Yn semiconductor manufacturing, der is in technyk neamd "etsen" tidens it ferwurkjen fan in substraat of in tinne film foarme op it substraat. De ûntwikkeling fan etstechnology hat in rol spile by it realisearjen fan de foarsizzing makke troch Intel-oprjochter Gordon Moore yn 1965 dat "de yntegraasjetichtens fan transistors yn 1,5 oant 2 jier ferdûbelje" (algemien bekend as "Moore's Law").
Etsen is gjin "addityf" proses lykas ôfsetting of bonding, mar in "subtraktyf" proses. Dêrnjonken is it neffens de ferskate skrapmetoaden yndield yn twa kategoryen, nammentlik "wet etsen" en "droech etsen". Om it gewoan te sizzen, de earste is in smeltmetoade en de lêste is in graafmetoade.
Yn dit artikel sille wy koart de skaaimerken en ferskillen fan elke etstechnology, wiete etsen en droege etsen, lykas de tapassingsgebieten wêrfoar elk geskikt is, útlizze.
Oersjoch fan etsproses
Der wurdt sein dat etstechnology yn 'e midden fan' e 15e ieu yn Jeropa ûntstien is. Yn dy tiid waard soer yn in gravearre koperen plaat getten om it bleate koper te korrodearjen en in yntaglio te foarmjen. Technyken foar oerflakbehanneling dy't de effekten fan korrosysje brûke, wurde rûnom bekend as "etsen".
It doel fan it etsproses yn semiconductor manufacturing is te snijen it substraat of film op it substraat neffens de tekening. Troch it werheljen fan de tariedende stappen fan filmfoarming, fotolitografy en etsen, wurdt de planêre struktuer ferwurke yn in trijediminsjonale struktuer.
It ferskil tusken wiet etsen en droech etsen
Nei it fotolitografyproses wurdt it bleatstelde substraat wiet as droech etst yn in etsproses.
Wet etsen brûkt in oplossing om it oerflak te etsen en fuort te skraabjen. Hoewol't dizze metoade kin wurde ferwurke fluch en goedkeap, syn neidiel is dat de ferwurking krektens is wat leger. Dêrom, droech etsen waard berne om 1970. Droege etsen brûkt gjin oplossing, mar brûkt gas te reitsjen it substraat oerflak te krassen, dat wurdt karakterisearre troch hege ferwurkjen accuracy.
"Isotropy" en "Anisotropy"
By it yntrodusearjen fan it ferskil tusken wiet etsen en droech etsen, binne de essensjele wurden "isotropysk" en "anisotropysk". Isotropy betsjut dat de fysike eigenskippen fan matearje en romte net feroarje mei rjochting, en anisotropy betsjut dat de fysike eigenskippen fan matearje en romte fariearje mei rjochting.
Isotropyske etsen betsjut dat it etsen mei itselde bedrach om in bepaald punt hinne giet, en anisotropysk etsen betsjut dat it etsen yn ferskate rjochtingen om in bepaald punt hinne giet. Bygelyks, yn etsen by semiconductor manufacturing, anisotropic etsen wurdt faak keazen sadat allinnich de doel rjochting wurdt skrast, leaving oare rjochtingen yntakt.
Ofbyldings fan "Isotropic Etch" en "Anisotropic Etch"
Wet etsen mei help fan gemikaliën.
Wet etsen brûkt in gemyske reaksje tusken in gemysk en in substraat. Mei dizze metoade is anisotropic etsen net ûnmooglik, mar it is folle dreger as isotropic etsen. D'r binne in protte beheiningen op 'e kombinaasje fan oplossingen en materialen, en betingsten lykas substraattemperatuer, oplossingskonsintraasje en tafoegingsbedrach moatte strikt wurde kontrolearre.
Gjin saak hoe fyn de betingsten wurde oanpast, wiet etsen is dreech te berikken fyn ferwurking ûnder 1 μm. Ien reden hjirfoar is de needsaak om side-etsen te kontrolearjen.
Undercutting is in ferskynsel ek wol bekend as undercutting. Sels as men hoopje dat it materiaal allinich yn 'e fertikale rjochting (djipterjochting) troch wiete etsen oplost wurdt, is it ûnmooglik om folslein te foarkommen dat de oplossing de kanten rekket, sadat it ûntbinen fan it materiaal yn' e parallelle rjochting ûnûntkomber trochgean sil . Troch dit ferskynsel produsearret wiet etsen willekeurich seksjes dy't smeller binne as de doelbreedte. Op dizze manier, by it ferwurkjen fan produkten dy't krekte aktuele kontrôle fereaskje, is de reprodusearberens leech en de krektens is ûnbetrouber.
Foarbylden fan mooglike mislearrings yn Wet Etching
Wêrom droech etsen is geskikt foar micromachining
Beskriuwing fan besibbe keunst Dry etsen geskikt foar anisotropic etsen wurdt brûkt yn semiconductor manufacturing prosessen dy't fereaskje hege-precision ferwurking. Dry etsen wurdt faak oantsjutten as reaktive ion etsen (RIE), dat kin ek befetsje plasma etsen en sputter etsen yn in brede sin, mar dit artikel sil rjochtsje op RIE.
Om út te lizzen wêrom anisotropysk etsen makliker is mei droege etsen, litte wy it RIE-proses tichterby besjen. It is maklik te begripen troch it proses fan droege etsen te dielen en it substraat ôf te skrassen yn twa soarten: "gemyske etsen" en "fysike etsen".
Gemyske etsen bart yn trije stappen. Earst wurde de reaktive gassen op it oerflak adsorbearre. Reaksjeprodukten wurde dan foarme út it reaksjegas en substraatmateriaal, en úteinlik wurde de reaksjeprodukten desorbeare. Yn 'e folgjende fysike etsen wurdt it substraat fertikaal nei ûnderen etst troch argongas fertikaal oan it substraat oan te bringen.
Gemysk etsen komt isotropysk foar, wylst fysike etsen anisotropysk kin foarkomme troch de rjochting fan gasapplikaasje te kontrolearjen. Fanwege dizze fysike etsing makket droech etsen mear kontrôle oer de etsrjochting dan wiet etsen.
Droog en wiet etsen fereasket ek deselde strange betingsten as wiete etsen, mar it hat hegere reprodusearberens as wiete etsen en hat in protte makliker te kontrolearjen items. Dêrom is d'r gjin twifel dat droege etsen mear befoarderlik is foar yndustriële produksje.
Wêrom wiet etsen noch nedich is
As jo ienris de skynber almachtige droege ets begripe, kinne jo jo ôffreegje wêrom't wiete etsen noch bestiet. De reden is lykwols ienfâldich: wiet etsen makket it produkt goedkeaper.
It wichtichste ferskil tusken droech etsen en wiet etsen is kosten. De gemikaliën brûkt yn wiete etsen binne net sa djoer, en de priis fan 'e apparatuer sels wurdt sein oer 1/10 fan dy fan droege etsapparatuer. Derneist is de ferwurkingstiid koart en kinne meardere substraten tagelyk wurde ferwurke, wêrtroch produksjekosten ferminderje. As resultaat kinne wy produktkosten leech hâlde, wat ús in foardiel jaan oer ús konkurrinten. As de easken foar ferwurkingsnauwkeurigens net heech binne, sille in protte bedriuwen wiete etsen kieze foar rûge massaproduksje.
It etsproses waard yntrodusearre as in proses dat in rol spilet yn mikrofabryktechnology. It etsproses is rûchwei ferdield yn wiet etsen en droech etsen. As kosten wichtich binne, is de eardere better, en as mikroferwurking ûnder 1 μm fereaske is, is de lêste better. Ideaallik kin in proses keazen wurde op basis fan it te produsearjen produkt en de kosten, ynstee fan hokker better is.
Post tiid: Apr-16-2024