremuak desberdinak dira. Fotoerresistente positiboak dira ohikoagoak, guztizkoaren % 80 baino gehiago osatuz.
Goiko irudia fotolitografia prozesuaren eskema bat da.
(1) Itsastea:
Hau da, lodiera uniformeko, atxikimendu sendoko eta siliziozko oblean akatsik gabeko fotoerresistentzia-film bat eratzea. Fotoerresistentzia-filmaren eta siliziozko oblearen arteko atxikimendua hobetzeko, askotan beharrezkoa da lehenik siliziozko oblearen gainazala aldatzea hexametildisilazanoa (HMDS) eta trimetilsilildietilamina (TMSDEA) bezalako substantziekin. Ondoren, fotoerresistentzia-filma biraketa-estalduraren bidez prestatzen da.
(2) Aurrez labean egitea:
Biraketa bidezko estalduraren ondoren, fotoerresistentearen filmak disolbatzaile kopuru jakin bat dauka oraindik. Tenperatura altuagoan labekatu ondoren, disolbatzailea ahalik eta gutxien kendu daiteke. Aurrez labekatu ondoren, fotoerresistentearen edukia % 5 ingurura murrizten da.
(3) Esposizioa:
Hau da, fotoerresistentea argiaren eraginpean jartzen da. Une horretan, fotoerreakzio bat gertatzen da, eta argiztatutako zatiaren eta argiztatu gabeko zatiaren arteko disolbagarritasun-diferentzia gertatzen da.
(4) Garapena eta gogortzea:
Produktua garatzailean murgiltzen da. Une horretan, fotoerresistentzia positiboaren azalera agerikoa eta fotoerresistentzia negatiboaren azalera ez-agerikoa disolbatuko dira garapenean. Horrek hiru dimentsioko eredua sortzen du. Garapenaren ondoren, txipak tenperatura altuko tratamendu prozesu bat behar du film gogor bihurtzeko, eta horrek batez ere fotoerresistentziaren substratuarekiko atxikimendua areagotzen du.
(5) Grabatua:
Fotoerresistentearen azpian dagoen materiala grabatzen da. Grabatu heze likidoa eta grabatu lehor gaseosoa barne hartzen ditu. Adibidez, silizioaren grabatu hezerako, azido fluorhidrikoaren disoluzio urtsu azidoa erabiltzen da; kobrearen grabatu hezerako, azido nitrikoa eta azido sulfurikoa bezalako disoluzio azido sendoa erabiltzen da, eta grabatu lehorrak plasma edo energia handiko ioi-izpiak erabiltzen ditu askotan materialaren gainazala kaltetzeko eta grabatzeko.
(6) Goma kentzeko:
Azkenik, fotoerresistentea lentearen gainazaletik kendu behar da. Urrats horri desgomatzea deritzo.
Segurtasuna da erdieroaleen ekoizpen guztietan garrantzitsuena den gaia. Txip litografia prozesuan dauden fotolitografia gas arriskutsu eta kaltegarri nagusiak hauek dira:
1. Hidrogeno peroxidoa
Hidrogeno peroxidoa (H2O2) oxidatzaile indartsua da. Kontaktu zuzenak larruazaleko eta begietako hantura eta erredurak eragin ditzake.
2. Xilenoa
Xilenoa litografia negatiboan erabiltzen den disolbatzaile eta garatzailea da. Sukoia da eta 27,3 ℃-ko tenperatura baxua du (gutxi gorabehera giro-tenperatura). Lehergarria da aireko kontzentrazioa % 1-7 denean. Xilenoarekin behin eta berriz kontaktuan jartzeak larruazaleko hantura eragin dezake. Xilenoaren lurruna gozoa da, hegazkinen itsasgarriaren usainaren antzekoa; xilenoaren eraginpean egoteak begien, sudurren eta eztarriaren hantura eragin dezake. Gasa arnasteak buruko minak, zorabioak, gosearen galera eta nekea eragin ditzake.
3. Hexametildisilazanoa (HMDS)
Hexametildisilazanoa (HMDS) produktuaren gainazalean fotoerresistentearen atxikimendua handitzeko imprimazio geruza gisa erabiltzen da gehienbat. Sukoia da eta 6,7 °C-ko su-puntua du. Lehergarria da airean duen kontzentrazioa % 0,8-16 denean. HMDS-k urarekin, alkoholarekin eta azido mineralekin erreakzionatzen du indartsu amoniakoa askatzeko.
4. Tetrametilamonio hidroxidoa
Tetrametilamonio hidroxidoa (TMAH) litografia positiboan errebelatzaile gisa erabiltzen da. Toxikoa eta korrosiboa da. Irentsiz gero edo azalarekin zuzenean kontaktuan jartzen bada, hilgarria izan daiteke. TMAH hauts edo lainoarekin kontaktuan jartzeak begien, azalaren, sudur eta eztarriaren hantura eragin dezake. TMAH kontzentrazio altuak arnasteak heriotza eragin dezake.
5. Kloroa eta fluorra
Kloroa (Cl2) eta fluorra (F2) biak erabiltzen dira exzimero laserretan, ultramore sakoneko eta ultramore muturreko (EUV) argi-iturri gisa. Bi gasak toxikoak dira, berde argia dute eta usain narritagarri handia dute. Gas honen kontzentrazio handiak arnasteak heriotza eragin dezake. Fluor gasak urarekin erreakzionatu dezake hidrogeno fluoruro gasa sortzeko. Hidrogeno fluoruro gasa azido sendoa da, azala, begiak eta arnasbideak narritatzen dituena eta erredurak eta arnasa hartzeko zailtasunak bezalako sintomak sor ditzakeena. Fluoruro kontzentrazio handiek giza gorputza pozoitzea eragin dezakete, buruko minak, oka, beherakoa eta koma bezalako sintomak eraginez.
6. Argona
Argona (Ar) gas geldoa da, normalean ez diona kalte zuzenik eragiten giza gorputzean. Egoera normaletan, jendeak arnasten duen aireak % 0,93 argon inguru dauka, eta kontzentrazio horrek ez du eragin nabarmenik giza gorputzean. Hala ere, kasu batzuetan, argonak kalte egin diezaioke giza gorputzari.
Hona hemen egoera posible batzuk: Espazio itxi batean, argonaren kontzentrazioa handitu egin daiteke, eta horrela aireko oxigenoaren kontzentrazioa murriztu eta hipoxia eragin. Horrek zorabioak, nekea eta arnasa hartzeko zailtasuna bezalako sintomak sor ditzake. Gainera, argona gas geldoa da, baina tenperatura edo presio altuetan lehertu egin daiteke.
7. Neon
Neona (Ne) gas egonkor, kolorge eta usainik gabea da, eta ez du parte hartzen gizakien arnasketa-prozesuan. Neon gasa ez dago gizakien arnasketa-prozesuan, beraz, neon gas kontzentrazio handia arnasteak hipoxia eragingo du. Hipoxia egoeran denbora luzez bazaude, buruko mina, goragalea eta oka bezalako sintomak izan ditzakezu. Gainera, neon gasak beste substantzia batzuekin erreakziona dezake tenperatura edo presio altuan, sua edo leherketa eraginez.
8. Xenon gasa
Xenon gasa (Xe) gas egonkorra, koloregabea eta usainik gabekoa da, eta ez du gizakien arnasketa prozesuan parte hartzen, beraz, xenon gasaren kontzentrazio handia arnasteak hipoxia eragingo du. Hipoxia egoeran denbora luzez bazaude, buruko mina, goragalea eta oka bezalako sintomak izan ditzakezu. Gainera, neon gasak beste substantzia batzuekin erreakziona dezake tenperatura edo presio altuan, sua edo leherketa eraginez.
9. Kripton gasa
Kripton gasa (Kr) gas egonkor, kolorge eta usainik gabea da, eta ez du gizakien arnasketa prozesuan parte hartzen, beraz, kripton gas kontzentrazio handia arnasteak hipoxia eragingo du. Hipoxia egoeran denbora luzez bazaude, buruko mina, goragalea eta oka bezalako sintomak izan ditzakezu. Gainera, xenon gasak beste substantzia batzuekin erreakzionatu dezake tenperatura altuan edo presio altuan, sua edo leherketa eraginez. Oxigeno gabezia duen ingurune batean arnasteak hipoxia eragin dezake. Hipoxia egoeran denbora luzez bazaude, buruko mina, goragalea eta oka bezalako sintomak izan ditzakezu. Gainera, kripton gasak beste substantzia batzuekin erreakzionatu dezake tenperatura altuan edo presio altuan, sua edo leherketa eraginez.
Gas arriskutsuak detektatzeko irtenbideak erdieroaleen industriarako
Erdieroaleen industriak gas sukoiak, lehergarriak, toxikoak eta kaltegarriak ekoiztea, fabrikatzea eta prozesatzea dakar. Erdieroaleak fabrikatzeko lantegietako gasen erabiltzaile gisa, langile guztiek gas arriskutsuen segurtasun-datuak ulertu behar dituzte erabili aurretik, eta larrialdi-prozedurei nola aurre egin jakin behar dute gas horiek ihes egiten dutenean.
Erdieroaleen industriaren ekoizpenean, fabrikazioan eta biltegiratzean, gas arriskutsu horien ihesak eragindako bizitza eta ondasunen galerak saihesteko, beharrezkoa da gasak detektatzeko tresnak instalatzea helburu den gasa detektatzeko.
Gas detektagailuak ingurumen-monitorizazio tresna ezinbesteko bihurtu dira gaur egungo erdieroaleen industrian, eta monitorizazio tresnarik zuzenenak ere badira.
Riken Keikik beti arreta jarri dio erdieroaleen fabrikazio-industriaren garapen seguruari, pertsonentzako lan-ingurune segurua sortzea helburu duelarik, eta erdieroaleen industriarako egokiak diren gas-sentsoreak garatzera dedikatu da, erabiltzaileek dituzten arazoetarako irtenbide arrazoizkoak eskainiz, eta produktuen funtzioak etengabe hobetuz eta sistemak optimizatuz.
Argitaratze data: 2024ko uztailaren 16a