ຄໍາອະທິບາຍລາຍລະອຽດຂອງຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງການ etching ແຫ້ງແລະ etching ຊຸ່ມ

ໃນການຜະລິດ semiconductor, ມີເຕັກນິກທີ່ເອີ້ນວ່າ "etching" ໃນລະຫວ່າງການປຸງແຕ່ງຂອງ substrate ຫຼືຮູບເງົາບາງໆສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນ substrate ໄດ້. ການພັດທະນາເທກໂນໂລຍີ etching ໄດ້ມີບົດບາດໃນການປະຕິບັດການຄາດເດົາໂດຍຜູ້ກໍ່ຕັ້ງ Intel Gordon Moore ໃນປີ 1965 ວ່າ "ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການເຊື່ອມໂຍງຂອງ transistors ຈະເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າໃນ 1.5 ຫາ 2 ປີ" (ເອີ້ນວ່າ "ກົດຫມາຍຂອງ Moore").

ການຖັກແສ່ວບໍ່ແມ່ນຂະບວນການ "ຕື່ມ" ເຊັ່ນການຝາກຫຼືການຜູກມັດ, ແຕ່ເປັນຂະບວນການ "ລົບ". ນອກຈາກນັ້ນ, ອີງຕາມວິທີການຂູດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ມັນໄດ້ຖືກແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ, ຄື "ການແກະສະຫຼັກປຽກ" ແລະ "ການຂັດແຫ້ງ". ເວົ້າງ່າຍໆ, ອະດີດແມ່ນວິທີການລະລາຍແລະສຸດທ້າຍແມ່ນວິທີການຂຸດ.

ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະອະທິບາຍໂດຍຫຍໍ້ກ່ຽວກັບຄຸນລັກສະນະແລະຄວາມແຕກຕ່າງຂອງແຕ່ລະເຕັກໂນໂລຍີ etching, etching ປຽກແລະ etching ແຫ້ງ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບພື້ນທີ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສໍາລັບແຕ່ລະທີ່ເຫມາະສົມ.

ພາບລວມຂອງຂະບວນການ etching

ເຕັກໂນໂລຍີການຝັງດິນໄດ້ຖືກກ່າວວ່າມີຕົ້ນກໍາເນີດໃນເອີຣົບໃນກາງສະຕະວັດທີ 15. ໃນເວລານັ້ນ, ອາຊິດໄດ້ຖືກຖອກເຂົ້າໄປໃນແຜ່ນທອງແດງທີ່ແກະສະຫຼັກເພື່ອ corrode ທອງແດງເປົ່າ, ປະກອບເປັນ intaglio. ເຕັກນິກການປິ່ນປົວພື້ນຜິວທີ່ນໍາໃຊ້ຜົນກະທົບຂອງການກັດກ່ອນແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກຢ່າງກວ້າງຂວາງວ່າ "etching."

ຈຸດປະສົງຂອງຂະບວນການ etching ໃນການຜະລິດ semiconductor ແມ່ນເພື່ອຕັດ substrate ຫຼືຮູບເງົາກ່ຽວກັບ substrate ຕາມຮູບແຕ້ມ. ໂດຍການເຮັດຊ້ໍາຂັ້ນຕອນການກະກຽມຂອງການສ້າງຮູບເງົາ, photolithography, ແລະ etching, ໂຄງສ້າງ planar ໄດ້ຖືກປຸງແຕ່ງເປັນໂຄງສ້າງສາມມິຕິລະດັບ.

ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງ etching ປຽກແລະ etching ແຫ້ງ

ຫຼັງ​ຈາກ​ຂະ​ບວນ​ການ photolithography​, substrate exposed ແມ່ນ etched ຊຸ່ມ​ຫຼື​ແຫ້ງ​ໃນ​ຂະ​ບວນ​ການ etching ເປັນ​.

etching ປຽກໃຊ້ການແກ້ໄຂເພື່ອ etch ແລະ scrape ອອກຈາກຫນ້າດິນ. ເຖິງແມ່ນວ່າວິທີການນີ້ສາມາດປຸງແຕ່ງໄດ້ໄວແລະລາຄາຖືກ, ຂໍ້ເສຍຂອງມັນແມ່ນວ່າຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການປຸງແຕ່ງແມ່ນຕ່ໍາເລັກນ້ອຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ຮອຍຂີດຂ່ວນແຫ້ງໄດ້ເກີດມາປະມານປີ 1970. ການປັກແສ່ວແຫ້ງບໍ່ໄດ້ໃຊ້ການແກ້ໄຂ, ແຕ່ໃຊ້ອາຍແກັສຕີພື້ນຜິວເພື່ອຂັດມັນ, ເຊິ່ງມີລັກສະນະທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການປຸງແຕ່ງສູງ.

"Isotropy" ແລະ "Anisotropy"

ໃນເວລາທີ່ແນະນໍາຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງ etching ປຽກແລະ etching ແຫ້ງ, ຄໍາສໍາຄັນແມ່ນ "isotropic" ແລະ "anisotropic". Isotropy ຫມາຍຄວາມວ່າຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງວັດຖຸແລະອາວະກາດບໍ່ປ່ຽນແປງໄປຕາມທິດທາງ, ແລະ anisotropy ຫມາຍຄວາມວ່າຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງວັດຖຸແລະພື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມທິດທາງ.

Isotropic etching ຫມາຍຄວາມວ່າການ etching ດໍາເນີນການໂດຍປະລິມານດຽວກັນປະມານຈຸດໃດຫນຶ່ງ, ແລະການ etching anisotropic ຫມາຍຄວາມວ່າ etching ດໍາເນີນໄປໃນທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນປະມານຈຸດໃດຫນຶ່ງ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນ etching ໃນລະຫວ່າງການຜະລິດ semiconductor, etching anisotropic ມັກຈະຖືກເລືອກເພື່ອໃຫ້ພຽງແຕ່ທິດທາງເປົ້າຫມາຍທີ່ຖືກຂູດ, ເຮັດໃຫ້ທິດທາງອື່ນໆ intact.

ຮູບພາບຂອງ "Isotropic Etch" ແລະ "Anisotropic Etch"

ການຂຸດປຽກດ້ວຍສານເຄມີ.

ການຝັງດິນປຽກໃຊ້ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີລະຫວ່າງສານເຄມີ ແລະ ຊັ້ນໃຕ້ດິນ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ການຕັດ anisotropic ແມ່ນບໍ່ເປັນໄປບໍ່ໄດ້, ແຕ່ມັນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍກ່ວາການ etching isotropic. ມີຫຼາຍຂໍ້ຈໍາກັດກ່ຽວກັບການປະສົມປະສານຂອງວິທີແກ້ໄຂແລະວັດສະດຸ, ແລະເງື່ອນໄຂເຊັ່ນ: ອຸນຫະພູມ substrate, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງການແກ້ໄຂ, ແລະປະລິມານເພີ່ມເຕີມຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມຢ່າງເຂັ້ມງວດ.

ບໍ່ວ່າເງື່ອນໄຂຈະຖືກປັບໃຫ້ລະອຽດຫຼາຍປານໃດ, ການຂັດປຽກແມ່ນຍາກທີ່ຈະບັນລຸການປຸງແຕ່ງທີ່ດີຕ່ໍາກວ່າ 1 μm. ເຫດຜົນຫນຶ່ງສໍາລັບການນີ້ແມ່ນຄວາມຕ້ອງການທີ່ຈະຄວບຄຸມ etching ຂ້າງ.

Undercutting ແມ່ນປະກົດການທີ່ເອີ້ນວ່າ undercutting. ເຖິງແມ່ນວ່າມັນຫວັງວ່າວັດສະດຸຈະຖືກລະລາຍພຽງແຕ່ໃນທິດທາງແນວຕັ້ງ (ທິດທາງຄວາມເລິກ) ດ້ວຍການຂັດປຽກ, ມັນກໍ່ເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະປ້ອງກັນການແກ້ໄຂຈາກການຕີດ້ານຂ້າງຢ່າງສົມບູນ, ດັ່ງນັ້ນການລະລາຍຂອງວັດສະດຸໃນທິດທາງຂະຫນານຈະດໍາເນີນການຢ່າງຫລີກລ່ຽງບໍ່ໄດ້. . ເນື່ອງຈາກປະກົດການນີ້, etching ປຽກສຸ່ມຜະລິດພາກສ່ວນທີ່ແຄບກວ່າຄວາມກວ້າງຂອງເປົ້າຫມາຍ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ໃນເວລາທີ່ການປຸງແຕ່ງຜະລິດຕະພັນທີ່ຕ້ອງການການຄວບຄຸມໃນປະຈຸບັນທີ່ຊັດເຈນ, ການແຜ່ພັນແມ່ນຕໍ່າແລະຄວາມຖືກຕ້ອງແມ່ນບໍ່ມີຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື.

ຕົວຢ່າງຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ເປັນໄປໄດ້ໃນການຂັດປຽກ

ເປັນຫຍັງ etching ແຫ້ງແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບ micromachining

ລາຍ​ລະ​ອຽດ​ຂອງ​ສິ​ລະ​ປະ​ທີ່​ກ່ຽວ​ຂ້ອງ etching ແຫ້ງ​ເຫມາະ​ສົມ​ສໍາ​ລັບ​ການ etching anisotropic ໄດ້​ຖືກ​ນໍາ​ໃຊ້​ໃນ​ຂະ​ບວນ​ການ​ຜະ​ລິດ semiconductor ທີ່​ຮຽກ​ຮ້ອງ​ໃຫ້​ມີ​ການ​ປຸງ​ແຕ່ງ​ຄວາມ​ແມ່ນ​ຍໍາ​ສູງ​. ການຖັກແສ່ວແຫ້ງມັກຈະເອີ້ນວ່າ reactive ion etching (RIE), ເຊິ່ງອາດຈະລວມເຖິງ plasma etching ແລະ sputter etching ໃນຄວາມຫມາຍກວ້າງ, ແຕ່ບົດຄວາມນີ້ຈະເນັ້ນໃສ່ RIE.

ເພື່ອອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງການ etching anisotropic ແມ່ນງ່າຍຂຶ້ນດ້ວຍການ etching ແຫ້ງ, ໃຫ້ພວກເຮົາພິຈາລະນາຢ່າງໃກ້ຊິດກ່ຽວກັບຂະບວນການ RIE. ມັນງ່າຍທີ່ຈະເຂົ້າໃຈໂດຍການແບ່ງຂະບວນການຂອງຮອຍຂີດຂ່ວນແຫ້ງແລະຂູດອອກຈາກຊັ້ນໃຕ້ດິນອອກເປັນສອງປະເພດ: "ການແກະສະຫລັກທາງເຄມີ" ແລະ "ການແກະສະຫລັກທາງກາຍະພາບ".

ການຂັດສານເຄມີເກີດຂຶ້ນໃນສາມຂັ້ນຕອນ. ຫນ້າທໍາອິດ, ທາດອາຍຜິດ reactive ແມ່ນ adsorbed ດ້ານ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຜະລິດຕະພັນປະຕິກິລິຍາໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນຈາກອາຍແກັສຕິກິຣິຍາແລະອຸປະກອນການຍ່ອຍສະຫຼາຍ, ແລະສຸດທ້າຍຜະລິດຕະພັນຕິກິຣິຍາໄດ້ຖືກ desorbed. ໃນການຖັກແສ່ວທາງກາຍະພາບຕໍ່ມາ, ຊັ້ນໃຕ້ດິນຖືກຖົມຕາມແນວຕັ້ງລົງໂດຍການນຳໃຊ້ອາຍແກັສ argon ຕາມແນວຕັ້ງໃສ່ພື້ນຜິວ.

etching ເຄມີເກີດຂຶ້ນ isotropically, ໃນຂະນະທີ່ etching ທາງດ້ານຮ່າງກາຍສາມາດເກີດຂຶ້ນ anisotropically ໂດຍການຄວບຄຸມທິດທາງຂອງການນໍາໃຊ້ອາຍແກັສ. ເນື່ອງຈາກການ etching ທາງດ້ານຮ່າງກາຍນີ້, etching ແຫ້ງອະນຸຍາດໃຫ້ຄວບຄຸມທິດທາງ etching ຫຼາຍກ່ວາ etching ຊຸ່ມ.

ການ etching ແຫ້ງ ແລະ ປຽກ ຍັງ ຮຽກ ຮ້ອງ ໃຫ້ ມີ ເງື່ອນ ໄຂ ທີ່ ເຄັ່ງ ຄັດ ເຊັ່ນ ດຽວ ກັນ ກັບ ການ etching ຊຸ່ມ , ແຕ່ ວ່າ ມັນ ມີ reproductibility ສູງ ກ ່ ວາ etching ຊຸ່ມ ແລະ ມີ ຫຼາຍ ລາຍ ການ ທີ່ ງ່າຍ ທີ່ ຈະ ຄວບ ຄຸມ . ດັ່ງນັ້ນ, ບໍ່ມີຄວາມສົງໃສວ່າ etching ແຫ້ງແມ່ນເອື້ອອໍານວຍຫຼາຍຕໍ່ການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາ.

ເປັນຫຍັງການຊັກປຽກແມ່ນຍັງຕ້ອງການ

ເມື່ອທ່ານເຂົ້າໃຈການ etching ແຫ້ງທີ່ເບິ່ງຄືວ່າມີທັງຫມົດ, ທ່ານອາດຈະສົງໄສວ່າເປັນຫຍັງການ etching ຊຸ່ມຍັງມີຢູ່. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເຫດຜົນແມ່ນງ່າຍດາຍ: etching ຊຸ່ມເຮັດໃຫ້ຜະລິດຕະພັນລາຄາຖືກກວ່າ.

ຄວາມແຕກຕ່າງຕົ້ນຕໍລະຫວ່າງ etching ແຫ້ງແລະການ etching ຊຸ່ມແມ່ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ສານເຄມີທີ່ນໍາໃຊ້ໃນການ etching ປຽກແມ່ນບໍ່ແພງຫຼາຍ, ແລະລາຄາຂອງອຸປະກອນຕົນເອງໄດ້ຖືກກ່າວວ່າປະມານ 1/10 ຂອງອຸປະກອນ etching ແຫ້ງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ໄລຍະເວລາການປຸງແຕ່ງແມ່ນສັ້ນແລະ substrates ຫຼາຍສາມາດປຸງແຕ່ງໃນເວລາດຽວກັນ, ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາສາມາດຮັກສາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຜະລິດຕະພັນຕ່ໍາ, ໃຫ້ພວກເຮົາມີຄວາມໄດ້ປຽບກວ່າຄູ່ແຂ່ງຂອງພວກເຮົາ. ຖ້າຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການປຸງແຕ່ງຄວາມຖືກຕ້ອງບໍ່ສູງ, ຫຼາຍໆບໍລິສັດຈະເລືອກເອົາການຂຸດຂີ້ເຫຍື້ອສໍາລັບການຜະລິດມະຫາຊົນທີ່ຫຍາບຄາຍ.

ຂະບວນການ etching ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີເປັນຂະບວນການທີ່ມີບົດບາດໃນເຕັກໂນໂລຊີ microfabrication. ຂະບວນການ etching ແມ່ນແບ່ງອອກປະມານການ etching ຊຸ່ມແລະ etching ແຫ້ງ. ຖ້າຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແມ່ນສໍາຄັນ, ອະດີດແມ່ນດີກວ່າ, ແລະຖ້າ microprocessing ຕ່ໍາກວ່າ 1 μmແມ່ນຕ້ອງການ, ຕໍ່ມາແມ່ນດີກວ່າ. ໂດຍຫລັກການແລ້ວ, ຂະບວນການສາມາດເລືອກໄດ້ໂດຍອີງໃສ່ຜະລິດຕະພັນທີ່ຈະຜະລິດແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ແທນທີ່ຈະເປັນອັນໃດດີກວ່າ.