Pembuatan unggal produk semikonduktor meryogikeun ratusan prosés. Kami ngabagi sakabéh prosés manufaktur kana dalapan léngkah:waferpamrosésan-oksidasi-fotolitografi-etsa-déposisi pilem ipis-pertumbuhan-difusi-implantasi ion epitaksial.
Pikeun ngabantosan anjeun ngartos sareng mikawanoh semikonduktor sareng prosés anu aya hubunganana, kami bakal ngaluncurkeun artikel WeChat dina unggal édisi pikeun ngenalkeun unggal léngkah di luhur hiji-hiji.
Dina tulisan sateuacanna, parantos disebatkeun yén pikeun ngajagawaferTina rupa-rupa kokotor, hiji pilem oksida dijieun--prosés oksidasi. Dinten ieu urang bakal ngabahas "prosés fotolitografi" pikeun moto sirkuit desain semikonduktor dina wafer kalayan pilem oksida anu kabentuk.
Prosés fotolitografi
1. Naon ari prosés fotolitografi?
Fotolitografi nyaéta pikeun nyieun sirkuit sareng area fungsional anu diperyogikeun pikeun produksi chip.
Cahaya anu dipancarkeun ku mesin fotolitografi dianggo pikeun ngalaan pilem ipis anu dilapis ku photoresist ngaliwatan topéng anu aya polana. Photoresist bakal ngarobih sipatna saatos ningali cahaya, supados pola dina topéng disalin kana pilem ipis, supados pilem ipis éta ngagaduhan fungsi diagram sirkuit éléktronik. Ieu peran fotolitografi, sami sareng nyandak gambar nganggo kaméra. Poto anu dicandak ku kaméra dicitak dina pilem, sedengkeun fotolitografi henteu ngukir poto, tapi diagram sirkuit sareng komponén éléktronik anu sanés.
Fotolitografi nyaéta téknologi mikro-mesin anu presisi
Fotolitografi konvensional nyaéta prosés anu ngagunakeun sinar ultraviolét kalayan panjang gelombang 2000 dugi ka 4500 angstrom salaku pamawa informasi gambar, sareng ngagunakeun photoresist salaku média antara (ngarékam gambar) pikeun ngahontal transformasi, transfer sareng pamrosésan grafik, sareng pamustunganana ngirimkeun informasi gambar ka chip (utamina chip silikon) atanapi lapisan dielektrik.
Bisa disebutkeun yén fotolitografi mangrupa dasar industri semikonduktor, mikroéléktronika, jeung informasi modéren, sarta fotolitografi sacara langsung nangtukeun tingkat kamekaran téknologi ieu.
Leuwih ti 60 taun ti saprak kapanggihna sirkuit terpadu dina taun 1959, lébar garis grafikna geus ngurangan kira-kira opat kali lipet, sarta integrasi sirkuit geus ningkat leuwih ti genep kali lipet. Kamajuan gancang téknologi ieu utamana disababkeun ku kamekaran fotolitografi.
(Sarat pikeun téknologi fotolitografi dina rupa-rupa tahapan pamekaran manufaktur sirkuit terpadu)
2. Prinsip dasar fotolitografi
Bahan fotolitografi umumna nujul kana fotoresist, ogé katelah fotoresist, nyaéta bahan fungsional anu paling penting dina fotolitografi. Jinis bahan ieu ngagaduhan ciri réaksi cahaya (kalebet cahaya anu katingali, cahaya ultraviolét, sinar éléktron, jsb.). Saatos réaksi fotokimia, kalarutanana robih sacara signifikan.
Di antarana, kalarutan photoresist positif dina pamekar ningkat, sareng pola anu diala sami sareng topéng; photoresist négatip sabalikna, nyaéta, kalarutan nurun atanapi bahkan janten teu leyur saatos kakeunaan pamekar, sareng pola anu diala sabalikna tina topéng. Widang aplikasi tina dua jinis photoresist béda. Photoresist positif langkung umum dianggo, ngitung langkung ti 80% tina total.
Di luhur mangrupikeun diagram skematis tina prosés fotolitografi
(1) Ngalem:
Nyaéta, ngabentuk pilem photoresist kalayan ketebalan anu seragam, adhesi anu kuat sareng teu aya cacad dina wafer silikon. Pikeun ningkatkeun adhesi antara pilem photoresist sareng wafer silikon, sering diperyogikeun pikeun ngarobih heula permukaan wafer silikon ku zat sapertos heksametildisilazane (HMDS) sareng trimetilsilildiethylamine (TMSDEA). Teras, pilem photoresist disiapkeun ku cara spin coating.
(2) Sateuacan dipanggang:
Saatos dilapis ku spin coating, pilem photoresist masih ngandung jumlah pangleyur anu tangtu. Saatos dipanggang dina suhu anu langkung luhur, pangleyurna tiasa dipiceun sakedik-sakedikna. Saatos dipanggang sateuacanna, eusi photoresist dikirangan janten sakitar 5%.
(3) Paparan:
Hartina, photoresist kakeunaan cahaya. Dina waktos ieu, fotoréaksi lumangsung, sareng bédana kalarutan antara bagian anu disinari sareng bagian anu henteu disinari lumangsung.
(4) Pangwangunan & pangerasan:
Produk ieu dicelupkeun kana pamekar. Dina waktos ieu, daérah anu kakeunaan tina photoresist positif sareng daérah anu henteu kakeunaan tina photoresist négatif bakal leyur dina pamekaran. Ieu nampilkeun pola tilu diménsi. Saatos pamekaran, chip peryogi prosés perlakuan suhu anu luhur pikeun janten pilem teuas, anu utamina ngalayanan pikeun ningkatkeun adhesi photoresist kana substrat.
(5) Ngukir:
Bahan anu aya di handapeun photoresist diukir. Ieu kalebet ukir baseuh cair sareng ukir garing gas. Salaku conto, pikeun ukir baseuh silikon, larutan asam cai asam tina asam hidrofluorat dianggo; pikeun ukir baseuh tambaga, larutan asam kuat sapertos asam nitrat sareng asam sulfat dianggo, sedengkeun ukir garing sering nganggo sinar plasma atanapi ion énergi tinggi pikeun ngaruksak permukaan bahan sareng ngukirna.
(6) Ngaleungitkeun gum:
Pamungkas, photoresist kedah dicabut tina permukaan lénsa. Léngkah ieu disebut degumming.
Kasalametan mangrupikeun masalah anu paling penting dina sadaya produksi semikonduktor. Gas fotolitografi anu bahaya sareng ngabahayakeun utama dina prosés litografi chip nyaéta sapertos kieu:
1. Hidrogén péroksida
Hidrogén péroksida (H2O2) nyaéta oksidan anu kuat. Kontak langsung tiasa nyababkeun radang kulit sareng panon sareng kaduruk.
2. Xiléna
Xiléna nyaéta pangleyur sareng pamekar anu dianggo dina litografi négatip. Éta gampang kabeuleum sareng gaduh suhu anu handap ngan ukur 27,3 ℃ (sakitar suhu kamar). Éta ngabeledug nalika konsentrasi di udara 1%-7%. Kontak anu diulang-ulang sareng xiléna tiasa nyababkeun radang kulit. Uap xiléna amis, sami sareng bau taktis pesawat; paparan xiléna tiasa nyababkeun radang panon, irung sareng tikoro. Ngahirup gas tiasa nyababkeun nyeri sirah, pusing, kaleungitan napsu sareng kacapean.
3. Heksametildisilazana (HMDS)
Heksametildisilazana (HMDS) paling umum dianggo salaku lapisan primer pikeun ningkatkeun adhesi photoresist dina permukaan produk. Éta gampang kabeuleum sareng gaduh titik nyala 6,7°C. Éta ngabeledug nalika konsentrasi di udara 0,8%-16%. HMDS réaksi kuat sareng cai, alkohol sareng asam mineral pikeun ngaleupaskeun amonia.
4. Tetrametilamonium hidroksida
Tetrametilamonium hidroksida (TMAH) loba dipaké salaku pamekar pikeun litografi positif. Éta toksik sareng korosif. Éta tiasa fatal upami katelan atanapi kontak langsung sareng kulit. Kontak sareng lebu atanapi halimun TMAH tiasa nyababkeun radang panon, kulit, irung sareng tikoro. Ngahirup konsentrasi TMAH anu luhur bakal nyababkeun maot.
5. Klorin sareng fluorin
Klorin (Cl2) sareng fluorin (F2) duanana dianggo dina laser excimer salaku sumber cahaya ultraviolet jero sareng ultraviolet ekstrim (EUV). Duanana gas toksik, katingalina héjo ngora, sareng gaduh bau anu ngairitasi anu kuat. Ngahirup gas ieu dina konsentrasi anu luhur bakal nyababkeun maot. Gas fluorin tiasa meta réaksi sareng cai pikeun ngahasilkeun gas hidrogén fluorida. Gas hidrogén fluorida mangrupikeun asam kuat anu ngairitasi kulit, panon sareng saluran pernapasan sareng tiasa nyababkeun gejala sapertos kaduruk sareng sesek napas. Konsentrasi fluorida anu luhur tiasa nyababkeun karacunan dina awak manusa, nyababkeun gejala sapertos nyeri sirah, utah, diare, sareng koma.
6. Argon
Argon (Ar) nyaéta gas inert anu biasana henteu nyababkeun cilaka langsung kana awak manusa. Dina kaayaan normal, hawa anu dihirup ku jalma ngandung sakitar 0,93% argon, sareng konsentrasi ieu henteu gaduh pangaruh anu jelas kana awak manusa. Nanging, dina sababaraha kasus, argon tiasa nyababkeun cilaka kana awak manusa.
Ieu sababaraha kaayaan anu mungkin: Dina rohangan anu sempit, konsentrasi argon tiasa ningkat, sahingga ngirangan konsentrasi oksigén dina hawa sareng nyababkeun hipoksia. Ieu tiasa nyababkeun gejala sapertos pusing, kacapean, sareng sesek napas. Salian ti éta, argon mangrupikeun gas inert, tapi tiasa ngabeledug dina suhu anu luhur atanapi tekanan anu luhur.
7. Néon
Néon (Ne) nyaéta gas anu stabil, teu warnaan, jeung teu bau anu teu milu dina prosés pernapasan manusa, jadi ngarénghap gas néon dina konsentrasi anu luhur bakal nyababkeun hipoksia. Upami anjeun aya dina kaayaan hipoksia salami lami, anjeun tiasa ngalaman gejala sapertos nyeri sirah, seueul, sareng utah. Salaku tambahan, gas néon tiasa réaksi sareng zat sanés dina suhu anu luhur atanapi tekanan anu luhur pikeun nyababkeun seuneu atanapi ledakan.
8. Gas Xenon
Gas Xenon (Xe) nyaéta gas anu stabil, teu warnaan, jeung teu bau anu teu milu dina prosés pernapasan manusa, jadi ngarénghap dina konsentrasi gas xenon anu luhur bakal nyababkeun hipoksia. Upami anjeun aya dina kaayaan hipoksia salami lami, anjeun tiasa ngalaman gejala sapertos nyeri sirah, seueul, sareng utah. Salian ti éta, gas néon tiasa réaksi sareng zat sanés dina suhu anu luhur atanapi tekanan anu luhur pikeun nyababkeun seuneu atanapi ledakan.
9. Gas kripton
Gas kripton (Kr) nyaéta gas anu stabil, teu warnaan, jeung teu bau anu teu milu dina prosés pernapasan manusa, jadi ngarénghap dina konsentrasi gas kripton anu luhur bakal nyababkeun hipoksia. Upami anjeun aya dina kaayaan hipoksia salami waktos anu lami, anjeun tiasa ngalaman gejala sapertos nyeri sirah, seueul, sareng utah. Salian ti éta, gas xenon tiasa réaksi sareng zat sanés dina suhu anu luhur atanapi tekanan anu luhur pikeun nyababkeun seuneu atanapi ledakan. Ngarénghap dina lingkungan anu kakurangan oksigén tiasa nyababkeun hipoksia. Upami anjeun aya dina kaayaan hipoksia salami waktos anu lami, anjeun tiasa ngalaman gejala sapertos nyeri sirah, seueul, sareng utah. Salaku tambahan, gas kripton tiasa réaksi sareng zat sanés dina suhu anu luhur atanapi tekanan anu luhur pikeun nyababkeun seuneu atanapi ledakan.
Solusi deteksi gas bahaya pikeun industri semikonduktor
Industri semikonduktor ngalibetkeun produksi, manufaktur, sareng prosés gas anu gampang kabeuleum, ngabeledug, toksik, sareng ngabahayakeun. Salaku pangguna gas di pabrik manufaktur semikonduktor, unggal anggota staf kedah ngartos data kaamanan rupa-rupa gas bahaya sateuacan dianggo, sareng kedah terang kumaha cara nanganan prosedur darurat nalika gas ieu bocor.
Dina produksi, manufaktur, sareng panyimpenan industri semikonduktor, pikeun nyingkahan leungitna nyawa sareng harta benda anu disababkeun ku bocorna gas bahaya ieu, perlu dipasang alat deteksi gas pikeun ngadeteksi gas target.
Detektor gas parantos janten instrumen pangawasan lingkungan anu penting dina industri semikonduktor ayeuna, sareng ogé mangrupikeun alat pangawasan anu paling langsung.
Riken Keiki salawasna merhatikeun kana pamekaran industri manufaktur semikonduktor anu aman, kalayan misi nyiptakeun lingkungan kerja anu aman pikeun jalma-jalma, sareng parantos ngabaktikeun dirina pikeun ngembangkeun sensor gas anu cocog pikeun industri semikonduktor, nyayogikeun solusi anu wajar pikeun rupa-rupa masalah anu disanghareupan ku pangguna, sareng teras-terasan ningkatkeun fungsi produk sareng ngaoptimalkeun sistem.
Waktos posting: 16-Jul-2024