Һәрбер ярымүткәргеч продуктны җитештерү йөзләгән процессны таләп итә. Без бөтен җитештерү процессын сигез адымга бүләбез:вафлиэшкәртү-оксидлашу-фотолитография-гравюра-нечкә пленка урнаштыру-эпитаксиаль үсеш-диффузия-ион имплантациясе.
Ярымүткәргечләрне һәм аңа бәйле процессларны аңларга һәм танырга ярдәм итү өчен, без һәр санда WeChat мәкаләләрен югарыда күрсәтелгән һәрбер адымны берәмтекләп таныштырырга этәрәчәкбез.
Алдагы мәкаләдә, яклау өчен, дип әйтелгән идевафлитөрле катнашмалардан оксид пленкасы ясалган - оксидлашу процессы. Бүген без оксид пленкасы барлыкка килгән пластинадагы ярымүткәргеч конструкция схемасын фотога төшерүнең "фотолитография процессы" турында фикер алышачакбыз.
Фотолитография процессы
1. Фотолитография процессы нәрсә ул?
Фотолитография - чип җитештерү өчен кирәкле схемаларны һәм функциональ өлкәләрне ясау.
Фотолитография машинасы чыгарган яктылык фоторезист белән капланган юка пленканы бизәкле битлек аша ачу өчен кулланыла. Фоторезист яктылыкны күргәннән соң үзлекләрен үзгәртә, шуңа күрә битлектәге бизәк юка пленкага күчерелә, шуңа күрә юка пленка электрон схема схемасы функциясен башкара. Бу фотолитографиянең роле, камера белән фотога төшерүгә охшаган. Камера белән төшерелгән фотолар пленкага бастырыла, ә фотолитография фотоларны түгел, ә схема схемаларын һәм башка электрон компонентларны гравюралый.
Фотолитография - төгәл микроэшкәртү технологиясе
Гадәти фотолитография - ул 2000 дән 4500 ангстремга кадәр дулкын озынлыгындагы ультрафиолет яктылыкны сурәт мәгълүматын йөртүче буларак куллана торган процесс, һәм фоторезистны графиканы үзгәртү, тапшыру һәм эшкәртү өчен арадаш (рәсем яздыру) чарасы буларак куллана торган, һәм ниһаять, сурәт мәгълүматын чипка (нигездә, кремний чипына) яки диэлектрик катламга тапшыра торган процесс.
Фотолитография заманча ярымүткәргечләр, микроэлектроника һәм мәгълүмати тармакларның нигезе дип әйтергә мөмкин, һәм фотолитография бу технологияләрнең үсеш дәрәҗәсен турыдан-туры билгели.
1959 елда интеграль микросхемалар уңышлы уйлап табылганнан бирле 60 елдан артык вакыт эчендә аның графикасының сызык киңлеге якынча дүрт тапкырга кимегән, ә схема интеграциясе алты тапкырдан артыкка яхшыртылган. Бу технологияләрнең тиз үсеше, нигездә, фотолитография үсеше белән бәйле.
(Интеграль микросхемалар җитештерүнең төрле үсеш этапларында фотолитография технологиясенә таләпләр)
2. Фотолитографиянең төп принциплары
Фотолитография материаллары, гадәттә, фоторезистларны, шулай ук фоторезистлар дип атала, алар фотолитографиядә иң мөһим функциональ материаллар. Бу төр материал яктылык (шул исәптән күренә торган яктылык, ультрафиолет яктылык, электрон нур һ.б.) реакция үзенчәлекләренә ия. Фотохимик реакциядән соң аның эрүчәнлеге сизелерлек үзгәрә.
Алар арасында позитив фоторезистның эшкәртүчедә эрүчәнлеге арта, һәм алынган үрнәк битлек белән бер үк; тискәре фоторезист киресенчә, ягъни эшкәртүчегә тәэсир иткәннән соң эрүчәнлек кими яки хәтта эреми башлый, һәм алынган үрнәк битлек белән капма-каршы. Ике төр фоторезистның куллану өлкәләре төрле. Позитив фоторезистлар ешрак кулланыла, алар гомуми күләмнең 80% тан артыгын тәшкил итә.
Югарыда фотолитография процессының схемасы күрсәтелгән
(1) Җиләмләү:
Ягъни, кремний пластинасында тигез калынлыктагы, көчле адгезияле һәм кимчелекләре булмаган фоторезист пленкасы формалаштыру. Фоторезист пленкасы һәм кремний пластинасы арасындагы адгезияне көчәйтү өчен, еш кына башта кремний пластинасы өслеген гексаметилдисилазан (HMDS) һәм триметилсилилдиэтиламин (TMSDEA) кебек матдәләр белән үзгәртергә кирәк. Аннары фоторезист пленкасы спин-каплау юлы белән әзерләнә.
(2) Алдан пешерү:
Спиннинг белән каплаганнан соң, фоторезист пленкасында билгеле бер күләмдә эреткеч кала. Югарырак температурада пешергәннән соң, эреткечне мөмкин кадәр аз чыгарып була. Алдан пешергәннән соң, фоторезистның күләме якынча 5% ка кадәр кими.
(3) Экспозиция:
Ягъни, фоторезист яктылыкка дучар ителә. Бу вакытта фотореакция бара, һәм яктыртылган һәм яктыртылмаган өлеш арасында эрүчәнлек аермасы барлыкка килә.
(4) Эшкәртү һәм ныгыту:
Продукт эшкәртүчегә чумдырыла. Бу вакытта уңай фоторезистның ачык өлкәсе һәм тискәре фоторезистның ачыкланмаган өлкәсе эшкәртүдә эреп бетәчәк. Бу өч үлчәмле үрнәк күрсәтә. Эшкәртелгәннән соң, чип каты пленкага әйләнер өчен югары температуралы эшкәртү процессын үтәргә кирәк, бу, нигездә, фоторезистның субстратка ябышуын тагын да көчәйтә.
(5) Гравюра ясау:
Фоторезист астындагы материал гравировкалана. Ул сыек дымлы гравировка һәм газсыман коры гравировканы үз эченә ала. Мәсәлән, кремнийны дымлы гравировкалау өчен фторлы водород кислотасының кислоталы су эремәсе кулланыла; бакырны дымлы гравировкалау өчен азот кислотасы һәм күкерт кислотасы кебек көчле кислота эремәсе кулланыла, ә коры гравировкалауда еш кына материалның өслегенә зыян китерү һәм аны гравировкалау өчен плазма яки югары энергияле ион нурлары кулланыла.
(6) Сагызны чистарту:
Ниһаять, фоторезистны линза өслегеннән алырга кирәк. Бу адым дезактивация дип атала.
Ярымүткәргеч җитештерүдә куркынычсызлык иң мөһим мәсьәлә булып тора. Чип литографиясе процессында төп куркыныч һәм зарарлы фотолитография газлары түбәндәгеләр:
1. Водород перекисе
Водород перекисе (H2O2) көчле оксидант. Турыдан-туры бәйләнеш тире һәм күз ялкынсынуына һәм пешүенә китерергә мөмкин.
2. Ксилол
Ксилол - негатив литографиядә кулланыла торган эреткеч һәм эшкәртүче. Ул янучан һәм түбән температурага ия, нибары 27,3℃ (якынча бүлмә температурасы). Һавадагы концентрациясе 1%-7% булганда, ул шартлаучан була. Ксилол белән кабат-кабат бәйләнеш тире ялкынсынуына китерергә мөмкин. Ксилол пары татлы, самолет матдәсенең исенә охшаган; ксилолга дучар булу күзләрнең, борынның һәм тамакның ялкынсынуына китерергә мөмкин. Газны сулау баш авыртуына, баш әйләнүгә, аппетит югалуга һәм арыганлыкка китерергә мөмкин.
3. Гексаметилдисилазан (HMDS)
Гексаметилдисилазан (HMDS) фоторезистның продукт өслегенә ябышуын арттыру өчен праймер катламы буларак еш кулланыла. Ул янучан һәм ялкынлану температурасы 6,7°C. Һавадагы концентрациясе 0,8%-16% булганда, ул шартлаучан. HMDS су, спирт һәм минераль кислоталар белән көчле реакциягә кереп, аммиак бүлеп чыгара.
4. Тетраметиламмоний гидроксиды
Тетраметиламмоний гидроксиды (TMAH) позитив литография өчен эшкәртүче буларак киң кулланыла. Ул агулы һәм коррозиягә китерә. Йотканда яки турыдан-туры тире белән контактта булганда үлемгә китерергә мөмкин. TMAH тузанына яки томанына эләгү күзләрнең, тиренең, борынның һәм тамакның ялкынсынуына китерергә мөмкин. TMAHның югары концентрациясен сулау үлемгә китерә.
5. Хлор һәм фтор
Хлор (Cl2) һәм фтор (F2) эксимер лазерларда тирән ультрафиолет һәм экстремаль ультрафиолет (EUV) яктылык чыганаклары буларак кулланыла. Ике газ да агулы, ачык яшел төстә күренә һәм көчле ярсытучы ис бирә. Бу газның югары концентрациясен сулау үлемгә китерә. Фтор газы су белән реакциягә кереп, фторлы водород газын барлыкка китерергә мөмкин. Фторлы водород газы - тирене, күзләрне һәм сулыш юлларын ярсыта торган көчле кислота, ул пешү һәм сулыш алу авырлыгы кебек симптомнар китереп чыгарырга мөмкин. Фторның югары концентрациясе кеше организмында агулануга китерергә мөмкин, баш авырту, косу, диарея һәм кома кебек симптомнар китереп чыгарырга мөмкин.
6. Аргон
Аргон (Ar) - гадәттә кеше организмына турыдан-туры зыян китерми торган инерт газ. Гадәти шартларда кешеләр сулый торган һавада якынча 0,93% аргон бар, һәм бу концентрация кеше организмына ачык йогынты ясамый. Ләкин кайбер очракларда аргон кеше организмына зыян китерергә мөмкин.
Менә берничә мөмкин булган хәл: Чикләнгән киңлектә аргон концентрациясе артырга мөмкин, шуның белән һавадагы кислород концентрациясе кими һәм гипоксиягә китерә ала. Бу баш әйләнү, арыганлык һәм сулыш кысылу кебек симптомнар китерергә мөмкин. Моннан тыш, аргон - инерт газ, ләкин ул югары температура яки югары басым астында шартларга мөмкин.
7. Неон
Неон (Ne) - тотрыклы, төссез һәм иссез газ, ул кешенең сулыш алу процессында катнашмый, шуңа күрә неон газының югары концентрациясен сулау гипоксиягә китерә. Әгәр дә сез озак вакыт гипоксия халәтендә булсагыз, баш авырту, күңел болгану һәм косу кебек симптомнар кичерергә мөмкин. Моннан тыш, неон газы югары температура яки югары басым астында башка матдәләр белән реакциягә кереп, янгын яки шартлау китереп чыгарырга мөмкин.
8. Ксенон газы
Ксенон газы (Xe) - тотрыклы, төссез һәм иссез газ, ул кешенең сулыш алу процессында катнашмый, шуңа күрә ксенон газының югары концентрациясен сулау гипоксиягә китерә. Әгәр сез озак вакыт гипоксия халәтендә булсагыз, баш авырту, күңел болгану һәм косу кебек симптомнар кичерергә мөмкин. Моннан тыш, неон газы югары температура яки югары басым астында башка матдәләр белән реакциягә кереп, янгын яки шартлау китереп чыгарырга мөмкин.
9. Криптон газы
Криптон газы (Kr) - тотрыклы, төссез һәм иссез газ, ул кешенең сулыш алу процессында катнашмый, шуңа күрә криптон газының югары концентрациясен сулау гипоксиягә китерә. Әгәр сез озак вакыт гипоксия халәтендә булсагыз, сездә баш авырту, күңел болгану һәм косу кебек симптомнар булырга мөмкин. Моннан тыш, ксенон газы югары температура яки югары басым астында башка матдәләр белән реакциягә кереп, янгын яки шартлау китереп чыгарырга мөмкин. Кислород җитмәгән мохиттә сулау гипоксиягә китерергә мөмкин. Әгәр сез озак вакыт гипоксия халәтендә булсагыз, сездә баш авырту, күңел болгану һәм косу кебек симптомнар булырга мөмкин. Моннан тыш, криптон газы югары температура яки югары басым астында башка матдәләр белән реакциягә кереп, янгын яки шартлау китереп чыгарырга мөмкин.
Ярымүткәргечләр сәнәгате өчен куркыныч газларны ачыклау чишелешләре
Ярымүткәргечләр сәнәгате янучан, шартлаучан, агулы һәм зарарлы газлар җитештерүне, җитештерүне һәм эшкәртүне үз эченә ала. Ярымүткәргечләр җитештерү заводларында газ кулланучы буларак, һәр хезмәткәр куллану алдыннан төрле куркыныч газларның куркынычсызлык мәгълүматларын аңларга һәм бу газлар агып чыкканда гадәттән тыш хәлләрдә ничек эш итәргә кирәклеген белергә тиеш.
Ярымүткәргечләр сәнәгатен җитештерүдә, җитештерүдә һәм саклауда, бу куркыныч газларның агып чыгуы аркасында кешеләр һәм милек югалтуларын булдырмас өчен, максатчан газны ачыклау өчен газ детекторлары урнаштыру кирәк.
Газ детекторлары бүгенге ярымүткәргечләр сәнәгатендә әйләнә-тирә мохитне күзәтүнең мөһим коралларына әйләнде, һәм алар шулай ук иң турыдан-туры күзәтү кораллары булып тора.
Рикен Кейки һәрвакыт ярымүткәргечләр җитештерү сәнәгатенең куркынычсыз үсешенә игътибар итте, кешеләр өчен куркынычсыз эш мохите булдыру миссиясен күздә тотты һәм үзен ярымүткәргечләр сәнәгате өчен яраклы газ сенсорларын эшләүгә, кулланучылар очраган төрле проблемалар өчен акылга сыярлык чишелешләр тәкъдим итүгә, продукт функцияләрен даими яңартуга һәм системаларны оптимальләштерүгә багышлады.
Бастырып чыгару вакыты: 2024 елның 16 июле