Manufaktur saben produk semikonduktor mbutuhake atusan proses. Kita mbagi kabeh proses manufaktur dadi wolung langkah:waferpangolahan-oksidasi-fotolitografi-etsa-deposisi film tipis-implantasi ion pertumbuhan-difusi-epitaksial.
Kanggo mbantu sampeyan mangerteni lan ngenali semikonduktor lan proses sing gegandhengan, kita bakal nyuguhake artikel WeChat ing saben edisi kanggo ngenalake saben langkah ing ndhuwur siji-siji.
Ing artikel sadurunge, wis kasebut yen kanggo njaga keamananwaferSaka maneka warna rereged, film oksida digawe--proses oksidasi. Dina iki kita bakal ngrembug "proses fotolitografi" kanggo motret sirkuit desain semikonduktor ing wafer kanthi film oksida sing wis kawangun.
Proses fotolitografi
1. Apa sing diarani proses fotolitografi?
Fotolitografi iku kanggo nggawe sirkuit lan area fungsional sing dibutuhake kanggo produksi chip.
Cahya sing dipancarake dening mesin fotolitografi digunakake kanggo mbabarake film tipis sing dilapisi fotoresist liwat topeng kanthi pola. Fotoresist bakal ngganti sifate sawise ndeleng cahya, saengga pola ing topeng disalin menyang film tipis, saengga film tipis kasebut nduweni fungsi diagram sirkuit elektronik. Iki minangka peran fotolitografi, padha karo njupuk gambar nganggo kamera. Foto sing dijupuk dening kamera dicithak ing film, dene fotolitografi ora ngukir foto, nanging diagram sirkuit lan komponen elektronik liyane.
Fotolitografi minangka teknologi mikro-mesin sing presisi
Fotolitografi konvensional minangka proses sing nggunakake sinar ultraviolet kanthi dawa gelombang 2000 nganti 4500 angstrom minangka pembawa informasi gambar, lan nggunakake photoresist minangka media perantara (rekaman gambar) kanggo entuk transformasi, transfer lan pangolahan grafis, lan pungkasane ngirim informasi gambar menyang chip (utamane chip silikon) utawa lapisan dielektrik.
Bisa diarani yen fotolitografi minangka pondasi industri semikonduktor, mikroelektronika, lan informasi modern, lan fotolitografi langsung nemtokake tingkat pangembangan teknologi kasebut.
Sajrone luwih saka 60 taun wiwit suksese penemuan sirkuit terpadu ing taun 1959, jembar garis grafis wis suda udakara patang urutan gedhene, lan integrasi sirkuit wis luwih apik luwih saka enem urutan gedhene. Kemajuan teknologi kasebut sing cepet utamane disebabake dening perkembangan fotolitografi.
(Syarat kanggo teknologi fotolitografi ing macem-macem tahapan pangembangan manufaktur sirkuit terpadu)
2. Prinsip dhasar fotolitografi
Bahan fotolitografi umume nuduhake fotoresist, uga dikenal minangka fotoresist, sing minangka bahan fungsional sing paling penting ing fotolitografi. Jinis bahan iki nduweni karakteristik reaksi cahya (kalebu cahya sing katon, cahya ultraviolet, sinar elektron, lan liya-liyane). Sawise reaksi fotokimia, kelarutane owah sacara signifikan.
Antarane, kelarutan fotoresist positif ing pangembang mundhak, lan pola sing dipikolehi padha karo topeng; fotoresist negatif kosok baline, yaiku, kelarutan mudhun utawa malah dadi ora larut sawise kena pengaruh pangembang, lan pola sing dipikolehi ngelawan topeng. Bidang aplikasi saka rong jinis fotoresist beda. Fotoresist positif luwih umum digunakake, nyumbang luwih saka 80% saka total.
Ing ndhuwur iki diagram skematis saka proses fotolitografi
(1) Perekat:
Yaiku, mbentuk film photoresist kanthi kekandelan sing seragam, adhesi sing kuwat lan ora ana cacat ing wafer silikon. Kanggo nambah adhesi antarane film photoresist lan wafer silikon, asring perlu ngowahi permukaan wafer silikon nganggo zat kayata hexamethyldisilazane (HMDS) lan trimethylsilildiethylamine (TMSDEA). Banjur, film photoresist disiapake kanthi lapisan spin.
(2) Sadurunge dipanggang:
Sawisé dilapisi spin, film photoresist isih ngandhut jumlah pelarut tartamtu. Sawisé dipanggang ing suhu sing luwih dhuwur, pelarut bisa dicopot sabisa-bisane. Sawisé dipanggang sadurungé, kandungan photoresist dikurangi dadi udakara 5%.
(3) Paparan:
Yaiku, fotoresit kasebut kena cahya. Ing wektu iki, reaksi foto kedadeyan, lan bedane kelarutan antarane bagean sing disinari lan bagean sing ora disinari kedadeyan.
(4) Pangembangan & pengerasan:
Produk kasebut dicelupake ing pangembang. Ing wektu iki, area photoresist positif sing kapapar lan area photoresist negatif sing ora kapapar bakal larut ing pangembangan. Iki nampilake pola telung dimensi. Sawise pangembangan, chip kasebut mbutuhake proses perawatan suhu dhuwur kanggo dadi film atos, sing utamane kanggo nambah adhesi photoresist menyang substrat.
(5) Ukiran:
Materi ing sangisore photoresist diukir. Iki kalebu ukiran teles cair lan ukiran garing gas. Contone, kanggo ukiran teles silikon, larutan asam banyu asam saka asam fluorida digunakake; kanggo ukiran teles tembaga, larutan asam kuwat kayata asam nitrat lan asam sulfat digunakake, dene ukiran garing asring nggunakake sinar plasma utawa ion energi dhuwur kanggo ngrusak permukaan materi lan ngukir.
(6) Ngresiki gum:
Pungkasanipun, photoresist kedah dicopot saking lumah lensa. Langkah punika dipunsebat degumming.
Keamanan minangka masalah sing paling penting ing kabeh produksi semikonduktor. Gas fotolitografi sing mbebayani lan mbebayani utama ing proses litografi chip yaiku kaya ing ngisor iki:
1. Hidrogen peroksida
Hidrogen peroksida (H2O2) minangka oksidan sing kuwat. Kontak langsung bisa nyebabake inflamasi kulit lan mripat sarta kobong.
2. Xilena
Xylene minangka pelarut lan pengembang sing digunakake ing litografi negatif. Xylene gampang kobong lan nduweni suhu sing endhek mung 27,3℃ (kurang luwih suhu ruangan). Xylene gampang njeblug nalika konsentrasi ing udhara 1%-7%. Kontak bola-bali karo xylene bisa nyebabake inflamasi kulit. Uap xylene rasane legi, meh padha karo ambune pesawat; paparan xylene bisa nyebabake inflamasi mata, irung lan tenggorokan. Nghirup gas kasebut bisa nyebabake sakit kepala, pusing, ilang napsu mangan lan kesel.
3. Heksametildisilazana (HMDS)
Heksametildisilazane (HMDS) paling umum digunakake minangka lapisan primer kanggo nambah adhesi photoresist ing permukaan produk. Bahan iki gampang kobong lan nduweni titik nyala 6,7°C. Bahan iki gampang njeblug nalika konsentrasi ing udhara 0,8%-16%. HMDS reaksi banget karo banyu, alkohol, lan asam mineral kanggo ngeculake amonia.
4. Tetrametilamonium hidroksida
Tetrametilamonium hidroksida (TMAH) digunakake sacara wiyar minangka pengembang kanggo litografi positif. Iki beracun lan korosif. Bisa nyebabake pati yen ditelan utawa kena kulit. Kontak karo bledug utawa kabut TMAH bisa nyebabake inflamasi ing mripat, kulit, irung lan tenggorokan. Nghirup konsentrasi TMAH sing dhuwur bakal nyebabake pati.
5. Klorin lan fluorin
Klorin (Cl2) lan fluorin (F2) loro-lorone digunakake ing laser excimer minangka sumber cahya ultraviolet jero lan ultraviolet ekstrem (EUV). Kaloro gas kasebut beracun, katon ijo enom, lan nduweni ambu sing ngganggu banget. Nghirup konsentrasi dhuwur saka gas iki bakal nyebabake pati. Gas fluorin bisa reaksi karo banyu kanggo ngasilake gas hidrogen fluorida. Gas hidrogen fluorida minangka asam kuwat sing ngiritasi kulit, mripat lan saluran pernapasan lan bisa nyebabake gejala kayata kobong lan kangelan ambegan. Konsentrasi fluorida sing dhuwur bisa nyebabake keracunan ing awak manungsa, nyebabake gejala kayata sakit kepala, muntah, diare, lan koma.
6. Argon
Argon (Ar) iku gas inert sing biasane ora nyebabake bebaya langsung marang awak manungsa. Ing kahanan normal, udhara sing dihirup wong ngandhut udakara 0,93% argon, lan konsentrasi iki ora nduweni efek sing jelas marang awak manungsa. Nanging, ing sawetara kasus, argon bisa nyebabake bebaya marang awak manungsa.
Iki sawetara kahanan sing bisa kedadeyan: Ing papan sing sempit, konsentrasi argon bisa mundhak, saengga nyuda konsentrasi oksigen ing udhara lan nyebabake hipoksia. Iki bisa nyebabake gejala kayata pusing, kesel, lan sesak napas. Kajaba iku, argon minangka gas inert, nanging bisa njeblug ing suhu utawa tekanan dhuwur.
7. Neon
Neon (Ne) iku gas sing stabil, ora ana warna, lan ora ana ambune sing ora melu ing proses pernapasan manungsa, mula ambegan gas neon kanthi konsentrasi dhuwur bakal nyebabake hipoksia. Yen sampeyan ana ing kahanan hipoksia sajrone wektu sing suwe, sampeyan bisa ngalami gejala kayata sakit kepala, mual, lan muntah. Kajaba iku, gas neon bisa reaksi karo zat liyane ing suhu dhuwur utawa tekanan dhuwur kanggo nyebabake geni utawa bledosan.
8. Gas Xenon
Gas Xenon (Xe) iku gas sing stabil, ora ana warna, lan ora ana ambune sing ora melu proses pernapasan manungsa, mula ambegan gas xenon kanthi konsentrasi dhuwur bakal nyebabake hipoksia. Yen sampeyan ana ing kahanan hipoksia sajrone wektu sing suwe, sampeyan bisa ngalami gejala kayata sakit kepala, mual, lan muntah. Kajaba iku, gas neon bisa reaksi karo zat liyane ing suhu dhuwur utawa tekanan dhuwur kanggo nyebabake geni utawa bledosan.
9. Gas kripton
Gas kripton (Kr) iku gas sing stabil, ora ana warna, lan ora ana ambune sing ora melu proses pernapasan manungsa, mula ambegan gas kripton kanthi konsentrasi dhuwur bakal nyebabake hipoksia. Yen sampeyan ana ing kahanan hipoksia sajrone wektu sing suwe, sampeyan bisa ngalami gejala kayata sakit kepala, mual, lan muntah. Kajaba iku, gas xenon bisa reaksi karo zat liyane ing suhu dhuwur utawa tekanan dhuwur kanggo nyebabake geni utawa bledosan. Ambegan ing lingkungan sing kekurangan oksigen bisa nyebabake hipoksia. Yen sampeyan ana ing kahanan hipoksia sajrone wektu sing suwe, sampeyan bisa ngalami gejala kayata sakit kepala, mual, lan muntah. Kajaba iku, gas kripton bisa reaksi karo zat liyane ing suhu dhuwur utawa tekanan dhuwur kanggo nyebabake geni utawa bledosan.
Solusi deteksi gas mbebayani kanggo industri semikonduktor
Industri semikonduktor nglibatake produksi, manufaktur, lan proses gas sing gampang kobong, njeblug, beracun, lan mbebayani. Minangka pangguna gas ing pabrik manufaktur semikonduktor, saben anggota staf kudu ngerti data keamanan macem-macem gas mbebayani sadurunge digunakake, lan kudu ngerti carane nangani prosedur darurat nalika gas kasebut bocor.
Ing produksi, manufaktur, lan panyimpenan industri semikonduktor, kanggo nyegah korban jiwa lan harta benda sing disebabake dening kebocoran gas mbebayani iki, perlu dipasang instrumen deteksi gas kanggo ndeteksi gas target.
Detektor gas wis dadi instrumen pemantauan lingkungan sing penting ing industri semikonduktor saiki, lan uga minangka alat pemantauan sing paling langsung.
Riken Keiki tansah nggatekake pangembangan industri manufaktur semikonduktor sing aman, kanthi misi nggawe lingkungan kerja sing aman kanggo wong-wong, lan wis ngabdiake awake dhewe kanggo ngembangake sensor gas sing cocog kanggo industri semikonduktor, nyedhiyakake solusi sing cukup kanggo macem-macem masalah sing diadhepi pangguna, lan terus-terusan nganyarke fungsi produk lan ngoptimalake sistem.
Wektu kiriman: 16 Juli 2024