Imepụta ngwaahịa semiconductor ọ bụla chọrọ ọtụtụ narị usoro. Anyị kewara usoro mmepụta ahụ dum n'ime usoro asatọ:wafernhazi-oxidation-photolithography-ịkpụcha ihe nkiri dị gịrịgịrị-itinye uto epitaxial-mgbasa-ion n'ime ihe.
Iji nyere gị aka ịghọta ma mata semiconductor na usoro ndị metụtara ya, anyị ga-akwali akụkọ WeChat na mbipụta ọ bụla iji webata nke ọ bụla n'ime usoro ndị a dị n'elu otu otu.
N'isiokwu gara aga, e kwuru na iji chebewaferSite na ihe dị iche iche na-adịghị mma, e mere ihe nkiri oxide - usoro oxidation. Taa, anyị ga-atụle "usoro fotolithography" nke foto sekit nhazi semiconductor na wafer na ihe nkiri oxide e mepụtara.
Usoro fotolithography
1. Gịnị bụ usoro fotolithography?
Fotolithography bụ ime sekit na ebe ọrụ dị mkpa maka mmepụta chip.
A na-eji ìhè nke igwe fotolithography na-ewepụta ekpughe ihe nkiri dị gịrịgịrị nke e ji fotoresist kpuchie site na ihe mkpuchi ihu nwere ụkpụrụ. Onye na-eguzogide foto ga-agbanwe àgwà ya mgbe ọ hụchara ìhè ahụ, ka e wee depụta ụkpụrụ dị na ihe mkpuchi ihu ahụ na fim dị gịrịgịrị, ka ihe nkiri dị gịrịgịrị ahụ wee nwee ọrụ dị ka eserese sekit eletrọniki. Nke a bụ ọrụ nke fotolithography, dị ka ise foto na igwefoto. A na-ebipụta foto ndị kamera sere na fim ahụ, ebe fotolithography anaghị ese foto, kama eserese sekit na ihe ndị ọzọ dị na eletrọniki.
Photolithography bụ teknụzụ micro-machining ziri ezi
Usoro fotolithography nkịtị bụ usoro nke na-eji ìhè ultraviolet nwere ogologo ebili mmiri nke 2000 ruo 4500 angstroms dị ka onye na-ebu ozi onyonyo, ma na-eji photoresist dị ka ihe etiti (ndekọ onyonyo) iji nweta mgbanwe, mbufe na nhazi nke eserese, ma mechaa ziga ozi onyonyo ahụ na chip (karịsịa silicon chip) ma ọ bụ oyi akwa dielectric.
A pụrụ ikwu na fotolithography bụ ntọala nke semiconductor nke oge a, microelectronics, na ụlọ ọrụ ozi, fotolithography na-ekpebikwa ọkwa mmepe nke teknụzụ ndị a ozugbo.
N'ime ihe karịrị afọ iri isii kemgbe e mepụtara sekit agbakọtara ọnụ nke ọma na 1959, obosara ahịrị nke eserese ya ebelatala site na ihe dị ka usoro nha anọ, njikọta sekit ahụ amụbaala site na ihe karịrị usoro nha isii. Ọganihu ngwa ngwa nke teknụzụ ndị a bụ isi ihe kpatara mmepe nke fotolithography.
(Ihe achọrọ maka teknụzụ fotolithography n'ọkwa dị iche iche nke mmepe nke nrụpụta sekit agbakwunyere)
2. Ụkpụrụ bụ isi nke fotolithography
Ihe e ji eme fotolithography na-ezo aka na ndị na-eme fotolithism, nke a makwaara dị ka ndị na-eme fotolithism, nke bụ ihe kachasị mkpa na fotolithography. Ụdị ihe a nwere njirimara nke mmeghachi omume ìhè (gụnyere ìhè a na-ahụ anya, ìhè ultraviolet, ọkụ elektrọn, wdg.). Mgbe mmeghachi omume fotokemikal gasịrị, ịgbaze ya na-agbanwe nke ukwuu.
N'ime ha, ike ịgbaze nke fotoresist dị mma na onye nrụpụta na-abawanye, ụkpụrụ enwetara dịkwa ka ihe mkpuchi ahụ; fotoresist na-adịghị mma bụ ihe dị iche, ya bụ, ike ịgbaze na-ebelata ma ọ bụ ọbụna ghara ịgbaze mgbe ekpughere ya na onye nrụpụta ahụ, ụkpụrụ enwetara dị iche na ihe mkpuchi ahụ. Ubi ojiji nke ụdị fotoresist abụọ ahụ dị iche. A na-ejikarị fotoresist dị mma eme ihe, na-aza ihe karịrị 80% nke mkpokọta.
Nke dị n'elu bụ eserese atụmatụ nke usoro fotolithography
(1) Ịrapara:
Nke ahụ pụtara, imepụta ihe nkiri photoresist nke nwere ọkpụrụkpụ otu, njikọta siri ike na enweghị ntụpọ na wafer silicon. Iji mee ka njikọ dị n'etiti ihe nkiri photoresist na wafer silicon dịkwuo mma, ọ na-adịkarị mkpa ibu ụzọ gbanwee elu nke wafer silicon site na iji ihe ndị dị ka hexamethyldisilazane (HMDS) na trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Mgbe ahụ, a na-akwadebe ihe nkiri photoresist site na mkpuchi spin.
(2) Ịme achịcha tupu a rie ya:
Mgbe e mechara mkpuchi spin, ihe nkiri photoresist ka nwere ụfọdụ ihe mgbaze. Mgbe e mechara achịcha na okpomọkụ dị elu, enwere ike iwepụ ihe mgbaze ahụ obere oge o kwere mee. Mgbe e mechara achịcha tupu e sie ya, ọdịnaya nke photoresist ahụ na-ebelata ruo ihe dị ka 5%.
(3) Mkpughe:
Ya bụ, a na-ekpughe onye na-eguzogide ọkụ na fotoresist n'ìhè. N'oge a, mmeghachi omume foto na-eme, ọdịiche dị n'etiti akụkụ ọkụ na akụkụ na-anaghị enwu enwu na-apụta.
(4) Mmepe na ime ka ike sie ike:
A na-etinye ngwaahịa a n'ime onye nrụpụta. N'oge a, ebe a na-ekpughe ihe dị na fotoresist dị mma na mpaghara a na-anaghị ekpughe ihe na fotoresist na-adịghị mma ga-agbaze n'ime mmepe ahụ. Nke a na-egosi usoro akụkụ atọ. Mgbe mmepe ahụ gasịrị, chip ahụ chọrọ usoro ọgwụgwọ okpomọkụ dị elu iji bụrụ ihe nkiri siri ike, nke na-enyere aka ime ka njikọta nke photoresist na substrate dịkwuo mma.
(5) Ịkpụcha ihe:
A na-akpụ ihe dị n'okpuru ihe na-eguzogide ọgwụ foto. Ọ gụnyere ihe na-akpụ mmiri mmiri mmiri na ihe na-akpụ gas. Dịka ọmụmaatụ, maka ihe na-akpụ mmiri mmiri nke silicon, a na-eji ihe na-akụ mmiri acidic nke hydrofluoric acid; maka ihe na-akpụ mmiri nke ọla kọpa, a na-eji ihe na-akụ mmiri siri ike dị ka nitric acid na sulfuric acid, ebe ihe na-akpụ akọrọ na-ejikarị plasma ma ọ bụ ion ion dị ike imebi elu ihe ahụ ma kpụọ ya.
(6) Ịkwụsị iwe:
N'ikpeazụ, a ga-ewepụ ihe na-egbochi foto n'elu lenzi ahụ. A na-akpọ usoro a degumming.
Nchekwa bụ okwu kachasị mkpa na mmepụta semiconductor niile. Isi gas photolithography dị ize ndụ ma dị ize ndụ na usoro lithography chip bụ ndị a:
1. Haịdrojiọn Peroxide
Hydrogen peroxide (H2O2) bụ ihe na-eme ka oxidation sie ike. Mmetụ aka ozugbo nwere ike ibute mbufụt na ọkụ n'akpụkpọ ahụ na anya.
2. Xylene
Xylene bụ ihe na-agbaze ma na-emepụta ihe eji eme ihe na lithography na-adịghị mma. Ọ na-ere ọkụ ma nwee obere okpomọkụ nke naanị 27.3℃ (ihe dị ka okpomọkụ ụlọ). Ọ na-agbawa agbawa mgbe ntinye dị n'ikuku dị 1%-7%. Ịkpọtụrụ xylene ugboro ugboro nwere ike ibute mbufụt akpụkpọ ahụ. Xylene uzuoku dị ụtọ, yiri isi nke ụgbọelu tack; ikpughe na xylene nwere ike ibute mbufụt nke anya, imi na akpịrị. Iku ume nke gas nwere ike ibute isi ọwụwa, isi ọwụwa, enweghị agụụ na ike ọgwụgwụ.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
A na-ejikarị Hexamethyldisilazane (HMDS) eme ihe dị ka ihe mkpuchi praịma iji mee ka fotoresist na-arapara n'elu ngwaahịa ahụ. Ọ na-ere ọkụ ma nwee ebe ọkụ nke 6.7°C. Ọ na-agbawa agbawa mgbe mkpokọta dị n'ikuku dị 0.8%-16%. HMDS na-emeghachi omume nke ọma na mmiri, mmanya na mineral acids iji wepụta ammonia.
4. Tetramethylammonium hydroxide
A na-ejikarị Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) eme ihe dị ka ihe na-emepụta ihe dị mma maka lithography. Ọ na-egbu egbu ma na-emebi emebi. Ọ nwere ike ibute ọnwụ ma ọ bụrụ na e loo ya ma ọ bụ na-emetụ akpụkpọ ahụ aka ozugbo. Mmetụ ya na uzuzu TMAH ma ọ bụ igirigi nwere ike ibute mbufụt nke anya, akpụkpọ ahụ, imi na akpịrị. Iku ume nke TMAH dị elu ga-ebute ọnwụ.
5. Chlorine na fluorine
A na-eji Chlorine (Cl2) na fluorine (F2) eme ihe na laser excimer dị ka isi iyi ọkụ ultraviolet miri emi na ultraviolet dị oke njọ (EUV). Gas abụọ a na-egbu egbu, na-adị ka akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ, ma na-esi isi ike. Iku ume nke oke gas a ga-ebute ọnwụ. Gas fluorine nwere ike imeghachi omume na mmiri iji mepụta gas hydrogen fluoride. Gas hydrogen fluoride bụ acid siri ike nke na-akpasu akpụkpọ ahụ, anya na akụkụ iku ume iwe ma nwee ike ibute mgbaàmà dịka ọkụ na ihe isi ike iku ume. Nnukwu fluoride nwere ike ibute nsị n'ahụ mmadụ, na-akpata mgbaàmà dịka isi ọwụwa, ịgbọ agbọ, afọ ọsịsa, na coma.
6. Argọn
Argon (Ar) bụ gas na-adịghị arụ ọrụ nke na-anaghị emerụ ahụ mmadụ ahụ ozugbo. N'ọnọdụ nkịtị, ikuku ndị mmadụ na-eku ume nwere ihe dị ka 0.93% argon, nke a enweghịkwa mmetụta doro anya n'ahụ mmadụ. Agbanyeghị, n'ọnọdụ ụfọdụ, argon nwere ike imebi ahụ mmadụ.
Lee ụfọdụ ọnọdụ nwere ike ime: N'ime oghere dị warara, oke argon nwere ike ịbawanye, si otú a belata oke oxygen dị n'ikuku ma mee ka hypoxia ghara ịdị. Nke a nwere ike ibute ihe mgbaàmà dịka isi ọwụwa, ike ọgwụgwụ, na iku ume mkpụmkpụ. Na mgbakwunye, argon bụ gas na-adịghị arụ ọrụ, mana ọ nwere ike ịgbawa n'okpuru oke okpomọkụ ma ọ bụ nrụgide dị elu.
7. Neon
Neon (Ne) bụ gas kwụsiri ike, enweghị agba na isi na-enweghị isi nke na-anaghị esonye na ya. Gas neon anaghị etinye aka na usoro iku ume mmadụ, yabụ iku ume na nnukwu mkpokọta gas neon ga-akpata hypoxia. Ọ bụrụ na ị nọ n'ọnọdụ hypoxia ruo ogologo oge, ị nwere ike ịnweta mgbaàmà dịka isi ọwụwa, ọgbụgbọ, na agbọ agbọ. Na mgbakwunye, gas neon nwere ike imeghachi omume na ihe ndị ọzọ n'okpuru oke okpomọkụ ma ọ bụ nrụgide dị elu iji kpata ọkụ ma ọ bụ mgbawa.
8. Gas Xenon
Gas Xe (Xe) bụ gas kwụsiri ike, enweghị agba na isi na-enweghị isi nke na-anaghị esonye na usoro iku ume mmadụ, yabụ iku ume na oke xenon ga-akpata hypoxia. Ọ bụrụ na ị nọ n'ọnọdụ hypoxia ruo ogologo oge, ị nwere ike ịnweta mgbaàmà dịka isi ọwụwa, ọgbụgbọ, na agbọ agbọ. Na mgbakwunye, gas neon nwere ike imeghachi omume na ihe ndị ọzọ n'okpuru oke okpomọkụ ma ọ bụ nrụgide dị elu iji kpata ọkụ ma ọ bụ mgbawa.
9. Gas Krypton
Gas Krypton (Kr) bụ gas kwụsiri ike, enweghị agba na isi na-enweghị isi nke na-anaghị esonye na usoro iku ume mmadụ, yabụ iku ume na nnukwu mkpokọta nke gas krypton ga-akpata hypoxia. Ọ bụrụ na ị nọ n'ọnọdụ hypoxia ruo ogologo oge, ị nwere ike ịnweta mgbaàmà dịka isi ọwụwa, ọgbụgbọ, na agbọ agbọ. Na mgbakwunye, gas xenon nwere ike imeghachi omume na ihe ndị ọzọ n'okpuru oke okpomọkụ ma ọ bụ nrụgide dị elu iji kpata ọkụ ma ọ bụ mgbawa. Iku ume n'ebe ikuku oxygen na-enweghị nwere ike ibute hypoxia. Ọ bụrụ na ị nọ n'ọnọdụ hypoxia ruo ogologo oge, ị nwere ike ịnweta mgbaàmà dịka isi ọwụwa, ọgbụgbọ, na agbọ agbọ. Na mgbakwunye, gas krypton nwere ike imeghachi omume na ihe ndị ọzọ n'okpuru oke okpomọkụ ma ọ bụ nrụgide dị elu iji kpata ọkụ ma ọ bụ mgbawa.
Ngwọta nchọpụta gas dị ize ndụ maka ụlọ ọrụ semiconductor
Ụlọ ọrụ semiconductor gụnyere mmepụta, imepụta, na usoro nke gas ndị na-ere ọkụ, ndị na-agbawa agbawa, ndị na-egbu egbu, na ndị na-emerụ ahụ. Dịka onye na-eji gas eme ihe n'ụlọ ọrụ mmepụta semiconductor, onye ọrụ ọ bụla kwesịrị ịghọta data nchekwa nke gas dị iche iche dị ize ndụ tupu ejiri ya, ma mara otu esi emeso usoro mberede mgbe gas ndị a na-agbapụta.
N'ime mmepụta, nrụpụta, na nchekwa nke ụlọ ọrụ semiconductor, iji zere mfu nke ndụ na ihe onwunwe nke gas ndị a dị ize ndụ kpatara, ọ dị mkpa itinye ngwaọrụ nchọpụta gas iji chọpụta gas a chọrọ.
Ihe nchọpụta gas aghọwo ihe dị mkpa maka nlekota gburugburu ebe obibi n'ụlọ ọrụ semiconductor nke oge a, ha bụkwa ngwaọrụ nlekota kacha kpọmkwem.
Riken Keiki na-eleba anya mgbe niile n'otú ụlọ ọrụ mmepụta semiconductor si arụ ọrụ nke ọma, na ebumnuche nke ịmepụta ebe ọrụ dị mma maka ndị mmadụ, ma tinyewo onwe ya n'ịmepụta ihe mmetụta gas dabara adaba maka ụlọ ọrụ semiconductor, na-enye ngwọta ezi uche dị na ya maka nsogbu dị iche iche ndị ọrụ na-ezute, na-akwalite ọrụ ngwaahịa na imeziwanye sistemụ.
Oge ozi: Julaị-16-2024