Ар бир жарым өткөргүч продуктуну өндүрүү жүздөгөн процесстерди талап кылат. Биз бүтүндөй өндүрүш процессин сегиз кадамга бөлөбүз:вафлииштетүү-кычкылдануу-фотолитография-гравюра-жука пленка чөктүрүү-эпитаксиалдык өсүү-диффузия-иондук имплантация.
Жарым өткөргүчтөрдү жана ага байланыштуу процесстерди түшүнүүгө жана таанууга жардам берүү үчүн, биз ар бир сандагы WeChat макалаларын жогорудагы кадамдардын ар бирин бирден тааныштырууга түрткү беребиз.
Мурунку макалада коргоо максатында айтылган.вафлиар кандай кошулмалардан оксиддик пленка жасалган -- кычкылдануу процесси. Бүгүн биз оксиддик пленка пайда болгон пластинадагы жарым өткөргүчтүү конструкциялык схеманы сүрөткө тартуунун "фотолитография процессин" талкуулайбыз.
Фотолитография процесси
1. Фотолитография процесси деген эмне?
Фотолитография чип өндүрүү үчүн зарыл болгон схемаларды жана функционалдык аймактарды жасоо болуп саналат.
Фотолитография машинасынан чыккан жарык фоторезист менен капталган жука пленканы үлгүлүү маска аркылуу көрсөтүү үчүн колдонулат. Фоторезист жарыкты көргөндөн кийин өзүнүн касиеттерин өзгөртөт, ошондуктан маскадагы үлгү жука пленкага көчүрүлөт, ошондуктан жука пленка электрондук схеманын функциясын аткарат. Бул фотолитографиянын ролу, камера менен сүрөткө тартууга окшош. Камера тарабынан тартылган сүрөттөр пленкага басылып чыгарылат, ал эми фотолитография сүрөттөрдү эмес, схемаларды жана башка электрондук компоненттерди чегип чыгарат.
Фотолитография - бул так микромеханикалык иштетүү технологиясы
Кадимки фотолитография – бул сүрөт маалыматын алып жүрүүчү катары 2000ден 4500 ангстремге чейинки толкун узундугу бар ультрафиолет нурун колдонгон жана графиканы трансформациялоо, өткөрүп берүү жана иштетүү үчүн ортоңку (сүрөт жаздыруу) каражат катары фоторезистти колдонгон жана акырында сүрөт маалыматын чипке (негизинен кремний чипине) же диэлектрик катмарга өткөргөн процесс.
Фотолитография заманбап жарым өткөргүчтөрдүн, микроэлектрониканын жана маалымат тармактарынын негизи болуп саналат деп айтууга болот, ал эми фотолитография бул технологиялардын өнүгүү деңгээлин түздөн-түз аныктайт.
1959-жылы интегралдык микросхемалардын ийгиликтүү ойлоп табылышынан берки 60 жылдан ашык убакыттын ичинде анын графикасынын сызык туурасы болжол менен төрт эсеге кыскарды, ал эми схемаларды интеграциялоо алты эседен ашык жакшырды. Бул технологиялардын тез өнүгүшү негизинен фотолитографиянын өнүгүшү менен байланыштуу.
(Интегралдык микросхемаларды өндүрүүнүн ар кандай өнүгүү этаптарында фотолитография технологиясына коюлган талаптар)
2. Фотолитографиянын негизги принциптери
Фотолитография материалдары, адатта, фоторезисттерди, ошондой эле фоторезисттерди билдирет, алар фотолитографиядагы эң маанилүү функционалдык материалдар болуп саналат. Бул типтеги материал жарыктын (анын ичинде көрүнгөн жарыктын, ультрафиолет нурунун, электрондук нурдун ж.б.) реакциясынын мүнөздөмөлөрүнө ээ. Фотохимиялык реакциядан кийин анын эригичтиги бир топ өзгөрөт.
Алардын арасында, иштеп чыгуучудагы оң фоторезисттин эригичтиги жогорулайт жана алынган үлгү маска менен бирдей болот; терс фоторезист тескерисинче, башкача айтканда, иштеп чыгуучуга дуушар болгондон кийин эригичтиги төмөндөйт же ал тургай эрибей калат, ал эми алынган үлгү маскага карама-каршы келет. Эки түрдөгү фоторезисттердин колдонуу талаалары ар башка. Оң фоторезисттер көбүрөөк колдонулат, жалпысынан 80% дан ашыгын түзөт.
Жогоруда фотолитография процессинин схемалык диаграммасы келтирилген
(1) Желимдөө:
Башкача айтканда, бирдей калыңдыктагы, күчтүү адгезиялуу жана кремний пластинасында эч кандай кемчиликтери жок фоторезист пленкасын түзүү. Фоторезист пленкасы менен кремний пластинасынын ортосундагы адгезияны күчөтүү үчүн, көбүнчө алгач кремний пластинасынын бетин гексаметилдисилазан (HMDS) жана триметилсилилдиэтиламин (TMSDEA) сыяктуу заттар менен өзгөртүү керек болот. Андан кийин фоторезист пленкасы айланма каптоо жолу менен даярдалат.
(2) Алдын ала бышыруу:
Спиннинг менен капталгандан кийин, фоторезист пленкасында дагы эле белгилүү бир өлчөмдөгү эриткич болот. Жогорку температурада бышырылгандан кийин, эриткичти мүмкүн болушунча аз алып салууга болот. Алдын ала бышырылгандан кийин, фоторезисттин курамы болжол менен 5% га чейин азаят.
(3) Экспозиция:
Башкача айтканда, фоторезист жарыкка дуушар болот. Бул учурда фотореакция жүрөт жана жарыктандырылган бөлүк менен жарыктандырылбаган бөлүктүн ортосунда эригичтик айырмасы пайда болот.
(4) Иштеп чыгуу жана бекемдөө:
Продукт иштеп чыгуучуга чөмүлтүлөт. Бул учурда, оң фоторезисттин ачык аймагы жана терс фоторезисттин ачык эмес аймагы иштеп чыгууда эрип кетет. Бул үч өлчөмдүү үлгүнү көрсөтөт. Иштеп чыккандан кийин, чип катуу пленкага айланышы үчүн жогорку температурада иштетүү процессин талап кылат, бул негизинен фоторезисттин негизге жабышуусун андан ары күчөтүүгө кызмат кылат.
(5) Гравюра жасоо:
Фоторезисттин астындагы материал оюлат. Ал суюк нымдуу оюу жана газ түрүндөгү кургак оюуларды камтыйт. Мисалы, кремнийди нымдуу оюу үчүн фторлуу суутек кислотасынын кислоталуу суу эритмеси колдонулат; жезди нымдуу оюу үчүн азот кислотасы жана күкүрт кислотасы сыяктуу күчтүү кислота эритмеси колдонулат, ал эми кургак оюу көбүнчө материалдын бетине зыян келтирүү жана аны оюу үчүн плазма же жогорку энергиялуу ион нурларын колдонот.
(6) Желимди кетирүү:
Акырында, фоторезистти линзанын бетинен алып салуу керек. Бул кадам дезактивация деп аталат.
Коопсуздук - бардык жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдөгү эң маанилүү маселе. Чип литография процессиндеги негизги кооптуу жана зыяндуу фотолитография газдары төмөнкүлөр:
1. Суутек перекиси
Суутек перекиси (H2O2) күчтүү кычкылдандыруучу зат. Түз тийүү теринин жана көздүн сезгенишине жана күйүккө алып келиши мүмкүн.
2. Ксилол
Ксилол - терс литографияда колдонулган эриткич жана иштеп чыгуучу зат. Ал тез күйүүчү жана температурасы 27,3℃ гана (болжол менен бөлмө температурасы). Абадагы концентрациясы 1%-7% болгондо жарылуучу зат болуп саналат. Ксилол менен кайталап байланышуу теринин сезгенишине алып келиши мүмкүн. Ксилол буусу таттуу, учактын тишинин жытына окшош; ксилолго дуушар болуу көздүн, мурундун жана тамактын сезгенишине алып келиши мүмкүн. Газды дем алуу баш ооруга, баш айланууга, табиттин жоголушуна жана чарчоого алып келиши мүмкүн.
3. Гексаметилдисилазан (HMDS)
Гексаметилдисилазан (HMDS) көбүнчө фоторезисттин продуктунун бетине адгезиясын жогорулатуу үчүн праймер катмары катары колдонулат. Ал тез күйүүчү жана жаркылдаган температурасы 6,7°C. Абадагы концентрациясы 0,8%-16% болгондо жарылуучу касиетке ээ. HMDS аммиакты бөлүп чыгаруу үчүн суу, спирт жана минералдык кислоталар менен күчтүү реакцияга кирет.
4. Тетраметиламмоний гидроксиди
Тетраметиламмоний гидроксиди (TMAH) позитивдүү литография үчүн иштеп чыгуучу катары кеңири колдонулат. Ал уулуу жана коррозиялык. Жутуп алса же териге түз тийсе, өлүмгө алып келиши мүмкүн. TMAH чаңы же туман менен байланыш көздүн, теринин, мурундун жана тамактын сезгенишине алып келиши мүмкүн. TMAHдын жогорку концентрациясын дем алуу өлүмгө алып келет.
5. Хлор жана фтор
Хлор (Cl2) жана фтор (F2) эксимер лазерлеринде терең ультрафиолет жана өтө ультрафиолет (EUV) жарык булактары катары колдонулат. Эки газ тең уулуу, ачык жашыл түстө көрүнөт жана күчтүү дүүлүктүрүүчү жытка ээ. Бул газдын жогорку концентрациясын дем алуу өлүмгө алып келет. Фтор газы суу менен реакцияга кирип, фтор суутек газын пайда кылышы мүмкүн. Фтор суутек газы - терини, көздү жана дем алуу жолдорун дүүлүктүрүүчү жана күйүк жана дем алуунун кыйындашы сыяктуу симптомдорду пайда кылуучу күчтүү кислота. Фтордун жогорку концентрациясы адамдын денесинде ууланууга алып келип, баш оору, кусуу, ич өткөк жана кома сыяктуу симптомдорду пайда кылышы мүмкүн.
6. Аргон
Аргон (Ar) – бул адамдын денесине түз зыян келтирбеген инерттүү газ. Кадимки шарттарда адамдар дем алган абада болжол менен 0,93% аргон болот жана бул концентрация адамдын денесине эч кандай таасир этпейт. Бирок, кээ бир учурларда, аргон адамдын денесине зыян келтириши мүмкүн.
Мүмкүн болгон бир нече жагдайлар: Жабык мейкиндикте аргондун концентрациясы жогорулап, абадагы кычкылтектин концентрациясын төмөндөтүп, гипоксияга алып келиши мүмкүн. Бул баш айлануу, чарчоо жана дем алуу кыйынчылыгы сыяктуу белгилерди жаратышы мүмкүн. Мындан тышкары, аргон инерттүү газ, бирок ал жогорку температурада же жогорку басымда жарылып кетиши мүмкүн.
7. Неон
Неон (Ne) – туруктуу, түссүз жана жытсыз газ, ал адамдын дем алуу процессине катышпайт, андыктан неон газынын жогорку концентрациясын дем алуу гипоксияга алып келет. Эгерде сиз көп убакыт бою гипоксия абалында болсоңуз, баш оору, жүрөк айлануу жана кусуу сыяктуу симптомдорду сезишиңиз мүмкүн. Мындан тышкары, неон газы жогорку температурада же жогорку басымда башка заттар менен реакцияга кирип, өрт же жарылууга алып келиши мүмкүн.
8. Ксенон газы
Ксенон газы (Xe) - адамдын дем алуу процессине катышпаган туруктуу, түссүз жана жытсыз газ, андыктан ксенон газынын жогорку концентрациясын дем алуу гипоксияга алып келет. Эгер сиз көп убакыт бою гипоксия абалында болсоңуз, баш оору, жүрөк айлануу жана кусуу сыяктуу симптомдорду сезишиңиз мүмкүн. Мындан тышкары, неон газы жогорку температурада же жогорку басымда башка заттар менен реакцияга кирип, өрт же жарылууга алып келиши мүмкүн.
9. Криптон газы
Криптон газы (Kr) - адамдын дем алуу процессине катышпаган туруктуу, түссүз жана жытсыз газ, андыктан криптон газынын жогорку концентрациясын дем алуу гипоксияга алып келет. Эгер сиз узак убакыт бою гипоксия абалында болсоңуз, баш оору, жүрөк айлануу жана кусуу сыяктуу симптомдорду сезишиңиз мүмкүн. Мындан тышкары, ксенон газы жогорку температурада же жогорку басымда башка заттар менен реакцияга кирип, өрт же жарылуу жаратышы мүмкүн. Кычкылтек жетишсиздиги бар чөйрөдө дем алуу гипоксияга алып келиши мүмкүн. Эгер сиз узак убакыт бою гипоксия абалында болсоңуз, баш оору, жүрөк айлануу жана кусуу сыяктуу симптомдорду сезишиңиз мүмкүн. Мындан тышкары, криптон газы жогорку температурада же жогорку басымда башка заттар менен реакцияга кирип, өрт же жарылуу жаратышы мүмкүн.
Жарым өткөргүчтөр өнөр жайы үчүн кооптуу газды аныктоо чечимдери
Жарым өткөргүчтөр өнөр жайы тез күйүүчү, жарылуучу, уулуу жана зыяндуу газдарды өндүрүүнү, өндүрүүнү жана иштетүүнү камтыйт. Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүчү заводдордогу газдарды колдонуучу катары, ар бир кызматкер колдонуудан мурун ар кандай кооптуу газдардын коопсуздук маалыматтарын түшүнүп, бул газдар агып кеткенде авариялык жол-жоболорду кантип аткарууну билиши керек.
Жарым өткөргүчтөр өнөр жайын өндүрүүдө, өндүрүүдө жана сактоодо, бул кооптуу газдардын агып чыгышынан улам адамдардын өмүрүн жана мүлкүн жоготпош үчүн, максаттуу газды аныктоо үчүн газды аныктоочу шаймандарды орнотуу зарыл.
Газ детекторлору бүгүнкү күндөгү жарым өткөргүчтөр тармагында айлана-чөйрөнү көзөмөлдөөнүн маанилүү куралдарына айланды жана ошондой эле эң түз көзөмөлдөө куралдары болуп саналат.
Рикен Кейки адамдар үчүн коопсуз жумуш чөйрөсүн түзүү миссиясы менен жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү өнөр жайынын коопсуз өнүгүүсүнө ар дайым көңүл буруп келген жана жарым өткөргүчтөр өнөр жайы үчүн ылайыктуу газ сенсорлорун иштеп чыгууга, колдонуучулар туш болгон ар кандай көйгөйлөр үчүн акылга сыярлык чечимдерди камсыз кылууга, ошондой эле продукциянын функцияларын тынымсыз жаңыртып турууга жана системаларды оптималдаштырууга өзүн арнаган.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 16-июлу