Çêkirina her berhemeke nîvconductor bi sedan pêvajoyan hewce dike. Em tevahiya pêvajoya çêkirinê li heşt gavan dabeş dikin:waferpêvajo-oksîdasyon-fotolithografî-gravkirin-çêkirina fîlma zirav-mezinbûna epitaksiyal-belavbûn-çandina iyonan.
Ji bo ku em alîkariya we bikin ku hûn nîvconductor û pêvajoyên têkildar fam bikin û nas bikin, em ê di her hejmarê de gotarên WeChat-ê belav bikin da ku her yek ji gavên jorîn yek bi yek werin nasandin.
Di gotara berê de hatibû gotin ku ji bo parastinawaferji gelek qirêjiyan, fîlmek oksîdê hat çêkirin - pêvajoya oksîdasyonê. Îro em ê li ser "pêvajoya fotolîtografiyê" ya wênekirina devreya sêwirana nîvconductor li ser waferê bi fîlma oksîdê ya çêbûyî nîqaş bikin.
Pêvajoya fotolîtografiyê
1. Pêvajoya fotolîtografiyê çi ye?
Fotolîtografî ji bo çêkirina dever û deverên fonksiyonel ên ku ji bo hilberîna çîpê hewce ne, tê kirin.
Ronahiya ku ji hêla makîneya fotolîtografiyê ve tê derxistin, ji bo eşkerekirina fîlma tenik a ku bi fotoresîstê hatiye pêçandin, bi rêya maskeyek bi nexşek tê bikar anîn. Fotoresîst piştî dîtina ronahiyê taybetmendiyên xwe diguherîne, da ku nexşeya li ser maskeyê li ser fîlma tenik were kopî kirin, da ku fîlma tenik fonksiyona nexşeya çerxeya elektronîkî hebe. Ev rola fotolîtografiyê ye, dişibihe kişandina wêneyan bi kamerayekê. Wêneyên ku ji hêla kamerayê ve têne kişandin li ser fîlmê têne çap kirin, lê fotolîtografî wêneyan nakole, lê nexşeyên çerxeyê û pêkhateyên din ên elektronîkî dikole.
Fotolîtografî teknolojiyeke mîkro-makînekirinê ya rastîn e.
Fotolîtografiya kevneşopî pêvajoyek e ku ronahiya ultraviyole bi dirêjahiya pêlê ya di navbera 2000 û 4500 angstrom de wekî hilgirê agahdariya wêneyê bikar tîne, û fotorezîst wekî navgînek navîn (tomarkirina wêneyê) bikar tîne da ku veguherîn, veguhastin û hilberandina grafîkan pêk bîne, û di dawiyê de agahdariya wêneyê dişîne çîpê (bi piranî çîpa silîkonê) an jî qata dîelektrîkê.
Meriv dikare bibêje ku fotolîtografî bingeha pîşesaziyên nîvconductor, mîkroelektronîk û agahdariyê yên nûjen e, û fotolîtografî rasterast asta pêşveçûna van teknolojiyan diyar dike.
Di zêdetirî 60 salan de ji îcadkirina serketî ya çerxên entegrekirî di sala 1959an de, firehiya xêza grafîkên wê bi qasî çar rêzên mezinahî kêm bûye, û entegrasyona çerxerêyê ji şeş rêzên mezinahî zêdetir baştir bûye. Pêşveçûna bilez a van teknolojiyan bi giranî bi pêşkeftina fotolîtografiyê ve girêdayî ye.
(Pêdiviyên ji bo teknolojiya fotolîtografiyê di qonaxên cûda yên pêşkeftina çêkirina devreyên entegre de)
2. Prensîbên bingehîn ên fotolîtografiyê
Materyalên fotolîtografiyê bi gelemperî ji fotoresîstan re têne gotin, ku wekî fotoresîstan jî têne zanîn, ku materyalên fonksiyonel ên herî krîtîk di fotolîtografiyê de ne. Ev celeb materyal xwedî taybetmendiyên reaksiyona ronahiyê ye (di nav de ronahiya dîtbar, ronahiya ultraviyole, tîrêjên elektronan, hwd.). Piştî reaksiyona fotokîmyayî, çareseriya wê bi girîngî diguhere.
Di nav wan de, çareseriya fotorezîsta pozîtîf di pêşdebir de zêde dibe, û qaliba ku tê bidestxistin wekî maskeyê ye; fotorezîsta neyînî berevajî ye, ango, piştî ku li pêşdebir tê danîn, çareserî kêm dibe an jî çareser nabe, û qaliba ku tê bidestxistin berevajî maskeyê ye. Qadên sepandina her du celebên fotorezîstan ji hev cuda ne. Fotorezîstên pozîtîf bêtir têne bikar anîn, ji %80 zêdetir ji tevahî pêk tînin.
Li jor nexşeyek şematîk a pêvajoya fotolîtografiyê ye.
(1) Çîmentokirin:
Ango, çêkirina fîlmek fotoberxwedêr bi qalindahiyek yekreng, girêdanek xurt û bê kêmasî li ser wafera silîkonê ye. Ji bo baştirkirina girêdana di navbera fîlma fotoberxwedêr û wafera silîkonê de, pir caran pêwîst e ku pêşî rûyê wafera silîkonê bi madeyên wekî heksametîldîsîlazan (HMDS) û trîmetîlsîlîldîetîlamîn (TMSDEA) were guhertin. Dûv re, fîlma fotoberxwedêr bi pêçandina spin tê amadekirin.
(2) Pêş-pijandin:
Piştî pêçandina bi zîvirandinê, fîlma fotoberxwedêr hîn jî mîqdarek diyarkirî ya çareserkerê dihewîne. Piştî pijandina di germahiyek bilindtir de, çareserker dikare bi qasî ku pêkan kêm were rakirin. Piştî pêşpijandinê, naveroka fotoberxwedêrê dadikeve nêzîkî %5.
(3) Berçavkirin:
Ango, fotoresîst dikeve ber ronahiyê. Di vê demê de, fotoreaksiyonek çêdibe, û cûdahiya çareserbûnê di navbera beşa ronîkirî û beşa neronîkirî de çêdibe.
(4) Pêşveçûn û hişkbûn:
Berhem di nav pêşdebirkerê de tê danîn. Di vê demê de, qada vekirî ya fotorezîsta pozîtîf û qada ne-vekirî ya fotorezîsta neyînî dê di pêşveçûnê de bihelin. Ev şêweyek sê-alî pêşkêş dike. Piştî pêşveçûnê, çîp hewceyê pêvajoyek dermankirina germahiya bilind e da ku bibe fîlimek hişk, ku bi giranî ji bo baştirkirina girêdana fotorezîstê bi substratê re xizmet dike.
(5) Gravurkirin:
Materyalê di bin fotoresîstê de tê kolandin. Ev kolandina şil a şil û kolandina hişk a gazê vedihewîne. Bo nimûne, ji bo kolandina şil a silîkonê, çareseriyek avî ya asîdî ya asîda hîdroflorîk tê bikar anîn; ji bo kolandina şil a sifir, çareseriyek asîdî ya bihêz wekî asîda nîtrîk û asîda sulfûrîk tê bikar anîn, lê kolandina hişk pir caran plazma an tîrêjên îyonê yên enerjiya bilind bikar tîne da ku rûyê materyalê zirarê bide û wê kolandin bike.
(6) Paqijkirina gomkirinê:
Di dawiyê de, pêdivî ye ku fotoresîst ji rûyê lensê were rakirin. Ev gav wekî degumming tê binavkirin.
Ewlehî di hemû hilberîna nîvconductoran de mijara herî girîng e. Gazên fotolîtografiyê yên xeternak û zirardar ên sereke di pêvajoya lîtografiya çîpê de ev in:
1. Hîdrojen peroksît
Hîdrojen peroksît (H2O2) oksîdantek bihêz e. Têkiliya rasterast dikare bibe sedema iltîhaba çerm û çavan û şewitandinê.
2. Ksîlen
Ksîlen çareserker û pêşdebirkerek e ku di lîtografiya neyînî de tê bikar anîn. Ew şewatbar e û germahiya wê ya nizm tenê 27.3℃ (bi qasî germahiya odeyê) ye. Dema ku rêjeya wê di hewayê de 1%-7% be, ew teqîner e. Têkiliya dubarekirî bi ksîlînê re dikare bibe sedema iltîhaba çerm. Buxara ksîlînê şîrîn e, dişibihe bêhna taka balafirê; têkiliya bi ksîlînê re dikare bibe sedema iltîhaba çav, poz û qirikê. Bêhna gazê dikare bibe sedema serêş, gêjbûn, windabûna îştahê û westandinê.
3. Heksametîldîsîlazan (HMDS)
Heksametîldîsîlazan (HMDS) bi gelemperî wekî qatek bingehîn tê bikar anîn da ku zeliqandina fotorezîstê li ser rûyê hilberê zêde bike. Ew şewatbar e û xala wê ya şewitandinê 6.7°C ye. Dema ku konsantrasyona wê di hewayê de 0.8%-16% be, ew teqemenî ye. HMDS bi hêz bi av, alkol û asîdên mîneral re reaksiyon dike û amonyakê berdide.
4. Hîdroksîda tetrametîlammonîyûmê
Hîdroksîda tetrametîlammonîyûmê (TMAH) bi berfirehî wekî pêşdebir ji bo lîtografiya pozîtîf tê bikar anîn. Jehrî û korozîf e. Ger were daqurtandin an rasterast bi çerm re bikeve têkiliyê, dikare bibe sedema mirinê. Têkiliya bi toz an mijê TMAH re dikare bibe sedema iltîhaba çav, çerm, poz û qirikê. Bêhnvedana bi rêjeyên bilind ên TMAH dê bibe sedema mirinê.
5. Klor û florîn
Klor (Cl2) û florîn (F2) herdu jî di lazerên excimer de wekî çavkaniyên ronahiya ultraviyole ya kûr û ultraviyole ya tund (EUV) têne bikar anîn. Her du gaz jî jehrîn in, kesk vekirî xuya dikin û bêhnek acizker a bihêz heye. Bêhna vê gazê bi rêjeyên bilind dê bibe sedema mirinê. Gaza florîn dikare bi avê re reaksiyonê bike û gaza hîdrojen florîdê çêbike. Gaza hîdrojen florîdê asîdek bihêz e ku çerm, çav û rêça nefesê aciz dike û dibe ku nîşanên wekî şewitandin û zehmetiya nefesê çêbike. Rêjeyên bilind ên florîdê dikarin bibin sedema jehrîbûna laşê mirov, û bibin sedema nîşanên wekî serêş, vereşîn, îshal û komayê.
6. Argon
Argon (Ar) gazeke bêbandor e ku bi gelemperî rasterast zirarê nade laşê mirov. Di şert û mercên normal de, hewaya ku mirov dikişînin nêzîkî 0,93% argonê dihewîne, û ev rêjeya wê bandorek eşkere li ser laşê mirov nake. Lêbelê, di hin rewşan de, argon dikare zirarê bide laşê mirov.
Li vir çend rewşên gengaz hene: Di cîhekî teng de, rêjeya argonê dikare zêde bibe, bi vî awayî rêjeya oksîjenê di hewayê de kêm bibe û bibe sedema hîpoksiyê. Ev dikare bibe sedema nîşanên wekî gêjbûn, westandin û bêhna teng. Wekî din, argon gazek bêbandor e, lê di bin germahiya bilind an zexta bilind de dikare biteqe.
7. Neon
Neon (Ne) gazek sabît, bêreng û bêbêhn e ku beşdarî pêvajoya nefesgirtinê ya mirovan nabe, ji ber vê yekê nefesgirtina gaza neonê bi rêjeyek bilind dê bibe sedema hîpoksiyê. Ger hûn demek dirêj di rewşa hîpoksiyê de bin, dibe ku hûn nîşanên wekî serêş, dilxelandin û vereşînê bibînin. Wekî din, gaza neonê dikare di bin germahiya bilind an zexta bilind de bi madeyên din re reaksiyonê bike û bibe sedema agir an teqînê.
8. Gaza ksenon
Gaza ksenon (Xe) gazek sabît, bêreng û bêbêhn e ku beşdarî pêvajoya nefesgirtinê ya mirovan nabe, ji ber vê yekê nefesgirtina gaza ksenon a bi rêjeyek bilind dê bibe sedema hîpoksiyê. Ger hûn demek dirêj di rewşa hîpoksiyê de bin, dibe ku hûn nîşanên wekî serêş, dilxelandin û vereşînê bibînin. Wekî din, gaza neon dikare di bin germahiya bilind an zexta bilind de bi madeyên din re reaksiyonê bike û bibe sedema agir an teqînê.
9. Gaza krîptonê
Gaza krîpton (Kr) gazek sabît, bêreng û bêbêhn e ku beşdarî pêvajoya nefesgirtinê ya mirovan nabe, ji ber vê yekê nefesgirtina gaza krîpton a bi rêjeyek bilind dê bibe sedema hîpoksiyê. Ger hûn demek dirêj di rewşek hîpoksiyê de bin, dibe ku hûn nîşanên wekî serêş, dilxelandin û vereşînê bibînin. Wekî din, gaza ksenon dikare di bin germahiya bilind an zexta bilind de bi madeyên din re reaksiyonê bike û bibe sedema agir an teqînê. Nefesgirtin di hawîrdorek bi kêmbûna oksîjenê de dikare bibe sedema hîpoksiyê. Ger hûn demek dirêj di rewşa hîpoksiyê de bin, dibe ku hûn nîşanên wekî serêş, dilxelandin û vereşînê bibînin. Wekî din, gaza krîpton dikare di bin germahiya bilind an zexta bilind de bi madeyên din re reaksiyonê bike û bibe sedema agir an teqînê.
Çareseriyên tespîtkirina gazên xeternak ji bo pîşesaziya nîvconductor
Pîşesaziya nîvconductoran hilberîn, çêkirin û pêvajoya gazên şewatbar, teqemenî, jehrîn û zirardar dihewîne. Wekî bikarhênerek gazan di kargehên çêkirina nîvconductoran de, divê her karmendek daneyên ewlehiyê yên cûrbecûr gazên xeternak berî karanînê fêm bike, û divê bizanibe ka meriv çawa bi prosedurên awarte re mijûl dibe dema ku ev gaz diherikin.
Di hilberîn, çêkirin û depokirina pîşesaziya nîvconductor de, ji bo ku ji ber rijandina van gazên xeternak windahiyên can û mal çênebin, pêdivî ye ku amûrên tespîtkirina gazê werin sazkirin da ku gaza hedef were tespîtkirin.
Detektorên gazê di pîşesaziya nîvconductor a îroyîn de bûne amûrên çavdêriya jîngehê yên bingehîn, û di heman demê de amûrên çavdêriya herî rasterast in.
Riken Keiki her tim bi armanca afirandina hawîrdorek xebatê ya ewle ji bo mirovan, bala xwe daye pêşkeftina ewledar a pîşesaziya çêkirina nîvconductoran û xwe daye pêşxistina sensorên gazê yên guncaw ji bo pîşesaziya nîvconductoran, çareseriyên maqûl ji bo pirsgirêkên cûrbecûr ên ku bikarhêner pê re rû bi rû dimînin peyda dike, û fonksiyonên hilberê bi berdewamî nû dike û pergalan çêtir dike.
Dema weşandinê: 16ê Tîrmehê-2024