ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
ФОТОЛІТОГРАФІЯ
Зміст
1. Завдання на проект.
2. Реферат.
3. Список умовних позначень та скорочень.
4. Вступ.
5. I інформація про завод.
6. «Перетворювач.
7. Висновок.
Умовні позначення
ФШ - фотошаблон.
ФО - фотолітографія.
ФР - фоторезистор.
Завдання на проект
Мета роботи: вивчити суть процесу літографії.
Об'єкт вивчення: пластини кремнію.
Висновок: у процесі вивчення методу фотолітографії, мною була вивчена суть методу його призначення і технологічний процес.
Техніка безпеки
Виробництво напівпровідникового кремнію пов'язане з використанням та отриманням огневзривопожароопасних і токсичних речовин, електроенергії та ін тому необхідно знати деякі характеристики вихідних, проміжних і кінцевих продуктів, а також загальні правила безпеки при роботі з електроустановками та обладнанням.
Дія кремнієвої пилу на організм людини докладно не досліджено. Гранично допустима концентрація (ГДК), прийнята для аерозолю кремнію, 4 г / м 3 [288]. Клас небезпеки кремнію за ГОСТ 12. 1. 007 - 76 не визначено, разом з тим, аерозоль кремнемедного сплаву віднесено до четвертого класу небезпеки [289]. Кристалічний кремній - не горючий матеріал. Мелкодисперсная пил кремнію у суміші з повітрям утворює вибухово суміші.
Для захисту органів дихання використовують респіратори, для захисту шкіри - щільну спецодяг, рукавиці, взуття. Для зниження концентрації пилу в повітрі приміщення, необхідно проводити ретельне вологе прибирання кремнієвої пилу не рідше 2 разів на рік і вологе прибирання робочих місць - щомісяця. Необхідно також стежити за постійною роботою витяжної вентиляції і фільтрів. Кусковий кремній зберігається в дерев'яних ящиках або металевих контейнерах з герметичними кришками для запобігання попадання вологи.
При вдиханні парів трихлорсилану протягом декількох хвилин людина збуджується, відбувається рефлекторне порушення дихання, запальні зміни в органах дихання. Пари трихлорсилану сильно подразнюють слизові оболонки очей, рота, носа і верхніх дихальних шляхів, викликають задишку, а при високих концентраціях і тривалому впливі - судоми і смерть. При контакті зі шкірою трихлорсилану викликає некроз, що довгостроково не загоюються виразки. [288]. ГДК парів трихлорсилану в повітрі робочої зони 1 мг / м 3, клас небезпеки 2 [291]. При отруєнні тріхлорсіланом потерпілому необхідно забезпечити доступ свіжого повітря, звільнити від стискує одягу, укрити, зігріти грілками. Можливе застосування інгаляцій киснем.
При попаданні трихлорсилану в очі або на шкіру необхідно промити уражене місце рясним струменем води.
Трихлорсилану - дуже небезпечна, легко займисті рідина, пари якої в суміші з повітрям утворюють вибухонебезпечні суміші [292]. Температура спалаху 239,55 К, самозаймання - 503,15 К.
При попаданні навіть невеликих кількостей діхлорсілана в атмосферу приміщення сильно дратується слизова оболонка очей і верхніх дихальних шляхів. Безпосередній контакт діхлорсілана зі шкірою і слизовою оболонкою очей призводить до некротичних змін тканин. Дуже токсичний.
При отруєннях діхлорсіланом постраждалого необхідно винести на свіже повітря, звільнити від стискує одягу, укрити, зігріти грілками, дати кисень, викликати лікаря. При попаданні діхлорсілана в очі необхідно швидко промити сильним струменем води протягом ≥ 15 хв. При промиванні очей повіки необхідно відтягувати, щоб забезпечити доступ води на велику поверхню слизової оболонки ока. Після отримання першої допомоги звернутися до лікаря.
Діхлорсінал - пожежовибухонебезпечні газ, який утворює з повітрям вибухонебезпечні суміші. Температура спалаху 236,15 К, температура самозаймання 374,15 К.
Моносілан - безбарвний, некорозійного, токсичний, самозаймистий газ з неприємним запахом. Наявність силану в атмосфері приміщення викликає головний біль. Гострі отруєння сіланом супроводжуються головним болем, запамороченням, нудотою, рясним потовиділенням, блідістю, напівнепритомності. У картині крові спостерігається гемолітична дія силану і через місяць після отруєння.
У приміщеннях необхідно стежити за герметичністю обладнання і трубопроводів, справною роботою припливної і витяжної вентиляції, здійснювати контроль над вмістом силану в атмосфері приміщення.
По дії на організм людини водень є фізіологічно інертним газом, лише при високих концентраціях викликає задуху внаслідок зменшення концентрації кисню в повітрі.
Водень - горючий газ. Температура самозаймання 783К.
Для запобігання попадання водню в повітря робочої зони необхідно ретельно стежити за герметичністю обладнання і трубопроводів, здійснювати відсмоктування повітря з верхньої зони приміщень. У приміщеннях, де використовується водень, встановлюють автоматичні газоаналізатори, зблоковані з аварійною витяжною вентиляцією.
Отруєння хлором у високих концентраціях може призвести до блискавичної смерті з - за рефлекторного гальмування дихального центру. При отруєння хлором середніх і низьких концентрацій наступають різкі загрудние болю, печіння і різь в очах, сльозотеча, болісний сухий кашель. Через 2 - 3 години розвивається набряк легенів.
При отруєння хлором постраждалого необхідно винести на свіже повітря, зігріти, викликати лікаря, звільнити від стискує одягу, промити очі, рот і ніс водою. Дати випити тепле молоко з содою, кави. Штучне дихання робити заборонено.
Для захисту працівників від впливу хлору використовують фільтруючий протигаз марки БКФ, гумові та суконні рукавички, спецвзуття, суконну спецодяг. У приміщеннях необхідно постійно здійснювати контроль над вмістом хлору, забезпечувати герметичність обладнання і трубопроводів, надійну роботу вентиляційних систем.
Хлорний водень або пари соляної кислоти при високих концентраціях викликають подразнення слизових оболонок, особливо носа, кон'юнктивіт, помутніння рогівки, захриплість, відчуття задухи, поколювання в грудях, нежить, кашель. Хронічне отруєння викликає катари дихальних шляхів, руйнування зубів, виразка слизових оболонок носа, шлунково-кишкові розлади, можливі запальні захворювання шкіри.
При отруєнні хлористим воднем постраждалого необхідно винести на свіже повітря і звільнити від стискує одягу, застосувати інгаляцію киснем, викликати лікаря. При попаданні в очі промити їх рясно водою. При попаданні міцної соляної кислоти на шкіру необхідно негайно промити уражене місце водою протягом 5 - 10 хв, воду краще подавати безперервним струменем під тиском.
Хлористий водень - негорючий газ, однак соляна кислота (розчин хлористого водню у воді) при взаємодії з металом (залізо) виділяє водень.
Для захисту працівників використовують фільтруючий протигаз марки БКФ, спецодяг з щільною кислотостійкої тканини, суконний костюм, гумові або кирзові чоботи, гумові або суконні рукавички, шерстяний головний убір.
Дія тетрахлорсілана на організм людини аналогічно дії трихлорсилану. Тетрахлорсілан негорючий. Допомога при отруєнні, заходи та засоби захисту, знешкодження аналогічні заходам безпеки при роботі з тріхлорсіланом.
Дія азоту та аргону на організм людини проявляється при різкому зниженні концентрації кисню у вдихуваному повітрі. При вмісті кисню <15% (об'емн) може настати задуха.
При роботі всередині апаратів, у підвалах, закритих приміщеннях, в яких концентрація кисню може бути знижена за рахунок виділення азоту або аргону нижче звичайної норми 18% (об'емн), необхідно користуватися ізолюючими шланговими протигазами.
Азот - негорючий газ, використовується для об'ємного гасіння пожеж, для продувки апаратів і технологічних ліній.
Аргон - негорючий газ, використовується переважно в в якості захисної (інертної) середовища в металургії кремнію. При великих концентраціях у повітрі викликає задуху.
Хладон 30 (фреон 30, дихлорметан, метиленхлорид) є наркотиком, визиванющім ураження внутрішніх органів. Технічний продукт токсичнее чистого.
При гострому отруєнні діхлорметаном спостерігаються запаморочення, тимчасове затемнення свідомості, що повторюється блювота, подразнення верхніх дихальних шляхів, кон'юнктивіт.
Для індивідуального захисту працюючих застосовують фільтруючий протигаз марки А або БКФ, при високих концентраціях - шлангові ізолюючі протигази. Добавка сильно пахне речовини допомагає відразу помітити витік дихлорметан. Необхідно ретельно стежити за герметичністю обладнання та трубопроводів.
Дихлорметан - важкогорючих речовин, горить тільки при дії джерела запалювання або нагрівання вище температури самозаймання (853 К).
Для забезпечення безпечних умов праці при виробництві трихлорсилану передбачена автоматична схема контролю, управління і блокування: регулювання температури в реакторі синтезу трихлорсилану в межах 563 - 623 К з подачею води в сорочку охолодження, регулювання температури азоту в подогревателях в межах 648 - 698 К; блокування роботи нагрівачів азоту і реактора синтезу по тиску захисного азоту в крем'яних коробках і оболонках електронагрівачів.
Технологічне обладнання, що використовується в технології напівпровідникового кремнію, у багатьох випадках має електричні приводи і нагрівальні пристрої. Обслуговування електрообладнання пов'язане з небезпекою ураження електричним струмом. Електричний струм, що протікає через організм людини, впливає на нього термічно, електролітично і біологічно.
Термічна дія характеризується нагріванням тканин аж до опіків, електричне - розкладання органічних рідин, у тому числі розкладання крові, біологічна дія електричного струму проявляється в порушенні біоелектричних процесів і супроводжується роздратуванням, збудженням і паралічем нервових тканин і скороченням м'язів.
Ступінь впливу електричного струму на організм людини залежить від стану нервової системи і всього організму. Так, у стані збудження нервової системи, депресії, хвороби (особливо хвороби шкіри, серцево - судинної системи, нервової системи і т. д.) і сп'яніння люди більш чутливі до впливу протікає через організм людини струму.
При обслуговуванні високоякісних установок (наприклад, установок бестігельной заной плавки) з'являється небезпека впливу на людину високочастотного електричного поля.
Санітарними нормами передбачені гранично допустимі значення напруженості електричного поля на робочих місцях [297] в діапазоні частот 60 кГц - 3 МГц 50 В / м і 3 - 30 МГц 20 В / м.
Для захисту від дотику до що під напругою частин установок застосовують ізолюючі пристрої та пристосування, дистанційне управління, блокування та запобіжну сигналізацію.
У разі ураження електричним струмом необхідно терміново надати першу допомогу потерпілому. Основними умовами успіху при цьому є спокій, винахідливість, швидкість дій, знання і вміння надає допомогу.
Якщо потерпілий не може самостійно звільнитися від струмоведучих частин, то необхідно негайно відключити електроустановку або, якщо це зробити не вдається, відокремити потерпілого від дії струму, для чого слід надіти діелектричні рукавички і боти, діяти ізолюючими кліщами. Після цього необхідно розстебнути його одяг, що стискує подих, створити приплив повітря і забезпечити повний спокій.
Фотолітографія
Літографія - це процес формування в актіночувствітельном шарі, нанесеному на поверхню підкладок, рельєфного малюнка, який повторює топологію напівпровідникових приладів або ІМС, і подальшого перенесення цього малюнка на підкладки.
Процес літографії складається з двох стадій:
- Формування необхідного малюнка елементів в шарі актіночевствітельного речовини (резиста) його експонуванням і проявом;
- Травлення нижчого технологічного шару (діелектрика, металу) через сформовану технологічну маску або безпосереднього використання шару резиста в якості топологічної маски при іонному легуванні.
Як діелектричних шарів звичайно служать плівки діоксиду SiO 2 і нітрату Si 3 N 4 кремнію, а межз'єднань - плівки деяких металів. Всі плівки називають технологічним шаром.
У залежності від довжини хвилі використовуваного випромінювання застосовують наступні методи літографії:
- Фотолитографию (довжина хвилі актінічного ультрафіолетового випромінювання λ = 250: 440 нм);
- Рентгенолітографію (довжина хвилі рентгенівського випромінювання λ = 0.5: 2 нм);
- Електронолітографію (потік електронів, що мають енергію 10 - 100 кеВ або довжину хвилі λ = 0.05 нм);
- Іонолітографію довжина хвилі випромінювання іонів λ = 0.05: 0.1 нм).
У залежності від способу перенесення зображення методи літографії можуть бути контрактними і проекційними, а також безпосередньої генерації всього зображення або мультфільмів одиничного зображення. У свою чергу, проекційні методи можуть бути без зміни масштабу стерпного зображення (М1: 1) і з зменшенням його масштабу (М10: 1; М5: 1).
Залежно від типу використовуваного резиста (негативний або позитивний) методи літографії за характером перенесення зображення діляться на негативні і позитивні.
Фотолітографія - технологічний процес виробництва напівпровідникових приладів та інтегральних схем, що дозволяють створювати пристрої з високими електричними характеристиками, отримувати мікрозображень будь-якої складної форми і легко змінювати конфігурацію приладу, а також витравлювати Меза-та інші структури в обсязі германію, кремнію та ін процес фотолітографії полягає в тому, що на поверхні пластини напівпровідникового матеріалу вирощують шар оксиду (на рис. а), на який наносять тонкий шар спеціальної світлочутливого складу - фоторезистора (мал. б), потім світлочутливий шар експонують через спеціальний трафарет (фотошаблон) з безліччю зображень робочих областей майбутнього приладу (мал. в і г). Під дією світла фоторезист змінює свої властивості, і в результаті прояву (рис. д) на поверхні пластини отримують захисний рельєфний шар, що повторює малюнок фотошаблона. При подальшому травленні хімічному впливу піддаються тільки незахищені ділянки напівпровідникової пластини (мал. е); залишився фоторезист видаляють (мал. ж і з).
При фотолітографії застосовують різні матеріали: фотографічні (для отримання на поверхні напівпровідникових пластин світлочутливих шарів - фотоемульсії); хімічні (розчинники, проявники, закріплювачі) і електроізоляційні (оптичне скло, фарби, емалі, лаки).
Основне значення фоторезистов - утворення на поверхні напівпровідникової пластини тонкої захисної плівки потрібної конфігурації, що виходить в результаті світлової дії. Після прояви частину плівки (потрібний малюнок) фоторезиста залишається на поверхні напівпровідникової пластини і є маскою для подальших технологічних операцій (травлення, вакуумного та гальванічного осадження металів та ін.) в основі створення рельєфу на поверхні напівпровідникової пластини за допомогою фоторезистов лежать фотохімічні реакції фотопрісоедіненія і фоторазложенія.
Параметри і властивості фоторезистів. Світлочутливість - величина, зворотна експозиції, необхідної для перекладу ФР в розчинний або нерозчинний (залежно від того, позитивний чи негативний резист) стан.
Роздільна здатність - максимально можлива кількість смуг ФР, розділених проміжками такої ж ширини, на 1 мм .
Кислотостійкість - це здатність шару фоторезиста захищати поверхню підкладки від впливу кислотного травителя. Критерієм кислотостійкості є час, протягом якого фоторезист витримує дію травителя до моменту появи таких дефектів, як часткове руйнування, відшарування від основи, локальне точкове расстравліваніе шару або подтравливания його на кордоні з підкладкою.
Адгезія - це здатність шару фоторезиста перешкоджати проникненню травителя до підкладки по периметру створюваного рельєфу елементів. Критерієм адгезії є час відриву шару фоторезиста заданих розмірів від підкладки в ламінарному потоці проявника. У більшості випадків адгезію вважають задовільною, якщо шар фоторезиста 20 * 20 мкм 2 відривається за 20 хв.
ФОТОЛІТОГРАФІЯ
Зміст
1. Завдання на проект.
2. Реферат.
3. Список умовних позначень та скорочень.
4. Вступ.
5. I інформація про завод.
6. «Перетворювач.
7. Висновок.
Умовні позначення
ФШ - фотошаблон.
ФО - фотолітографія.
ФР - фоторезистор.
Завдання на проект
Мета роботи: вивчити суть процесу літографії.
Об'єкт вивчення: пластини кремнію.
Висновок: у процесі вивчення методу фотолітографії, мною була вивчена суть методу його призначення і технологічний процес.
Техніка безпеки
Виробництво напівпровідникового кремнію пов'язане з використанням та отриманням огневзривопожароопасних і токсичних речовин, електроенергії та ін тому необхідно знати деякі характеристики вихідних, проміжних і кінцевих продуктів, а також загальні правила безпеки при роботі з електроустановками та обладнанням.
Дія кремнієвої пилу на організм людини докладно не досліджено. Гранично допустима концентрація (ГДК), прийнята для аерозолю кремнію, 4 г / м 3 [288]. Клас небезпеки кремнію за ГОСТ 12. 1. 007 - 76 не визначено, разом з тим, аерозоль кремнемедного сплаву віднесено до четвертого класу небезпеки [289]. Кристалічний кремній - не горючий матеріал. Мелкодисперсная пил кремнію у суміші з повітрям утворює вибухово суміші.
Для захисту органів дихання використовують респіратори, для захисту шкіри - щільну спецодяг, рукавиці, взуття. Для зниження концентрації пилу в повітрі приміщення, необхідно проводити ретельне вологе прибирання кремнієвої пилу не рідше 2 разів на рік і вологе прибирання робочих місць - щомісяця. Необхідно також стежити за постійною роботою витяжної вентиляції і фільтрів. Кусковий кремній зберігається в дерев'яних ящиках або металевих контейнерах з герметичними кришками для запобігання попадання вологи.
При вдиханні парів трихлорсилану протягом декількох хвилин людина збуджується, відбувається рефлекторне порушення дихання, запальні зміни в органах дихання. Пари трихлорсилану сильно подразнюють слизові оболонки очей, рота, носа і верхніх дихальних шляхів, викликають задишку, а при високих концентраціях і тривалому впливі - судоми і смерть. При контакті зі шкірою трихлорсилану викликає некроз, що довгостроково не загоюються виразки. [288]. ГДК парів трихлорсилану в повітрі робочої зони 1 мг / м 3, клас небезпеки 2 [291]. При отруєнні тріхлорсіланом потерпілому необхідно забезпечити доступ свіжого повітря, звільнити від стискує одягу, укрити, зігріти грілками. Можливе застосування інгаляцій киснем.
При попаданні трихлорсилану в очі або на шкіру необхідно промити уражене місце рясним струменем води.
Трихлорсилану - дуже небезпечна, легко займисті рідина, пари якої в суміші з повітрям утворюють вибухонебезпечні суміші [292]. Температура спалаху 239,55 К, самозаймання - 503,15 К.
При попаданні навіть невеликих кількостей діхлорсілана в атмосферу приміщення сильно дратується слизова оболонка очей і верхніх дихальних шляхів. Безпосередній контакт діхлорсілана зі шкірою і слизовою оболонкою очей призводить до некротичних змін тканин. Дуже токсичний.
При отруєннях діхлорсіланом постраждалого необхідно винести на свіже повітря, звільнити від стискує одягу, укрити, зігріти грілками, дати кисень, викликати лікаря. При попаданні діхлорсілана в очі необхідно швидко промити сильним струменем води протягом ≥ 15 хв. При промиванні очей повіки необхідно відтягувати, щоб забезпечити доступ води на велику поверхню слизової оболонки ока. Після отримання першої допомоги звернутися до лікаря.
Діхлорсінал - пожежовибухонебезпечні газ, який утворює з повітрям вибухонебезпечні суміші. Температура спалаху 236,15 К, температура самозаймання 374,15 К.
Моносілан - безбарвний, некорозійного, токсичний, самозаймистий газ з неприємним запахом. Наявність силану в атмосфері приміщення викликає головний біль. Гострі отруєння сіланом супроводжуються головним болем, запамороченням, нудотою, рясним потовиділенням, блідістю, напівнепритомності. У картині крові спостерігається гемолітична дія силану і через місяць після отруєння.
У приміщеннях необхідно стежити за герметичністю обладнання і трубопроводів, справною роботою припливної і витяжної вентиляції, здійснювати контроль над вмістом силану в атмосфері приміщення.
По дії на організм людини водень є фізіологічно інертним газом, лише при високих концентраціях викликає задуху внаслідок зменшення концентрації кисню в повітрі.
Водень - горючий газ. Температура самозаймання 783К.
Для запобігання попадання водню в повітря робочої зони необхідно ретельно стежити за герметичністю обладнання і трубопроводів, здійснювати відсмоктування повітря з верхньої зони приміщень. У приміщеннях, де використовується водень, встановлюють автоматичні газоаналізатори, зблоковані з аварійною витяжною вентиляцією.
Отруєння хлором у високих концентраціях може призвести до блискавичної смерті з - за рефлекторного гальмування дихального центру. При отруєння хлором середніх і низьких концентрацій наступають різкі загрудние болю, печіння і різь в очах, сльозотеча, болісний сухий кашель. Через 2 - 3 години розвивається набряк легенів.
При отруєння хлором постраждалого необхідно винести на свіже повітря, зігріти, викликати лікаря, звільнити від стискує одягу, промити очі, рот і ніс водою. Дати випити тепле молоко з содою, кави. Штучне дихання робити заборонено.
Для захисту працівників від впливу хлору використовують фільтруючий протигаз марки БКФ, гумові та суконні рукавички, спецвзуття, суконну спецодяг. У приміщеннях необхідно постійно здійснювати контроль над вмістом хлору, забезпечувати герметичність обладнання і трубопроводів, надійну роботу вентиляційних систем.
Хлорний водень або пари соляної кислоти при високих концентраціях викликають подразнення слизових оболонок, особливо носа, кон'юнктивіт, помутніння рогівки, захриплість, відчуття задухи, поколювання в грудях, нежить, кашель. Хронічне отруєння викликає катари дихальних шляхів, руйнування зубів, виразка слизових оболонок носа, шлунково-кишкові розлади, можливі запальні захворювання шкіри.
При отруєнні хлористим воднем постраждалого необхідно винести на свіже повітря і звільнити від стискує одягу, застосувати інгаляцію киснем, викликати лікаря. При попаданні в очі промити їх рясно водою. При попаданні міцної соляної кислоти на шкіру необхідно негайно промити уражене місце водою протягом 5 - 10 хв, воду краще подавати безперервним струменем під тиском.
Хлористий водень - негорючий газ, однак соляна кислота (розчин хлористого водню у воді) при взаємодії з металом (залізо) виділяє водень.
Для захисту працівників використовують фільтруючий протигаз марки БКФ, спецодяг з щільною кислотостійкої тканини, суконний костюм, гумові або кирзові чоботи, гумові або суконні рукавички, шерстяний головний убір.
Дія тетрахлорсілана на організм людини аналогічно дії трихлорсилану. Тетрахлорсілан негорючий. Допомога при отруєнні, заходи та засоби захисту, знешкодження аналогічні заходам безпеки при роботі з тріхлорсіланом.
Дія азоту та аргону на організм людини проявляється при різкому зниженні концентрації кисню у вдихуваному повітрі. При вмісті кисню <15% (об'емн) може настати задуха.
При роботі всередині апаратів, у підвалах, закритих приміщеннях, в яких концентрація кисню може бути знижена за рахунок виділення азоту або аргону нижче звичайної норми 18% (об'емн), необхідно користуватися ізолюючими шланговими протигазами.
Азот - негорючий газ, використовується для об'ємного гасіння пожеж, для продувки апаратів і технологічних ліній.
Аргон - негорючий газ, використовується переважно в в якості захисної (інертної) середовища в металургії кремнію. При великих концентраціях у повітрі викликає задуху.
Хладон 30 (фреон 30, дихлорметан, метиленхлорид) є наркотиком, визиванющім ураження внутрішніх органів. Технічний продукт токсичнее чистого.
При гострому отруєнні діхлорметаном спостерігаються запаморочення, тимчасове затемнення свідомості, що повторюється блювота, подразнення верхніх дихальних шляхів, кон'юнктивіт.
Для індивідуального захисту працюючих застосовують фільтруючий протигаз марки А або БКФ, при високих концентраціях - шлангові ізолюючі протигази. Добавка сильно пахне речовини допомагає відразу помітити витік дихлорметан. Необхідно ретельно стежити за герметичністю обладнання та трубопроводів.
Дихлорметан - важкогорючих речовин, горить тільки при дії джерела запалювання або нагрівання вище температури самозаймання (853 К).
Для забезпечення безпечних умов праці при виробництві трихлорсилану передбачена автоматична схема контролю, управління і блокування: регулювання температури в реакторі синтезу трихлорсилану в межах 563 - 623 К з подачею води в сорочку охолодження, регулювання температури азоту в подогревателях в межах 648 - 698 К; блокування роботи нагрівачів азоту і реактора синтезу по тиску захисного азоту в крем'яних коробках і оболонках електронагрівачів.
Технологічне обладнання, що використовується в технології напівпровідникового кремнію, у багатьох випадках має електричні приводи і нагрівальні пристрої. Обслуговування електрообладнання пов'язане з небезпекою ураження електричним струмом. Електричний струм, що протікає через організм людини, впливає на нього термічно, електролітично і біологічно.
Термічна дія характеризується нагріванням тканин аж до опіків, електричне - розкладання органічних рідин, у тому числі розкладання крові, біологічна дія електричного струму проявляється в порушенні біоелектричних процесів і супроводжується роздратуванням, збудженням і паралічем нервових тканин і скороченням м'язів.
Ступінь впливу електричного струму на організм людини залежить від стану нервової системи і всього організму. Так, у стані збудження нервової системи, депресії, хвороби (особливо хвороби шкіри, серцево - судинної системи, нервової системи і т. д.) і сп'яніння люди більш чутливі до впливу протікає через організм людини струму.
При обслуговуванні високоякісних установок (наприклад, установок бестігельной заной плавки) з'являється небезпека впливу на людину високочастотного електричного поля.
Санітарними нормами передбачені гранично допустимі значення напруженості електричного поля на робочих місцях [297] в діапазоні частот 60 кГц - 3 МГц 50 В / м і 3 - 30 МГц 20 В / м.
Для захисту від дотику до що під напругою частин установок застосовують ізолюючі пристрої та пристосування, дистанційне управління, блокування та запобіжну сигналізацію.
У разі ураження електричним струмом необхідно терміново надати першу допомогу потерпілому. Основними умовами успіху при цьому є спокій, винахідливість, швидкість дій, знання і вміння надає допомогу.
Якщо потерпілий не може самостійно звільнитися від струмоведучих частин, то необхідно негайно відключити електроустановку або, якщо це зробити не вдається, відокремити потерпілого від дії струму, для чого слід надіти діелектричні рукавички і боти, діяти ізолюючими кліщами. Після цього необхідно розстебнути його одяг, що стискує подих, створити приплив повітря і забезпечити повний спокій.
Фотолітографія
Літографія - це процес формування в актіночувствітельном шарі, нанесеному на поверхню підкладок, рельєфного малюнка, який повторює топологію напівпровідникових приладів або ІМС, і подальшого перенесення цього малюнка на підкладки.
Процес літографії складається з двох стадій:
- Формування необхідного малюнка елементів в шарі актіночевствітельного речовини (резиста) його експонуванням і проявом;
- Травлення нижчого технологічного шару (діелектрика, металу) через сформовану технологічну маску або безпосереднього використання шару резиста в якості топологічної маски при іонному легуванні.
Як діелектричних шарів звичайно служать плівки діоксиду SiO 2 і нітрату Si 3 N 4 кремнію, а межз'єднань - плівки деяких металів. Всі плівки називають технологічним шаром.
У залежності від довжини хвилі використовуваного випромінювання застосовують наступні методи літографії:
- Фотолитографию (довжина хвилі актінічного ультрафіолетового випромінювання λ = 250: 440 нм);
- Рентгенолітографію (довжина хвилі рентгенівського випромінювання λ = 0.5: 2 нм);
- Електронолітографію (потік електронів, що мають енергію 10 - 100 кеВ або довжину хвилі λ = 0.05 нм);
- Іонолітографію довжина хвилі випромінювання іонів λ = 0.05: 0.1 нм).
У залежності від способу перенесення зображення методи літографії можуть бути контрактними і проекційними, а також безпосередньої генерації всього зображення або мультфільмів одиничного зображення. У свою чергу, проекційні методи можуть бути без зміни масштабу стерпного зображення (М1: 1) і з зменшенням його масштабу (М10: 1; М5: 1).
Залежно від типу використовуваного резиста (негативний або позитивний) методи літографії за характером перенесення зображення діляться на негативні і позитивні.
Фотолітографія - технологічний процес виробництва напівпровідникових приладів та інтегральних схем, що дозволяють створювати пристрої з високими електричними характеристиками, отримувати мікрозображень будь-якої складної форми і легко змінювати конфігурацію приладу, а також витравлювати Меза-та інші структури в обсязі германію, кремнію та ін процес фотолітографії полягає в тому, що на поверхні пластини напівпровідникового матеріалу вирощують шар оксиду (на рис. а), на який наносять тонкий шар спеціальної світлочутливого складу - фоторезистора (мал. б), потім світлочутливий шар експонують через спеціальний трафарет (фотошаблон) з безліччю зображень робочих областей майбутнього приладу (мал. в і г). Під дією світла фоторезист змінює свої властивості, і в результаті прояву (рис. д) на поверхні пластини отримують захисний рельєфний шар, що повторює малюнок фотошаблона. При подальшому травленні хімічному впливу піддаються тільки незахищені ділянки напівпровідникової пластини (мал. е); залишився фоторезист видаляють (мал. ж і з).
При фотолітографії застосовують різні матеріали: фотографічні (для отримання на поверхні напівпровідникових пластин світлочутливих шарів - фотоемульсії); хімічні (розчинники, проявники, закріплювачі) і електроізоляційні (оптичне скло, фарби, емалі, лаки).
Основне значення фоторезистов - утворення на поверхні напівпровідникової пластини тонкої захисної плівки потрібної конфігурації, що виходить в результаті світлової дії. Після прояви частину плівки (потрібний малюнок) фоторезиста залишається на поверхні напівпровідникової пластини і є маскою для подальших технологічних операцій (травлення, вакуумного та гальванічного осадження металів та ін.) в основі створення рельєфу на поверхні напівпровідникової пластини за допомогою фоторезистов лежать фотохімічні реакції фотопрісоедіненія і фоторазложенія.
Параметри і властивості фоторезистів. Світлочутливість - величина, зворотна експозиції, необхідної для перекладу ФР в розчинний або нерозчинний (залежно від того, позитивний чи негативний резист) стан.
Роздільна здатність - максимально можлива кількість смуг ФР, розділених проміжками такої ж ширини, на
Кислотостійкість - це здатність шару фоторезиста захищати поверхню підкладки від впливу кислотного травителя. Критерієм кислотостійкості є час, протягом якого фоторезист витримує дію травителя до моменту появи таких дефектів, як часткове руйнування, відшарування від основи, локальне точкове расстравліваніе шару або подтравливания його на кордоні з підкладкою.
Адгезія - це здатність шару фоторезиста перешкоджати проникненню травителя до підкладки по периметру створюваного рельєфу елементів. Критерієм адгезії є час відриву шару фоторезиста заданих розмірів від підкладки в ламінарному потоці проявника. У більшості випадків адгезію вважають задовільною, якщо шар фоторезиста 20 * 20 мкм 2 відривається за 20 хв.
За способом утворення малюнка на поверхні напівпровідникової пластини фоторезиста діляться на негативні і позитивні. Негативні фоторезиста під дією світла утворюють нерозчинні ділянки, після прояву залишаються на її поверхні, а малюнок на поверхні пластини представляє негативне зображення оригіналу. Позитивні фоторезиста, навпаки, під дією світла утворюють розчинні ділянки, а малюнок на поверхні пластини точно повторює оригінал.
Для повного задоволення потреб планарної і епітаксійних технології в напівпровідниковому виробництві використовують як негативні, так і позитивні фоторезист. Тільки поєднання цих фоторезистов дозволяє виготовляти напівпровідникові прилади та інтегральні схеми з високими електрофізичними параметрами.
Як негативний фоторезиста в напівпровідниковій технології використовують склад на основі складного ефіру полівінілового спирту та коричної кислоти - полівінілціннамат (ПВЦ). Синтез ПВЦ зазвичай здійснюють, перемішуючи суспензію полівінілового спирту і хлорангідриду коричної кислоти в піридині. Готовий полімер ретельно відмивають від слідів піридину.
Інший спосіб отримання ПВЦ виключає використання піридину. Одномолярний розчин полівінілового спирту і четирехмолярний розчин їдкого натру змішують з метилетилкетону, а потім отриманий розчин змішують з другим розчином, що складається з метіетілкетона, толуолу та хлорангідриду коричної кислоти, взятих у співвідношенні 1.6: 0.24: 1. суміш охолоджують до температури - 5 0 С, перемішують у темряві протягом 1.5 год, а потім відстоюють. У результаті відстою суміш розшаровується на два шари, з яких нижній видаляють, а у верхній вводять сенсибілізуючі добавки.
В якості позитивних фоторезистов в напівпровідниковій техніці використовують склади на основі хінондіазідов і диазосоединений (НХДА), дія яких полягає в легко протікає заміні диазогруппа на інші функціональні групи, в результаті чого змінюються фізико-хімічні властивості плівки фоторезиста.
Широке застосування в напівпровідниковій фотолітографії знайшов складу фоторезиста на основі 1,2-нафтохінондіазіда (2)-5-сульфоефіра новолака.
Експонування і прояв у процесі ФО нерозривно пов'язані між собою.
Для експонування в ФЛ використовують проекційний метод перенесення зображення шляхом одночасної передачі зображення ФШ на всю технологічну площу.
Характеристики установок для поєднання в експонуванні.
При прояві контролюють температуру та величину рН проявника. При зміні величини рН всього лише на десяту частку, можливо, зміна розміру елемента приблизно на 10%.
Сушіння проявленого шару проводиться при температурі 393 ... 453 К. температура і характер її зміни під час сушіння також визначають точність передачі розмірів зображень.
Для видалення ФР використовують деструкцію полімеру (наприклад, сульфування в сірчаної кислоти); обробку в органічних розчинниках, плазмохімічного, термічну або фототермічний обробку, яка зводиться в основному до окисної деструкції в кисні або кисневмісних газах.
Для повного задоволення потреб планарної і епітаксійних технології в напівпровідниковому виробництві використовують як негативні, так і позитивні фоторезист. Тільки поєднання цих фоторезистов дозволяє виготовляти напівпровідникові прилади та інтегральні схеми з високими електрофізичними параметрами.
Як негативний фоторезиста в напівпровідниковій технології використовують склад на основі складного ефіру полівінілового спирту та коричної кислоти - полівінілціннамат (ПВЦ). Синтез ПВЦ зазвичай здійснюють, перемішуючи суспензію полівінілового спирту і хлорангідриду коричної кислоти в піридині. Готовий полімер ретельно відмивають від слідів піридину.
Інший спосіб отримання ПВЦ виключає використання піридину. Одномолярний розчин полівінілового спирту і четирехмолярний розчин їдкого натру змішують з метилетилкетону, а потім отриманий розчин змішують з другим розчином, що складається з метіетілкетона, толуолу та хлорангідриду коричної кислоти, взятих у співвідношенні 1.6: 0.24: 1. суміш охолоджують до температури - 5 0 С, перемішують у темряві протягом 1.5 год, а потім відстоюють. У результаті відстою суміш розшаровується на два шари, з яких нижній видаляють, а у верхній вводять сенсибілізуючі добавки.
В якості позитивних фоторезистов в напівпровідниковій техніці використовують склади на основі хінондіазідов і диазосоединений (НХДА), дія яких полягає в легко протікає заміні диазогруппа на інші функціональні групи, в результаті чого змінюються фізико-хімічні властивості плівки фоторезиста.
Широке застосування в напівпровідниковій фотолітографії знайшов складу фоторезиста на основі 1,2-нафтохінондіазіда (2)-5-сульфоефіра новолака.
Експонування і прояв у процесі ФО нерозривно пов'язані між собою.
Для експонування в ФЛ використовують проекційний метод перенесення зображення шляхом одночасної передачі зображення ФШ на всю технологічну площу.
Характеристики установок для поєднання в експонуванні.
| Модель | Розмір оброблюваних пластин, мм | Розмір фотошаблона, мм | Точність поєднання, мкм | Продуктивність, шт / год. | Примітка |
| УСПЕ-2 | 60 * 48 * 0,6 | 120 * 90 * 1,5 | 3 | 50 | Збільшення мікроскопа-50Х, 80х, 160Х. Час експонування 0,1 с ... 4 хв. |
| ЕМ-517А | 60 * 48 * 0,5 | 70 * 70 (3 ... 10) | ± 5 | 100 | Час експонування 0,1 ... 59,9 з |
| УПСЕ-1 ДЕМ. 207.002 | 60 * 48 * (0,5 ... 0,6) | 100 * 90 * 10 | 3 | 40 | Загальне збільшення мікроскопа МБС-2 ... 87,5 Х. Час експонування в автоматичному режимі (8 ... 240) с, у ручному - 240 с. |
| ЕМ-512А | 40 - 60 (товщина 0,1 ... 0,5) | 90 * 90 (3 ... 7) 70 * 70 (3 ... 10) | 1 | 60 | Час експонування 0,5 ... 99,9 с. Мінімальний розмір елемента і зазору між елементами 5 мкм. Входить в лінію ДЕМ.142000 |
| ЕМ-524 | 30-40 (товщина 0,15 ... 0,5) | 100 * 100 * 10 | 1,5 | 30 | Мінімальний розмір елемента і зазору між елементами 5 мкм. Час експонування 1 ... 200 с. Метод поєднання - проекційний. |
| ЕМ-526 | 40 ... 60 | 70 * 70 * (3 ... 10) 100 * 100 * (3 ... 10) | 0,6 | 60 | Мінімальний розмір елемента і зазору між елементами 2 ... 3 мкм. Час експонування 0,5 ... 59,9 с. |
| ЕМ-544 | 40 ... 60 | 70 * 70 * (3 ... 10) 100 * 100 * (3 ... 10) | 1 | 100 | Мінімальний розмір елемента 5 мкм. Установка з фотоелектричним контролем. |
| УСП-03 | До 50 | - | 0,5 | Загальне збільшення 20 ... 400Х. |
Сушіння проявленого шару проводиться при температурі 393 ... 453 К. температура і характер її зміни під час сушіння також визначають точність передачі розмірів зображень.
Для видалення ФР використовують деструкцію полімеру (наприклад, сульфування в сірчаної кислоти); обробку в органічних розчинниках, плазмохімічного, термічну або фототермічний обробку, яка зводиться в основному до окисної деструкції в кисні або кисневмісних газах.