An der Hallefleitfabrikatioun gëtt et eng Technik genannt "Ätzen" wärend der Veraarbechtung vun engem Substrat oder engem dënnen Film deen um Substrat geformt gëtt. D'Entwécklung vun der Ätstechnologie huet eng Roll gespillt fir d'Prognose vum Intel Grënner Gordon Moore am Joer 1965 ze realiséieren datt "d'Integratiounsdicht vun den Transistoren an 1,5 bis 2 Joer verduebelt" (allgemeng bekannt als "Moore's Law").
Ätzen ass keen "additive" Prozess wéi Oflagerung oder Bindung, awer e "subtraktive" Prozess. Zousätzlech, no de verschiddene Schrauwen Methoden, ass et an zwou Kategorien ënnerdeelt, nämlech "naass Äss" an "dréchen Äss". Fir et einfach ze soen, déi fréier ass eng Schmelzmethod an déi lescht ass eng Ausgruewmethod.
An dësem Artikel wäerte mir kuerz d'Charakteristiken an d'Ënnerscheeder vun all Ätztechnologie erklären, naass Ätz an dréchen Ätz, souwéi d'Applikatiounsberäicher fir déi jidderee gëeegent ass.
Iwwersiicht vum Ätzprozess
Et gëtt gesot datt d'Ätztechnologie an der Mëtt vum 15. Joerhonnert an Europa entstanen ass. Zu där Zäit gouf Säure an eng gravéiert Kupferplack gegoss fir de bloe Kupfer ze korrodéieren an en Intaglio ze bilden. Surface Behandlungstechniken, déi d'Effekter vun der Korrosioun ausnotzen, si wäit bekannt als "Ätzen".
Den Zweck vum Ätzprozess an der Hallefleitfabrikatioun ass de Substrat oder de Film op de Substrat no der Zeechnung ze schneiden. Duerch d'Wiederholung vun de Virbereedungsschrëtt vun der Filmbildung, der Photolithographie an der Ätzen gëtt d'planar Struktur an eng dreidimensional Struktur veraarbecht.
Den Ënnerscheed tëscht naass Ätzen an dréchen Ätzen
Nom Photolithographieprozess gëtt de beliichte Substrat naass oder dréchen an engem Ätzprozess geätzt.
Naass Ätzen benotzt eng Léisung fir d'Uewerfläch ze ätzen an ze schrauwen. Och wann dës Method séier a bëlleg veraarbecht ka ginn, ass säin Nodeel datt d'Veraarbechtungsgenauegkeet liicht manner ass. Dofir, war dréchen Äss gebuer ronderëm 1970. Dréchen Ätz benotzt keng Léisung, mee benotzt Gas zu engem Hit de Substrat Uewerfläch ze Schrummen, déi duerch héich Veraarbechtung Richtegkeet charakteriséiert ass.
"Isotropie" an "Anisotropie"
Wann Dir den Ënnerscheed tëscht naass Ätzen an dréchen Ätz agefouert hutt, sinn déi wesentlech Wierder "isotrop" an "anisotropesch". Isotropie bedeit datt d'physikalesch Eegeschafte vu Matière a Raum net mat der Richtung änneren, an Anisotropie bedeit datt d'physikalesch Eegeschafte vu Matière a Raum mat Richtung variéieren.
Isotropesch Ätzen bedeit datt Ätzen mam selwechte Betrag ëm e bestëmmte Punkt weidergeet, an anisotrop Ätzen heescht datt Ätzen a verschiddene Richtungen ronderëm e bestëmmte Punkt weidergoen. Zum Beispill, beim Ätzen während der Hallefleitfabrikatioun, gëtt anisotrop Ätzen dacks gewielt sou datt nëmmen d'Zielrichtung geschrauft gëtt, an aner Richtungen intakt loossen.
Biller vun "Isotropic Etch" an "Anisotropic Etch"
Naass Ätzen mat Chemikalien.
Naass Ätzen benotzt eng chemesch Reaktioun tëscht enger Chemikalie an engem Substrat. Mat dëser Method ass anisotropesch Ätzen net onméiglech, awer et ass vill méi schwéier wéi isotrop Ätzen. Et gi vill Restriktiounen op d'Kombinatioun vu Léisungen a Materialien, a Konditioune wéi Substrattemperatur, Léisungskonzentratioun an Zousatzbetrag musse strikt kontrolléiert ginn.
Egal wéi fein d'Konditioune ugepasst sinn, naass Ätzen ass schwéier eng fein Veraarbechtung ënner 1 μm z'erreechen. Ee Grond dofir ass de Besoin fir d'Säit Ätzen ze kontrolléieren.
Undercutting ass e Phänomen och bekannt als Undercutting. Och wann et gehofft gëtt datt d'Material nëmmen an der vertikaler Richtung (Déiftrichtung) duerch naass Ätzen opgeléist gëtt, ass et onméiglech fir d'Léisung komplett op d'Säiten ze schloen, sou datt d'Opléisung vum Material an der paralleler Richtung onweigerlech weidergoe wäert . Wéinst dësem Phänomen produzéiert naass Ätzen zoufälleg Sektiounen déi méi schmuel sinn wéi d'Zilbreet. Op dës Manéier, wann Dir Produkter veraarbecht, déi präzis Stroumkontrolle erfuerderen, ass d'Reproduktioun niddereg an d'Genauegkeet ass net zouverlässeg.
Beispiller vu méigleche Feeler beim Naass Ätzen
Firwat dréchen Ätz fir Mikromachining gëeegent ass
Beschreiwung vun Zesummenhang Art Dréchent Ätz gëeegent fir anisotropic Ätz gëtt an semiconductor Fabrikatioun Prozesser benotzt déi héich-Präzisioun Veraarbechtung verlaangen. Dréchen Ätzen gëtt dacks als reaktiv Ion Ätz (RIE) bezeechent, wat och Plasma Ätzen a Sputter Ässung an engem breede Sënn kann enthalen, awer dësen Artikel konzentréiert sech op RIE.
Fir z'erklären firwat anisotropesch Ätzen méi einfach ass mat dréchen Ätzen, kucke mer de RIE-Prozess méi no. Et ass einfach ze verstoen andeems de Prozess vun der dréchen Ätzung an de Substrat ofschrauwen an zwou Zorte opgedeelt gëtt: "chemesch Ätzen" a "kierperlech Ätzen".
Chemesch Ätzen geschitt an dräi Schrëtt. Als éischt ginn déi reaktiv Gase op der Uewerfläch adsorbéiert. Reaktiounsprodukter ginn dann aus dem Reaktiounsgas a Substratmaterial geformt, a schliisslech ginn d'Reaktiounsprodukter desorbéiert. An der spéiderer kierperlecher Ätzung gëtt de Substrat vertikal no ënnen geätzt andeems Argongas vertikal op de Substrat applizéiert gëtt.
Chemesch Ätzen geschitt isotropesch, wärend kierperlech Ätzen anisotropesch ka geschéien andeems Dir d'Richtung vun der Gasapplikatioun kontrolléiert. Wéinst dëser physescher Ätzung erlaabt d'Trock Ätzen méi Kontroll iwwer d'Ätsrichtung wéi naass Ätzen.
Dréchent a naass Ätzen erfuerdert och déiselwecht strikt Konditioune wéi naass Ätzen, awer et huet méi héich Reproduktioun wéi naass Ätzen an huet vill méi einfach ze kontrolléieren Artikelen. Dofir ass et keen Zweiwel datt dréchen Ätzen méi hëllefräich ass fir d'industriell Produktioun.
Firwat Naass Ätzen nach ëmmer gebraucht gëtt
Wann Dir déi anscheinend allmächteg dréchen Ätz versteet, kënnt Dir Iech froen firwat naass Äss nach ëmmer existéiert. Allerdéngs ass de Grond einfach: naass Ätzen mécht de Produit méi bëlleg.
Den Haaptunterschied tëscht dréchen Ätzen a naass Ätzen ass d'Käschte. D'Chemikalien, déi an der naass Ätzen benotzt ginn, sinn net sou deier, an de Präis vun der Ausrüstung selwer gëtt gesot datt et ongeféier 1/10 vun deem vun dréchen Ätzausrüstung ass. Zousätzlech ass d'Veraarbechtungszäit kuerz a verschidde Substrate kënnen zur selwechter Zäit veraarbecht ginn, wat d'Produktiounskäschte reduzéiert. Als Resultat kënne mir Produktkäschte niddereg halen, wat eis e Virdeel iwwer eis Konkurrenten gëtt. Wann d'Ufuerderunge fir d'Genauegkeet vun der Veraarbechtung net héich sinn, wäerte vill Firmen naass Ätzen fir rau Masseproduktioun wielen.
Den Ätzprozess gouf als Prozess agefouert, deen eng Roll an der Mikrofabrizéierungstechnologie spillt. Den Ätzprozess ass ongeféier a naass Ässung an dréchen Ätzen opgedeelt. Wann d'Käschte wichteg sinn, ass dee fréiere besser, a wann d'Mikroveraarbechtung ënner 1 μm erfuerderlech ass, ass déi lescht besser. Idealerweis kann e Prozess gewielt ginn op Basis vum Produkt dat produzéiert gëtt an de Käschte, anstatt wéi ee besser ass.
Post Zäit: Apr-16-2024