Әрбір жартылай өткізгіш өнімді өндіру жүздеген процестерді қажет етеді. Біз бүкіл өндіріс процесін сегіз кезеңге бөлеміз:вафлиөңдеу-тотығу-фотолитография-ою-жұқа қабықшаны тұндыру-эпитаксиалды өсу-диффузия-иондық имплантация.
Жартылай өткізгіштер мен онымен байланысты процестерді түсінуге және тануға көмектесу үшін біз әр шығарылымдағы WeChat мақалаларын жоғарыда аталған қадамдардың әрқайсысын бір-бірлеп таныстыруға шақырамыз.
Алдыңғы мақалада қорғау мақсатында айтылған болатын.вафлиәртүрлі қоспалардан оксид пленкасы жасалды - тотығу процесі. Бүгін біз оксид пленкасы түзілген пластинадағы жартылай өткізгішті жобалау тізбегін фотосуретке түсірудің «фотолитография процесін» талқылаймыз.
Фотолитография процесі
1. Фотолитография процесі дегеніміз не?
Фотолитография чип өндірісі үшін қажетті тізбектер мен функционалды аймақтарды жасау үшін қолданылады.
Фотолитография машинасынан шығарылатын жарық фоторезистпен қапталған жұқа қабықшаны өрнегі бар маска арқылы көрсету үшін қолданылады. Фоторезист жарықты көргеннен кейін өз қасиеттерін өзгертеді, сондықтан маскадағы өрнек жұқа қабықшаға көшіріледі, сондықтан жұқа қабықша электрондық схеманың функциясын атқарады. Бұл фотолитографияның рөлі, камерамен суретке түсіруге ұқсас. Камерамен түсірілген фотосуреттер пленкаға басылады, ал фотолитография фотосуреттерді емес, схемалар мен басқа да электрондық компоненттерді ойып жазады.
Фотолитография - дәл микроөңдеу технологиясы
Дәстүрлі фотолитография - бұл кескін ақпаратын тасымалдаушы ретінде 2000-нан 4500 ангстремге дейінгі толқын ұзындығы бар ультракүлгін сәулені пайдаланатын және графиканы түрлендіруге, беруге және өңдеуге қол жеткізу үшін аралық (кескін жазу) ортасы ретінде фоторезистті пайдаланатын және соңында кескін ақпаратын чипке (негізінен кремний чипіне) немесе диэлектрлік қабатқа беретін процесс.
Фотолитография қазіргі заманғы жартылай өткізгіш, микроэлектроника және ақпараттық салалардың негізі болып табылады деп айтуға болады, ал фотолитография бұл технологиялардың даму деңгейін тікелей анықтайды.
1959 жылы интегралдық микросхемалардың сәтті ойлап табылуынан бергі 60 жылдан астам уақыт ішінде оның графикасының сызықтық ені шамамен төрт есеге қысқарды, ал схемалық интеграция алты еседен астам жақсарды. Бұл технологиялардың жылдам дамуы негізінен фотолитографияның дамуымен байланысты.
(Интегралдық микросхема өндірісінің әртүрлі даму кезеңдеріндегі фотолитография технологиясына қойылатын талаптар)
2. Фотолитографияның негізгі принциптері
Фотолитография материалдары, әдетте, фоторезисттерді, фоторезисттер деп те аталады, олар фотолитографиядағы ең маңызды функционалды материалдар болып табылады. Бұл материал түрі жарық (көрінетін жарық, ультракүлгін сәуле, электронды сәуле және т.б. қоса алғанда) реакциясының сипаттамаларына ие. Фотохимиялық реакциядан кейін оның ерігіштігі айтарлықтай өзгереді.
Олардың ішінде оң фоторезисттің әзірлеушідегі ерігіштігі артады, ал алынған үлгі маскамен бірдей; теріс фоторезист керісінше, яғни әзірлеушіге әсер еткеннен кейін ерігіштігі төмендейді немесе тіпті ерімейтін болады, ал алынған үлгі маскаға қарама-қарсы. Фоторезисттердің екі түрінің қолдану өрістері әртүрлі. Оң фоторезисттер жиі қолданылады, жалпы көлемнің 80%-дан астамын құрайды.
Жоғарыда фотолитография процесінің схемалық диаграммасы келтірілген
(1) Желімдеу:
Яғни, біркелкі қалыңдықтағы, күшті адгезиялы және кремний пластинасында ақаулары жоқ фоторезист пленкасын қалыптастыру. Фоторезист пленкасы мен кремний пластинасы арасындағы адгезияны күшейту үшін алдымен кремний пластинасының бетін гексамедисилазан (HMDS) және триметилсилилдиэтиламин (TMSDEA) сияқты заттармен өзгерту қажет. Содан кейін фоторезист пленкасы спиндік жабынмен дайындалады.
(2) Алдын ала пісіру:
Айналдыру жабынынан кейін фоторезист пленкасында әлі де белгілі бір мөлшерде еріткіш болады. Жоғары температурада пісіргеннен кейін еріткішті мүмкіндігінше аз мөлшерде алып тастауға болады. Алдын ала пісіргеннен кейін фоторезисттің мөлшері шамамен 5%-ға дейін азаяды.
(3) Экспозиция:
Яғни, фоторезист жарыққа ұшырайды. Бұл кезде фотореакция жүреді, жарықтандырылған бөлік пен жарықтандырылмаған бөлік арасында ерігіштік айырмашылығы пайда болады.
(4) Әзірлеу және нығайту:
Өнім әзірлеушіге батырылады. Бұл кезде оң фоторезисттің ашық аймағы және теріс фоторезисттің ашық емес аймағы әзірлеу кезінде еріп кетеді. Бұл үш өлшемді үлгіні көрсетеді. Әзірлеуден кейін чип қатты пленкаға айналуы үшін жоғары температуралы өңдеу процесін қажет етеді, бұл негізінен фоторезисттің негізге адгезиясын одан әрі жақсартуға қызмет етеді.
(5) Ою:
Фоторезист астындағы материал оюмен өңделеді. Оған сұйық ылғалды ою және газ тәрізді құрғақ ою кіреді. Мысалы, кремнийді ылғалды ою үшін фторлы сутек қышқылының қышқыл сулы ерітіндісі қолданылады; мысты ылғалды ою үшін азот қышқылы және күкірт қышқылы сияқты күшті қышқыл ерітіндісі қолданылады, ал құрғақ ою материалдың бетін зақымдау және оны ою үшін көбінесе плазмалық немесе жоғары энергиялы иондық сәулелерді пайдаланады.
(6) Саңырауқұлақтарды кетіру:
Соңында, фоторезистті линзаның бетінен алып тастау керек. Бұл қадам дезактивация деп аталады.
Қауіпсіздік барлық жартылай өткізгіш өндірісіндегі ең маңызды мәселе болып табылады. Чип литографиясы процесіндегі негізгі қауіпті және зиянды фотолитография газдары келесідей:
1. Сутегі асқын тотығы
Сутегі асқын тотығы (H2O2) күшті тотықтырғыш болып табылады. Тікелей жанасу тері мен көздің қабынуын және күйіктерді тудыруы мүмкін.
2. Ксилол
Ксилол - теріс литографияда қолданылатын еріткіш және әзірлеуші. Ол тез тұтанады және температурасы небәрі 27,3℃ (шамамен бөлме температурасы) төмен. Ауадағы концентрациясы 1%-7% болғанда жарылғыш болады. Ксилолмен қайта-қайта жанасу терінің қабынуын тудыруы мүмкін. Ксилол буы ұшақ жабынының иісіне ұқсас тәтті; ксилолға ұшырау көздің, мұрынның және тамақтың қабынуын тудыруы мүмкін. Газды ингаляциялау бас ауруына, бас айналуға, тәбеттің жоғалуына және шаршауға әкелуі мүмкін.
3. Гексаметилдисилазан (HMDS)
Гексаметилдисалазан (HMDS) көбінесе фоторезисттің өнім бетіндегі адгезиясын арттыру үшін праймер қабаты ретінде қолданылады. Ол тез тұтанады және тұтану температурасы 6,7°C. Ауадағы концентрациясы 0,8%-16% болғанда жарылғыш болады. HMDS аммиак бөліп шығару үшін сумен, спиртпен және минералды қышқылдармен күшті әрекеттеседі.
4. Тетраметиламмоний гидроксиді
Тетраметиламмоний гидроксиді (TMAH) оң литография үшін әзірлеуші ретінде кеңінен қолданылады. Ол улы және коррозиялық. Жұтып қойғанда немесе теріге тікелей тигенде өлімге әкелуі мүмкін. TMAH шаңымен немесе тұманымен жанасу көздің, терінің, мұрынның және тамақтың қабынуын тудыруы мүмкін. TMAH жоғары концентрациясын ингаляциялау өлімге әкеледі.
5. Хлор және фтор
Хлор (Cl2) және фтор (F2) эксимерлі лазерлерде терең ультракүлгін және экстремалды ультракүлгін (EUV) жарық көздері ретінде қолданылады. Екі газ да улы, ашық жасыл түсті және күшті тітіркендіргіш иісі бар. Бұл газдың жоғары концентрациясын деммен жұту өлімге әкеледі. Фтор газы сумен әрекеттесіп, фторлы сутегі газын түзуі мүмкін. Фторлы сутегі газы - теріні, көзді және тыныс алу жолдарын тітіркендіретін және күйік және тыныс алудың қиындауы сияқты белгілерді тудыруы мүмкін күшті қышқыл. Фтордың жоғары концентрациясы адам ағзасында улануды тудыруы мүмкін, бұл бас ауруы, құсу, диарея және кома сияқты белгілерді тудыруы мүмкін.
6. Аргон
Аргон (Ar) - әдетте адам ағзасына тікелей зиян келтірмейтін инертті газ. Қалыпты жағдайда адамдар тыныс алатын ауада шамамен 0,93% аргон болады және бұл концентрация адам ағзасына айқын әсер етпейді. Дегенмен, кейбір жағдайларда аргон адам ағзасына зиян келтіруі мүмкін.
Міне, кейбір мүмкін жағдайлар: Жабық кеңістікте аргон концентрациясы артуы мүмкін, осылайша ауадағы оттегі концентрациясын төмендетіп, гипоксияны тудыруы мүмкін. Бұл бас айналу, шаршау және ентігу сияқты белгілерді тудыруы мүмкін. Сонымен қатар, аргон инертті газ болып табылады, бірақ ол жоғары температурада немесе жоғары қысымда жарылуы мүмкін.
7. Неон
Неон (Ne) - тұрақты, түссіз және иіссіз газ, ол адамның тыныс алу процесіне қатыспайды, сондықтан неон газының жоғары концентрациясымен тыныс алу гипоксияны тудырады. Егер сіз ұзақ уақыт гипоксия жағдайында болсаңыз, бас ауруы, жүрек айнуы және құсу сияқты белгілерді сезінуіңіз мүмкін. Сонымен қатар, неон газы жоғары температурада немесе жоғары қысымда басқа заттармен әрекеттесіп, өрт немесе жарылыс тудыруы мүмкін.
8. Ксенон газы
Ксенон газы (Xe) - адамның тыныс алу процесіне қатыспайтын тұрақты, түссіз және иіссіз газ, сондықтан ксенон газының жоғары концентрациясымен тыныс алу гипоксияны тудырады. Егер сіз ұзақ уақыт гипоксия жағдайында болсаңыз, бас ауруы, жүрек айнуы және құсу сияқты белгілерді сезінуіңіз мүмкін. Сонымен қатар, неон газы жоғары температурада немесе жоғары қысымда басқа заттармен әрекеттесіп, өрт немесе жарылыс тудыруы мүмкін.
9. Криптон газы
Криптон газы (Kr) - адамның тыныс алу процесіне қатыспайтын тұрақты, түссіз және иіссіз газ, сондықтан криптон газының жоғары концентрациясымен тыныс алу гипоксияны тудырады. Егер сіз ұзақ уақыт гипоксия жағдайында болсаңыз, бас ауруы, жүрек айнуы және құсу сияқты белгілерді сезінуіңіз мүмкін. Сонымен қатар, ксенон газы жоғары температурада немесе жоғары қысымда басқа заттармен әрекеттесіп, өрт немесе жарылыс тудыруы мүмкін. Оттегі жетіспеушілігі бар ортада тыныс алу гипоксияны тудыруы мүмкін. Егер сіз ұзақ уақыт гипоксия жағдайында болсаңыз, бас ауруы, жүрек айнуы және құсу сияқты белгілерді сезінуіңіз мүмкін. Сонымен қатар, криптон газы жоғары температурада немесе жоғары қысымда басқа заттармен әрекеттесіп, өрт немесе жарылыс тудыруы мүмкін.
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібіне арналған қауіпті газды анықтау шешімдері
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі тұтанғыш, жарылғыш, улы және зиянды газдарды өндіруді, өндіруді және өңдеуді қамтиды. Жартылай өткізгіштер өндірісі зауыттарындағы газдарды пайдаланушы ретінде әрбір қызметкер қолданар алдында әртүрлі қауіпті газдардың қауіпсіздік деректерін түсінуі және бұл газдар ағып кеткен кезде төтенше жағдайлардағы әрекеттерді қалай орындау керектігін білуі керек.
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібін өндіру, өндіру және сақтау кезінде, осы қауіпті газдардың ағып кетуінен болатын өмір мен мүліктің жоғалуын болдырмау үшін, нысаналы газды анықтау үшін газды анықтау құралдарын орнату қажет.
Газ детекторлары қазіргі жартылай өткізгіштер өнеркәсібінде маңызды қоршаған ортаны бақылау құралдарына айналды және сонымен қатар ең тікелей бақылау құралдары болып табылады.
Рикен Кейки адамдар үшін қауіпсіз жұмыс ортасын жасау миссиясымен жартылай өткізгіштер өндірісі өнеркәсібінің қауіпсіз дамуына әрқашан назар аударып келді және жартылай өткізгіштер өнеркәсібіне қолайлы газ сенсорларын әзірлеуге, пайдаланушылар кездесетін әртүрлі мәселелерге тиімді шешімдер ұсынуға, өнім функцияларын үздіксіз жаңартып, жүйелерді оңтайландыруға арнады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 16 шілде