Erdieroaleen Industrian Dry Etching Teknologia ulertzea

Aguaforteak materiala baliabide fisiko edo kimikoen bidez selektiboki kentzeko teknikari egiten dio erreferentzia, diseinatutako egitura-ereduak lortzeko.

Gaur egun, gailu erdieroale askok mesa gailuen egiturak erabiltzen dituzte, batez ere bi grabazio motaren bidez sortzen direnak:akuaforte hezea eta akuaforte lehorra. Grabaketa heze sinple eta azkarrak gailu erdieroaleen fabrikazioan paper garrantzitsua betetzen duen arren, berezko eragozpenak ditu, hala nola grabaketa isotropikoa eta uniformitate eskasa, eta horrek kontrol mugatua eragiten du tamaina txikiko ereduak transferitzean. Grabaketa lehorra, ordea, bere anisotropia handia, uniformetasun ona eta errepikagarritasunari esker, gailu erdieroaleen fabrikazio prozesuetan nabarmen bihurtu da. "Aguaforte lehorra" terminoak, hezea ez den grabatze-teknologiari egiten dio erreferentzia, gainazaleko materialak kentzeko eta mikro eta nano ereduak transferitzeko, laser bidezko grabaketa, plasma grabaketa eta lurrun kimikoaren grabaketa barne. Testu honetan eztabaidatzen den grabatu lehorra materialaren gainazalak aldatzeko plasma-deskargak —fisikoa edo kimikoa— erabiltzen dituzten prozesuen aplikazio estuari dagokio bereziki. Grabaketa industrialaren ohiko hainbat teknologia biltzen ditu, besteak besteIoi-izpiaren grabaketa (IBE), ioi erreaktiboaren grabazioa (RIE), elektroi ziklotroi erresonantzia (ECR) plasma bidezko grabaketa eta induktiboki akoplatutako plasma (ICP) grabaketa..

1. Ion Beam Etching (IBE)

Ioi fresaketa izenez ere ezaguna, IBE 1970eko hamarkadan garatu zen grabaketa metodo fisiko huts gisa. Prozesuan gas geldoetatik (Ar, Xe bezalakoak) sortutako ioi izpiak hartzen dira, tentsio batek bizkortzen dituena xede-materialaren gainazala bonbardatzeko. Ioiek energia gainazaleko atomoetara transferitzen dute, eta haien lotura-energia gainditzen duten energia kanporatu egiten dute. Teknika honek tentsio azeleratua erabiltzen du ioi-izpiaren norabidea eta energia kontrolatzeko, eta etch anisotropia eta tasa kontrolagarritasun bikainak lortzen ditu. Zeramika eta zenbait metal bezalako material kimikoki egonkorrak grabatzeko aproposa den arren, grabaketa sakonagoetarako maskara lodiagoen beharrak grabaketaren zehaztasuna arriskuan jar dezake, eta energia handiko ioien bonbardaketak saihestezinezko kalte elektrikoak eragin ditzake sarearen etenengatik.

2. Ioi erreaktiboen grabaketa (RIE)

IBEtik garatua, RIE-k erreakzio kimikoak eta ioi-bonbardaketa fisikoak konbinatzen ditu. IBErekin alderatuta, RIE-k akuaforte-tasa handiagoak eta anisotropia eta uniformitate bikainak eskaintzen ditu eremu handietan, mikro eta nano fabrikazioan gehien erabiltzen den grabatze-tekniketako bat bihurtuz. Prozesua plaka paraleloko elektrodoei irrati-maiztasuneko (RF) tentsioa aplikatzea dakar, ganberako elektroiak erreakzio-gasak azeleratu eta ionizatzea eraginez, plaken alde batean plasma-egoera egonkorra lortuz. Plasmak potentzial positiboa darama elektroiak katodotik erakarri eta anodoan lurrean jartzen direlako, eta horrela eremu elektriko bat sortzen du ganbaran zehar. Positiboki kargatutako plasma katodoari lotutako substraturantz bizkortzen da, eraginkortasunez grabatuz.

Grabaketa prozesuan, ganberak presio baxuko ingurunea mantentzen du (0,1 ~ 10 Pa), eta horrek erreakzio-gasen ionizazio-tasa hobetzen du eta erreakzio kimikoaren prozesua bizkortzen du substratuaren gainazalean. Orokorrean, RIE prozesuak erreakzio-azpiproduktuak lurrunkorrak izatea eskatzen du hutseko sistemak eraginkortasunez kentzeko, grabatzeko doitasun handia bermatuz. RF potentzia-mailak zuzenean zehazten ditu plasma-dentsitatea eta azelerazio-alborapen-tentsioa, eta horrela grabatze-tasa kontrolatzen du. Hala ere, plasma-dentsitatea areagotzen ari den bitartean, RIE-k alborapen-tentsioa ere handitzen du, eta horrek sarearen kalteak eragin ditzake eta maskaren selektibitatea murrizten du, eta horrela grabaketa aplikazioetarako mugak jartzen ditu. Eskala handiko zirkuitu integratuen garapen azkarrarekin eta transistoreen tamaina txikiagoarekin, mikro eta nano fabrikazioan zehaztasun eta aspektu-erlazioen eskaera handiagoa izan da, eta dentsitate handiko plasman oinarritutako grabaketa lehorreko teknologien agerpena ekarri du. informazio elektronikoaren teknologia aurreratzeko aukera berriak.

3. Elektroi Ziklotroi Erresonantzia (ECR) Plasma Aguafortea

ECR teknologiak, dentsitate handiko plasma lortzeko metodo goiztiarrak, mikrouhin-energia erabiltzen du ganbera barruko elektroiekin oihartzuna emateko, kanpotik aplikatutako maiztasunarekin bat datorren eremu magnetiko batek hobetuta elektroi ziklotroi erresonantzia eragiteko. Metodo honek RIE baino plasma dentsitate nabarmen handiagoak lortzen ditu, grabaketa-tasa eta maskararen selektibitatea areagotuz, eta, horrela, aspektu-erlazio ultra-altuko egituren grabaketa errazten du. Hala ere, sistemaren konplexutasunak, mikrouhin-iturrien, RF iturrien eta eremu magnetikoen funtzio koordinatuan oinarritzen dena, erronka operatiboak dakartza. Induktiboki Akoplatutako Plasma (ICP) grabaketaren sorrera laster ECRren sinplifikazio gisa jarraitu zen.

4. Induktiboki Akoplatutako Plasma (ICP) Aguafortea

ICP grabatze-teknologiak ECR teknologian oinarritutako sistema sinplifikatzen du 13,56 MHz-ko bi RF iturri erabiliz plasma-sorkuntza eta azelerazio-alborapen-tentsioa kontrolatzeko. ECRn erabiltzen den kanpoko eremu magnetikoaren ordez, bobina espiral batek eremu elektromagnetiko alternoa eragiten du, eskeman ikusten den bezala. RF iturriek energia akoplamendu elektromagnetikoen bidez transferitzen dute barneko elektroietara, eta hauek eremu induzituaren barruan ziklotroi mugimenduan mugitzen dira, erreakzio-gasekin talka eginez ionizazioa eraginez. Konfigurazio honek ECR-ren pareko plasma-dentsitateak lortzen ditu. ICP akuaforteak hainbat grabatu-sistemen abantailak konbinatzen ditu, grabaketa-tasa altuen, selektibitate handiko, eremu zabaleko uniformetasun eta ekipamendu-egitura sinple eta kontrolagarrien beharrak asetzeko, eta horrela azkar dentsitate handiko plasma grabatze-teknologien belaunaldi berrirako aukera hobetsi bihurtu da. .

5. Aguaforte lehorraren ezaugarriak

Aguaforte lehorreko teknologiak azkar hartu du posizio nagusia mikro eta nanofabrikazioan, bere anisotropia handiagatik eta grabatze tasa altuak direla eta, hezea akuaforte ordezkatuz. Lehorreko grabaketa-teknologia ona ebaluatzeko irizpideak honako hauek dira: maskararen selektibitatea, anisotropia, grabatze-tasa, uniformetasun orokorra eta sarearen kalteen gainazaleko leuntasuna. Ebaluazio-irizpide askorekin, egoera zehatza kontuan hartu behar da fabrikazio-beharren arabera. Aguaforte lehorreko adierazlerik zuzenenak gainazaleko morfologia dira, zoru grabatuaren eta alboko hormen lautasuna eta terrazen grabatuen anisotropia barne, biak kontrola daitezke erreakzio kimikoen bonbardaketa fisikoaren arteko erlazioa egokituz. Aguafortearen ondoren karakterizazio mikroskopikoa ekorketa-mikroskopia elektronikoa eta indar atomikoaren mikroskopia erabiliz egiten da normalean. Maskararen selektibitatea, hau da, maskararen grabazioaren sakoneraren eta materialaren arteko erlazioa grabatzeko baldintza eta denbora berdinetan, funtsezkoa da. Orokorrean, zenbat eta selektibitate handiagoa izan, orduan eta hobea izango da ereduen transferentziaren zehaztasuna. ICP grabatuan erabiltzen diren maskarak fotorresistenteak, metalak eta film dielektrikoak dira. Photoresist-ek selektibitate eskasa du eta tenperatura altuetan edo bonbardaketa energetikoetan degradatu daiteke; metalek selektibitate handia eskaintzen dute, baina erronkak sortzen dituzte maskara kentzeko eta askotan geruza anitzeko maskaratze teknikak behar dituzte. Gainera, metalezko maskarak alboko hormetara atxiki daitezke grabatzean, ihes-bideak sortuz. Hori dela eta, maskara-teknologia egokia aukeratzea bereziki garrantzitsua da grabatzeko, eta maskara-materialen hautaketa gailuen errendimendu-baldintza espezifikoen arabera zehaztu behar da.**