Fabrikasyon chak pwodui semi-kondiktè mande plizyè santèn pwosesis. Nou divize tout pwosesis fabrikasyon an an uit etap:waflètpwosesis-oksidasyon-fotolitografi-grave-depozisyon fim mens-kwasans epitaksyèl-difizyon-enplantasyon iyon.
Pou ede ou konprann epi rekonèt semi-kondiktè yo ak pwosesis ki gen rapò ak yo, nou pral mete atik WeChat nan chak nimewo pou prezante chak etap ki anwo yo youn pa youn.
Nan atik anvan an, yo te mansyone ke pou pwotejewaflètApati plizyè enpurte, yo te fè yon fim oksid -- pwosesis oksidasyon an. Jodi a nou pral diskite sou "pwosesis fotolitografi" a pou pran foto sikwi konsepsyon semikondiktè a sou waf la avèk fim oksid la ki te fòme a.
Pwosesis fotolitografi
1. Ki sa ki pwosesis fotolitografi a?
Fotolitografi se pou fè sikui ak zòn fonksyonèl ki nesesè pou pwodiksyon chip.
Limyè machin fotolitografi a emèt la sèvi pou ekspoze fim mens ki kouvri ak fotorezist la atravè yon mask ki gen yon modèl. Fotorezist la ap chanje pwopriyete li apre li fin wè limyè a, konsa modèl ki sou mask la kopye sou fim mens lan, pou fim mens lan ka gen fonksyon yon dyagram sikwi elektwonik. Sa a se wòl fotolitografi a, menm jan ak pran foto ak yon kamera. Foto kamera a pran yo enprime sou fim nan, alòske fotolitografi a pa grave foto, men dyagram sikwi ak lòt konpozan elektwonik.
Fotolitografi se yon teknoloji mikwo-usinage presi.
Fotolitografi konvansyonèl se yon pwosesis ki itilize limyè iltravyolèt ak yon longèdonn 2000 a 4500 angstrom kòm transpòtè enfòmasyon imaj, epi ki itilize fotorezist kòm mwayen entèmedyè (anrejistreman imaj) pou reyalize transfòmasyon, transfè ak pwosesis grafik yo, epi finalman transmèt enfòmasyon imaj la nan chip la (sitou chip silikon) oswa kouch dyelèktrik la.
Nou ka di ke fotolitografi se fondasyon endistri semi-kondiktè, mikwoelektwonik ak enfòmasyon modèn yo, epi fotolitografi detèmine dirèkteman nivo devlopman teknoloji sa yo.
Nan plis pase 60 ane depi envansyon sikui entegre yo an 1959, lajè liy grafik yo te redwi pa anviwon kat lòd mayitid, epi entegrasyon sikui a te amelyore pa plis pase sis lòd mayitid. Pwogrè rapid teknoloji sa yo sitou akòz devlopman fotolitografi.
(Kondisyon pou teknoloji fotolitografi nan divès etap devlopman fabrikasyon sikwi entegre)
2. Prensip debaz fotolitografi
Materyèl fotolitografi yo jeneralman refere a fotorezist, ke yo rele tou fotorezist, ki se materyèl fonksyonèl ki pi enpòtan nan fotolitografi. Kalite materyèl sa a gen karakteristik reyaksyon limyè (ki gen ladan limyè vizib, limyè iltravyolèt, gwo bout bwa elektwon, elatriye). Apre reyaksyon fotochimik, solubilite li chanje anpil.
Pami yo, solubilite fotorezistan pozitif la nan devlopè a ogmante, epi modèl yo jwenn nan se menm jan ak mask la; fotorezistan negatif la se opoze a, sa vle di, solubilite a diminye oswa menm vin ensolubl apre yo fin ekspoze li nan devlopè a, epi modèl yo jwenn nan se opoze a mask la. Jaden aplikasyon de kalite fotorezistan yo diferan. Fotorezistan pozitif yo pi souvan itilize, yo reprezante plis pase 80% nan total la.
Sa ki anwo a se yon dyagram eskematik nan pwosesis fotolitografi a.
(1) Kole:
Sa vle di, fòme yon fim fotorezistan ak yon epesè inifòm, yon adezyon solid epi san okenn domaj sou waf Silisyòm lan. Pou amelyore adezyon ant fim fotorezistan an ak waf Silisyòm lan, souvan li nesesè pou modifye sifas waf Silisyòm lan an premye avèk sibstans tankou egzametildisilazan (HMDS) ak trimetilsilildietilamin (TMSDEA). Apre sa, yo prepare fim fotorezistan an pa wotasyon kouch (spin coating).
(2) Pre-kwit:
Apre yo fin pase kouch pa wotasyon an (spin coating), fim fotorezist la toujou gen yon sèten kantite solvan. Apre yo fin kwit li nan yon tanperati ki pi wo, yo ka retire mwens solvan posib. Apre yo fin pre-kwit li, kontni fotorezist la redwi a apeprè 5%.
(3) Ekspozisyon:
Sa vle di, fotorezist la ekspoze a limyè. Nan moman sa a, yon fotoreyaksyon rive, epi diferans solubilite ant pati ki eklere a ak pati ki pa eklere a rive.
(4) Devlopman ak ranfòsman:
Pwodwi a plonje nan devlopè a. Nan moman sa a, zòn ekspoze fotorezist pozitif la ak zòn ki pa ekspoze fotorezist negatif la ap fonn nan devlopman an. Sa prezante yon modèl twa dimansyon. Apre devlopman an, chip la bezwen yon pwosesis tretman tanperati ki wo pou l vin yon fim di, ki sèvi sitou pou amelyore adezyon fotorezist la sou substrat la.
(5) Gravure:
Materyèl ki anba fotorezist la grave. Li gen ladan grave mouye likid ak grave sèk gazez. Pa egzanp, pou grave mouye silikon, yo itilize yon solisyon akeuz asid idroflorik; pou grave mouye kwiv, yo itilize yon solisyon asid fò tankou asid nitrique ak asid silfirik, alòske grave sèk souvan itilize plasma oswa gwo bout bwa iyon enèji pou domaje sifas materyèl la epi grave li.
(6) Degumming:
Finalman, yo bezwen retire fotorezist la sou sifas lantiy la. Etap sa a rele degumming.
Sekirite se pwoblèm ki pi enpòtan nan tout pwodiksyon semi-kondiktè. Prensipal gaz fotolitografi danjere ak danjere nan pwosesis litografi chip la se jan sa a:
1. Pèwoksid idwojèn
Pèwoksid idwojèn (H2O2) se yon oksidan fò. Kontak dirèk ka lakòz enflamasyon po ak je epi boule.
2. Ksilèn
Ksilèn se yon solvan ak yon devlopè yo itilize nan litografi negatif. Li ka pran dife epi li gen yon tanperati ki ba sèlman 27.3 ℃ (apeprè tanperati chanm). Li eksplozif lè konsantrasyon an nan lè a se 1%-7%. Kontak repete ak ksilèn ka lakòz enflamasyon po. Vapè ksilèn dous, menm jan ak sant agraf avyon; ekspoze a ksilèn ka lakòz enflamasyon nan je, nen ak gòj. Respire gaz la ka lakòz tèt fè mal, vètij, pèt apeti ak fatig.
3. Egzametildisilazan (HMDS)
Hexamethyldisilazane (HMDS) se pi souvan itilize kòm yon kouch Jadendanfan pou ogmante adezyon fotorezist la sou sifas pwodwi a. Li enflamabl epi li gen yon pwen ekla 6.7°C. Li eksplozif lè konsantrasyon nan lè a se 0.8%-16%. HMDS reyaji fòtman avèk dlo, alkòl ak asid mineral pou libere amonyak.
4. Idwoksid tetrametilamonyòm
Idwoksid tetrametilamonyòm (TMAH) lajman itilize kòm yon devlopè pou litografi pozitif. Li toksik e koroziv. Li ka fatal si yo vale l oswa si l antre an kontak dirèk ak po a. Kontak ak pousyè oswa bwouya TMAH ka lakòz enflamasyon nan je yo, po a, nen an ak gòj la. Respirasyon gwo konsantrasyon TMAH ap lakòz lanmò.
5. Klò ak fliyò
Klò (Cl2) ak fliyò (F2) yo toulede itilize nan lazè èksimè kòm sous limyè iltravyolèt pwofon ak iltravyolèt ekstrèm (EUV). Toulede gaz yo toksik, yo parèt vèt klè, epi yo gen yon odè fò ki irite moun. Respire gwo konsantrasyon gaz sa a ap lakòz lanmò. Gaz fliyò ka reyaji avèk dlo pou pwodui gaz fliyò idwojèn. Gaz fliyò idwojèn se yon asid fò ki irite po a, je yo ak aparèy respiratwa a epi ki ka lakòz sentòm tankou boule ak difikilte pou respire. Gwo konsantrasyon fliyò ka lakòz anpwazònman nan kò imen an, sa ki lakòz sentòm tankou tèt fè mal, vomisman, dyare, ak koma.
6. Agon
Agon (Ar) se yon gaz inaktif ki anjeneral pa lakòz domaj dirèk nan kò imen an. Nan sikonstans nòmal, lè moun respire a gen anviwon 0.93% agon, e konsantrasyon sa a pa gen okenn efè evidan sou kò imen an. Sepandan, nan kèk ka, agon ka lakòz domaj nan kò imen an.
Men kèk sitiyasyon posib: Nan yon espas fèmen, konsantrasyon agon an ka ogmante, kidonk diminye konsantrasyon oksijèn nan lè a epi lakòz ipoksi. Sa ka lakòz sentòm tankou vètij, fatig, ak souf kout. Anplis de sa, agon se yon gaz inaktif, men li ka eksploze anba tanperati ki wo oswa presyon ki wo.
7. Néon
Neyon (Ne) se yon gaz ki estab, san koulè e san odè ki pa patisipe nan respirasyon moun. Gaz neyon an pa enplike nan pwosesis respiratwa moun, kidonk respire yon gwo konsantrasyon gaz neyon ap lakòz ipoksi. Si ou nan yon eta ipoksi pou yon bon bout tan, ou ka fè eksperyans sentòm tankou maltèt, kè plen ak vomisman. Anplis de sa, gaz neyon an ka reyaji avèk lòt sibstans anba gwo tanperati oswa gwo presyon pou lakòz dife oswa eksplozyon.
8. Gaz ksenon
Gaz ksenon (Xe) se yon gaz ki estab, san koulè e san odè ki pa patisipe nan pwosesis respiratwa imen an, kidonk respire yon gwo konsantrasyon gaz ksenon ap lakòz ipoksi. Si ou nan yon eta ipoksi pou yon bon bout tan, ou ka fè eksperyans sentòm tankou maltèt, kè plen ak vomisman. Anplis de sa, gaz neon an ka reyaji avèk lòt sibstans anba gwo tanperati oswa gwo presyon pou lakòz dife oswa eksplozyon.
9. Gaz kripton
Gaz kripton (Kr) se yon gaz ki estab, san koulè e san odè ki pa patisipe nan pwosesis respiratwa imen an, kidonk respire yon gwo konsantrasyon gaz kripton ap lakòz ipoksi. Si ou nan yon eta ipoksi pou yon bon bout tan, ou ka fè eksperyans sentòm tankou maltèt, kè plen ak vomisman. Anplis de sa, gaz ksenon ka reyaji avèk lòt sibstans anba gwo tanperati oswa gwo presyon pou lakòz dife oswa eksplozyon. Respire nan yon anviwònman ki pa gen oksijèn ka lakòz ipoksi. Si ou nan yon eta ipoksi pou yon bon bout tan, ou ka fè eksperyans sentòm tankou maltèt, kè plen ak vomisman. Anplis de sa, gaz kripton ka reyaji avèk lòt sibstans anba gwo tanperati oswa gwo presyon pou lakòz dife oswa eksplozyon.
Solisyon deteksyon gaz danjere pou endistri semi-kondiktè yo
Endistri semi-kondiktè a enplike pwodiksyon, fabrikasyon, ak pwosesis gaz ki ka pran dife, eksplozif, toksik, ak danjere. Antanke itilizatè gaz nan izin fabrikasyon semi-kondiktè, chak anplwaye ta dwe konprann done sekirite divès gaz danjere yo anvan yo itilize yo, epi yo ta dwe konnen kijan pou yo jere pwosedi ijans yo lè gaz sa yo koule.
Nan pwodiksyon, fabrikasyon ak depo nan endistri semi-kondiktè a, pou evite pèt lavi ak pwopriyete ki koze pa flit gaz danjere sa yo, li nesesè pou enstale enstriman deteksyon gaz pou detekte gaz sib la.
Detektè gaz yo vin tounen enstriman esansyèl pou siveyans anviwònman nan endistri semi-kondiktè jodi a, epi yo se tou zouti siveyans ki pi dirèk yo.
Riken Keiki te toujou peye atansyon sou devlopman san danje nan endistri fabrikasyon semi-kondiktè a, avèk misyon pou kreye yon anviwònman travay ki an sekirite pou moun, epi li te konsakre tèt li nan devlope detèktè gaz ki apwopriye pou endistri semi-kondiktè a, bay solisyon rezonab pou divès pwoblèm itilizatè yo rankontre, epi kontinyèlman amelyore fonksyon pwodwi yo ak optimize sistèm yo.
Dat piblikasyon: 16 Jiyè 2024