Yarımkeçirici istehsalında bir substratın və ya substratda əmələ gələn nazik bir filmin işlənməsi zamanı "aşınma" adlanan bir texnika var. İntelin yaradıcısı Qordon Murun 1965-ci ildə “tranzistorların inteqrasiya sıxlığının 1,5-2 il ərzində ikiqat artacağı” (ümumiyyətlə “Mur qanunu” kimi tanınır) proqnozunun həyata keçirilməsində aşındırma texnologiyasının inkişafı rol oynamışdır.
Aşınma çökmə və ya bağlanma kimi "əlavə" proses deyil, "çıxma" prosesidir. Bundan əlavə, müxtəlif kazıma üsullarına görə, iki kateqoriyaya bölünür, yəni "yaş aşındırma" və "quru aşındırma". Sadə dillə desək, birincisi ərimə üsuludur, ikincisi isə qazma üsuludur.
Bu yazıda hər bir aşındırma texnologiyasının xüsusiyyətlərini və fərqlərini, yaş aşındırma və quru aşındırma, həmçinin hər birinin uyğun olduğu tətbiq sahələrini qısaca izah edəcəyik.
Aşınma prosesinə ümumi baxış
Ovlama texnologiyasının Avropada 15-ci əsrin ortalarında yarandığı deyilir. O zaman çılpaq misi korroziyaya uğratmaq üçün həkk olunmuş mis boşqabın içinə turşu tökülürdü, nəticədə naxış əmələ gəlirdi. Korroziyanın təsirlərindən istifadə edən səthi müalicə üsulları geniş şəkildə “aşınma” kimi tanınır.
Yarımkeçiricilərin istehsalında aşındırma prosesinin məqsədi rəsmə uyğun olaraq substratın və ya filmin substratın üzərində kəsilməsidir. Filmin formalaşması, fotolitoqrafiya və aşındırmanın hazırlıq mərhələlərini təkrarlayaraq, müstəvi quruluş üçölçülü quruluşa işlənir.
Yaş aşındırma ilə quru aşındırma arasındakı fərq
Fotolitoqrafiya prosesindən sonra məruz qalan substrat nəm və ya quru bir aşındırma prosesində həkk olunur.
Yaş aşındırma səthi aşındırmaq və qırmaq üçün bir həll istifadə edir. Bu üsul tez və ucuz emal oluna bilsə də, onun dezavantajı emal dəqiqliyinin bir qədər aşağı olmasıdır. Buna görə də, quru aşındırma təxminən 1970-ci ildə anadan olmuşdur. Quru aşındırma məhluldan istifadə etmir, lakin qazı cızmaq üçün substratın səthinə vurmaq üçün istifadə edir ki, bu da yüksək emal dəqiqliyi ilə xarakterizə olunur.
"İzotropiya" və "Anizotropiya"
Yaş aşındırma və quru aşındırma arasındakı fərqi təqdim edərkən əsas sözlər "izotropik" və "anizotropik" sözləridir. İzotropiya dedikdə maddənin və fəzanın fiziki xassələrinin istiqamətə görə dəyişməməsi, anizotropiya isə maddənin və fəzanın fiziki xüsusiyyətlərinin istiqamətə görə dəyişməsi deməkdir.
İzotrop aşındırma müəyyən bir nöqtə ətrafında eyni miqdarda aşındırma, anizotrop aşındırma isə müəyyən bir nöqtə ətrafında müxtəlif istiqamətlərdə davam etməsi deməkdir. Məsələn, yarımkeçiricilərin istehsalı zamanı aşındırma zamanı tez-tez anizotrop aşındırma seçilir ki, yalnız hədəf istiqaməti sıyrılsın və digər istiqamətlər toxunulmaz olsun.
"İzotrop Etch" və "Anizotrop Etch" şəkilləri
Kimyəvi maddələrdən istifadə edərək yaş aşındırma.
Yaş aşındırma kimyəvi və substrat arasında kimyəvi reaksiyadan istifadə edir. Bu üsulla anizotrop aşındırma qeyri-mümkün deyil, lakin izotrop aşındırmadan qat-qat çətindir. Məhlulların və materialların birləşməsinə dair bir çox məhdudiyyətlər var və substratın temperaturu, məhlulun konsentrasiyası və əlavə miqdarı kimi şərtlərə ciddi şəkildə nəzarət edilməlidir.
Şərtlərin nə qədər incə tənzimlənməsindən asılı olmayaraq, yaş aşındırma ilə 1 μm-dən aşağı incə emal əldə etmək çətindir. Bunun bir səbəbi, yan aşınmağa nəzarət etmək ehtiyacıdır.
Kəsmə altdan kəsmə kimi də tanınan bir hadisədir. Nəm aşındırma ilə materialın yalnız şaquli istiqamətdə (dərinlik istiqamətində) həll olunacağına ümid edilsə belə, məhlulun yanlara dəyməsinin qarşısını tam almaq mümkün deyil, ona görə də materialın paralel istiqamətdə əriməsi qaçılmaz olaraq davam edəcəkdir. . Bu fenomenə görə, yaş aşındırma təsadüfi olaraq hədəf enindən daha dar olan bölmələr yaradır. Bu şəkildə, dəqiq cərəyan nəzarəti tələb edən məhsulların emal edildiyi zaman təkrar istehsal aşağı olur və dəqiqlik etibarsızdır.
Yaş aşındırmada mümkün uğursuzluqların nümunələri
Quru aşındırma niyə mikro emal üçün uyğundur?
Əlaqədar İncəsənətin Təsviri Anizotrop aşındırma üçün uyğun olan quru aşındırma yüksək dəqiqlikli emal tələb edən yarımkeçiricilərin istehsal proseslərində istifadə olunur. Quru aşındırma tez-tez reaktiv ion aşındırma (RIE) adlanır ki, bu da geniş mənada plazma aşındırma və püskürtmə ilə aşındırma da daxil ola bilər, lakin bu məqalə RIE-yə diqqət yetirəcəkdir.
Quru aşındırma ilə niyə anizotropik aşındırma daha asan olduğunu izah etmək üçün RIE prosesinə daha yaxından nəzər salaq. Quru aşındırma və substratın qırılması prosesini iki növə bölməklə başa düşmək asandır: "kimyəvi aşındırma" və "fiziki aşındırma".
Kimyəvi aşındırma üç mərhələdə baş verir. Birincisi, reaktiv qazlar səthdə adsorbsiya edilir. Daha sonra reaksiya qazından və substrat materialından reaksiya məhsulları əmələ gəlir və nəhayət reaksiya məhsulları desorbsiya edilir. Sonrakı fiziki aşındırmada, substrata şaquli olaraq arqon qazı tətbiq etməklə, substrat şaquli olaraq aşağıya doğru həkk olunur.
Kimyəvi aşındırma izotrop şəkildə baş verir, fiziki aşındırma isə qazın tətbiqi istiqamətinə nəzarət etməklə anizotrop şəkildə baş verə bilər. Bu fiziki aşındırma səbəbindən quru aşındırma yaş aşındırma ilə müqayisədə aşındırma istiqamətinə daha çox nəzarət etməyə imkan verir.
Quru və nəm aşındırma da yaş aşındırma ilə eyni ciddi şərtləri tələb edir, lakin yaş aşındırma ilə müqayisədə daha yüksək təkrarlanma qabiliyyətinə malikdir və idarə olunması daha asan olan bir çox elementə malikdir. Buna görə də, quru aşındırmanın sənaye istehsalı üçün daha əlverişli olduğuna şübhə yoxdur.
Niyə yaş aşındırma hələ də lazımdır
Zahirən hər şeyə qadir olan quru aşındırmanı başa düşdükdən sonra nəm aşınmanın niyə hələ də mövcud olduğunu düşünə bilərsiniz. Ancaq səbəb sadədir: yaş aşındırma məhsulu daha ucuz edir.
Quru aşındırma ilə yaş aşındırma arasındakı əsas fərq qiymətdir. Yaş aşındırmada istifadə olunan kimyəvi maddələr o qədər də bahalı deyil və avadanlığın özünün qiymətinin quru aşındırma avadanlığının qiymətinin təxminən 1/10 hissəsi olduğu deyilir. Bundan əlavə, emal müddəti qısadır və birdən çox substrat eyni vaxtda emal edilə bilər, bu da istehsal xərclərini azaldır. Nəticədə məhsulun maya dəyərini aşağı saxlaya bilərik, bu da bizə rəqiblərimizdən üstünlüyü verir. Emal dəqiqliyinə dair tələblər yüksək deyilsə, bir çox şirkət kobud kütləvi istehsal üçün yaş aşındırma seçəcək.
Aşınma prosesi mikrofabrikasiya texnologiyasında rol oynayan bir proses kimi təqdim edilmişdir. Aşınma prosesi təqribən yaş aşındırma və quru aşındırmaya bölünür. Xərc vacibdirsə, birincisi daha yaxşıdır və 1 μm-dən aşağı mikroproses tələb olunarsa, ikincisi daha yaxşıdır. İdeal olaraq, hansının daha yaxşı olmasındansa, istehsal olunacaq məhsula və maya dəyərinə görə proses seçilə bilər.
Göndərmə vaxtı: 16 aprel 2024-cü il