Katika utengenezaji wa semiconductor, kuna mbinu inayoitwa "etching" wakati wa usindikaji wa substrate au filamu nyembamba iliyoundwa kwenye substrate. Ukuzaji wa teknolojia ya etching imekuwa na jukumu katika kutambua utabiri uliotolewa na mwanzilishi wa Intel Gordon Moore mnamo 1965 kwamba "wiani wa ujumuishaji wa transistors utaongezeka mara mbili katika miaka 1.5 hadi 2" (inayojulikana kama "Sheria ya Moore").
Kuchora si mchakato wa "ziada" kama vile kuweka au kuunganisha, lakini mchakato wa "kupunguza". Kwa kuongeza, kwa mujibu wa mbinu tofauti za kufuta, imegawanywa katika makundi mawili, yaani "etching mvua" na "etching kavu". Ili kuiweka kwa urahisi, ya kwanza ni njia ya kuyeyuka na ya mwisho ni njia ya kuchimba.
Katika makala hii, tutaelezea kwa ufupi sifa na tofauti za kila teknolojia ya etching, etching mvua na etching kavu, pamoja na maeneo ya maombi ambayo kila mmoja yanafaa.
Maelezo ya jumla ya mchakato wa etching
Teknolojia ya etching inasemekana ilianzia Ulaya katikati ya karne ya 15. Wakati huo, asidi ilimiminwa kwenye sahani ya shaba iliyochongwa ili kuharibu shaba tupu, na kutengeneza intaglio. Mbinu za matibabu ya uso wa uso ambazo hutumia athari za kutu zinajulikana sana kama "etching."
Madhumuni ya mchakato wa etching katika utengenezaji wa semiconductor ni kukata substrate au filamu kwenye substrate kulingana na mchoro. Kwa kurudia hatua za maandalizi ya uundaji wa filamu, photolithography, na etching, muundo wa planar unasindika katika muundo wa tatu-dimensional.
Tofauti kati ya etching mvua na etching kavu
Baada ya mchakato wa upigaji picha, sehemu ndogo iliyofichuliwa huwa na unyevu au kavu iliyochorwa katika mchakato wa kuunganisha.
Uchoraji wa unyevu hutumia suluhisho ili kuchota na kukwarua uso. Ingawa njia hii inaweza kusindika haraka na kwa bei nafuu, hasara yake ni kwamba usahihi wa usindikaji ni chini kidogo. Kwa hiyo, etching kavu ilizaliwa karibu 1970. Etching kavu haitumii suluhisho, lakini hutumia gesi kupiga uso wa substrate ili kuipiga, ambayo ina sifa ya usahihi wa usindikaji wa juu.
"Isotropy" na "Anisotropy"
Wakati wa kuanzisha tofauti kati ya etching mvua na etching kavu, maneno muhimu ni "isotropic" na "anisotropic". Isotropi ina maana kwamba mali ya kimwili ya suala na nafasi haibadiliki na mwelekeo, na anisotropy ina maana kwamba mali ya kimwili ya suala na nafasi hutofautiana na mwelekeo.
Uwekaji wa isotropiki unamaanisha kuwa uwekaji huendelea kwa kiasi sawa karibu na sehemu fulani, na uandishi wa anisotropiki unamaanisha kuwa uwekaji huendelea katika mwelekeo tofauti kuzunguka sehemu fulani. Kwa mfano, katika etching wakati wa utengenezaji wa semiconductor, etching ya anisotropiki mara nyingi huchaguliwa ili tu mwelekeo unaolengwa ufutwe, na kuacha mwelekeo mwingine ukiwa sawa.
Picha za "Isotropic Etch" na "Anisotropic Etch"
Etching mvua kwa kutumia kemikali.
Uwekaji unyevu hutumia mmenyuko wa kemikali kati ya kemikali na substrate. Kwa njia hii, etching ya anisotropic haiwezekani, lakini ni ngumu zaidi kuliko etching isotropic. Kuna vikwazo vingi juu ya mchanganyiko wa ufumbuzi na vifaa, na hali kama vile joto la substrate, mkusanyiko wa ufumbuzi, na kiasi cha kuongeza lazima udhibitiwe kwa ukali.
Haijalishi jinsi hali inavyorekebishwa, etching ya mvua ni vigumu kufikia usindikaji mzuri chini ya 1 μm. Sababu moja ya hii ni hitaji la kudhibiti etching upande.
Kupunguza ni jambo linalojulikana pia kama kukata. Hata ikiwa inatumainiwa kuwa nyenzo zitafutwa tu kwa mwelekeo wa wima (mwelekeo wa kina) na etching ya mvua, haiwezekani kuzuia kabisa suluhisho kutoka kwa kupiga pande, kwa hivyo kufutwa kwa nyenzo katika mwelekeo sambamba kutaendelea bila shaka. . Kutokana na hali hii, uwekaji unyevu bila mpangilio hutoa sehemu ambazo ni nyembamba kuliko upana unaolengwa. Kwa njia hii, wakati wa usindikaji wa bidhaa zinazohitaji udhibiti sahihi wa sasa, uzazi wa uzazi ni mdogo na usahihi hauwezi kuaminika.
Mifano ya Kushindwa Kuwezekana kwa Uchoraji Wet
Kwa nini etching kavu inafaa kwa micromachining
Maelezo ya Uwekaji wa Kikavu cha Sanaa Husika unaofaa kwa uwekaji wa anisotropiki hutumiwa katika michakato ya utengenezaji wa semicondukta ambayo inahitaji usindikaji wa usahihi wa hali ya juu. Mchoro mkavu mara nyingi hujulikana kama uchongaji tendaji wa ioni (RIE), ambao unaweza pia kujumuisha uchomaji wa plasma na uwekaji wa sputter kwa maana pana, lakini makala haya yatazingatia RIE.
Ili kueleza ni kwa nini etching ya anisotropiki ni rahisi kwa uchongaji mkavu, hebu tuangalie kwa karibu mchakato wa RIE. Ni rahisi kuelewa kwa kugawanya mchakato wa kukausha kavu na kufuta substrate katika aina mbili: "etching ya kemikali" na "etching ya kimwili".
Etching ya kemikali hutokea katika hatua tatu. Kwanza, gesi tendaji ni adsorbed juu ya uso. Bidhaa za mmenyuko basi huundwa kutoka kwa gesi ya mmenyuko na nyenzo ya substrate, na mwishowe bidhaa za mmenyuko hutolewa. Katika etching inayofuata ya kimwili, substrate imewekwa wima kwenda chini kwa kutumia gesi ya argon kwa wima kwenye substrate.
Uchoraji wa kemikali hutokea isotropiki, ilhali etching kimwili inaweza kutokea anisotropiki kwa kudhibiti mwelekeo wa matumizi ya gesi. Kwa sababu ya etching hii ya kimwili, etching kavu inaruhusu udhibiti zaidi juu ya mwelekeo wa etching kuliko etching mvua.
Uchongaji mkavu na unyevu pia unahitaji masharti madhubuti sawa na uwekaji wa unyevu, lakini una uwezo wa kuzaliana zaidi kuliko etching unyevu na ina vitu vingi vilivyo rahisi kudhibiti. Kwa hiyo, hakuna shaka kwamba etching kavu inafaa zaidi kwa uzalishaji wa viwanda.
Kwa nini Uchomaji Wet Bado Unahitajika
Mara tu unapoelewa mchoro mkavu unaoonekana kuwa na nguvu zote, unaweza kushangaa kwa nini uwekaji mvua bado upo. Hata hivyo, sababu ni rahisi: etching mvua hufanya bidhaa kuwa nafuu.
Tofauti kuu kati ya etching kavu na etching ya mvua ni gharama. Kemikali zinazotumiwa katika kuweka etching si ghali hivyo, na bei ya kifaa chenyewe inasemekana kuwa karibu 1/10 ya ile ya vifaa vya kukauka. Kwa kuongeza, muda wa usindikaji ni mfupi na substrates nyingi zinaweza kusindika kwa wakati mmoja, na kupunguza gharama za uzalishaji. Kwa hivyo, tunaweza kuweka gharama za bidhaa chini, na kutupa faida zaidi ya washindani wetu. Ikiwa mahitaji ya usahihi wa usindikaji sio juu, makampuni mengi yatachagua etching ya mvua kwa ajili ya uzalishaji mbaya wa wingi.
Mchakato wa etching ulianzishwa kama mchakato ambao una jukumu katika teknolojia ya kutengeneza microfabrication. Mchakato wa etching umegawanywa katika etching mvua na etching kavu. Ikiwa gharama ni muhimu, ya kwanza ni bora, na ikiwa microprocessing chini ya 1 μm inahitajika, mwisho ni bora zaidi. Kwa hakika, mchakato unaweza kuchaguliwa kulingana na bidhaa inayozalishwa na gharama, badala ya ambayo ni bora zaidi.
Muda wa kutuma: Apr-16-2024