Sa paggawa ng semiconductor, mayroong isang pamamaraan na tinatawag na "etching" sa panahon ng pagproseso ng isang substrate o isang manipis na pelikula na nabuo sa substrate. Ang pag-unlad ng teknolohiya ng pag-ukit ay gumanap ng isang papel sa pagsasakatuparan ng hula na ginawa ng tagapagtatag ng Intel na si Gordon Moore noong 1965 na "ang integration density ng mga transistor ay magdodoble sa 1.5 hanggang 2 taon" (karaniwang kilala bilang "Moore's Law").
Ang pag-ukit ay hindi isang "additive" na proseso tulad ng deposition o bonding, ngunit isang "subtractive" na proseso. Bilang karagdagan, ayon sa iba't ibang paraan ng pag-scrape, nahahati ito sa dalawang kategorya, katulad ng "wet etching" at "dry etching". Sa madaling salita, ang una ay isang paraan ng pagtunaw at ang huli ay isang paraan ng paghuhukay.
Sa artikulong ito, maikli naming ipapaliwanag ang mga katangian at pagkakaiba ng bawat teknolohiya ng pag-ukit, wet etching at dry etching, pati na rin ang mga lugar ng aplikasyon kung saan angkop ang bawat isa.
Pangkalahatang-ideya ng proseso ng pag-ukit
Ang teknolohiya ng pag-ukit ay sinasabing nagmula sa Europa noong kalagitnaan ng ika-15 siglo. Noong panahong iyon, ibinuhos ang asido sa isang nakaukit na platong tanso upang sirain ang hubad na tanso, na bumubuo ng isang intaglio. Ang mga diskarte sa paggamot sa ibabaw na nagsasamantala sa mga epekto ng kaagnasan ay malawak na kilala bilang "pag-ukit."
Ang layunin ng proseso ng pag-ukit sa paggawa ng semiconductor ay upang putulin ang substrate o pelikula sa substrate ayon sa pagguhit. Sa pamamagitan ng pag-uulit ng mga hakbang sa paghahanda ng pagbuo ng pelikula, photolithography, at pag-ukit, ang planar na istraktura ay naproseso sa isang three-dimensional na istraktura.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng wet etching at dry etching
Pagkatapos ng proseso ng photolithography, ang nakalantad na substrate ay basa o tuyo na nakaukit sa isang proseso ng pag-ukit.
Gumagamit ng solusyon ang basang pag-ukit upang mag-ukit at maalis ang ibabaw. Kahit na ang pamamaraang ito ay maaaring maproseso nang mabilis at mura, ang kawalan nito ay ang katumpakan ng pagproseso ay bahagyang mas mababa. Samakatuwid, ang dry etching ay isinilang noong 1970. Ang dry etching ay hindi gumagamit ng solusyon, ngunit gumagamit ng gas upang matamaan ang substrate surface upang scratch ito, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na katumpakan ng pagproseso.
"Isotropy" at "Anisotropy"
Kapag ipinakilala ang pagkakaiba sa pagitan ng wet etching at dry etching, ang mahahalagang salita ay "isotropic" at "anisotropic". Isotropy ay nangangahulugan na ang mga pisikal na katangian ng bagay at espasyo ay hindi nagbabago sa direksyon, at anisotropy ay nangangahulugan na ang mga pisikal na katangian ng bagay at espasyo ay nag-iiba ayon sa direksyon.
Isotropic etching ay nangangahulugan na ang pag-ukit ay nagpapatuloy sa parehong halaga sa paligid ng isang tiyak na punto, at ang anisotropic etching ay nangangahulugan na ang pag-ukit ay nagpapatuloy sa iba't ibang direksyon sa paligid ng isang tiyak na punto. Halimbawa, sa pag-ukit sa panahon ng paggawa ng semiconductor, ang anisotropic etching ay madalas na pinipili upang ang target na direksyon lamang ang nasimot, na iniiwan ang iba pang mga direksyon na buo.
Mga larawan ng "Isotropic Etch" at "Anisotropic Etch"
Basang pag-ukit gamit ang mga kemikal.
Gumagamit ang wet etching ng kemikal na reaksyon sa pagitan ng kemikal at substrate. Sa pamamaraang ito, ang anisotropic etching ay hindi imposible, ngunit ito ay mas mahirap kaysa sa isotropic etching. Mayroong maraming mga paghihigpit sa kumbinasyon ng mga solusyon at materyales, at ang mga kondisyon tulad ng temperatura ng substrate, konsentrasyon ng solusyon, at halaga ng karagdagan ay dapat na mahigpit na kontrolin.
Gaano man kahusay ang pagsasaayos ng mga kundisyon, ang wet etching ay mahirap makuha ang pinong pagproseso sa ibaba 1 μm. Ang isang dahilan para dito ay ang pangangailangan na kontrolin ang side etching.
Ang undercutting ay isang phenomenon na kilala rin bilang undercutting. Kahit na inaasahan na ang materyal ay malulusaw lamang sa patayong direksyon (depth na direksyon) sa pamamagitan ng basa na pag-ukit, imposibleng ganap na pigilan ang solusyon na tumama sa mga gilid, kaya ang paglusaw ng materyal sa parallel na direksyon ay hindi maiiwasang magpatuloy . Dahil sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang wet etching ay random na gumagawa ng mga seksyon na mas makitid kaysa sa target na lapad. Sa ganitong paraan, kapag nagpoproseso ng mga produkto na nangangailangan ng tumpak na kasalukuyang kontrol, mababa ang reproducibility at hindi mapagkakatiwalaan ang katumpakan.
Mga Halimbawa ng Posibleng Pagkabigo sa Wet Etching
Bakit ang dry etching ay angkop para sa micromachining
Paglalarawan ng Kaugnay na Sining Ang dry etching na angkop para sa anisotropic etching ay ginagamit sa mga proseso ng pagmamanupaktura ng semiconductor na nangangailangan ng pagproseso ng mataas na katumpakan. Ang dry etching ay madalas na tinutukoy bilang reactive ion etching (RIE), na maaari ring magsama ng plasma etching at sputter etching sa malawak na kahulugan, ngunit ang artikulong ito ay tututok sa RIE.
Upang ipaliwanag kung bakit mas madali ang anisotropic etching sa dry etching, tingnan natin ang proseso ng RIE. Madaling maunawaan sa pamamagitan ng paghahati sa proseso ng dry etching at pag-scrape sa substrate sa dalawang uri: "chemical etching" at "physical etching".
Ang chemical etching ay nangyayari sa tatlong hakbang. Una, ang mga reaktibong gas ay na-adsorbed sa ibabaw. Ang mga produkto ng reaksyon ay nabuo mula sa reaksyon ng gas at materyal na substrate, at sa wakas ang mga produkto ng reaksyon ay na-desorbed. Sa kasunod na pisikal na pag-ukit, ang substrate ay nakaukit nang patayo pababa sa pamamagitan ng paglalagay ng argon gas nang patayo sa substrate.
Ang chemical etching ay nangyayari sa isotropically, samantalang ang pisikal na etching ay maaaring mangyari anisotropically sa pamamagitan ng pagkontrol sa direksyon ng paglalagay ng gas. Dahil sa pisikal na pag-ukit na ito, ang dry etching ay nagbibigay-daan sa higit na kontrol sa direksyon ng pag-ukit kaysa sa basang pag-ukit.
Ang dry at wet etching ay nangangailangan din ng parehong mahigpit na kondisyon gaya ng wet etching, ngunit ito ay may mas mataas na reproducibility kaysa sa wet etching at may maraming mas madaling kontrolin na mga item. Samakatuwid, walang duda na ang dry etching ay mas nakakatulong sa pang-industriyang produksyon.
Bakit Kailangan Pa Rin ang Wet Etching
Kapag naunawaan mo na ang tila omnipotent dry etching, maaaring magtaka ka kung bakit umiiral pa rin ang wet etching. Gayunpaman, ang dahilan ay simple: ang wet etching ay ginagawang mas mura ang produkto.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dry etching at wet etching ay gastos. Ang mga kemikal na ginagamit sa wet etching ay hindi ganoon kamahal, at ang presyo ng mismong kagamitan ay sinasabing mga 1/10 ng dry etching equipment. Bilang karagdagan, ang oras ng pagproseso ay maikli at maraming mga substrate ang maaaring iproseso nang sabay-sabay, na binabawasan ang mga gastos sa produksyon. Bilang resulta, maaari naming panatilihing mababa ang mga gastos sa produkto, na nagbibigay sa amin ng isang kalamangan sa aming mga kakumpitensya. Kung ang mga kinakailangan para sa katumpakan ng pagproseso ay hindi mataas, maraming mga kumpanya ang pipili ng wet etching para sa magaspang na mass production.
Ang proseso ng pag-ukit ay ipinakilala bilang isang proseso na gumaganap ng isang papel sa teknolohiya ng microfabrication. Ang proseso ng pag-ukit ay halos nahahati sa wet etching at dry etching. Kung ang gastos ay mahalaga, ang una ay mas mahusay, at kung ang microprocessing sa ibaba 1 μm ay kinakailangan, ang huli ay mas mahusay. Sa isip, ang isang proseso ay maaaring piliin batay sa produkto na gagawin at ang gastos, sa halip na kung alin ang mas mahusay.
Oras ng post: Abr-16-2024