प्रत्येक अर्धचालक उत्पादनको निर्माणको लागि सयौं प्रक्रियाहरू आवश्यक पर्दछ। हामी सम्पूर्ण उत्पादन प्रक्रियालाई आठ चरणहरूमा विभाजन गर्छौं:वेफरप्रशोधन-अक्सिडेशन-फोटोलिथोग्राफी-एचिंग-पातलो फिल्म निक्षेपण-एपिटाक्सियल वृद्धि-प्रसार-आयन प्रत्यारोपण।
तपाईंलाई अर्धचालक र सम्बन्धित प्रक्रियाहरू बुझ्न र पहिचान गर्न मद्दत गर्न, हामी प्रत्येक अंकमा WeChat लेखहरूमा माथिका प्रत्येक चरणहरू एक-एक गरी परिचय गराउनेछौं।
अघिल्लो लेखमा, यो उल्लेख गरिएको थियो कि सुरक्षाको लागिवेफरविभिन्न अशुद्धताहरूबाट, एउटा अक्साइड फिल्म बनाइयो - अक्सिडेशन प्रक्रिया। आज हामी अक्साइड फिल्म बनेको वेफरमा अर्धचालक डिजाइन सर्किटको फोटो खिच्ने "फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया" बारे छलफल गर्नेछौं।
फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया
१. फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया भनेको के हो?
फोटोलिथोग्राफी भनेको चिप उत्पादनको लागि आवश्यक सर्किट र कार्यात्मक क्षेत्रहरू बनाउनु हो।
फोटोलिथोग्राफी मेसिनबाट उत्सर्जित प्रकाश ढाँचा भएको मास्क मार्फत फोटोरेसिस्टले लेपित पातलो फिल्मलाई उजागर गर्न प्रयोग गरिन्छ। प्रकाश देखेपछि फोटोरेसिस्टले यसको गुणहरू परिवर्तन गर्नेछ, जसले गर्दा मास्कमा रहेको ढाँचा पातलो फिल्ममा प्रतिलिपि हुन्छ, जसले गर्दा पातलो फिल्ममा इलेक्ट्रोनिक सर्किट रेखाचित्रको कार्य हुन्छ। यो फोटोलिथोग्राफीको भूमिका हो, क्यामेराबाट तस्बिर खिच्नु जस्तै। क्यामेराद्वारा खिचिएका तस्बिरहरू फिल्ममा छापिएका हुन्छन्, जबकि फोटोलिथोग्राफीले तस्बिरहरू कुँद्दैन, तर सर्किट रेखाचित्रहरू र अन्य इलेक्ट्रोनिक घटकहरू बनाउँछ।
फोटोलिथोग्राफी एक सटीक माइक्रो-मेसिनिंग प्रविधि हो
परम्परागत फोटोलिथोग्राफी भनेको छवि जानकारी वाहकको रूपमा २००० देखि ४५०० एङ्गस्ट्रोमको तरंगदैर्ध्य भएको पराबैंगनी प्रकाश प्रयोग गर्ने प्रक्रिया हो, र ग्राफिक्सको रूपान्तरण, स्थानान्तरण र प्रशोधन प्राप्त गर्न मध्यवर्ती (छवि रेकर्डिङ) माध्यमको रूपमा फोटोरेसिस्ट प्रयोग गर्दछ, र अन्तमा छवि जानकारी चिप (मुख्यतया सिलिकन चिप) वा डाइइलेक्ट्रिक तहमा प्रसारण गर्दछ।
यो भन्न सकिन्छ कि फोटोलिथोग्राफी आधुनिक अर्धचालक, माइक्रोइलेक्ट्रोनिक्स र सूचना उद्योगहरूको जग हो, र फोटोलिथोग्राफीले यी प्रविधिहरूको विकास स्तर प्रत्यक्ष रूपमा निर्धारण गर्दछ।
१९५९ मा एकीकृत सर्किटको सफल आविष्कार पछि ६० वर्ष भन्दा बढी समयमा, यसको ग्राफिक्सको रेखा चौडाइ लगभग चार अर्डर परिमाणले घटाइएको छ, र सर्किट एकीकरण छ अर्डर परिमाणले सुधार गरिएको छ। यी प्रविधिहरूको द्रुत प्रगति मुख्यतया फोटोलिथोग्राफीको विकासलाई श्रेय दिइएको छ।
(एकीकृत सर्किट निर्माणको विकासको विभिन्न चरणहरूमा फोटोलिथोग्राफी प्रविधिको आवश्यकताहरू)
२. फोटोलिथोग्राफीका आधारभूत सिद्धान्तहरू
फोटोलिथोग्राफी सामग्रीहरूले सामान्यतया फोटोरेसिस्टहरूलाई बुझाउँछ, जसलाई फोटोरेसिस्ट पनि भनिन्छ, जुन फोटोलिथोग्राफीमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कार्यात्मक सामग्री हुन्। यस प्रकारको सामग्रीमा प्रकाश प्रतिक्रियाको विशेषताहरू हुन्छन् (दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी प्रकाश, इलेक्ट्रोन बीम, आदि सहित)। फोटोकेमिकल प्रतिक्रिया पछि, यसको घुलनशीलता उल्लेखनीय रूपमा परिवर्तन हुन्छ।
ती मध्ये, विकासकर्तामा सकारात्मक फोटोरेसिस्टको घुलनशीलता बढ्छ, र प्राप्त ढाँचा मास्क जस्तै हुन्छ; नकारात्मक फोटोरेसिस्ट विपरीत हो, अर्थात्, विकासकर्ताको सम्पर्कमा आएपछि घुलनशीलता घट्छ वा अघुलनशील पनि हुन्छ, र प्राप्त ढाँचा मास्कको विपरीत हुन्छ। दुई प्रकारका फोटोरेसिस्टहरूको अनुप्रयोग क्षेत्रहरू फरक छन्। सकारात्मक फोटोरेसिस्टहरू अधिक सामान्य रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जुन कुलको 80% भन्दा बढी हो।
माथिको फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियाको योजनाबद्ध रेखाचित्र हो।
(१) ग्लुइङ:
अर्थात्, एकसमान मोटाई, बलियो आसंजन र सिलिकन वेफरमा कुनै दोष नभएको फोटोरेसिस्ट फिल्म बनाउने। फोटोरेसिस्ट फिल्म र सिलिकन वेफर बीचको आसंजन बढाउनको लागि, पहिले सिलिकन वेफरको सतहलाई हेक्सामेथिलडिसिलाजेन (HMDS) र ट्राइमेथिलसिलिलडाइथाइलमाइन (TMSDEA) जस्ता पदार्थहरूले परिमार्जन गर्न आवश्यक पर्दछ। त्यसपछि, फोटोरेसिस्ट फिल्म स्पिन कोटिंग द्वारा तयार गरिन्छ।
(२) पूर्व-बेकिंग:
स्पिन कोटिंग पछि, फोटोरेसिस्ट फिल्ममा अझै पनि निश्चित मात्रामा विलायक हुन्छ। उच्च तापक्रममा बेक गरेपछि, विलायकलाई सकेसम्म कम हटाउन सकिन्छ। पूर्व-बेकिंग पछि, फोटोरेसिस्टको सामग्री लगभग 5% मा घटाइन्छ।
(३) एक्सपोजर:
अर्थात्, फोटोरेजिस्ट प्रकाशको सम्पर्कमा आउँछ। यस समयमा, फोटो प्रतिक्रिया हुन्छ, र प्रकाशित भाग र अप्रकाशित भाग बीच घुलनशीलता भिन्नता हुन्छ।
(४) विकास र कडाइ:
उत्पादन विकासकर्तामा डुबेको छ। यस समयमा, सकारात्मक फोटोरेसिस्टको खुला क्षेत्र र नकारात्मक फोटोरेसिस्टको खुला क्षेत्र विकासमा विघटन हुनेछ। यसले त्रि-आयामिक ढाँचा प्रस्तुत गर्दछ। विकास पछि, चिपलाई कडा फिल्म बन्न उच्च-तापमान उपचार प्रक्रिया चाहिन्छ, जसले मुख्यतया सब्सट्रेटमा फोटोरेसिस्टको आसंजनलाई अझ बढाउन काम गर्दछ।
(५) नक्काशी:
फोटोरेसिस्ट मुनिको सामग्रीलाई नक्काशी गरिन्छ। यसमा तरल भिजेको नक्काशी र ग्यासयुक्त सुख्खा नक्काशी समावेश हुन्छ। उदाहरणका लागि, सिलिकनको नक्काशीको लागि, हाइड्रोफ्लोरिक एसिडको अम्लीय जलीय घोल प्रयोग गरिन्छ; तामाको नक्काशीको लागि, नाइट्रिक एसिड र सल्फ्यूरिक एसिड जस्ता बलियो एसिड घोल प्रयोग गरिन्छ, जबकि सुख्खा नक्काशीले प्रायः प्लाज्मा वा उच्च-ऊर्जा आयन बीमहरू प्रयोग गर्दछ जसले सामग्रीको सतहलाई क्षति पुर्याउँछ र यसलाई नक्काशी गर्छ।
(६) डिगमिङ:
अन्तमा, लेन्सको सतहबाट फोटोरेसिस्ट हटाउनु पर्छ। यो चरणलाई डिगमिङ भनिन्छ।
सबै अर्धचालक उत्पादनमा सुरक्षा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण मुद्दा हो। चिप लिथोग्राफी प्रक्रियामा मुख्य खतरनाक र हानिकारक फोटोलिथोग्राफी ग्यासहरू निम्नानुसार छन्:
१. हाइड्रोजन पेरोक्साइड
हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2) एक बलियो अक्सिडेन्ट हो। यसको प्रत्यक्ष सम्पर्कले छाला र आँखामा सूजन र जलन हुन सक्छ।
२. जाइलिन
जाइलिन एक विलायक र विकासकर्ता हो जुन नकारात्मक लिथोग्राफीमा प्रयोग गरिन्छ। यो ज्वलनशील छ र यसको तापक्रम केवल २७.३ डिग्री सेल्सियस (लगभग कोठाको तापक्रम) हुन्छ। हावामा यसको सांद्रता १%-७% हुँदा यो विस्फोटक हुन्छ। जाइलिनसँग बारम्बार सम्पर्क गर्दा छालामा सूजन हुन सक्छ। जाइलिनको बाफ गुलियो हुन्छ, हवाईजहाजको ट्याकको गन्ध जस्तै; जाइलिनको सम्पर्कले आँखा, नाक र घाँटीमा सूजन निम्त्याउन सक्छ। ग्यासको सास लिँदा टाउको दुख्ने, चक्कर लाग्ने, भोक नलाग्ने र थकान हुन सक्छ।
३. हेक्सामेथिलडिसिलाजेन (HMDS)
उत्पादनको सतहमा फोटोरेसिस्टको आसंजन बढाउनको लागि हेक्सामेथिलडिसिलेजेन (HMDS) लाई प्राइमर तहको रूपमा सबैभन्दा बढी प्रयोग गरिन्छ। यो ज्वलनशील छ र यसको फ्ल्यास बिन्दु ६.७°C छ। हावामा सांद्रता ०.८%-१६% हुँदा यो विस्फोटक हुन्छ। HMDS ले पानी, अल्कोहल र खनिज एसिडहरूसँग कडा प्रतिक्रिया गरेर अमोनिया छोड्छ।
४. टेट्रामेथिलमोनियम हाइड्रोक्साइड
टेट्रामेथिलमोनियम हाइड्रोक्साइड (TMAH) लाई सकारात्मक लिथोग्राफीको विकासकर्ताको रूपमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यो विषाक्त र संक्षारक छ। निल्दा वा छालाको प्रत्यक्ष सम्पर्कमा आएमा यो घातक हुन सक्छ। TMAH धुलो वा धुवाँको सम्पर्कले आँखा, छाला, नाक र घाँटीमा सूजन निम्त्याउन सक्छ। TMAH को उच्च सांद्रताको सास फेर्नाले मृत्यु निम्त्याउन सक्छ।
५. क्लोरिन र फ्लोरिन
क्लोरिन (Cl2) र फ्लोरिन (F2) दुवै एक्साइमर लेजरहरूमा गहिरो पराबैंगनी र चरम पराबैंगनी (EUV) प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। दुवै ग्याँसहरू विषाक्त छन्, हल्का हरियो देखिन्छन्, र तीव्र जलन गन्ध छ। यो ग्याँसको उच्च सांद्रताको सास फेर्नाले मृत्यु हुन्छ। फ्लोरिन ग्याँसले पानीसँग प्रतिक्रिया गरेर हाइड्रोजन फ्लोराइड ग्याँस उत्पादन गर्न सक्छ। हाइड्रोजन फ्लोराइड ग्याँस एक बलियो एसिड हो जसले छाला, आँखा र श्वासप्रश्वास पथलाई जलाउँछ र जलन र सास फेर्न गाह्रो हुने जस्ता लक्षणहरू निम्त्याउन सक्छ। फ्लोराइडको उच्च सांद्रताले मानव शरीरमा विषाक्तता निम्त्याउन सक्छ, जसले गर्दा टाउको दुख्ने, बान्ता हुने, पखाला लाग्ने र कोमा हुने जस्ता लक्षणहरू देखा पर्न सक्छन्।
६. आर्गन
आर्गन (Ar) एक निष्क्रिय ग्यास हो जसले सामान्यतया मानव शरीरलाई प्रत्यक्ष हानि गर्दैन। सामान्य परिस्थितिमा, मानिसहरूले सास फेर्ने हावामा लगभग ०.९३% आर्गन हुन्छ, र यो सांद्रताको मानव शरीरमा कुनै स्पष्ट प्रभाव पर्दैन। यद्यपि, केही अवस्थामा, आर्गनले मानव शरीरलाई हानि पुर्याउन सक्छ।
यहाँ केही सम्भावित परिस्थितिहरू छन्: सीमित ठाउँमा, आर्गनको सांद्रता बढ्न सक्छ, जसले गर्दा हावामा अक्सिजनको सांद्रता घट्छ र हाइपोक्सिया हुन सक्छ। यसले चक्कर लाग्ने, थकान र सास फेर्न गाह्रो हुने जस्ता लक्षणहरू निम्त्याउन सक्छ। थप रूपमा, आर्गन एक निष्क्रिय ग्यास हो, तर यो उच्च तापक्रम वा उच्च चापमा विस्फोट हुन सक्छ।
७. नियोन
नियोन (Ne) एक स्थिर, रंगहीन र गन्धहीन ग्यास हो जुन यसमा भाग लिँदैन। नियोन ग्यास मानव श्वासप्रश्वास प्रक्रियामा संलग्न हुँदैन, त्यसैले नियोन ग्यासको उच्च सांद्रतामा सास फेर्नाले हाइपोक्सिया हुन्छ। यदि तपाईं लामो समयसम्म हाइपोक्सियाको अवस्थामा हुनुहुन्छ भने, तपाईंले टाउको दुख्ने, वाकवाकी लाग्ने र बान्ता हुने जस्ता लक्षणहरू अनुभव गर्न सक्नुहुन्छ। थप रूपमा, नियोन ग्यासले उच्च तापक्रम वा उच्च चापमा अन्य पदार्थहरूसँग प्रतिक्रिया गरेर आगो वा विस्फोट गराउन सक्छ।
८. जिनोन ग्याँस
जिनोन ग्यास (Xe) एक स्थिर, रंगहीन र गन्धहीन ग्यास हो जुन मानव श्वासप्रश्वास प्रक्रियामा भाग लिँदैन, त्यसैले जिनोन ग्यासको उच्च सांद्रतामा सास फेर्दा हाइपोक्सिया हुन्छ। यदि तपाईं लामो समयसम्म हाइपोक्सियाको अवस्थामा हुनुहुन्छ भने, तपाईंले टाउको दुख्ने, वाकवाकी लाग्ने र बान्ता हुने जस्ता लक्षणहरू अनुभव गर्न सक्नुहुन्छ। थप रूपमा, नियोन ग्यासले उच्च तापक्रम वा उच्च चापमा अन्य पदार्थहरूसँग प्रतिक्रिया गरेर आगो वा विस्फोट गराउन सक्छ।
९. क्रिप्टन ग्यास
क्रिप्टन ग्यास (Kr) एक स्थिर, रंगहीन र गन्धहीन ग्यास हो जुन मानव श्वासप्रश्वास प्रक्रियामा भाग लिँदैन, त्यसैले क्रिप्टन ग्यासको उच्च सांद्रतामा सास फेर्दा हाइपोक्सिया हुन्छ। यदि तपाईं लामो समयसम्म हाइपोक्सियाको अवस्थामा हुनुहुन्छ भने, तपाईंले टाउको दुख्ने, वाकवाकी लाग्ने र बान्ता हुने जस्ता लक्षणहरू अनुभव गर्न सक्नुहुन्छ। थप रूपमा, क्सीनन ग्यासले उच्च तापक्रम वा उच्च चापमा अन्य पदार्थहरूसँग प्रतिक्रिया गरेर आगो वा विस्फोट गराउन सक्छ। अक्सिजनको अभाव भएको वातावरणमा सास फेर्दा हाइपोक्सिया हुन सक्छ। यदि तपाईं लामो समयसम्म हाइपोक्सियाको अवस्थामा हुनुहुन्छ भने, तपाईंले टाउको दुख्ने, वाकवाकी लाग्ने र बान्ता हुने जस्ता लक्षणहरू अनुभव गर्न सक्नुहुन्छ। थप रूपमा, क्रिप्टन ग्यासले उच्च तापक्रम वा उच्च चापमा अन्य पदार्थहरूसँग प्रतिक्रिया गरेर आगो वा विस्फोट गराउन सक्छ।
अर्धचालक उद्योगको लागि खतरनाक ग्यास पत्ता लगाउने समाधानहरू
अर्धचालक उद्योगमा ज्वलनशील, विस्फोटक, विषाक्त र हानिकारक ग्याँसहरूको उत्पादन, निर्माण र प्रक्रिया समावेश छ। अर्धचालक उत्पादन प्लान्टहरूमा ग्याँसहरूको प्रयोगकर्ताको रूपमा, प्रत्येक कर्मचारी सदस्यले प्रयोग गर्नु अघि विभिन्न खतरनाक ग्याँसहरूको सुरक्षा डेटा बुझ्नुपर्छ, र यी ग्याँसहरू चुहावट हुँदा आपतकालीन प्रक्रियाहरूसँग कसरी व्यवहार गर्ने भनेर जान्नुपर्छ।
अर्धचालक उद्योगको उत्पादन, निर्माण र भण्डारणमा, यी खतरनाक ग्याँसहरूको चुहावटबाट हुने जीवन र सम्पत्तिको क्षतिबाट बच्न, लक्षित ग्याँस पत्ता लगाउन ग्याँस पत्ता लगाउने उपकरणहरू स्थापना गर्न आवश्यक छ।
आजको अर्धचालक उद्योगमा ग्यास डिटेक्टरहरू आवश्यक वातावरणीय अनुगमन उपकरणहरू बनेका छन्, र सबैभन्दा प्रत्यक्ष अनुगमन उपकरणहरू पनि हुन्।
रिकेन केकीले सधैं अर्धचालक उत्पादन उद्योगको सुरक्षित विकासमा ध्यान दिएका छन्, मानिसहरूका लागि सुरक्षित काम गर्ने वातावरण सिर्जना गर्ने लक्ष्यका साथ, र अर्धचालक उद्योगको लागि उपयुक्त ग्यास सेन्सरहरू विकास गर्न, प्रयोगकर्ताहरूले सामना गर्ने विभिन्न समस्याहरूको लागि उचित समाधान प्रदान गर्न, र उत्पादन कार्यहरू निरन्तर स्तरोन्नति गर्न र प्रणालीहरूलाई अनुकूलन गर्न आफूलाई समर्पित गरेका छन्।
पोस्ट समय: जुलाई-१६-२०२४