Жартылай өткізгішті өндіруде субстратты немесе субстратта пайда болған жұқа пленканы өңдеу кезінде «ою» деп аталатын әдіс бар. Эттинг технологиясының дамуы Intel негізін қалаушы Гордон Мурдың 1965 жылы «транзисторлардың интеграциялық тығыздығы 1,5-2 жылда екі есе артады» (әдетте «Мур заңы» деп аталады) деген болжамын жүзеге асыруда рөл атқарды.
Эттинг - тұндыру немесе байланыстыру сияқты «қоспа» процесс емес, «субтрактивті» процесс. Сонымен қатар, әртүрлі қырғыш әдістеріне сәйкес ол екі санатқа бөлінеді, атап айтқанда, «дымқыл ою» және «құрғақ ою». Қарапайым тілмен айтсақ, біріншісі балқыту әдісі болса, екіншісі қазу әдісі.
Бұл мақалада біз әр ою технологиясының сипаттамалары мен айырмашылықтарын, дымқыл ою және құрғақ оюды, сондай-ақ әрқайсысы қолайлы болатын қолдану аймақтарын қысқаша түсіндіреміз.
Операция процесіне шолу
Эттинг технологиясы Еуропада 15 ғасырдың ортасында пайда болған дейді. Ол кезде жалаң мысты тот басуы үшін ойылған мыс пластинкаға қышқыл құйып, интаглио түзетін. Коррозияның әсерін пайдаланатын бетті өңдеу әдістері кеңінен «ою» деп аталады.
Жартылай өткізгішті өндірудегі оюлау процесінің мақсаты сызба бойынша субстратты немесе субстраттағы пленканы кесу болып табылады. Қабықшаны қалыптастырудың, фотолитографияның және оюдың дайындық кезеңдерін қайталау арқылы жазық құрылым үш өлшемді құрылымға өңделеді.
Ылғал ою мен құрғақ оюдың айырмашылығы
Фотолитография процесінен кейін ашық субстрат дымқыл немесе құрғақ ою-өрнекпен өңделеді.
Ылғалды оюлау бетті сырып алу үшін ерітіндіні пайдаланады. Бұл әдісті тез және арзан өңдеуге болатынына қарамастан, оның кемшілігі өңдеу дәлдігінің сәл төмен болуы болып табылады. Сондықтан, құрғақ оюлау шамамен 1970 жылы дүниеге келген. Құрғақ оюлау ерітіндіні пайдаланбайды, бірақ оны сызу үшін субстрат бетіне соғу үшін газды пайдаланады, бұл өңдеудің жоғары дәлдігімен сипатталады.
«Изотропия» және «анизотропия»
Ылғалды оюлау мен құрғақ оюдың арасындағы айырмашылықты енгізу кезінде маңызды сөздер «изотропты» және «анизотропты» болып табылады. Изотропия дегеніміз зат пен кеңістіктің физикалық қасиеттерінің бағытқа қарай өзгермейтінін, ал анизотропия дегеніміз зат пен кеңістіктің физикалық қасиеттерінің бағытына қарай өзгеретінін білдіреді.
Изотропты ою-өрнек белгілі бір нүктенің айналасында бірдей мөлшерде жүруін білдіреді, ал анизотропты оюлау белгілі бір нүктенің айналасында әртүрлі бағытта жүруін білдіреді. Мысалы, жартылай өткізгішті өндіру кезінде ою-өрнекте анизотропты ою көбінесе тек мақсатты бағытты сыдыратындай етіп таңдалады, басқа бағыттар өзгеріссіз қалады.
«Изотропты Эч» және «Анизотропты Эч» суреттері
Химиялық заттарды қолдану арқылы дымқыл ою.
Ылғалды оюлау химиялық зат пен субстрат арасындағы химиялық реакцияны пайдаланады. Бұл әдіспен анизотропты оюлау мүмкін емес, бірақ изотропты оюдан әлдеқайда қиын. Ерітінділер мен материалдарды біріктіруге көптеген шектеулер бар және субстрат температурасы, ерітінді концентрациясы және қосу мөлшері сияқты шарттар қатаң түрде бақылануы керек.
Жағдайлар қаншалықты жақсы реттелсе де, дымқыл оюлау 1 мкм-ден төмен өңдеуге жету қиын. Мұның бір себебі - бүйірлік оюды бақылау қажеттілігі.
Астыңғы кесу - бұл асты кесу деп те белгілі құбылыс. Егер материал дымқыл ою арқылы тек тік бағытта (тереңдік бағытында) ериді деп үміттенсе де, ерітіндінің бүйірлерге соғылуын толығымен болдырмау мүмкін емес, сондықтан материалдың параллель бағытта еруі сөзсіз жалғасады. . Осы құбылысқа байланысты дымқыл оюлау кездейсоқ түрде мақсатты еннен тар бөліктерді шығарады. Осылайша, дәл ағымдағы бақылауды қажет ететін өнімдерді өңдеу кезінде қайталану қабілеті төмен және дәлдік сенімсіз болады.
Ылғалды сызу кезінде мүмкін болатын сәтсіздіктердің мысалдары
Құрғақ ою неліктен микро өңдеуге жарамды?
Қатысты өнердің сипаттамасы Анизотропты оюға жарамды құрғақ өрнек жоғары дәлдікті өңдеуді қажет ететін жартылай өткізгіштерді өндіру процестерінде қолданылады. Құрғақ өрнекті жиі реактивті ионды оюлау (RIE) деп атайды, ол кең мағынада плазмалық оюлауды және шашыратқышты өңдеуді де қамтуы мүмкін, бірақ бұл мақала RIE-ге назар аударады.
Неліктен анизотропты оюды құрғақ оюмен оңайырақ түсіндіру үшін RIE процесін толығырақ қарастырайық. Құрғақ оюлау және субстратты қырып алу процесін екі түрге бөлу арқылы түсіну оңай: «химиялық ою» және «физикалық ою».
Химиялық өңдеу үш сатыда жүреді. Біріншіден, реактивті газдар бетіне адсорбцияланады. Содан кейін реакция газы мен субстрат материалынан реакция өнімдері түзіледі, ең соңында реакция өнімдері десорбцияланады. Кейінгі физикалық оюлау кезінде негізге аргон газын тігінен қолдану арқылы субстрат тігінен төмен қарай оюланады.
Химиялық өңдеу изотропты түрде жүреді, ал физикалық өрнек газды қолдану бағытын бақылау арқылы анизотропты түрде болуы мүмкін. Осы физикалық өрнектің арқасында құрғақ оюлау дымқыл оюға қарағанда ою бағытын көбірек бақылауға мүмкіндік береді.
Құрғақ және дымқыл оюлау сонымен қатар дымқыл оюлау сияқты қатаң шарттарды талап етеді, бірақ оның дымқыл оюға қарағанда қайталану мүмкіндігі жоғары және басқаруға оңай элементтер көп. Сондықтан өнеркәсіптік өндіріске құрғақ оюдың қолайлы екені даусыз.
Неліктен дымқыл ою әлі де қажет
Сіз құдіретті болып көрінетін құрғақ оюды түсінгеннен кейін, ылғалды өрнектің неге әлі де бар екеніне таң қалуыңыз мүмкін. Дегенмен, себебі қарапайым: дымқыл ою өнімді арзанырақ етеді.
Құрғақ ою мен дымқыл оюдың негізгі айырмашылығы құны болып табылады. Ылғалды оюлау кезінде қолданылатын химиялық заттар соншалықты қымбат емес, ал жабдықтың бағасы құрғақ ою жабдығы бағасының 1/10 бөлігін құрайды. Сонымен қатар, өңдеу уақыты қысқа және бірнеше субстраттарды бір уақытта өңдеуге болады, бұл өндіріс шығындарын азайтады. Нәтижесінде біз өнімнің өзіндік құнын төмен ұстап, бәсекелестерімізден артықшылық бере аламыз. Өңдеу дәлдігіне қойылатын талаптар жоғары болмаса, көптеген компаниялар өрескел жаппай өндіріс үшін дымқыл оюды таңдайды.
Офорттау процесі микрофабрикациялық технологияда рөл атқаратын процесс ретінде енгізілді. Офорттау процесі шамамен дымқыл ою және құрғақ ою болып екіге бөлінеді. Егер құны маңызды болса, біріншісі жақсы, ал 1 мкм-ден төмен микропроцесс қажет болса, екіншісі жақсы. Ең дұрысы, процесті қайсысы жақсы екенін емес, өндірілетін өнім мен құнына қарай таңдауға болады.
Жіберу уақыты: 16 сәуір 2024 ж