D'Produktioun vun all Hallefleederprodukt erfuerdert Honnerte vu Prozesser. Mir deelen de ganze Produktiounsprozess an aacht Schrëtt op:WaferVeraarbechtung-Oxidatioun-Photolithographie-Ätzen-Dënnschichtoflagerung-epitaxialt Wuesstum-Diffusioun-Ionenimplantatioun.
Fir Iech ze hëllefen, Hallefleeder a verwandte Prozesser ze verstoen an z'erkennen, wäerte mir an all Ausgab WeChat-Artikelen publizéieren, fir all déi uewe genannten Schrëtt een nom aneren anzeféieren.
Am viregten Artikel gouf erwähnt, datt fir de Schutz vunWaferaus verschiddenen Ongereimtheeten gouf en Oxidatiounsfilm gemaach - en Oxidatiounsprozess. Haut wäerte mir iwwer de "Photolithographieprozess" diskutéieren, wou d'Hallefleeder-Designschaltung op der Wafer mat dem geformte Oxidatiounsfilm fotograféiert gëtt.
Photolithographieprozess
1. Wat ass e Photolithographieprozess
Photolithographie ass fir d'Schaltkreesser an d'funktionell Beräicher ze produzéieren, déi fir d'Chipproduktioun gebraucht ginn.
D'Liicht, dat vun der Photolithographiemaschinn ausgestraalt gëtt, gëtt benotzt fir den dënne Film, deen mat Photoresist beschichtet ass, duerch eng Mask mat engem Muster ze beliichten. De Photoresist ännert seng Eegeschafte nodeems en d'Liicht gesäit, sou datt d'Muster op der Mask op den dënne Film kopéiert gëtt, sou datt den dënne Film d'Funktioun vun engem elektronesche Schaltplang huet. Dëst ass d'Roll vun der Photolithographie, ähnlech wéi Fotoe mat enger Kamera ze maachen. D'Fotoe vun der Kamera ginn op de Film gedréckt, während d'Fotolithographie keng Fotoen gravéiert, mä Schaltplang an aner elektronesch Komponenten.
Photolithographie ass eng präzis Mikrobearbechtungstechnologie
Konventionell Photolithographie ass e Prozess, deen ultraviolett Liicht mat enger Wellelängt vun 2000 bis 4500 Ångström als Bildinformatiounsdréier benotzt, a Photoresist als Zwëschenmedium (Bildopnam) benotzt fir d'Transformatioun, den Transfer an d'Veraarbechtung vu Grafiken z'erreechen, an schliisslech d'Bildinformatioun un de Chip (haaptsächlech Siliziumchip) oder d'dielektresch Schicht iwwerdroen.
Et kann ee soen, datt d'Photolithographie d'Grondlag vun der moderner Hallefleeder-, Mikroelektronik- an Informatiounsindustrie ass, an d'Photolithographie bestëmmt direkt den Entwécklungsniveau vun dësen Technologien.
An de méi wéi 60 Joer zënter der erfollegräicher Erfindung vun integréierte Schaltungen am Joer 1959, ass d'Linnebreet vun hire Grafiken ëm ongeféier véier Gréisstenuerdnungen reduzéiert ginn, an d'Schaltungsintegratioun ëm méi wéi sechs Gréisstenuerdnungen verbessert ginn. De schnelle Fortschrëtt vun dësen Technologien ass haaptsächlech op d'Entwécklung vun der Photolithographie zeréckzeféieren.
(Ufuerderunge fir d'Photolithographietechnologie a verschiddene Phasen vun der Entwécklung vun der Fabrikatioun vun integréierte Schaltungen)
2. Grondprinzipie vun der Photolithographie
Photolithographiematerialien bezéie sech allgemeng op Photoresisten, och bekannt als Photoresisten, déi déi wichtegst funktionell Materialien an der Photolithographie sinn. Dës Zort Material huet d'Charakteristike vun enger Liichtreaktioun (inklusiv siichtbaart Liicht, ultraviolett Liicht, Elektronestrahl, asw.). No der photochemescher Reaktioun ännert sech seng Léislechkeet däitlech.
Dorënner klëmmt d'Léislechkeet vum positive Photoresist am Entwéckler, an dat kritt Muster ass datselwecht wéi dat vun der Mask; negativ Photoresist ass de Géigendeel, dat heescht, d'Léislechkeet hëlt of oder gëtt souguer onléislech nodeems se dem Entwéckler ausgesat ass, an dat kritt Muster ass de Géigendeel vum Mask. D'Uwendungsberäicher vun den zwou Zorte vu Photoresisten sinn ënnerschiddlech. Positiv Photoresisten gi méi dacks benotzt a maachen méi wéi 80% vum Ganzen aus.
Dat uewe genannt ass e schematescht Diagramm vum Photolithographieprozess
(1) Klemmen:
Dat heescht, e Photoresistfilm mat enger eenheetlecher Déckt, staarker Haftung a kenge Mängel um Siliziumwafer ze bilden. Fir d'Haftung tëscht dem Photoresistfilm an dem Siliziumwafer ze verbesseren, ass et dacks néideg, d'Uewerfläch vum Siliziumwafer als éischt mat Substanzen wéi Hexamethyldisilazan (HMDS) an Trimethylsilyldiethylamin (TMSDEA) ze modifizéieren. Duerno gëtt de Photoresistfilm duerch Spinbeschichtung virbereet.
(2) Virbaken:
Nom Spinbeschichtung enthält de Photoresistfilm nach ëmmer eng gewëssen Quantitéit u Léisungsmëttel. Nom Baken bei enger méi héijer Temperatur kann de Léisungsmëttel sou wéineg wéi méiglech ewechgeholl ginn. Nom Virbaken ass den Inhalt vum Photoresist op ongeféier 5% reduzéiert.
(3) Belaaschtung:
Dat heescht, de Photoresist gëtt dem Liicht ausgesat. Zu dësem Zäitpunkt geschitt eng Photoreaktioun, an et gëtt en Ënnerscheed an der Léislechkeet tëscht dem beliichten Deel an dem net beliichten Deel.
(4) Entwécklung & Verhärtung:
D'Produkt gëtt an den Entwéckler agebaut. Zu dësem Zäitpunkt léisen sech déi beliicht Fläch vum positive Photoresist an déi net beliicht Fläch vum negativen Photoresist an der Entwécklung op. Dëst erstellt en dräidimensionalt Muster. No der Entwécklung brauch de Chip eng Héichtemperaturbehandlung, fir en haarde Film ze ginn, wat haaptsächlech dozou déngt, d'Adhäsioun vum Photoresist um Substrat weider ze verbesseren.
(5) Ätzung:
D'Material ënner dem Photoresist gëtt geätzt. Dëst ëmfaasst flësseg Naassätzung an gasfërmeg Dréchenätzung. Zum Beispill gëtt fir d'Naassätzung vu Silizium eng sauer wässerlech Léisung vu Flusssäure benotzt; fir d'Naassätzung vu Koffer gëtt eng staark sauer Léisung wéi Salpetersäure a Schwefelsäure benotzt, während d'Dréchenätzung dacks Plasma oder héichenergetesch Ionenstrale benotzt fir d'Uewerfläch vum Material ze beschiedegen an ze ätzten.
(6) Entgumméierung:
Schlussendlech muss de Photoresist vun der Uewerfläch vun der Lëns ewechgeholl ginn. Dëse Schrëtt gëtt Degumméierung genannt.
Sécherheet ass dat wichtegst Thema an der ganzer Hallefleederproduktioun. Déi wichtegst geféierlech a schiedlech Photolithographiegase am Chiplithographieprozess sinn déi folgend:
1. Waasserstoffperoxid
Waasserstoffperoxid (H2O2) ass e staarkt Oxidatiounsmëttel. Direkte Kontakt kann Haut- an Aenentzündungen a Verbrennunge verursaachen.
2. Xylol
Xylol ass e Léisungsmëttel an Entwéckler, deen an der negativer Lithographie benotzt gëtt. Et ass brennbar an huet eng niddreg Temperatur vun nëmmen 27,3 ℃ (ongeféier Raumtemperatur). Et ass explosiv, wann d'Konzentratioun an der Loft 1%-7% ass. Widderhollte Kontakt mat Xylol kann Hautentzündungen verursaachen. Xyloldamp ass séiss, ähnlech wéi de Geroch vu Fligerpapp; Kontakt mat Xylol kann Entzündungen vun den Aen, der Nues an dem Hals verursaachen. D'Inhalatioun vum Gas kann Kappwéi, Schwindel, Appetitverloscht a Middegkeet verursaachen.
3. Hexamethyldisilazan (HMDS)
Hexamethyldisilazan (HMDS) gëtt am heefegsten als Primerschicht benotzt fir d'Adhäsioun vum Photoresist op der Uewerfläch vum Produkt ze verbesseren. Et ass brennbar an huet e Flammpunkt vu 6,7°C. Et ass explosiv wann d'Konzentratioun an der Loft 0,8%-16% ass. HMDS reagéiert staark mat Waasser, Alkohol a Mineralsäuren fir Ammoniak fräizesetzen.
4. Tetramethylammoniumhydroxid
Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) gëtt wäit verbreet als Entwéckler fir positiv Lithographie benotzt. Et ass gëfteg a korrosiv. Et kann fatal sinn, wann et verschléckt gëtt oder a direkten Kontakt mat der Haut kënnt. Kontakt mat TMAH-Stëbs oder -niwwel kann Entzündungen vun den Aen, der Haut, der Nues an dem Hals verursaachen. D'Inhalatioun vun héije Konzentratioune vun TMAH féiert zum Doud.
5. Chlor a Fluor
Chlor (Cl2) a Fluor (F2) ginn allebéid an Excimerlaser als déif ultraviolett an extrem ultraviolett (EUV) Liichtquellen benotzt. Béid Gaser si gëfteg, si hellgréng a hunn e staarken irritéierenden Geroch. D'Inhalatioun vun héije Konzentratioune vun dësem Gas féiert zum Doud. Fluorgas ka mat Waasser reagéieren a Waasserstofffluoridgas produzéieren. Waasserstofffluoridgas ass eng staark Säure, déi d'Haut, d'Aen an d'Atmungstrakt irritéiert a Symptomer wéi Verbrennunge a Schwieregkeeten beim Atmen verursaache kann. Héich Konzentratioune vu Fluorid kënnen eng Vergëftung vum mënschleche Kierper verursaachen, wat Symptomer wéi Kappwéi, Erbrechung, Duerchfall a Koma verursaacht.
6. Argon
Argon (Ar) ass en Inertgas, dat normalerweis keen direkten Schued um mënschleche Kierper verursaacht. Ënner normalen Ëmstänn enthält d'Loft, déi d'Leit ootmen, ongeféier 0,93% Argon, an dës Konzentratioun huet keen offensichtlechen Effekt op de mënschleche Kierper. A verschiddene Fäll kann Argon awer dem mënschleche Kierper schueden.
Hei sinn e puer méiglech Situatiounen: An engem zouene Raum kann d'Konzentratioun vun Argon eropgoen, wouduerch d'Sauerstoffkonzentratioun an der Loft reduzéiert gëtt an Hypoxie verursaacht gëtt. Dëst kann zu Symptomer wéi Schwindel, Middegkeet a kuerz Otem féieren. Zousätzlech ass Argon en Inertgas, awer et kann ënner héijer Temperatur oder héijem Drock explodéieren.
7. Neon
Neon (Ne) ass e stabilt, faarflos an geruchslos Gas, dat net um mënschlechen Atmungsprozess bedeelegt ass, dofir kann d'Atmung vun enger héijer Konzentratioun u Neongas Hypoxie verursaachen. Wann Dir Iech laang an engem Zoustand vun Hypoxie befënnt, kënnt Dir Symptomer wéi Kappwéi, Iwwelzegkeet an Erbrechung erliewen. Zousätzlech kann Neongas mat anere Substanzen ënner héijer Temperatur oder héijem Drock reagéieren a Feier oder Explosioun verursaachen.
8. Xenongas
Xenongas (Xe) ass e stabilt, faarflos an geruchslos Gas, dat net um mënschlechen Atmungsprozess bedeelegt ass, dofir kann d'Atmung vun enger héijer Konzentratioun u Xenongas Hypoxie verursaachen. Wann Dir Iech laang an engem Zoustand vun Hypoxie befënnt, kënnt Dir Symptomer wéi Kappwéi, Iwwelzegkeet an Erbrechung erliewen. Zousätzlech kann Neongas mat anere Substanzen ënner héijer Temperatur oder héijem Drock reagéieren a Feier oder Explosioun verursaachen.
9. Kryptongas
Kryptongas (Kr) ass e stabilt, faarflos an geruchslos Gas, dat net um mënschlechen Atmungsprozess bedeelegt ass, dofir kann d'Atmung vun enger héijer Konzentratioun u Kryptongas Hypoxie verursaachen. Wann Dir Iech laang an engem Zoustand vun Hypoxie befënnt, kënnt Dir Symptomer wéi Kappwéi, Iwwelzegkeet an Erbrechung erliewen. Zousätzlech kann Xenongas mat anere Substanzen ënner héijer Temperatur oder héijem Drock reagéieren a Feier oder Explosioun verursaachen. D'Atmung an enger Ëmwelt mat Sauerstoffmangel kann Hypoxie verursaachen. Wann Dir Iech laang an engem Zoustand vun Hypoxie befënnt, kënnt Dir Symptomer wéi Kappwéi, Iwwelzegkeet an Erbrechung erliewen. Zousätzlech kann Kryptongas mat anere Substanzen ënner héijer Temperatur oder héijem Drock reagéieren a Feier oder Explosioun verursaachen.
Léisunge fir d'Detektioun vu geféierleche Gaser fir d'Hallefleiterindustrie
D'Halbleiterindustrie ëmfaasst d'Produktioun, d'Herstellung an de Veraarbechtung vu brennbare, explosiven, gëftege a schiedleche Gaser. Als Benotzer vu Gaser a Hallefleiterfabriken soll all Mataarbechter d'Sécherheetsdaten vu verschiddene geféierleche Gaser virum Gebrauch verstoen a wëssen, wéi een mat den Noutfallprozedure ëmgeet, wann dës Gaser auslafen.
Bei der Produktioun, der Fabrikatioun an der Lagerung vun der Hallefleiterindustrie ass et néideg, Gasdetektiounsinstrumenter z'installéieren, fir den Zilgas z'entdecken, fir de Verloscht vu Liewen a Besëtz duerch d'Leckage vun dëse geféierleche Gaser ze vermeiden.
Gasdetektoren sinn an der haiteger Hallefleederindustrie zu essentiellen Ëmweltiwwerwaachungsinstrumenter ginn a sinn och déi direktst Iwwerwaachungsinstrumenter.
Riken Keiki huet sech ëmmer op déi sécher Entwécklung vun der Hallefleederindustrie konzentréiert, mat der Missioun, eng sécher Aarbechtsëmfeld fir d'Leit ze schafen, an huet sech der Entwécklung vu Gassensoren gewidmet, déi fir d'Hallefleederindustrie gëeegent sinn, andeems se vernünfteg Léisunge fir verschidde Problemer mat de Benotzer ubitt, an d'Produktfunktiounen kontinuéierlech verbessert an d'Systemer optimiséiert.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 16. Juli 2024