Her bir ýarymgeçiriji önümiň önümçiligi ýüzlerçe prosesi talap edýär. Biz tutuş önümçilik prosesini sekiz ädime bölýäris:wafergaýtadan işlemek-oksidlenme-fotolitografiýa-görnüş-ýuka plýonka çökündisi-epitaksial ösüş-diffuziýa-ion implantasiýa.
Ýarymgeçirijileri we degişli prosesleri düşünmäge we tanamaga kömek etmek üçin, ýokardaky ädimleriň her birini bir-birden tanyşdyrmak üçin her sanynda WeChat makalalaryny öňe süreris.
Öňki makalada, goramak üçin agzalyp geçildiwaferdürli garyndylardan oksid plyonkasy ýasaldy -- oksidlenme prosesi. Şu gün biz emele gelen oksid plyonkasy bilen plastinkada ýarymgeçiriji dizaýn zynjyryny surata düşürmegiň "fotolitografiýa prosesini" ara alyp maslahatlaşarys.
Fotolitografiýa prosesi
1. Fotolitografiýa prosesi näme?
Fotolitografiýa çip öndürmek üçin zerur bolan zynjyrlary we funksional zolaklary döretmek üçin niýetlenendir.
Fotolitografiýa enjamy tarapyndan çykarylýan ýagtylyk fotorezist bilen örtülen inçe plýonkany nagyşly maska arkaly açmak üçin ulanylýar. Fotorezist ýagtylygy görenden soň öz häsiýetlerini üýtgedýär, şonuň üçin maskadaky nagyş inçe plýonka göçürilýär, şonuň üçin inçe plýonka elektron zynjyr diagrammasynyň funksiýasyny ýerine ýetirýär. Bu fotolitografiýanyň wezipesi, kamera bilen surat düşürmäge meňzeş. Kamera tarapyndan düşürilen suratlar plýonka çap edilýär, fotolitografiýa bolsa suratlary däl-de, zynjyr diagrammalaryny we beýleki elektron bölekleri oýýar.
Fotolitografiýa takyk mikroişleme tehnologiýasydyr
Adaty fotolitografiýa surat maglumatyny daşaýjy hökmünde 2000-den 4500 angstroma çenli tolkun uzynlygy bolan ultramelewşe şöhlesini ulanýan we grafikanyň özgerdilmesini, geçirilmegini we işlenilmegini üpjün etmek üçin aralyk (surat ýazga alyş) serişdesi hökmünde fotorezisti ulanýan we ahyrsoňy surat maglumatyny çipe (esasan kremniý çipine) ýa-da dielektrik gatlaga geçirýän prosesdir.
Fotolitografiýanyň häzirki zaman ýarymgeçirijileriň, mikroelektronikanyň we maglumat senagatlarynyň esasydygyny we fotolitografiýanyň bu tehnologiýalaryň ösüş derejesini gönüden-göni kesgitleýändigini aýtmak bolar.
1959-njy ýylda integral mikroshemalaryň üstünlikli oýlap tapylmagyndan bäri geçen 60 ýyldan gowrak wagtyň dowamynda onuň grafikasynyň çyzyk giňligi takmynan dört dereje azaldy we mikroshemalaryň integrasiýasy alty dereje gowrak gowulandyryldy. Bu tehnologiýalaryň çalt ösüşi, esasan, fotolitografiýanyň ösmegi bilen baglanyşyklydyr.
(Integrasiýa mikrosxemalaryny öndürmegiň dürli tapgyrlarynda fotolitografiýa tehnologiýasyna bolan talaplar)
2. Fotolitografiýanyň esasy ýörelgeleri
Fotolitografiýa materiallary, adatça, fotorezistlere, şeýle hem fotorezistlere degişlidir, olar fotolitografiýada iň möhüm funksional materiallardyr. Bu görnüşli materiallar ýagtylygyň (görünýän ýagtylyk, ultramelewşe şöhle, elektron şöhlesi we ş.m.) reaksiýasynyň aýratynlyklaryna eýedir. Fotohimiki reaksiýadan soň, onuň eremegi düýpli üýtgeýär.
Olaryň arasynda pozitiw fotorezistiň işläp düzüjide eremegi artýar we alnan nusga maska bilen birmeňzeş bolýar; negatiw fotorezist bolsa tersine, ýagny işläp düzüji bilen täsir edilenden soň eremegi peselýär ýa-da hatda eremez bolýar we alnan nusga maska bilen ters bolýar. Iki görnüşli fotorezistiň ulanylyş meýdanlary dürli-dürli. Pozitiw fotorezistler has köp ulanylýar we umumy sanynyň 80% -den gowragyny düzýär.
Ýokarda fotolitografiýa prosesiniň shematiki diagrammasy görkezilen
(1) Ýelmeşdirmek:
Ýagny, kremniý plastinkasynda deň galyňlykly, güýçli ýelmeşýän we kemçilikleri bolmadyk fotorezist plýonkasyny emele getirmek. Fotorezist plýonkasy bilen kremniý plastinkasynyň arasyndaky ýelmeşmäni güýçlendirmek üçin, ilki bilen kremniý plastinkasynyň ýüzüni geksametildisilazan (HMDS) we trimetilsilildietilamin (TMSDEA) ýaly maddalar bilen üýtgetmek zerur bolýar. Soňra fotorezist plýonkasy spin örtügi arkaly taýýarlanýar.
(2) Öňünden bişirmek:
Spin örtüginden soň, fotorezist plýonkasynda belli bir mukdarda ergin saklanýar. Ýokary temperaturada bişirilenden soň, ergin mümkin boldugyça az aýrylyp bilner. Öňünden bişirilenden soň, fotorezistiň mukdary takmynan 5% -e çenli azalýar.
(3) Täsirlenme:
Ýagny, fotorezist ýagtylyga sezewar bolýar. Bu wagtda fotoreaksiýa ýüze çykýar we ýagtylanan bölek bilen ýagtylandyrylmadyk bölek arasynda ereýänlik tapawudy ýüze çykýar.
(4) Ösüş we berkime:
Önüm işläp düzüjide çümdürilýär. Bu wagtda pozitiw fotorezistiň açyk meýdany we negatiw fotorezistiň açyk däl meýdany işläp düzüjide ereýär. Bu üç ölçegli nagyş döredýär. Işlenip düzülenden soň, çip gaty plýonka öwrülmegi üçin ýokary temperatura bilen işlenmeli, bu bolsa esasan fotorezistiň substrata ýapyşmagyny has-da güýçlendirmäge hyzmat edýär.
(5) Oýmak:
Fotorezistiň aşagyndaky material oýulyp taýýarlanýar. Ol suwuk we çygly oýulyp taýýarlanmagy we gazly gurak oýulyp taýýarlanmagy öz içine alýar. Mysal üçin, kremniýiň çygly oýulyp taýýarlanmagy üçin gidroftor turşusynyň kislotaly suw ergini ulanylýar; misiň çygly oýulyp taýýarlanmagy üçin azot turşusy we kükürt turşusy ýaly güýçli kislota ergini ulanylýar, gurak oýulyp taýýarlanmagy bolsa materialyň ýüzüne zyýan ýetirmek we ony oýup taýýarlanmak üçin köplenç plazma ýa-da ýokary energiýaly ion şöhlelerini ulanýar.
(6) Dezinfeksiýa:
Ahyrsoňy, fotorezisti linzanyň ýüzünden aýyrmaly. Bu ädim rezinkany arassalamak diýlip atlandyrylýar.
Howpsuzlyk ýarymgeçirijileriň ähli önümçiliginde iň möhüm meseledir. Çip litografiýa prosesinde esasy howply we zyýanly fotolitografiýa gazlary aşakdakylardyr:
1. Wodorod peroksidi
Wodorod peroksid (H2O2) güýçli oksidleýjidir. Göni aragatnaşyk deriniň we gözüň çişmegine we ýanmagyna sebäp bolup biler.
2. Ksilol
Ksilol negatiw litografiýada ulanylýan ergin we işläp çykaryjydyr. Ol ýanýandyr we diňe 27.3℃ (takmynan otagyň temperaturasy) pes temperaturasyna eýedir. Howadaky konsentrasiýasy 1%-7% bolanda partlaýjydyr. Ksilol bilen gaýtalanýan gatnaşyk deriniň çişmegine sebäp bolup biler. Ksilol bugy süýji, uçaryň ysly ysyna meňzeýär; ksilolyň täsiri gözleriň, burnuň we bokurdagyň çişmegine sebäp bolup biler. Gazyň dem almagy baş agyrylaryna, baş aýlanmasyna, işdäniň ýitmegine we ýadawlyga sebäp bolup biler.
3. Geksametildisilazan (HMDS)
Geksametildisilazan (HMDS) önümiň ýüzüne fotorezistiň ýelmeşmegini ýokarlandyrmak üçin iň köp ulanylýan esasy gatlak hökmünde ulanylýar. Ol ýanýandyr we ýanma nokady 6,7°C. Howadaky konsentrasiýasy 0,8%-16% bolanda partlaýjydyr. HMDS suw, spirt we mineral kislotalar bilen güýçli reaksiýa girip, ammiagy bölüp çykarýar.
4. Tetrametilamonium gidroksid
Tetrametilamonium gidroksid (TMAH) pozitiw litografiýa üçin işläp çykaryjy hökmünde giňden ulanylýar. Ol zäherli we poslaýjydyr. Ýuwudylanda ýa-da deri bilen gönüden-göni gatnaşykda ölüme sebäp bolup biler. TMAH tozany ýa-da duman bilen gatnaşyk gözleriň, deriniň, burnuň we bokurdagyň çişmegine sebäp bolup biler. TMAH-yň ýokary konsentrasiýalaryny dem almak ölüme sebäp bolar.
5. Hlor we ftor
Hlor (Cl2) we ftor (F2) eksimer lazerlerinde çuňňur ultramelewşe we ekstremal ultramelewşe (EUV) şöhle çeşmeleri hökmünde ulanylýar. Iki gaz hem zäherli, açyk ýaşyl reňkde görünýär we güýçli gyjyndyryjy ysly. Bu gazyň ýokary konsentrasiýasyny dem almak ölüme sebäp bolar. Ftor gazy suw bilen reaksiýa girip, wodorod ftor gazyny öndürip biler. Wodorod ftor gazy derini, gözleri we dem alyş ýollaryny gyjyndyrýan güýçli kislota bolup, ýanyklar we dem alyş kynçylygy ýaly alamatlary döredip biler. Ftoryň ýokary konsentrasiýasy adam bedeninde zäherlenme döredip, baş agyrysy, gaýtarma, içgeçme we koma ýaly alamatlary döredip biler.
6. Argon
Argon (Ar) adatça adam bedenine gönüden-göni zyýan ýetirmeýän inert gazdyr. Adaty ýagdaýlarda adamlaryň dem alýan howasynda takmynan 0,93% argon bar we bu konsentrasiýanyň adam bedenine aç-açan täsiri ýok. Şeýle-de bolsa, käbir ýagdaýlarda argon adam bedenine zyýan ýetirip biler.
Ine, käbir mümkin ýagdaýlar: Çäklendirilen giňişlikde argonyň konsentrasiýasy ýokarlanyp, howadaky kislorodyň konsentrasiýasyny peseldip, gipoksiýa döredip biler. Bu bolsa baş aýlanma, ýadawlyk we dem alyşyň kynlaşmagy ýaly alamatlara sebäp bolup biler. Mundan başga-da, argon inert gazdyr, ýöne ýokary temperaturada ýa-da ýokary basyşda partlap biler.
7. Neon
Neon (Ne) durnukly, reňksiz we yssyz gaz bolup, ol adamyň dem alyş prosesine gatnaşmaýar, şonuň üçin neon gazynyň ýokary konsentrasiýasy bilen dem almak gipoksiýa sebäp bolýar. Eger siz uzak wagtlap gipoksiýa ýagdaýynda bolsaňyz, baş agyrysy, göwün bulanma we gaýtarma ýaly alamatlary başdan geçirip bilersiňiz. Mundan başga-da, neon gazy ýokary temperaturada ýa-da ýokary basyşda beýleki maddalar bilen reaksiýa girip, ýangyna ýa-da partlamaga sebäp bolup biler.
8. Ksenon gazy
Ksenon gazy (Xe) adamyň dem alyş prosesine gatnaşmaýan durnukly, reňksiz we yssyz gazdyr, şonuň üçin ksenon gazynyň ýokary konsentrasiýasy bilen dem almak gipoksiýa sebäp bolar. Eger siz uzak wagtlap gipoksiýa ýagdaýynda bolsaňyz, baş agyrysy, göwün bulanma we gaýtarma ýaly alamatlary başdan geçirip bilersiňiz. Mundan başga-da, neon gazy ýokary temperaturada ýa-da ýokary basyşda beýleki maddalar bilen reaksiýa girip, ýangyna ýa-da partlamaga sebäp bolup biler.
9. Kripton gazy
Kripton gazy (Kr) adamyň dem alyş prosesine gatnaşmaýan durnukly, reňksiz we yssyz gazdyr, şonuň üçin kripton gazynyň ýokary konsentrasiýasy bilen dem almak gipoksiýa sebäp bolar. Eger siz uzak wagtlap gipoksiýa ýagdaýynda bolsaňyz, baş agyry, göwrelilik we gaýtarma ýaly alamatlary başdan geçirip bilersiňiz. Mundan başga-da, ksenon gazy ýokary temperaturada ýa-da ýokary basyşda beýleki maddalar bilen reaksiýa girip, ýangyna ýa-da partlamaga sebäp bolup biler. Kislorod ýetmezçiligi bolan gurşawda dem almak gipoksiýa sebäp bolup biler. Eger siz uzak wagtlap gipoksiýa ýagdaýynda bolsaňyz, baş agyry, göwrelilik we gaýtarma ýaly alamatlary başdan geçirip bilersiňiz. Mundan başga-da, kripton gazy ýokary temperaturada ýa-da ýokary basyşda beýleki maddalar bilen reaksiýa girip, ýangyna ýa-da partlamaga sebäp bolup biler.
Ýarymgeçirijiler senagaty üçin howply gazy anyklaýyş çözgütleri
Ýarymgeçirijiler senagaty ýanýan, partlaýjy, zäherli we zyýanly gazlaryň önümçiligini, öndürilişini we gaýtadan işlemegini öz içine alýar. Ýarymgeçirijiler öndürýän zawodlarda gazlary ulanyjy hökmünde her bir işgär ulanmazdan öň dürli howply gazlaryň howpsuzlyk maglumatlaryny düşünmeli we bu gazlar syzanda adatdan daşary ýagdaýlarda nähili hereket etmelidigini bilmeli.
Ýarymgeçirijiler senagatynyň önümçiliginde, önümçiliginde we saklanyşynda, bu howply gazlaryň syzmagy sebäpli adam we emläk ýitgileriniň öňüni almak üçin, nyşana alnan gazy anyklamak üçin gaz anyklaýjy gurallary gurnamak zerurdyr.
Gaz detektorlary häzirki zaman ýarymgeçirijiler senagatynda daşky gurşawyň gözegçilik gurallarynyň möhüm bölegine öwrüldi we şeýle hem iň gönüden-göni gözegçilik gurallarydyr.
Riken Keiki adamlar üçin howpsuz iş gurşawyny döretmek maksady bilen ýarymgeçirijiler önümçilik senagatynyň howpsuz ösüşine hemişe üns berip geldi we ýarymgeçirijiler senagaty üçin amatly gaz sensorlaryny işläp düzmäge, ulanyjylaryň duçar bolýan dürli meseleleri üçin makul çözgütleri hödürlemäge, şeýle hem önümiň funksiýalaryny yzygiderli täzelemäge we ulgamlary optimizirlemäge özüni bagyşlady.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 16-njy iýuly