Har bir yarimo'tkazgich mahsulotini ishlab chiqarish yuzlab jarayonlarni talab qiladi. Biz butun ishlab chiqarish jarayonini sakkiz bosqichga ajratamiz:gofretqayta ishlash-oksidlanish-fotolitografiya-o'yib ishlov berish-yupqa plyonkali cho'ktirish-epitaksial o'sish-diffuziya-ion implantatsiyasi.
Yarimo'tkazgichlar va unga bog'liq jarayonlarni tushunishingiz va tanib olishingizga yordam berish uchun biz har bir sonda WeChat maqolalarini yuqoridagi har bir bosqichni birma-bir taqdim etishga undaymiz.
Oldingi maqolada, himoya qilish maqsadida, deb ta'kidlangan edigofretturli xil aralashmalardan oksid plyonkasi hosil bo'ldi - oksidlanish jarayoni. Bugun biz oksid plyonkasi hosil bo'lgan plastinkada yarimo'tkazgichli dizayn sxemasini suratga olishning "fotolitografiya jarayoni" ni muhokama qilamiz.
Fotolitografiya jarayoni
1. Fotolitografiya jarayoni nima?
Fotolitografiya chip ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan sxemalar va funktsional maydonlarni yaratishdan iborat.
Fotolitografiya mashinasi chiqaradigan yorug'lik fotorezist bilan qoplangan yupqa plyonkani naqshli niqob orqali ochish uchun ishlatiladi. Fotorezist yorug'likni ko'rgandan so'ng o'z xususiyatlarini o'zgartiradi, shunda niqobdagi naqsh yupqa plyonkaga ko'chiriladi, shunda yupqa plyonka elektron sxema diagrammasi vazifasini bajaradi. Bu fotolitografiyaning roli, kamera bilan suratga olishga o'xshaydi. Kamera tomonidan olingan fotosuratlar plyonkaga bosiladi, fotolitografiya esa fotosuratlarni emas, balki sxemalar va boshqa elektron komponentlarni o'yib yozadi.
Fotolitografiya aniq mikro ishlov berish texnologiyasidir
An'anaviy fotolitografiya - bu tasvir axborot tashuvchisi sifatida 2000 dan 4500 angstromgacha bo'lgan to'lqin uzunligiga ega ultrabinafsha nurlaridan foydalanadigan va grafikalarni o'zgartirish, uzatish va qayta ishlashga erishish uchun oraliq (tasvir yozib olish) vosita sifatida fotorezistdan foydalanadigan va nihoyat tasvir axborotini chipga (asosan kremniy chipiga) yoki dielektrik qatlamga uzatadigan jarayon.
Fotolitografiya zamonaviy yarimo'tkazgichlar, mikroelektronika va axborot sanoatining asosi bo'lib, fotolitografiya ushbu texnologiyalarning rivojlanish darajasini bevosita belgilaydi, deyish mumkin.
1959-yilda integral mikrosxemalar muvaffaqiyatli ixtiro qilinganidan beri 60 yildan ortiq vaqt ichida uning grafikasining chiziq kengligi taxminan to'rt marta qisqartirildi va sxema integratsiyasi olti martadan ko'proq yaxshilandi. Ushbu texnologiyalarning tez rivojlanishi asosan fotolitografiyaning rivojlanishi bilan bog'liq.
(Integral mikrosxemalar ishlab chiqarishni rivojlantirishning turli bosqichlarida fotolitografiya texnologiyasiga qo'yiladigan talablar)
2. Fotolitografiyaning asosiy tamoyillari
Fotolitografiya materiallari odatda fotorezistlarni, shuningdek, fotorezistlar deb ham ataladi, ular fotolitografiyadagi eng muhim funktsional materiallardir. Ushbu turdagi materiallar yorug'lik (shu jumladan ko'rinadigan yorug'lik, ultrabinafsha nurlar, elektron nurlari va boshqalar) reaksiyasining xususiyatlariga ega. Fotokimyoviy reaksiyadan so'ng uning eruvchanligi sezilarli darajada o'zgaradi.
Ular orasida, ishlab chiqaruvchida musbat fotorezistning eruvchanligi oshadi va olingan naqsh niqob bilan bir xil bo'ladi; manfiy fotorezist esa aksincha, ya'ni ishlab chiqaruvchiga ta'sir qilgandan keyin eruvchanlik kamayadi yoki hatto erimaydi va olingan naqsh niqobga qarama-qarshi bo'ladi. Ikki turdagi fotorezistlarning qo'llanilish sohalari har xil. Musbat fotorezistlar ko'proq qo'llaniladi, ular umumiy miqdorning 80% dan ortig'ini tashkil qiladi.
Yuqorida fotolitografiya jarayonining sxematik diagrammasi keltirilgan
(1) Yelimlash:
Ya'ni, kremniy plastinkasida bir xil qalinlikdagi, kuchli yopishqoqlikka ega va nuqsonlari bo'lmagan fotorezist plyonka hosil qilish. Fotorezist plyonkasi va kremniy plastinkasi orasidagi yopishishni kuchaytirish uchun ko'pincha avval kremniy plastinkasining yuzasini geksametildisilazan (HMDS) va trimetilsilildietilamin (TMSDEA) kabi moddalar bilan o'zgartirish kerak bo'ladi. Keyin fotorezist plyonkasi spin qoplamasi orqali tayyorlanadi.
(2) Oldindan pishirish:
Spin qoplamasidan keyin fotorezist plyonkasida hali ham ma'lum miqdorda erituvchi mavjud. Yuqori haroratda pishirgandan so'ng, erituvchini iloji boricha kamroq olib tashlash mumkin. Oldindan pishirgandan so'ng, fotorezist tarkibi taxminan 5% gacha kamayadi.
(3) Ta'sir qilish:
Ya'ni, fotorezist yorug'likka duchor bo'ladi. Bu vaqtda fotoreaktsiya sodir bo'ladi va yoritilgan qism bilan yoritilmagan qism o'rtasida eruvchanlik farqi paydo bo'ladi.
(4) Rivojlanish va mustahkamlash:
Mahsulot ishlab chiqaruvchiga botiriladi. Bu vaqtda musbat fotorezistning ochiq maydoni va manfiy fotorezistning ochiq bo'lmagan maydoni ishlab chiqarishda eriydi. Bu uch o'lchovli naqshni taqdim etadi. Ishlab chiqilgandan so'ng, chip qattiq plyonkaga aylanishi uchun yuqori haroratli ishlov berish jarayoniga muhtoj, bu asosan fotorezistning substratga yopishishini yanada oshirishga xizmat qiladi.
(5) O'yib ishlov berish:
Fotorezist ostidagi material o'yib ishlangan. U suyuq ho'l o'yib ishlangan va gazsimon quruq o'yib ishlangan. Masalan, kremniyni ho'l o'yib ishlangan uchun gidroflorik kislotaning kislotali suvli eritmasi ishlatiladi; misni ho'l o'yib ishlangan uchun nitrat kislota va sulfat kislota kabi kuchli kislota eritmasi ishlatiladi, quruq o'yib ishlanganda esa ko'pincha material yuzasiga zarar yetkazish va uni o'yib ishlangan holda plazma yoki yuqori energiyali ion nurlari qo'llaniladi.
(6) Dezinfektsiya:
Nihoyat, fotorezistni linza yuzasidan olib tashlash kerak. Bu bosqich degumming deb ataladi.
Xavfsizlik barcha yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda eng muhim masala hisoblanadi. Chip litografiya jarayonidagi asosiy xavfli va zararli fotolitografiya gazlari quyidagilar:
1. Vodorod peroksid
Vodorod peroksid (H2O2) kuchli oksidlovchi moddadir. To'g'ridan-to'g'ri aloqa teri va ko'zning yallig'lanishiga va kuyishga olib kelishi mumkin.
2. Ksilol
Ksilol negativ litografiyada ishlatiladigan erituvchi va ishlab chiqaruvchi moddadir. U tez yonadi va past haroratga ega, atigi 27,3 ℃ (taxminan xona harorati). Havodagi konsentratsiya 1%-7% bo'lganda portlovchi xususiyatga ega. Ksilol bilan takroriy aloqa teri yallig'lanishiga olib kelishi mumkin. Ksilol bug'i samolyot yorlig'ining hidiga o'xshash shirin; ksilolga ta'sir qilish ko'zlar, burun va tomoq yallig'lanishiga olib kelishi mumkin. Gazni nafas olish bosh og'rig'i, bosh aylanishi, ishtahani yo'qotish va charchoqqa olib kelishi mumkin.
3. Geksametildisilazan (HMDS)
Geksametildisilazan (HMDS) mahsulot yuzasida fotorezistning yopishishini oshirish uchun eng ko'p ishlatiladigan primer qatlami. U tez yonadi va chaqnash nuqtasi 6,7°C ni tashkil qiladi. Havodagi konsentratsiyasi 0,8%-16% bo'lganda portlovchi xususiyatga ega. HMDS suv, spirt va mineral kislotalar bilan kuchli reaksiyaga kirishib, ammiakni ajratib oladi.
4. Tetrametilamoniy gidroksid
Tetrametilamoniy gidroksid (TMAH) musbat litografiya uchun ishlab chiqaruvchi sifatida keng qo'llaniladi. U zaharli va korrozivdir. Yutib yuborilsa yoki teriga bevosita tegsa, o'limga olib kelishi mumkin. TMAH changi yoki tumaniga tegish ko'zlar, teri, burun va tomoqning yallig'lanishiga olib kelishi mumkin. TMAHning yuqori konsentratsiyasini nafas olish o'limga olib keladi.
5. Xlor va ftor
Xlor (Cl2) va ftor (F2) eksimer lazerlarda chuqur ultrabinafsha va ekstremal ultrabinafsha (EUV) yorug'lik manbalari sifatida ishlatiladi. Ikkala gaz ham zaharli, och yashil rangda ko'rinadi va kuchli tirnash xususiyati beruvchi hidga ega. Ushbu gazning yuqori konsentratsiyasini nafas olish o'limga olib keladi. Ftor gazi suv bilan reaksiyaga kirishib, vodorod ftorid gazini hosil qilishi mumkin. Vodorod ftorid gazi terini, ko'zlarni va nafas yo'llarini tirnash xususiyati beruvchi kuchli kislota bo'lib, kuyish va nafas olish qiyinlishuvi kabi alomatlarga olib kelishi mumkin. Ftorning yuqori konsentratsiyasi inson tanasida zaharlanishga olib kelishi mumkin, bu esa bosh og'rig'i, qusish, diareya va koma kabi alomatlarga olib kelishi mumkin.
6. Argon
Argon (Ar) odatda inson tanasiga bevosita zarar yetkazmaydigan inert gazdir. Oddiy sharoitlarda odamlar nafas olayotgan havoda taxminan 0,93% argon mavjud va bu konsentratsiya inson tanasiga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi. Biroq, ba'zi hollarda argon inson tanasiga zarar etkazishi mumkin.
Mana ba'zi mumkin bo'lgan vaziyatlar: Yopiq joyda argon konsentratsiyasi oshishi mumkin, shu bilan havodagi kislorod konsentratsiyasini kamaytiradi va gipoksiyaga olib keladi. Bu bosh aylanishi, charchoq va nafas qisilishi kabi alomatlarga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, argon inert gazdir, ammo u yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida portlashi mumkin.
7. Neon
Neon (Ne) barqaror, rangsiz va hidsiz gaz bo'lib, u inson nafas olish jarayonida ishtirok etmaydi, shuning uchun neon gazining yuqori konsentratsiyasini nafas olish gipoksiyaga olib keladi. Agar siz uzoq vaqt gipoksiya holatida bo'lsangiz, bosh og'rig'i, ko'ngil aynishi va qusish kabi alomatlarni boshdan kechirishingiz mumkin. Bundan tashqari, neon gazi yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirishib, yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin.
8. Ksenon gazi
Ksenon gazi (Xe) inson nafas olish jarayonida ishtirok etmaydigan barqaror, rangsiz va hidsiz gazdir, shuning uchun ksenon gazining yuqori konsentratsiyasi bilan nafas olish gipoksiyaga olib keladi. Agar siz uzoq vaqt gipoksiya holatida bo'lsangiz, bosh og'rig'i, ko'ngil aynishi va qusish kabi alomatlarni boshdan kechirishingiz mumkin. Bundan tashqari, neon gazi yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirishib, yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin.
9. Kripton gazi
Kripton gazi (Kr) inson nafas olish jarayonida ishtirok etmaydigan barqaror, rangsiz va hidsiz gazdir, shuning uchun kripton gazining yuqori konsentratsiyasi bilan nafas olish gipoksiyaga olib keladi. Agar siz uzoq vaqt gipoksiya holatida bo'lsangiz, bosh og'rig'i, ko'ngil aynishi va qusish kabi alomatlarni boshdan kechirishingiz mumkin. Bundan tashqari, ksenon gazi yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirishib, yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin. Kislorod yetishmovchiligi bo'lgan muhitda nafas olish gipoksiyaga olib kelishi mumkin. Agar siz uzoq vaqt gipoksiya holatida bo'lsangiz, bosh og'rig'i, ko'ngil aynishi va qusish kabi alomatlarni boshdan kechirishingiz mumkin. Bundan tashqari, kripton gazi yuqori harorat yoki yuqori bosim ostida boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirishib, yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin.
Yarimo'tkazgichlar sanoati uchun xavfli gazlarni aniqlash yechimlari
Yarimo'tkazgichlar sanoati yonuvchan, portlovchi, zaharli va zararli gazlarni ishlab chiqarish, ishlab chiqarish va qayta ishlashni o'z ichiga oladi. Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish zavodlarida gazlardan foydalanuvchi sifatida har bir xodim ishlatishdan oldin turli xil xavfli gazlarning xavfsizlik ma'lumotlarini tushunishi va bu gazlar oqib ketganda favqulodda vaziyatlarda qanday harakat qilishni bilishi kerak.
Yarimo'tkazgichlar sanoatini ishlab chiqarish, ishlab chiqarish va saqlashda, ushbu xavfli gazlarning oqib ketishi natijasida hayot va mulkni yo'qotishning oldini olish uchun maqsadli gazni aniqlash uchun gazni aniqlash asboblarini o'rnatish kerak.
Gaz detektorlari bugungi yarimo'tkazgichlar sanoatida muhim atrof-muhit monitoringi vositalariga aylandi va ayni paytda eng to'g'ridan-to'g'ri monitoring vositalari hisoblanadi.
Riken Keiki har doim yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish sanoatining xavfsiz rivojlanishiga e'tibor qaratgan, odamlar uchun xavfsiz ish muhitini yaratish vazifasini o'z zimmasiga olgan va yarimo'tkazgichlar sanoati uchun mos gaz sensorlarini ishlab chiqishga, foydalanuvchilar duch keladigan turli muammolar uchun oqilona yechimlarni taqdim etishga, mahsulot funktsiyalarini doimiy ravishda yangilashga va tizimlarni optimallashtirishga o'zini bag'ishlagan.
Nashr vaqti: 2024-yil 16-iyul