Në prodhimin e gjysmëpërçuesve, ekziston një teknikë e quajtur "gdhendje" gjatë përpunimit të një nënshtrese ose një filmi të hollë të formuar në nënshtresë. Zhvillimi i teknologjisë së gravurës ka luajtur një rol në realizimin e parashikimit të bërë nga themeluesi i Intel, Gordon Moore në vitin 1965 se "densiteti i integrimit të transistorëve do të dyfishohet në 1.5 deri në 2 vjet" (i njohur zakonisht si "Ligji i Moore").
Gdhendja nuk është një proces "shtesë" si depozitimi ose lidhja, por një proces "zbritës". Përveç kësaj, sipas metodave të ndryshme të gërvishtjes, ai ndahet në dy kategori, përkatësisht "gravurje e lagësht" dhe "gravurje e thatë". E thënë thjesht, e para është një metodë shkrirjeje dhe e dyta është një metodë gërmimi.
Në këtë artikull, ne do të shpjegojmë shkurtimisht karakteristikat dhe ndryshimet e secilës teknologji të gravurës, gravurë të lagësht dhe të thatë, si dhe zonat e aplikimit për të cilat secila është e përshtatshme.
Pasqyrë e procesit të gravurës
Teknologjia e gravurës thuhet se ka origjinën në Evropë në mesin e shekullit të 15-të. Në atë kohë, acidi u derdh në një pllakë bakri të gdhendur për të gërryer bakrin e zhveshur, duke formuar një gërvishtje. Teknikat e trajtimit të sipërfaqes që shfrytëzojnë efektet e korrozionit njihen gjerësisht si "gdhendje".
Qëllimi i procesit të gravurës në prodhimin e gjysmëpërçuesve është prerja e nënshtresës ose filmit në nënshtresë sipas vizatimit. Duke përsëritur hapat përgatitorë të formimit të filmit, fotolitografisë dhe gravurës, struktura planare përpunohet në një strukturë tredimensionale.
Dallimi midis gravurës së lagësht dhe gravurës së thatë
Pas procesit të fotolitografisë, nënshtresa e ekspozuar gërvishtet e lagësht ose e thatë në një proces gravurë.
Gdhendja e lagësht përdor një zgjidhje për të gërvishtur dhe gërvishtur sipërfaqen. Edhe pse kjo metodë mund të përpunohet shpejt dhe me çmim të ulët, disavantazhi i saj është se saktësia e përpunimit është pak më e ulët. Prandaj, gravurja e thatë ka lindur rreth vitit 1970. Etching thatë nuk përdor një zgjidhje, por përdor gaz për të goditur sipërfaqen e nënshtresës për ta gërvishtur atë, e cila karakterizohet nga saktësi e lartë e përpunimit.
"Izotropia" dhe "anizotropia"
Kur prezantoni ndryshimin midis gravurës së lagësht dhe gravurës së thatë, fjalët thelbësore janë "izotropike" dhe "anizotropike". Izotropia do të thotë që vetitë fizike të materies dhe hapësirës nuk ndryshojnë me drejtimin, dhe anizotropia do të thotë që vetitë fizike të materies dhe hapësirës ndryshojnë me drejtimin.
Etching izotropik do të thotë që gravurja vazhdon me të njëjtën sasi rreth një pike të caktuar, dhe gravurja anizotropike do të thotë që gravimi vazhdon në drejtime të ndryshme rreth një pike të caktuar. Për shembull, në gravurë gjatë prodhimit të gjysmëpërçuesve, gravurja anizotropike shpesh zgjidhet në mënyrë që vetëm drejtimi i synuar të gërvishtet, duke lënë drejtime të tjera të paprekura.
Imazhet e "Etch Izotropic" dhe "Anisotropic Etch"
Gdhendje e lagësht duke përdorur kimikate.
Gravimi i lagësht përdor një reaksion kimik midis një kimikati dhe një substrati. Me këtë metodë, gravurja anizotropike nuk është e pamundur, por është shumë më e vështirë se gravurja izotropike. Ka shumë kufizime në kombinimin e tretësirave dhe materialeve, dhe kushtet si temperatura e substratit, përqendrimi i tretësirës dhe sasia e shtimit duhet të kontrollohen rreptësisht.
Pavarësisht se sa mirë janë rregulluar kushtet, gravurja e lagësht është e vështirë të arrihet përpunimi i imët nën 1 μm. Një arsye për këtë është nevoja për të kontrolluar gdhendjen anësore.
Nënçimi është një fenomen i njohur edhe si nënçmimi. Edhe nëse shpresohet se materiali do të shpërndahet vetëm në drejtim vertikal (drejtimi i thellësisë) me gravurë të lagësht, është e pamundur të parandalohet plotësisht që tretësira të godasë anët, kështu që shpërbërja e materialit në drejtim paralel do të vazhdojë në mënyrë të pashmangshme. . Për shkak të këtij fenomeni, gravurja e lagësht prodhon rastësisht seksione që janë më të ngushta se gjerësia e synuar. Në këtë mënyrë, kur përpunohen produkte që kërkojnë kontroll të saktë të rrymës, riprodhueshmëria është e ulët dhe saktësia është jo e besueshme.
Shembuj të dështimeve të mundshme në gdhendjen e lagësht
Pse gravurja e thatë është e përshtatshme për mikropërpunim
Përshkrimi i Artit të Lidhur Gravurë e thatë e përshtatshme për gravurë anizotropike përdoret në proceset e prodhimit të gjysmëpërçuesve që kërkojnë përpunim me saktësi të lartë. Etching thatë është referuar shpesh si gravurë jonike reaktive (RIE), e cila mund të përfshijë gjithashtu gravurë plazma dhe spërkatje në një kuptim të gjerë, por ky artikull do të fokusohet në RIE.
Për të shpjeguar pse gravimi anizotropik është më i lehtë me gravurë të thatë, le të hedhim një vështrim më të afërt në procesin RIE. Është e lehtë për t'u kuptuar duke e ndarë procesin e gërvishtjes së thatë dhe gërvishtjes së nënshtresës në dy lloje: "gërvishtje kimike" dhe "gdhendje fizike".
Gdhendja kimike ndodh në tre hapa. Së pari, gazrat reaktivë absorbohen në sipërfaqe. Produktet e reaksionit formohen më pas nga gazi i reaksionit dhe materiali i substratit, dhe në fund produktet e reaksionit desorbohen. Në gdhendjen fizike pasuese, nënshtresa gërmohet vertikalisht poshtë duke aplikuar gaz argon vertikalisht në nënshtresë.
Gravimi kimik ndodh në mënyrë izotropike, ndërsa gravimi fizik mund të ndodhë në mënyrë anizotropike duke kontrolluar drejtimin e aplikimit të gazit. Për shkak të kësaj gërvishtjeje fizike, gravurja e thatë lejon më shumë kontroll mbi drejtimin e gravurës sesa gravurja e lagësht.
Gdhendja e thatë dhe e lagësht kërkon gjithashtu të njëjtat kushte strikte si gravurja e lagësht, por ka riprodhueshmëri më të lartë se gravurja e lagësht dhe ka shumë artikuj më të lehtë për t'u kontrolluar. Prandaj, nuk ka dyshim se gravurja e thatë është më e favorshme për prodhimin industrial.
Pse është ende e nevojshme gravurja e lagësht
Pasi të kuptoni gravurën e thatë në dukje të gjithëfuqishme, mund të pyesni veten pse ekziston ende gravurja e lagësht. Megjithatë, arsyeja është e thjeshtë: gravurja e lagësht e bën produktin më të lirë.
Dallimi kryesor midis gravurës së thatë dhe gravurës së lagësht është kostoja. Kimikatet e përdorura në gravurë të lagësht nuk janë aq të shtrenjta, dhe çmimi i vetë pajisjes thuhet se është rreth 1/10 e atij të pajisjeve të gravurës së thatë. Përveç kësaj, koha e përpunimit është e shkurtër dhe substrate të shumta mund të përpunohen në të njëjtën kohë, duke ulur kostot e prodhimit. Si rezultat, ne mund të mbajmë kostot e produktit të ulëta, duke na dhënë një avantazh ndaj konkurrentëve tanë. Nëse kërkesat për saktësinë e përpunimit nuk janë të larta, shumë kompani do të zgjedhin gravurë të lagësht për prodhimin e përafërt masiv.
Procesi i gravurës u prezantua si një proces që luan një rol në teknologjinë e mikrofabrikimit. Procesi i gravurës ndahet afërsisht në gravurë të lagësht dhe gravurë të thatë. Nëse kostoja është e rëndësishme, e para është më e mirë dhe nëse kërkohet mikropërpunim nën 1 μm, i dyti është më i mirë. Në mënyrë ideale, një proces mund të zgjidhet në bazë të produktit që do të prodhohet dhe kostos, dhe jo se cili është më i mirë.
Koha e postimit: Prill-16-2024