Framleiðsla hverrar hálfleiðaraafurðar krefst hundruða ferla. Við skiptum öllu framleiðsluferlinu í átta skref:oblátavinnsla-oxun-ljósmyndun-etsun-þunnfilmuútfelling-epitaxial vöxtur-dreifing-jónaígræðsla.
Til að hjálpa þér að skilja og þekkja hálfleiðara og tengda ferla munum við birta greinar á WeChat í hverju tölublaði til að kynna hvert af ofangreindum skrefum, eitt af öðru.
Í fyrri greininni var minnst á að til að verndaoblátaÚr ýmsum óhreinindum var oxíðfilma búin til - oxunarferli. Í dag munum við ræða „ljósmyndunarferlið“ þar sem ljósmyndað er hönnunarrás hálfleiðara á skífunni með oxíðfilmunni sem myndaðist.
Ljósmyndatökuferli
1. Hvað er ljósritunarferli
Ljósmyndataka er til að búa til rafrásir og virknisvæði sem þarf til örgjörvaframleiðslu.
Ljósið sem ljósþrykkjarvélin gefur frá sér er notað til að afhjúpa þunna filmu sem er húðuð með ljósþoli í gegnum grímu með mynstri. Ljósþolið breytir eiginleikum sínum eftir að það sést á ljósinu, þannig að mynstrið á grímunni afritast á þunnu filmuna, þannig að þunna filman gegnir hlutverki rafrásarmyndar. Þetta er hlutverk ljósþrykkjar, svipað og að taka myndir með myndavél. Myndirnar sem teknar eru með myndavélinni eru prentaðar á filmuna, en ljósþrykkjarvélin grafar ekki myndir, heldur rafrásarmyndir og aðra rafeindabúnaði.
Ljósmyndatækni er nákvæm örvinnslutækni
Hefðbundin ljósritun er ferli þar sem útfjólublátt ljós með bylgjulengd 2000 til 4500 ångström er notað sem myndupplýsingaberi og ljósviðnám sem milliefni (myndupptöku) til að ná fram umbreytingu, flutningi og vinnslu grafíkarinnar og að lokum er myndupplýsingunum sent á flís (aðallega kísillflís) eða raflag.
Það má segja að ljósritun sé grunnurinn að nútíma hálfleiðara-, ör-rafeinda- og upplýsingaiðnaði, og ljósritun ræður beint þróunarstigi þessarar tækni.
Á þeim meira en 60 árum sem liðin eru frá því að samþættar rafrásir voru fundnar upp með góðum árangri árið 1959 hefur línubreidd grafíkarinnar minnkað um fjórar stærðargráður og samþætting rafrásanna hefur batnað um meira en sex stærðargráður. Hraðar framfarir þessarar tækni eru aðallega raktar til þróunar ljósritunar.
(Kröfur um ljósritunartækni á ýmsum stigum þróunar í framleiðslu samþættra hringrása)
2. Grunnreglur ljósþrykks
Ljósþrýstiefni vísa almennt til ljósþols, einnig þekkt sem ljósþol, sem eru mikilvægustu virku efnin í ljósþrýstiefni. Þessi tegund efnis hefur eiginleika ljósviðbragða (þar á meðal sýnilegt ljós, útfjólublátt ljós, rafeindageisla o.s.frv.). Eftir ljósefnafræðilega viðbrögð breytist leysni þess verulega.
Meðal þeirra eykst leysni jákvæðs ljósþols í framköllunarefninu og mynstrið sem fæst er það sama og í grímunni; neikvætt ljósþol er öfugt, það er að segja, leysni minnkar eða verður jafnvel óleysanlegt eftir að það hefur verið útsett fyrir framköllunarefninu og mynstrið sem fæst er öfugt við grímuna. Notkunarsvið þessara tveggja gerða ljósþola eru mismunandi. Jákvæð ljósþol eru algengari og nema meira en 80% af heildinni.
Hér að ofan er skýringarmynd af ljósritunarferlinu
(1) Líming:
Það er að segja, að mynda ljósþolsfilmu með jafnri þykkt, sterkri viðloðun og engum göllum á kísilplötunni. Til að auka viðloðunina milli ljósþolsfilmunnar og kísilplötunnar er oft nauðsynlegt að breyta fyrst yfirborði kísilplötunnar með efnum eins og hexametýldísílasani (HMDS) og trímetýlsilýldíetýlamíni (TMSDEA). Síðan er ljósþolsfilman útbúin með snúningshúðun.
(2) Forbakstur:
Eftir snúningshúðun inniheldur ljósþolsfilman enn ákveðið magn af leysi. Eftir bökun við hærra hitastig er hægt að fjarlægja leysiefnið eins lítið og mögulegt er. Eftir forbökun minnkar innihald ljósþolsins niður í um 5%.
(3) Útsetning:
Það er að segja, ljósþolið er útsett fyrir ljósi. Á þessum tíma á sér stað ljósviðbrögð og leysnimunur á sér stað milli upplýsta hlutans og þess óupplýsta.
(4) Þróun og herðing:
Varan er sökkt í framköllunartækið. Á þessum tímapunkti leysast bæði útsetta svæðið á jákvæða ljósþolinu og óútsetta svæðið á neikvæða ljósþolinu upp í framkölluninni. Þetta myndar þrívítt mynstur. Eftir framköllun þarf flísin að fara í gegnum háhitameðferð til að verða að hörðum filmu, sem aðallega þjónar til að auka enn frekar viðloðun ljósþolsins við undirlagið.
(5) Etsun:
Efnið undir ljósþolinu er etsað. Það felur í sér vökva-blaut-etsun og loftkennda þurr-etsun. Til dæmis, fyrir blaut-etsun á kísli er notuð súr vatnslausn af flúorsýru; fyrir blaut-etsun á kopar er notuð sterk sýrulausn eins og saltpéturssýra og brennisteinssýra, en þurr-etsun notar oft plasma eða orkumikla jónageisla til að skemma yfirborð efnisins og etsa það.
(6) Afklímingar:
Að lokum þarf að fjarlægja ljósþolið af yfirborði linsunnar. Þetta skref kallast afgúmmun.
Öryggi er mikilvægasta málið í allri framleiðslu hálfleiðara. Helstu hættulegu og skaðlegu ljósritunargasin í flísarlitritunarferlinu eru eftirfarandi:
1. Vetnisperoxíð
Vetnisperoxíð (H2O2) er sterkt oxunarefni. Bein snerting getur valdið bólgu í húð og augum og bruna.
2. Xýlen
Xýlen er leysiefni og framkallari sem notað er í neikvæðri litografíu. Það er eldfimt og hefur lágt hitastig, aðeins 27,3°C (um það bil stofuhita). Það er sprengifimt þegar styrkur þess í loftinu er 1%-7%. Endurtekin snerting við xýlen getur valdið húðbólgu. Xýlengufa er sæt, svipuð lykt af flugvélabúnaði; snerting við xýlen getur valdið bólgu í augum, nefi og hálsi. Innöndun gassins getur valdið höfuðverk, sundli, lystarleysi og þreytu.
3. Hexametýldísílasan (HMDS)
Hexametýldísílasan (HMDS) er oftast notað sem grunnlag til að auka viðloðun ljósþols á yfirborði vörunnar. Það er eldfimt og hefur kveikjumark upp á 6,7°C. Það er sprengifimt þegar styrkur þess í loftinu er 0,8%-16%. HMDS hvarfast kröftuglega við vatn, alkóhól og steinefnasýrur og losar ammóníak.
4. Tetrametýlammoníumhýdroxíð
Tetrametýlammoníumhýdroxíð (TMAH) er mikið notað sem framköllunarefni fyrir jákvæða litografíu. Það er eitrað og ætandi. Það getur verið banvænt ef það er kyngt eða í beinni snertingu við húð. Snerting við TMAH ryk eða mistur getur valdið bólgu í augum, húð, nefi og hálsi. Innöndun mikils styrks af TMAH getur leitt til dauða.
5. Klór og flúor
Klór (Cl2) og flúor (F2) eru bæði notuð í excimer leysigeislum sem djúp útfjólublá og mjög útfjólublá ljósgjafar (EUV). Báðar lofttegundir eru eitraðar, eru ljósgrænar og hafa sterka ertandi lykt. Innöndun mikils styrks af þessu gasi getur leitt til dauða. Flúorgas getur hvarfast við vatn og myndað vetnisflúoríð. Vetnisflúoríð er sterk sýra sem ertir húð, augu og öndunarveg og getur valdið einkennum eins og bruna og öndunarerfiðleikum. Hár styrkur flúors getur valdið eitrun í mannslíkamanum, sem veldur einkennum eins og höfuðverk, uppköstum, niðurgangi og dái.
6. Argon
Argon (Ar) er óvirkt gas sem veldur venjulega ekki beinum skaða á mannslíkamanum. Við venjulegar aðstæður inniheldur loftið sem fólk andar að sér um 0,93% argon og þessi styrkur hefur engin augljós áhrif á mannslíkamann. Hins vegar getur argon í sumum tilfellum valdið skaða á mannslíkamanum.
Hér eru nokkrar mögulegar aðstæður: Í lokuðu rými getur styrkur argons aukist, sem dregur úr súrefnisþéttni í loftinu og veldur súrefnisskorti. Þetta getur valdið einkennum eins og sundli, þreytu og mæði. Þar að auki er argon óvirkt gas, en það getur sprungið við háan hita eða mikinn þrýsting.
7. Neon
Neon (Ne) er stöðugt, litlaust og lyktarlaust gas sem tekur ekki þátt í öndunarfærum manna, þannig að innöndun á háum styrk neons veldur súrefnisskorti. Ef þú ert í súrefnisskorti í langan tíma gætirðu fundið fyrir einkennum eins og höfuðverk, ógleði og uppköstum. Að auki getur neon hvarfast við önnur efni við hátt hitastig eða þrýsting og valdið eldi eða sprengingu.
8. Xenon gas
Xenongas (Xe) er stöðugt, litlaust og lyktarlaust gas sem tekur ekki þátt í öndunarfærum manna, þannig að innöndun á háum styrk xenongas veldur súrefnisskorti. Ef þú ert í súrefnisskorti í langan tíma gætirðu fundið fyrir einkennum eins og höfuðverk, ógleði og uppköstum. Að auki getur neongas brugðist við öðrum efnum við hátt hitastig eða þrýsting og valdið eldi eða sprengingu.
9. Krypton gas
Krypton gas (Kr) er stöðugt, litlaust og lyktarlaust gas sem tekur ekki þátt í öndunarfærum manna, þannig að innöndun mikillar styrks af krypton gasi veldur súrefnisskorti. Ef þú ert í súrefnisskorti í langan tíma gætirðu fundið fyrir einkennum eins og höfuðverk, ógleði og uppköstum. Að auki getur xenongas brugðist við öðrum efnum við hátt hitastig eða þrýsting og valdið eldi eða sprengingu. Innöndun í umhverfi með súrefnisskorti getur valdið súrefnisskorti. Ef þú ert í súrefnisskorti í langan tíma gætirðu fundið fyrir einkennum eins og höfuðverk, ógleði og uppköstum. Að auki getur krypton gas brugðist við öðrum efnum við hátt hitastig eða þrýsting og valdið eldi eða sprengingu.
Lausnir til að greina hættuleg lofttegund fyrir hálfleiðaraiðnaðinn
Hálfleiðaraiðnaðurinn felur í sér framleiðslu, framleiðslu og vinnslu eldfimra, sprengifimra, eitraðra og skaðlegra lofttegunda. Sem notandi lofttegunda í hálfleiðaraverksmiðjum ætti hver starfsmaður að skilja öryggisgögn um ýmsar hættulegar lofttegundir fyrir notkun og vita hvernig eigi að bregðast við neyðaraðgerðum þegar þessar lofttegundir leka.
Til að koma í veg fyrir manntjón og eignatjón vegna leka þessara hættulegu lofttegunda í framleiðslu, geymslu og viðgerð í hálfleiðaraiðnaði er nauðsynlegt að setja upp gasgreiningartæki til að greina markgasið.
Gasskynjarar eru orðnir nauðsynleg umhverfiseftirlitstæki í hálfleiðaraiðnaði nútímans og eru einnig beinskeyttustu eftirlitstækin.
Riken Keiki hefur alltaf lagt áherslu á örugga þróun hálfleiðaraiðnaðarins, með það að markmiði að skapa öruggt vinnuumhverfi fyrir fólk, og hefur helgað sig því að þróa gasskynjara sem henta fyrir hálfleiðaraiðnaðinn, veita sanngjarnar lausnir fyrir ýmis vandamál sem notendur standa frammi fyrir, og stöðugt uppfæra virkni vöru og hámarka kerfi.
Birtingartími: 16. júlí 2024