सुक्खा नक्काशी र भिजेको नक्काशीको फाइदा र बेफाइदाहरूको विस्तृत व्याख्या

अर्धचालक निर्माणमा, सब्सट्रेट वा सब्सट्रेटमा बनेको पातलो फिल्मको प्रशोधनको क्रममा "एचिंग" भनिने प्रविधि छ। इन्टेलका संस्थापक गोर्डन मूरले 1965 मा "ट्रान्जिस्टरहरूको एकीकरण घनत्व 1.5 देखि 2 वर्षमा दोब्बर हुनेछ" (सामान्यतया "मूरको कानून" भनेर चिनिन्छ) भन्ने भविष्यवाणीलाई साकार पार्न एचिङ प्रविधिको विकासले भूमिका खेलेको छ।

नक्काशी भनेको डिपोजिसन वा बन्डिङजस्ता "एड्टिभ" प्रक्रिया होइन, तर एक "सबट्र्याक्टिव" प्रक्रिया हो। थप रूपमा, विभिन्न स्क्र्यापिंग विधिहरू अनुसार, यसलाई दुई कोटीहरूमा विभाजन गरिएको छ, अर्थात् "गीले नक्काशी" र "सुक्खा नक्काशी"। यसलाई सरल भाषामा भन्नुपर्दा, पहिले पग्लने विधि हो र पछिल्लो एक खन्ने विधि हो।

यस लेखमा, हामी छोटकरीमा प्रत्येक नक्काशी प्रविधिको विशेषताहरू र भिन्नताहरू, भिजेको नक्काशी र सुख्खा नक्काशी, साथै प्रत्येक उपयुक्त हुने अनुप्रयोग क्षेत्रहरू व्याख्या गर्नेछौं।

नक्काशी प्रक्रिया को अवलोकन

ईचिङ प्रविधिको उत्पत्ति १५ औं शताब्दीको मध्यमा युरोपमा भएको भनिन्छ। त्यसबेला, नाङ्गो तामालाई क्षरण गर्नको लागि कुँदिएको तामाको प्लेटमा एसिड खन्याइयो र एउटा इन्टाग्लियो बनाइयो। क्षरणको प्रभावको शोषण गर्ने सतह उपचार प्रविधिहरूलाई व्यापक रूपमा "एचिङ" भनिन्छ।

अर्धचालक निर्माणमा नक्काशी प्रक्रियाको उद्देश्य रेखाचित्र अनुसार सब्सट्रेटमा सब्सट्रेट वा फिल्म काट्नु हो। फिल्म निर्माण, फोटोलिथोग्राफी र नक्काशीको तयारी चरणहरू दोहोर्याएर, प्लानर संरचनालाई त्रि-आयामी संरचनामा प्रशोधन गरिन्छ।

भिजेको नक्काशी र सुख्खा नक्काशी बीचको भिन्नता

फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया पछि, खुला सब्सट्रेट नक्काशी प्रक्रियामा भिजेको वा सुख्खा खोदिन्छ।

भिजेको नक्काशीले सतहलाई खोक्न र स्क्र्याप गर्नको लागि समाधान प्रयोग गर्दछ। यद्यपि यो विधि छिटो र सस्तोमा प्रशोधन गर्न सकिन्छ, यसको बेफाइदा भनेको प्रशोधन शुद्धता अलि कम छ। तसर्थ, ड्राई इचिङको जन्म सन् १९७० वरिपरि भएको थियो। ड्राई इचिङले समाधान प्रयोग गर्दैन, तर सब्सट्रेटको सतहमा स्क्र्याच गर्न ग्यास प्रयोग गर्छ, जुन उच्च प्रशोधन शुद्धताद्वारा विशेषता हो।

"Isotropy" र "Anisotropy"

भिजेको नक्काशी र सुख्खा नक्काशी बीचको भिन्नता परिचय गर्दा, आवश्यक शब्दहरू "आइसोट्रोपिक" र "एनिसोट्रोपिक" हुन्। आइसोट्रोपी भनेको पदार्थ र स्पेसको भौतिक गुणहरू दिशा अनुसार परिवर्तन हुँदैन, र एनिसोट्रोपी भनेको पदार्थ र स्पेसको भौतिक गुणहरू दिशा अनुसार फरक हुन्छ।

आइसोट्रोपिक एचिङ भन्नाले एक निश्चित बिन्दुको वरिपरि एउटै मात्रामा नक्काशीले अघि बढ्छ र एनिसोट्रोपिक नक्कलीको अर्थ हो कि नक्काशीले कुनै निश्चित बिन्दुको वरिपरि विभिन्न दिशाहरूमा अगाडि बढ्छ। उदाहरणका लागि, सेमीकन्डक्टर निर्माणको क्रममा नक्काशीमा, एनिसोट्रोपिक नक्काशी प्रायः छनोट गरिन्छ ताकि लक्ष्य दिशा मात्र स्क्र्याप गरिन्छ, अन्य दिशाहरूलाई अक्षुण्ण राखेर।

"Isotropic Etch" र "Anisotropic Etch" को छविहरू

रसायन प्रयोग गरेर भिजेको नक्काशी।

भिजेको नक्काशीले रासायनिक र सब्सट्रेट बीचको रासायनिक प्रतिक्रियाको प्रयोग गर्दछ। यस विधिको साथ, एनिसोट्रोपिक एचिंग असम्भव छैन, तर यो आइसोट्रोपिक नक्काशी भन्दा धेरै गाह्रो छ। समाधान र सामग्रीको संयोजनमा धेरै प्रतिबन्धहरू छन्, र सब्सट्रेट तापमान, समाधान एकाग्रता, र थप रकम जस्ता सर्तहरू कडाइका साथ नियन्त्रण गर्नुपर्छ।

सर्तहरू जतिसुकै राम्ररी मिलाइए पनि, भिजेको नक्काशीले १ μm भन्दा कम राम्रो प्रशोधन प्राप्त गर्न गाह्रो हुन्छ। यसको एउटा कारण साइड इचिङ नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ।

अन्डरकटिंग एक घटना हो जसलाई अन्डरकटिंग पनि भनिन्छ। यदि यो आशा गरिएको छ कि सामग्री केवल ठाडो दिशा (गहिराई दिशा) मा भिजेको नक्काशी द्वारा विघटन हुनेछ, तर यो समाधानलाई छेउमा हिर्काउनबाट पूर्ण रूपमा रोक्न असम्भव छ, त्यसैले समानान्तर दिशामा सामग्रीको विघटन अनिवार्य रूपमा अगाडि बढ्नेछ। । यस घटनाको कारण, भिजेको नक्काशीले अनियमित रूपमा खण्डहरू उत्पादन गर्दछ जुन लक्ष्य चौडाइ भन्दा साँघुरो हुन्छ। यस तरिकाले, उत्पादनहरू प्रशोधन गर्दा सटीक हालको नियन्त्रण चाहिन्छ, पुन: उत्पादन क्षमता कम छ र शुद्धता अविश्वसनीय छ।

भिजेको नक्काशीमा सम्भावित विफलताका उदाहरणहरू

किन सुक्खा नक्काशी माइक्रोमेसिनिंगको लागि उपयुक्त छ

एनिसोट्रोपिक नक्काशीका लागि उपयुक्त सम्बन्धित कला ड्राई एचिङको विवरण अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाहरूमा प्रयोग गरिन्छ जसलाई उच्च-परिशुद्धता प्रशोधन आवश्यक पर्दछ। ड्राई एचिङलाई प्राय: रिएक्टिभ आयन इचिङ (RIE) भनिन्छ, जसमा व्यापक अर्थमा प्लाज्मा एचिङ र स्पटर एचिङ पनि समावेश हुन सक्छ, तर यो लेख RIE मा केन्द्रित हुनेछ।

ड्राई एचिङको साथ किन एनिसोट्रोपिक नक्काशी सजिलो छ भनेर व्याख्या गर्न, आरआईई प्रक्रियालाई नजिकबाट हेरौं। सुक्खा नक्काशीको प्रक्रियालाई विभाजन गरेर र सब्सट्रेटलाई दुई प्रकारमा स्क्र्याप गरेर बुझ्न सजिलो छ: "केमिकल इचिङ" र "भौतिक नक्काशी"।

रासायनिक नक्काशी तीन चरणहरूमा हुन्छ। पहिलो, प्रतिक्रियाशील ग्यासहरू सतहमा अवशोषित हुन्छन्। प्रतिक्रिया उत्पादनहरू त्यसपछि प्रतिक्रिया ग्याँस र सब्सट्रेट सामग्रीबाट बनाइन्छ, र अन्तमा प्रतिक्रिया उत्पादनहरू desorbed छन्। त्यसपछिको भौतिक नक्काशीमा, सब्सट्रेटमा आर्गन ग्यास ठाडो रूपमा लागू गरेर सब्सट्रेटलाई ठाडो रूपमा तल तिर्ने गरिन्छ।

रासायनिक नक्काशी आइसोट्रोपिकल रूपमा हुन्छ, जबकि भौतिक नक्काशी ग्यास अनुप्रयोगको दिशा नियन्त्रण गरेर एनिसोट्रोपिक रूपमा हुन सक्छ। यस भौतिक नक्काशीको कारणले गर्दा, सुख्खा नक्काशीले भिजेको नक्काशीको तुलनामा नक्काशी दिशामा बढी नियन्त्रण गर्न अनुमति दिन्छ।

सुक्खा र भिजेको नक्काशीलाई पनि भिजेको नक्काशीको रूपमा उस्तै कडा अवस्था चाहिन्छ, तर यसमा भिजेको नक्काशी भन्दा उच्च प्रजनन क्षमता छ र धेरै नियन्त्रण गर्न सजिलो वस्तुहरू छन्। तसर्थ, सुख्खा नक्काशी औद्योगिक उत्पादनको लागि अधिक अनुकूल छ भन्ने कुरामा कुनै शंका छैन।

किन गीला नक्काशी अझै पनि आवश्यक छ

एकचोटि तपाईंले प्रस्ट देखिने सर्वशक्तिमान सुक्खा नक्काशीलाई बुझ्नुभयो भने, तपाईं किन भिजेको नक्काशी अझै अवस्थित छ भनेर सोच्न सक्नुहुन्छ। यद्यपि, कारण सरल छ: भिजेको नक्काशीले उत्पादनलाई सस्तो बनाउँछ।

सुक्खा नक्काशी र भिजेको नक्काशी बीचको मुख्य भिन्नता लागत हो। भिजेको नक्काशीमा प्रयोग हुने रसायनहरू त्यति महँगो हुँदैनन्, र उपकरणको मूल्य ड्राई इचिङ उपकरणको करिब १/१० रहेको भनिन्छ। थप रूपमा, प्रशोधन समय छोटो छ र धेरै सब्सट्रेटहरू एकै समयमा प्रशोधन गर्न सकिन्छ, उत्पादन लागत घटाउन। नतिजाको रूपमा, हामी उत्पादन लागत कम राख्न सक्छौं, हामीलाई हाम्रा प्रतिद्वन्द्वीहरू भन्दा फाइदा दिँदै। यदि प्रशोधन शुद्धताका लागि आवश्यकताहरू उच्च छैनन् भने, धेरै कम्पनीहरूले कुनै न कुनै ठूलो उत्पादनको लागि भिजेको नक्काशी छनौट गर्नेछन्।

नक्काशी प्रक्रिया माइक्रोफेब्रिकेसन टेक्नोलोजीमा भूमिका खेल्ने प्रक्रियाको रूपमा प्रस्तुत गरिएको थियो। नक्काशी प्रक्रिया लगभग भिजेको नक्काशी र सुख्खा नक्काशी मा विभाजित छ। यदि लागत महत्त्वपूर्ण छ भने, पहिले राम्रो छ, र यदि 1 μm भन्दा कम माइक्रोप्रोसेसिङ आवश्यक छ भने, पछिल्लो राम्रो छ। आदर्श रूपमा, उत्पादन गर्ने उत्पादन र लागतको आधारमा प्रक्रिया छनौट गर्न सकिन्छ, बरु कुन राम्रो हो।