Ṣíṣe ọjà semikondokito kọ̀ọ̀kan nílò ọgọ́rọ̀ọ̀rún iṣẹ́. A pín gbogbo iṣẹ́ ṣíṣe ọjà sí ìgbésẹ̀ mẹ́jọ:waferìṣiṣẹ́-oxidation-photolithography-etching-fíìmù tín-ín-tín-ìdàgbàsókè epitaxial-ìtànkálẹ̀-ìfísí ion.
Láti ràn ọ́ lọ́wọ́ láti lóye àti láti dá àwọn semiconductors àti àwọn ìlànà tó jọmọ mọ̀, a ó máa tẹ àwọn àpilẹ̀kọ WeChat nínú ìtẹ̀jáde kọ̀ọ̀kan láti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ìgbésẹ̀ wọ̀nyí ní ọ̀kọ̀ọ̀kan.
Nínú àpilẹ̀kọ tó ṣáájú, a mẹ́nu kàn án pé láti lè dáàbò bowaferLáti inú onírúurú àìmọ́, a ṣe fíìmù oxide kan—ìlànà oxidation. Lónìí, a ó jíròrò “ìlànà photolithography” ti yíyàwòrán àyíká àwòrán semiconductor lórí wafer pẹ̀lú fíìmù oxide tí a ṣe.
Ilana fọtolitogirafi
1. Kí ni ilana photolithography?
Fọ́tòlítọ́pọ́ ni láti ṣe àwọn àyíká àti àwọn agbègbè iṣẹ́ tí a nílò fún iṣẹ́ ṣíṣe ërún.
Ìmọ́lẹ̀ tí ẹ̀rọ photolithography ń tú jáde ni a ń lò láti fi fíìmù tẹ́ẹ́rẹ́ tí a fi photoresist bò hàn nípasẹ̀ ìbòjú tí a fi àwòrán ṣe. Olùtúnṣe fọ́tò yóò yí àwọn ànímọ́ rẹ̀ padà lẹ́yìn tí ó bá ti rí ìmọ́lẹ̀ náà, kí a lè da àwòrán tí ó wà lórí ìbòjú náà sí fíìmù tẹ́ẹ́rẹ́ náà, kí fíìmù tẹ́ẹ́rẹ́ náà lè ní iṣẹ́ bí àwòrán àyíká oníná. Èyí ni ipa fọ́tòlithography, tí ó jọ yíya àwòrán pẹ̀lú kámẹ́rà. Àwọn fọ́tò tí kámẹ́rà yà ni a tẹ̀ sórí fíìmù náà, nígbà tí fọ́tòlithography kò ya àwòrán, bí kò ṣe àwòrán àyíká àti àwọn èròjà oníná mìíràn.
Photolithography jẹ́ ìmọ̀ ẹ̀rọ micro-machining tó péye
Fọ́tòlítọ́kì àṣà jẹ́ ìlànà kan tí ó ń lo ìmọ́lẹ̀ ultraviolet pẹ̀lú ìwọ̀n ìgbì 2000 sí 4500 angstroms gẹ́gẹ́ bí olùgbé ìsọfúnni àwòrán, ó sì ń lo fọ́tòresist gẹ́gẹ́ bí àárín (gbígbàsílẹ̀ àwòrán) láti ṣàṣeyọrí ìyípadà, ìgbésẹ̀ àti ìṣiṣẹ́ àwọn àwòrán, àti ní ìkẹyìn ó ń gbé ìsọfúnni àwòrán náà sí ërún (pàápàá jùlọ sílíkọ́nì ërún) tàbí fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ dielectric.
A le sọ pe fọtolithography ni ipilẹ ti semiconductor igbalode, microelectronics, ati awọn ile-iṣẹ alaye, ati pe fọtolithography taara n pinnu ipele idagbasoke ti awọn imọ-ẹrọ wọnyi.
Láàárín ọdún tó lé ní ọgọ́ta láti ìgbà tí wọ́n ti ṣe àṣeyọrí ìṣẹ̀dá àwọn àyíká tí a ti ṣepọ ní ọdún 1959, ìwọ̀n ìlà àwọn àwòrán rẹ̀ ti dínkù sí ìwọ̀n mẹ́rin, a sì ti mú kí ìṣọ̀kan àyíká náà sunwọ̀n sí i nípa lílo ìwọ̀n mẹ́fà. Ìlọsíwájú kíákíá ti àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ wọ̀nyí jẹ́ nítorí ìdàgbàsókè fọ́tòlithography.
(Awọn ibeere fun imọ-ẹrọ photolithography ni awọn ipele oriṣiriṣi ti idagbasoke ti iṣelọpọ Circuit ti a ṣepọ)
2. Àwọn ìlànà ìpìlẹ̀ ti fọ́tòlithography
Àwọn ohun èlò fọ́tòlítọ́kì sábà máa ń tọ́ka sí àwọn fọ́tòlítọ́kì, tí a tún mọ̀ sí àwọn fọ́tòlítọ́kì, èyí tí ó jẹ́ àwọn ohun èlò iṣẹ́ pàtàkì jùlọ nínú fọ́tòlítọ́kì. Irú ohun èlò yìí ní àwọn ànímọ́ ìhùwàsí ìmọ́lẹ̀ (pẹ̀lú ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí, ìmọ́lẹ̀ ultraviolet, ìtànṣán elekitironi, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ). Lẹ́yìn ìhùwàsí fọ́tòlítọ́kì, ìyọ́ rẹ̀ yípadà gidigidi.
Láàrin wọn, agbára ìyọ́ photoresist rere nínú olùgbékalẹ̀ ń pọ̀ sí i, ìlànà tí a gbà sì jọ ìbòjú náà; photoresist odi jẹ́ òdìkejì rẹ̀, ìyẹn ni pé, agbára ìyọ́ dínkù tàbí kí ó tilẹ̀ di aláìyọ́ lẹ́yìn tí a bá ti fi ara hàn sí olùgbékalẹ̀ náà, ìlànà tí a gbà sì lòdì sí ìbòjú náà. Àwọn pápá ìlò ti àwọn oríṣi photoresists méjì náà yàtọ̀ síra. Àwọn photoresists rere ni a sábà máa ń lò, èyí tí ó ju 80% gbogbo lọ.
Àwòrán onípele tí ó wà lókè yìí ni àwòrán onípele ti ilana fọ́tòlithography
(1) Lílo ìfúnpọ̀:
Ìyẹn ni pé, ṣíṣe fíìmù photoresist kan pẹ̀lú sisanra tó dọ́gba, ìfaramọ́ tó lágbára àti pé kò ní àbùkù lórí wafer silicon. Láti mú kí ìfaramọ́ láàrín fíìmù photoresist àti wafer silicon pọ̀ sí i, ó sábà máa ń pọndandan láti kọ́kọ́ ṣe àtúnṣe ojú wafer silicon pẹ̀lú àwọn nǹkan bíi hexamethyldisilazane (HMDS) àti trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Lẹ́yìn náà, a máa ń ṣe fíìmù photoresist nípa lílo ìbòrí spin.
(2) Ṣáájú yíyan:
Lẹ́yìn tí a bá ti yípo, fíìmù photoresist náà ṣì ní iye solvent kan. Lẹ́yìn tí a bá ti yan án ní iwọ̀n otútù tó ga jù, a lè yọ solvent náà kúrò bí ó ti ṣeé ṣe tó. Lẹ́yìn tí a bá ti yan án ṣáájú, a óò dín iye solvent náà kù sí nǹkan bí 5%.
(3) Ìfihàn:
Iyẹn ni pé, a máa fi ìmọ́lẹ̀ sí fọ́tòrésítì náà. Ní àkókò yìí, ìfàsẹ́yìn fọ́tòrésítì kan máa ń wáyé, ìyàtọ̀ tó wà láàárín apá tó tànmọ́lẹ̀ àti apá tí kò tànmọ́lẹ̀ náà sì máa ń wáyé.
(4) Ìdàgbàsókè àti líle:
Ọjà náà wọ inú olùgbékalẹ̀ náà. Ní àkókò yìí, agbègbè tí ó fara hàn ti photoresist rere àti agbègbè tí kò fara hàn ti photoresist odi yóò yọ́ nínú ìdàgbàsókè náà. Èyí fi àpẹẹrẹ onípele mẹ́ta hàn. Lẹ́yìn ìdàgbàsókè, chip náà nílò ìlànà ìtọ́jú ooru gíga láti di fíìmù líle, èyí tí ó ṣe pàtàkì láti mú kí ìsopọ̀ photoresist mọ́ substrate náà sunwọ̀n sí i.
(5) Ìfọ́nrán:
A fi ohun èlò tí ó wà lábẹ́ photoresist gé e. Ó ní ìfọ́n omi àti ìfọ́n omi gbígbẹ tí a fi gáàsì gé e. Fún àpẹẹrẹ, fún ìfọ́n omi sílíkónì, a lo omi hydrofluoric acid olómi kan; fún ìfọ́n omi bàbà, a lo omi acid líle bíi nitric acid àti sulfuric acid, nígbà tí ìfọ́n omi gbígbẹ sábà máa ń lo plasma tàbí àwọn ion fìtílà agbára gíga láti ba ojú ohun èlò náà jẹ́ kí ó sì gé e.
(6) Ìyọkúrò nínú ìfọ́mọ́:
Níkẹyìn, a gbọ́dọ̀ yọ photoresist kúrò lórí ojú lẹ́ńsì náà. A ń pè ìgbésẹ̀ yìí ní degumming.
Ààbò ni ọ̀rọ̀ pàtàkì jùlọ nínú gbogbo ìṣẹ̀dá semiconductor. Àwọn gáàsì photolithography tó léwu àti tó léwu nínú ìlànà lithography chip ni àwọn wọ̀nyí:
1. Hídrójìn Prókúdì
Hydrogen peroxide (H2O2) jẹ́ ohun tó lágbára láti mú kí awọ ara àti ojú gbóná.
2. Xylene
Xylene jẹ́ ohun èlò tí a fi ń mú èròjà jáde àti olùgbékalẹ̀ rẹ̀ nínú ìwádìí tí kò dára. Ó lè jóná, ó sì ní ìwọ̀n otútù díẹ̀ tí ó tó 27.3℃ (tó fẹ́rẹ̀ẹ́ tó ìwọ̀n otútù yàrá). Ó máa ń bú gbàù nígbà tí ìfọ́mọ́ra afẹ́fẹ́ bá jẹ́ 1%-7%. Tí a bá fi xylene kàn án lẹ́ẹ̀kan sí i, ó lè fa ìgbóná ara. Xylene vapor jẹ́ adùn, ó jọ òórùn ọkọ̀ òfurufú; fífi xylene hàn lè fa ìgbóná ojú, imú àti ọ̀fun. Mímí gáàsì lè fa orí fífó, ìfọ́, àìní oúnjẹ àti àárẹ̀.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
A sábà máa ń lo Hexamethyldisilazane (HMDS) gẹ́gẹ́ bí àwọ̀ ewéko láti mú kí ìsopọ̀ photoresist pọ̀ sí i lórí ojú ọjà náà. Ó lè jóná, ó sì ní ojú ìgbóná tó tó 6.7°C. Ó máa ń gbóná nígbà tí ìfọ́pọ̀ inú afẹ́fẹ́ bá jẹ́ 0.8%-16%. HMDS máa ń ṣe àtúnṣe pẹ̀lú omi, ọtí àti àwọn èròjà mineral acids láti tú ammonia jáde.
4. Tetramethylammonium hydroxide
Wọ́n ń lo Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) gẹ́gẹ́ bí olùgbékalẹ̀ fún ìwádìí positive lithography. Ó jẹ́ majele àti ìbàjẹ́. Ó lè pa ènìyàn tí a bá gbé e mì tàbí tí a bá fara kan awọ ara. Tí a bá fi ọwọ́ kan eruku tàbí ìkùukùu TMAH, ó lè fa ìgbóná ojú, awọ ara, imú àti ọ̀fun. Mímí TMAH tó pọ̀jù yóò yọrí sí ikú.
5. Klórínì àti Flúríìnì
A lo Chlorine (Cl2) ati fluorine (F2) ninu awọn laser excimer gẹgẹbi orisun ina ultraviolet jinna ati ultraviolet ti o lagbara (EUV). Awọn gaasi mejeeji jẹ majele, o dabi alawọ ewe fẹẹrẹ, ati pe o ni oorun ibinu ti o lagbara. Mimi giga ti gaasi yii yoo ja si iku. Gaasi fluorine le ṣe atunṣe pẹlu omi lati ṣe gaasi hydrogen fluoride. Gaasi hydrogen fluoride jẹ acid ti o lagbara ti o n fa ibinu awọ ara, oju ati ọna atẹgun ati pe o le fa awọn aami aisan bii sisun ati iṣoro mimi. Ipọpọ fluoride giga le fa majele si ara eniyan, ti o fa awọn aami aisan bii orififo, eebi, igbẹ gbuuru, ati iku.
6. Argọni
Argon (Ar) jẹ́ gáàsì aláìlágbára tí kì í sábà fa ìpalára tààrà sí ara ènìyàn. Láàárín àwọn ipò déédé, afẹ́fẹ́ tí àwọn ènìyàn ń mí ní nǹkan bí 0.93% argon, ìṣọ̀kan yìí kò sì ní ipa kankan lórí ara ènìyàn. Ṣùgbọ́n, ní àwọn ìgbà míì, argon lè fa ìpalára sí ara ènìyàn.
Àwọn ipò díẹ̀ nìyí: Ní ààyè tí ó ní ìdènà, ìṣọ̀kan argon lè pọ̀ sí i, nípa bẹ́ẹ̀ ó lè dín ìṣọ̀kan atẹ́gùn inú afẹ́fẹ́ kù, ó sì lè fa hypoxia. Èyí lè fa àwọn àmì àrùn bí ìfọ́jú, àárẹ̀, àti àìní ẹ̀mí. Ní àfikún, argon jẹ́ gáàsì tí kò ní agbára, ṣùgbọ́n ó lè bú gbàù lábẹ́ ooru gíga tàbí ìfúnpá gíga.
7. Neon
Neon (Ne) jẹ́ gáàsì tó dúró ṣinṣin, tí kò ní àwọ̀ àti òórùn tí kò ní ipa nínú. Gáàsì neon kò ní ipa nínú ìlànà atẹ́gùn ènìyàn, nítorí náà mímí gáàsì neon tó pọ̀jù yóò fa hypoxia. Tí o bá wà ní ipò hypoxia fún ìgbà pípẹ́, o lè ní àwọn àmì àrùn bíi orí fífó, ríru, àti ìgbẹ́. Ní àfikún, gáàsì neon lè ṣe pẹ̀lú àwọn nǹkan mìíràn lábẹ́ ooru gíga tàbí ìfúnpá gíga láti fa iná tàbí ìbúgbàù.
8. Gáàsì Xenon
Gáàsì Xenon (Xe) jẹ́ gáàsì tó dúró ṣinṣin, tí kò ní àwọ̀ àti òórùn tí kò ní ipa nínú iṣẹ́ atẹ́gùn ènìyàn, nítorí náà mímí gáàsì xenon tó pọ̀ yóò fa hypoxia. Tí o bá wà ní ipò hypoxia fún ìgbà pípẹ́, o lè ní àwọn àmì àrùn bíi orí fífó, ríru, àti ìgbẹ́. Ní àfikún, gáàsì neon lè ṣe pẹ̀lú àwọn nǹkan mìíràn lábẹ́ ooru gíga tàbí ìfúnpá gíga láti fa iná tàbí ìbúgbàù.
9. Gáàsì Krypton
Gáàsì Krypton (Kr) jẹ́ gáàsì tó dúró ṣinṣin, tí kò ní àwọ̀ àti òórùn tí kò ní ipa nínú iṣẹ́ atẹ́gùn ènìyàn, nítorí náà mímí gáàsì krypton tó ga jùlọ yóò fa hypoxia. Tí o bá wà ní ipò hypoxia fún ìgbà pípẹ́, o lè ní àwọn àmì bíi orí fífó, ríru, àti ìgbẹ́. Ní àfikún, gáàsì xenon lè ṣe pẹ̀lú àwọn nǹkan mìíràn lábẹ́ ooru gíga tàbí titẹ gíga láti fa iná tàbí ìbúgbàù. Mímí sínú àyíká tí afẹ́fẹ́ kò ní lè fa hypoxia. Tí o bá wà ní ipò hypoxia fún ìgbà pípẹ́, o lè ní àwọn àmì bíi orí fífó, ríru, àti ìgbẹ́. Ní àfikún, gáàsì krypton lè ṣe pẹ̀lú àwọn nǹkan mìíràn lábẹ́ ooru gíga tàbí titẹ gíga láti fa iná tàbí ìbúgbàù.
Awọn ojutu wiwa gaasi eewu fun ile-iṣẹ semiconductor
Ilé iṣẹ́ semiconductor ní í ṣe pẹ̀lú iṣẹ́ ṣíṣe, ṣíṣe, àti ìlànà àwọn èéfín tó lè jóná, tó lè bú gbàù, tó léwu, tó sì lè léwu. Gẹ́gẹ́ bí olùlo àwọn èéfín nínú àwọn ilé iṣẹ́ ṣíṣe semiconductor, gbogbo òṣìṣẹ́ gbọ́dọ̀ lóye ìwífún nípa ààbò onírúurú èéfín tó léwu kí wọ́n tó lò ó, kí wọ́n sì mọ bí wọ́n ṣe lè ṣe àwọn ìlànà pajawiri nígbà tí àwọn èéfín wọ̀nyí bá ń jó.
Nínú iṣẹ́ ìṣẹ̀dá, ìṣẹ̀dá, àti ìtọ́jú ilé iṣẹ́ semiconductor, láti yẹra fún pípadánù ẹ̀mí àti dúkìá tí jíjá àwọn gaasi eléwu wọ̀nyí fà, ó ṣe pàtàkì láti fi àwọn ohun èlò ìwádìí gaasi sí i láti ṣàwárí gaasi tí a fẹ́ lò.
Àwọn ohun èlò ìwádìí gaasi ti di ohun èlò ìṣàyẹ̀wò àyíká pàtàkì ní ilé iṣẹ́ semiconductor lónìí, wọ́n sì tún jẹ́ irinṣẹ́ ìṣàyẹ̀wò tààrà jùlọ.
Riken Keiki ti fi gbogbo ara rẹ̀ sí ìdàgbàsókè ààbò ilé iṣẹ́ ìṣẹ̀dá semiconductor, pẹ̀lú iṣẹ́ àkànṣe láti ṣẹ̀dá àyíká iṣẹ́ tó ní ààbò fún àwọn ènìyàn, ó sì ti fi ara rẹ̀ sí ṣíṣe àwọn sensọ̀ gaasi tó yẹ fún ilé iṣẹ́ semiconductor, láti pèsè àwọn ojútùú tó yẹ fún onírúurú ìṣòro tí àwọn olùlò bá pàdé, àti láti máa ṣe àtúnṣe àwọn iṣẹ́ ọjà àti láti mú kí àwọn ètò náà sunwọ̀n síi.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Keje-16-2024