Истеҳсоли ҳар як маҳсулоти нимноқилӣ садҳо равандро талаб мекунад. Мо тамоми раванди истеҳсолотро ба ҳашт марҳила тақсим мекунем:вафликоркард-оксидшавӣ-фотолитография-канкорӣ-ҷойгиркунии плёнкаи тунук-афзоиши эпитаксиалӣ-диффузия-имплантатсияи ион.
Барои кӯмак ба шумо дар фаҳмидан ва шинохтани нимноқилҳо ва равандҳои марбут ба он, мо мақолаҳои WeChat-ро дар ҳар шумора барои муаррифии ҳар як қадами дар боло зикршуда як ба як пешниҳод хоҳем кард.
Дар мақолаи қаблӣ зикр шуда буд, ки барои ҳифзивафлиаз омехтаҳои гуногун плёнкаи оксидӣ ҳосил карда шуд - раванди оксидшавӣ. Имрӯз мо дар бораи "раванди фотолитография"-и аксбардории схемаи тарҳрезии нимноқилҳо дар пластина бо плёнкаи оксидии ташаккулёфта муҳокима хоҳем кард.
Раванди фотолитография
1. Раванди фотолитография чист?
Фотолитография барои сохтани схемаҳо ва минтақаҳои функсионалии зарурӣ барои истеҳсоли чипҳо пешбинӣ шудааст.
Нуре, ки аз ҷониби дастгоҳи фотолитография бароварда мешавад, барои ошкор кардани плёнкаи тунуки бо фоторезист пӯшонидашуда тавассути ниқоби дорои нақш истифода мешавад. Фоторезист пас аз дидани нур хосиятҳои худро тағйир медиҳад, то ки нақш дар ниқоб ба плёнкаи тунук нусхабардорӣ шавад, то ки плёнкаи тунук вазифаи диаграммаи схемаи электрониро дошта бошад. Ин нақши фотолитография аст, ки ба аксбардорӣ бо камера монанд аст. Аксҳое, ки аз ҷониби камера гирифта шудаанд, дар плёнка чоп карда мешаванд, дар ҳоле ки фотолитография аксҳоро кандакорӣ намекунад, балки диаграммаҳои схема ва дигар ҷузъҳои электрониро мекашад.
Фотолитография як технологияи дақиқи коркарди микрометрӣ мебошад
Фотолитографияи анъанавӣ равандест, ки нури ултрабунафшро бо дарозии мавҷи аз 2000 то 4500 ангстрем ҳамчун интиқолдиҳандаи иттилооти тасвир истифода мебарад ва фоторезистро ҳамчун воситаи миёнаравӣ (сабти тасвир) барои ноил шудан ба табдил, интиқол ва коркарди графика истифода мебарад ва дар ниҳоят иттилооти тасвирро ба чип (асосан чипи силикон) ё қабати диэлектрикӣ интиқол медиҳад.
Метавон гуфт, ки фотолитография пояи саноати муосири нимноқилҳо, микроэлектроника ва иттилоот мебошад ва фотолитография сатҳи рушди ин технологияҳоро мустақиман муайян мекунад.
Дар тӯли беш аз 60 сол аз замони ихтирои бомуваффақияти схемаҳои интегралӣ дар соли 1959, паҳнои хатти графикаи он тақрибан чор тартиби бузургӣ кам карда шудааст ва ҳамгироии схемаҳо беш аз шаш тартиби бузургӣ беҳтар шудааст. Пешрафти босуръати ин технологияҳо асосан ба рушди фотолитография вобаста аст.
(Талабот ба технологияи фотолитография дар марҳилаҳои гуногуни рушди истеҳсоли схемаҳои интегралӣ)
2. Принсипҳои асосии фотолитография
Маводҳои фотолитография одатан ба фоторезистҳо, ки бо номи фоторезистҳо низ маълуманд, ишора мекунанд, ки муҳимтарин маводҳои функсионалӣ дар фотолитография мебошанд. Ин намуди мавод хусусиятҳои реаксияи рӯшноӣ (аз ҷумла нури намоён, нури ултрабунафш, шуоъи электронӣ ва ғайра)-ро дорад. Пас аз реаксияи фотохимиявӣ, ҳалшавии он ба таври назаррас тағйир меёбад.
Дар байни онҳо, ҳалшавандагии фоторезисти мусбат дар таҳиякунанда меафзояд ва намунаи бадастомада бо ниқоб якхела аст; фоторезисти манфӣ баръакс аст, яъне ҳалшавандагӣ пас аз дучор шудан ба таҳиякунанда коҳиш меёбад ё ҳатто ҳалнашаванда мегардад ва намунаи бадастомада муқобили ниқоб аст. Майдонҳои татбиқи ин ду намуди фоторезист гуногунанд. Фоторезистҳои мусбат бештар истифода мешаванд, ки беш аз 80% аз миқдори умумиро ташкил медиҳанд.
Дар боло диаграммаи схематикии раванди фотолитография оварда шудааст
(1) Часпонидан:
Яъне, ташаккул додани плёнкаи фоторезистӣ бо ғафсии якхела, часпакии қавӣ ва бе камбудиҳо дар вафли силикон. Барои беҳтар кардани часпакӣ байни плёнкаи фоторезистӣ ва вафли силикон, аксар вақт аввал тағир додани сатҳи вафли силикон бо моддаҳо ба монанди гексаметилдисилазан (HMDS) ва триметилсилилдиэтиламин (TMSDEA) зарур аст. Сипас, плёнкаи фоторезистӣ бо пӯшонидани чархзанӣ омода карда мешавад.
(2) Пеш аз пухтан:
Пас аз пӯшонидани чархзанӣ, плёнкаи фоторезистӣ то ҳол миқдори муайяни ҳалкунандаро дар бар мегирад. Пас аз пухтан дар ҳарорати баландтар, ҳалкунандаро то ҳадди имкон кам кардан мумкин аст. Пас аз пухтан, миқдори фоторезист то тақрибан 5% кам мешавад.
(3) Таъсири:
Яъне, фоторезист дар зери таъсири рӯшноӣ қарор мегирад. Дар ин вақт фотореаксия ба амал меояд ва фарқияти ҳалшавандагӣ байни қисми равшаншуда ва қисми ғайриравшан ба амал меояд.
(4) Таҳия ва мустаҳкамкунӣ:
Маҳсулот дар таҳиякунанда ғӯтонида мешавад. Дар ин вақт, минтақаи фошшудаи фоторезисти мусбат ва минтақаи ғайрифошшудаи фоторезисти манфӣ дар таҳия ҳал мешаванд. Ин як намунаи сеченака мебошад. Пас аз таҳия, чип барои табдил ёфтан ба плёнкаи сахт ба раванди коркарди ҳарорати баланд ниёз дорад, ки асосан барои беҳтар кардани часпиши фоторезист ба субстрат хизмат мекунад.
(5) Кандакорӣ:
Маводи зери фоторезист кандакорӣ карда мешавад. Он кандакории тар ва кандакории хушки газшаклро дар бар мегирад. Масалан, барои кандакории тар аз кремний, маҳлули обии туршии кислотаи гидрофторӣ истифода мешавад; барои кандакории тар аз мис, маҳлули кислотаи қавӣ ба монанди кислотаи нитрат ва кислотаи сулфат истифода мешавад, дар ҳоле ки кандакории хушк аксар вақт барои вайрон кардани сатҳи мавод ва кандакории он аз шуоъҳои плазма ё ионии баландэнергия истифода мебарад.
(6) Тозакунии дандон:
Дар ниҳоят, фоторезистро аз сатҳи линза тоза кардан лозим аст. Ин марҳила тозакунии линза номида мешавад.
Бехатарӣ масъалаи муҳимтарин дар ҳама гуна истеҳсоли нимноқилҳо мебошад. Газҳои асосии хатарнок ва зараровари фотолитография дар раванди литографияи чип инҳоянд:
1. Пероксиди гидроген
Пероксиди гидроген (H2O2) оксиданти қавӣ аст. Тамоси мустақим метавонад боиси илтиҳоб ва сӯхтагии пӯст ва чашм гардад.
2. Ксилол
Ксилол як ҳалкунанда ва таҳиякунанда аст, ки дар литографияи манфӣ истифода мешавад. Он оташгиранда аст ва ҳарорати пасти он танҳо 27.3℃ (тақрибан ҳарорати хонагӣ) дорад. Вақте ки консентратсияи он дар ҳаво 1%-7% аст, он тарканда аст. Тамос бо ксилол метавонад боиси илтиҳоби пӯст гардад. Буғи ксилол ширин аст, ба бӯи чархҳои ҳавопаймо монанд аст; таъсири ксилол метавонад боиси илтиҳоби чашм, бинӣ ва гулӯ гардад. Нафаскашии газ метавонад боиси дарди сар, чарх задани сар, гум шудани иштиҳо ва хастагӣ гардад.
3. Гексаметилдисилазан (HMDS)
Гексаметилдисилазан (HMDS) бештар ҳамчун қабати праймер барои зиёд кардани часпакии фоторезист дар сатҳи маҳсулот истифода мешавад. Он оташгиранда буда, нуқтаи оташгирӣ 6,7°C аст. Вақте ки консентратсияи он дар ҳаво 0,8%-16% аст, он тарканда аст. HMDS бо об, спирт ва кислотаҳои минералӣ ба таври қавӣ реаксия карда, аммиакро ҷудо мекунад.
4. Тетраметиламмоний гидроксид
Гидроксиди тетраметиламмоний (TMAH) ба таври васеъ ҳамчун таҳиякунанда барои литографияи мусбат истифода мешавад. Он заҳролуд ва зангзананда аст. Дар сурати фурӯ бурдан ё тамос бо пӯст, он метавонад марговар бошад. Тамос бо чанг ё тумани TMAH метавонад боиси илтиҳоби чашм, пӯст, бинӣ ва гулӯ гардад. Нафаскашии консентратсияи баланди TMAH боиси марг мегардад.
5. Хлор ва фтор
Хлор (Cl2) ва фтор (F2) дар лазерҳои эксимерӣ ҳамчун манбаъҳои нури ултрабунафши амиқ ва ултрабунафши шадид (EUV) истифода мешаванд. Ҳарду газ заҳролуд буда, сабзи равшан ба назар мерасанд ва бӯи қавии асабонӣ доранд. Нафаскашии консентратсияи баланди ин газ боиси марг мегардад. Гази фтор метавонад бо об реаксия карда, гази фториди гидрогенро ба вуҷуд орад. Гази фториди гидроген кислотаи қавӣ аст, ки пӯст, чашм ва роҳҳои нафасро озурда мекунад ва метавонад нишонаҳо ба монанди сӯхтагӣ ва душвории нафаскаширо ба вуҷуд орад. Консентратсияи баланди фтор метавонад боиси заҳролудшавӣ ба бадани инсон гардад ва нишонаҳо ба монанди дарди сар, қайкунӣ, дарунравӣ ва комаро ба вуҷуд орад.
6. Аргон
Аргон (Ar) гази инертӣ аст, ки одатан ба бадани инсон зарари мустақим намерасонад. Дар шароити муқаррарӣ, ҳавои нафаскашии одамон тақрибан 0,93% аргон дорад ва ин консентратсия ба бадани инсон таъсири возеҳ надорад. Аммо, дар баъзе мавридҳо, аргон метавонад ба бадани инсон зарар расонад.
Инҳоянд чанд вазъияти имконпазир: Дар фазои маҳдуд, консентратсияи аргон метавонад афзоиш ёбад, ки дар натиҷа консентратсияи оксиген дар ҳаво кам шуда, боиси гипоксия мегардад. Ин метавонад нишонаҳо ба монанди чарх задани сар, хастагӣ ва нафастангӣ гардад. Илова бар ин, аргон гази инертӣ аст, аммо он метавонад дар ҳарорати баланд ё фишори баланд таркиш кунад.
7. Неон
Неон (Ne) гази устувор, беранг ва бебӯй аст, ки дар раванди нафаскашии инсон иштирок намекунад, аз ин рӯ нафаскашии консентратсияи баланди гази неон боиси гипоксия мегардад. Агар шумо муддати тӯлонӣ дар ҳолати гипоксия бошед, шумо метавонед нишонаҳо ба монанди дарди сар, дилбеҳузурӣ ва қайкуниро эҳсос кунед. Илова бар ин, гази неон метавонад бо дигар моддаҳо дар зери ҳарорати баланд ё фишори баланд реаксия карда, боиси сӯхтор ё таркиш гардад.
8. Гази ксенон
Гази ксенон (Xe) гази устувор, беранг ва бебӯй аст, ки дар раванди нафаскашии инсон иштирок намекунад, аз ин рӯ нафаскашӣ бо консентратсияи баланди гази ксенон боиси гипоксия мегардад. Агар шумо муддати тӯлонӣ дар ҳолати гипоксия бошед, шумо метавонед нишонаҳо ба монанди дарди сар, дилбеҳузурӣ ва қайкуниро эҳсос кунед. Илова бар ин, гази неон метавонад бо дигар моддаҳо дар зери ҳарорати баланд ё фишори баланд реаксия карда, боиси сӯхтор ё таркиш гардад.
9. Гази криптон
Гази криптон (Kr) гази устувор, беранг ва бебӯй аст, ки дар раванди нафаскашии инсон иштирок намекунад, аз ин рӯ нафаскашӣ бо консентратсияи баланди гази криптон боиси гипоксия мегардад. Агар шумо муддати тӯлонӣ дар ҳолати гипоксия бошед, шумо метавонед нишонаҳое ба монанди дарди сар, дилбеҳузурӣ ва қайкуниро эҳсос кунед. Илова бар ин, гази ксенон метавонад бо дигар моддаҳо таҳти ҳарорати баланд ё фишори баланд реаксия карда, сӯхтор ё таркишро ба вуҷуд орад. Нафаскашӣ дар муҳити дорои норасоии оксиген метавонад боиси гипоксия гардад. Агар шумо муддати тӯлонӣ дар ҳолати гипоксия бошед, шумо метавонед нишонаҳое ба монанди дарди сар, дилбеҳузурӣ ва қайкуниро эҳсос кунед. Илова бар ин, гази криптон метавонад бо дигар моддаҳо таҳти ҳарорати баланд ё фишори баланд реаксия карда, сӯхтор ё таркишро ба вуҷуд орад.
Роҳҳои ҳалли ошкоркунии гази хатарнок барои саноати нимноқилҳо
Саноати нимноқилҳо истеҳсол, истеҳсол ва коркарди газҳои оташгиранда, тарканда, заҳролуд ва зарароварро дар бар мегирад. Ҳамчун корбари газҳо дар корхонаҳои истеҳсоли нимноқилҳо, ҳар як корманд бояд пеш аз истифода маълумоти бехатарии газҳои гуногуни хатарнокро фаҳмад ва донад, ки чӣ гуна ҳангоми ихроҷи ин газҳо бо тартиби фавқулодда амал кунад.
Дар истеҳсол, истеҳсол ва нигоҳдории саноати нимноқилҳо, барои пешгирӣ аз талафоти ҷонӣ ва молу мулк, ки дар натиҷаи ихроҷи ин газҳои хатарнок ба вуҷуд меояд, насб кардани асбобҳои ошкоркунии газ барои муайян кардани гази мақсаднок зарур аст.
Детекторҳои газ ба абзорҳои муҳими мониторинги муҳити зист дар саноати нимноқилҳои имрӯза табдил ёфтаанд ва инчунин абзорҳои мустақимтарини мониторинг мебошанд.
Рикен Кейки ҳамеша ба рушди бехатари саноати истеҳсоли нимноқилҳо диққат медод ва рисолати худро барои фароҳам овардани муҳити кории бехатар барои одамон равона карда, худро ба таҳияи сенсорҳои гази мувофиқ барои саноати нимноқилҳо, пешниҳоди роҳҳои ҳалли оқилона барои мушкилоти гуногуни корбарон ва такмили пайвастаи функсияҳои маҳсулот ва беҳсозии системаҳо бахшидааст.
Вақти нашр: 16 июли соли 2024