Semiconductor etching လုပ်ငန်းစဉ်နည်းပညာ

Etching သို့မဟုတ် etching သည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းထုတ်လုပ်ခြင်း၊ မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ် IC ထုတ်လုပ်မှုနှင့် မိုက်ခရို/နာနိုထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် အရေးကြီးသောအဆင့်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် photolithography နှင့်ဆက်စပ်သော အဓိကပုံစံပုံဖော်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။ ကျဉ်းမြောင်းသောသဘောအရ etching သည် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော photolithographic etching ဖြစ်ပြီး photoresist သည် photolithography ကို အသုံးပြု၍ ပထမဦးစွာ ထိတွေ့ရပြီး မလိုလားအပ်သော အရာများကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် အခြားနည်းလမ်းများကို အသုံးပြုပါသည်။ Etching သည် ဓာတု သို့မဟုတ် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ နည်းလမ်းများကို အသုံးပြု၍ ဆီလီကွန် wafer ၏ မျက်နှာပြင်မှ မလိုလားအပ်သော အရာများကို ရွေးချယ်ဖယ်ရှားသည့် လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။ ၎င်း၏အခြေခံရည်မှန်းချက်မှာ ဖုံးအုပ်ထားသော ဆီလီကွန်ဝေဖာပေါ်တွင် မျက်နှာဖုံးပုံစံကို တိကျစွာပုံတူကူးရန်ဖြစ်သည်။ microfabrication လုပ်ငန်းစဉ်များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ၊ etching သည် ဖြေရှင်းချက်များ၊ ဓာတ်ပြုအိုင်းယွန်းများ သို့မဟုတ် အခြားစက်ပိုင်းဆိုင်ရာနည်းလမ်းများကို အသုံးပြု၍ ပစ္စည်းများကို ထုတ်ယူခြင်းနှင့် ဖယ်ရှားခြင်းအတွက် ကျယ်ပြန့်စွာ ယေဘူယျဝေါဟာရဖြစ်လာပြီး microfabrication တွင် ဘုံဝေါဟာရတစ်ခုဖြစ်လာပါသည်။

သတ္တုစပ်ခြင်းအား စိုစွတ်ခြင်း နှင့် ခြောက်သွေ့ခြင်း ဟူ၍ နှစ်မျိုး ခွဲခြားနိုင်သည်။ ခြောက်သွေ့သော etching တွင်၊ ဓာတ်ငွေ့သည် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများ (အဓိကအားဖြင့် 13.56 MHz သို့မဟုတ် 2.45 GHz) ဖြင့် စိတ်လှုပ်ရှားနေပါသည်။ 1 မှ 100 Pa ၏ဖိအားအောက်တွင်၊ ၎င်း၏ပျမ်းမျှအခမဲ့လမ်းကြောင်းသည် မီလီမီတာအနည်းငယ်မှ စင်တီမီတာအနည်းငယ်အထိရှိသည်။ အခြောက်လှန်းခြင်း၏ အဓိက အမျိုးအစားသုံးမျိုးရှိသည်။

• ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာခြောက်သွေ့ခြင်း- wafer မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အမှုန်အမွှားများ၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဝတ်ဆင်မှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးသည်။

• Chemical dry etching- ဓာတ်ငွေ့သည် wafer မျက်နှာပြင်နှင့် ဓာတုဗေဒအရ ဓာတ်ပြုပါသည်။

• ဓာတု-ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ အခြောက်လှန်းခြင်း- ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများဖြင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ etching လုပ်ငန်းစဉ်၊

1. Ion beam etching

Ion beam etching သည် physical dry etching process တစ်ခုဖြစ်သည်။ အာဂွန်အိုင်းယွန်းများကို ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 1 မှ 3 keV ရှိသော အိုင်းယွန်းအလင်းတန်းတစ်ခုဖြင့် မျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ ဖြာထွက်သည်။ အိုင်းယွန်းများ၏ စွမ်းအင်ကြောင့် ၎င်းတို့သည် မျက်နှာပြင်ပစ္စည်းများကို ဗုံးကြဲသည်။ wafer ကို အိုင်းယွန်းအလင်းတန်းထဲသို့ ဒေါင်လိုက် သို့မဟုတ် ထောင့်တစ်ခုတွင် ထည့်သွင်းထားပြီး etching လုပ်ငန်းစဉ်သည် လုံးဝ anisotropic ဖြစ်သည်။ အလွှာများကြား မခွဲခြားနိုင်သောကြောင့် ရွေးချယ်နိုင်မှုနည်းပါသည်။ ဓာတ်ငွေ့နှင့် ပွတ်တိုက်ပစ္စည်းများကို လေဟာနယ်ပန့်ဖြင့် ဖယ်ထုတ်သည်။ သို့ရာတွင်၊ တုံ့ပြန်မှုထုတ်ကုန်များသည် ဓာတ်ငွေ့မရှိပါက အမှုန်များသည် wafer သို့မဟုတ် အခန်းနံရံများပေါ်တွင် အပ်နှံနိုင်ပါသည်။

အဆိုပါအမှုန်အမွှားများကိုရှောင်ရှားရန်, အခန်းထဲသို့ဒုတိယဓာတ်ငွေ့ထည့်သွင်းသည်။ ဤဓာတ်ငွေ့သည် အာဂွန်အိုင်းယွန်းများနှင့် ဓာတ်ပြုပြီး ရူပဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ခြစ်ထုတ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို လှုံ့ဆော်ပေးသည်။ ဓာတ်ငွေ့အချို့သည် မျက်နှာပြင်နှင့် ဓာတ်ပြုသော်လည်း အချို့က ပွတ်နေသောအမှုန်များနှင့် ဓာတ်ပြုပြီး ဓာတ်ငွေ့ထွက်ပစ္စည်းအဖြစ် ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ ဤနည်းလမ်းကို အသုံးပြု၍ ပစ္စည်းအားလုံးနီးပါးကို ထွင်းထုနိုင်သည်။ ဒေါင်လိုက်ဓါတ်ရောင်ခြည်ကြောင့်၊ ဒေါင်လိုက်နံရံများတွင် ၀တ်ဆင်မှုသည် အလွန်နည်းပါးသည် (high anisotropy)။ သို့သော် ရွေးချယ်နိုင်မှုနည်းပြီး ခြစ်ထုတ်နှုန်းနည်းခြင်းကြောင့်၊ ဤလုပ်ငန်းစဉ်ကို ခေတ်မီတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းထုတ်လုပ်ရေးတွင် အသုံးပြုခဲပါသည်။

2. Plasma Etching

Plasma etching သည် လုံးဝ chemical etching process (chemical dry etch) ဖြစ်သည်။ ၎င်း၏အားသာချက်မှာ အရှိန်မြှင့်အိုင်းယွန်းများကြောင့် wafer မျက်နှာပြင်ကို မပျက်စီးစေရပါ။ etching gas ၏ ရွေ့လျားနိုင်သော အမှုန်အမွှားများကြောင့်၊ etching profile သည် isotropic ဖြစ်ပြီး၊ ဤနည်းလမ်းသည် ဖလင်အလွှာတစ်ခုလုံးကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် သင့်လျော်သည် (ဥပမာ၊ အပူဓာတ်တိုးပြီးနောက် နောက်ဘက်ခြမ်းကို သန့်ရှင်းရေးလုပ်ခြင်း)။

Plasma etching အတွက်သုံးသော reactor အမျိုးအစားတစ်ခုမှာ downstream reactor ဖြစ်သည်။ ပလာစမာအား သက်ရောက်မှု အိုင်ယွန်ပြုခြင်းမှတစ်ဆင့် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်း 2.45 GHz တွင် လောင်ကျွမ်းနေပြီး သက်ရောက်မှု အိုင်ယွန်ရှင်းထုတ်သည့်နေရာသည် wafer နှင့် ကွဲကွာသည်။

ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်ရာဒေသတွင် သက်ရောက်မှုကြောင့် ဖရီးရယ်ဒီကယ်များအပါအဝင် အမျိုးမျိုးသော အမှုန်အမွှားများ ရှိနေပါသည်။ ဖရီးရယ်ဒီကယ်များသည် မပြည့်ဝသော အီလက်ထရွန်များပါရှိသော ကြားနေအက်တမ်များ သို့မဟုတ် မော်လီကျူးများဖြစ်သောကြောင့် အလွန်တုံ့ပြန်မှုရှိပါသည်။ ဘက်မလိုက်ဓာတ်ငွေ့အဖြစ်၊ tetrafluoromethane (CF4) ကို ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်သည့်နေရာသို့ မိတ်ဆက်ပြီး CF2 နှင့် ဖလိုရင်းမော်လီကျူး (F2) အဖြစ် ခွဲခြားထားသည်။ အလားတူပင်၊ ဖလိုရင်းကို အောက်ဆီဂျင် (O2) ပေါင်းထည့်ခြင်းဖြင့် CF4 မှ ခွဲထုတ်နိုင်သည်။

2 CF4 + O2 ---> 2 COF2 + 2 F2

ဖလိုရင်း မော်လီကျူးကို ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်ရာဒေသရှိ စွမ်းအင်ဖြင့် သီးခြား ဖလိုရင်းအက်တမ် နှစ်ခုအဖြစ် ကွဲသွားနိုင်သည်။ ကြားနေဖရီးရယ်ဒီကယ်များအပြင်၊ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းအားသွင်းထားသော အမှုန်များ (CF+4၊ CF+3၊ CF+2၊ ...) များရှိသည်။ အမှုန်အမွှားများ၊ ဖရီးရယ်ဒီကယ်များ စသည်တို့အားလုံးသည် ကြွေပြွန်မှတဆင့် etching chamber သို့ ဝင်ရောက်ပါ။ အားသွင်းထားသော အမှုန်များကို ထုတ်ယူသည့်ဆန်ခါဖြင့် ပိတ်ဆို့နိုင်သည် သို့မဟုတ် ၎င်းတို့၏ ကြားနေမော်လီကျူးများ ဖွဲ့စည်းစဉ်အတွင်း ပြန်လည်ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။ ဖလိုရင်းအစွန်းရောက်များသည်လည်း တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းပြန်လည်ပေါင်းစပ်သော်လည်း ခြစ်ထုတ်သည့်အခန်းသို့ရောက်ရှိရန် လုံလောက်သော၊ wafer မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ဓာတ်ပြုကာ ဓာတုပွန်းပဲ့ခြင်းကို ဖြစ်စေသည်။ အခြားသော ကြားနေအမှုန်များသည် etching လုပ်ငန်းစဉ်၏ မပါဝင်ဘဲ တုံ့ပြန်မှု ထုတ်ကုန်များနှင့်အတူ ကုန်ဆုံးသွားပါသည်။

plasma etching တွင် ထွင်းထုနိုင်သည့် ပါးလွှာသော ရုပ်ရှင်များ၏ နမူနာများ- • Silicon: Si + 4F ---> SiF4 • Silicon dioxide: SiO2 + 4F ---> SiF4 + O2 • Silicon nitride: Si3N4 + 12F ---> 3SiF4 + 2N2 3. ဓာတ်ပြုသော အိုင်းယွန်း etching (RIE) နှင့် ထပ်တလဲလဲ ထုတ်ယူနိုင်မှု ဝိသေသလက္ခဏာများ ဓာတ်ပြုမှု အိုင်ယွန် etching တွင် အားလုံးကို တိကျစွာ ထိန်းချုပ်ထားသည်။ Isotropic etching profiles နှင့် anisotropic တို့သည် ဖြစ်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် RIE သည် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ သတ္တုစပ်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်ပြီး ပါးလွှာသော ရုပ်ရှင်များစွာကို တည်ဆောက်ရန်အတွက် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ ထုတ်လုပ်ရေးတွင် အရေးကြီးဆုံးလုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။ လုပ်ငန်းစဉ်အခန်းထဲတွင်၊ wafer ကို ကြိမ်နှုန်းမြင့်လျှပ်ကူးပစ္စည်း (HF electrode) ပေါ်တွင် ထားရှိထားသည်။ ပလာစမာသည် လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များနှင့် အပြုသဘောဆောင်သော အားသွင်းအိုင်းယွန်းများ ထွက်ပေါ်လာသည့် သက်ရောက်မှု အိုင်ယွန်ဇေးရှင်းဖြင့် ထုတ်လုပ်သည်။ HF လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် အပြုသဘောဆောင်သောဗို့အားတွင်ရှိနေပါက၊ အလကားအီလက်ထရွန်များ ၎င်းပေါ်တွင်စုပုံနေပြီး ၎င်းတို့၏အီလက်ထရွန်ဆက်စပ်မှုကြောင့် ထပ်မံမထွက်ခွာနိုင်တော့ပါ။ ထို့ကြောင့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းအား -1000 V (ဘက်လိုက်ဗို့အား) ဖြင့် အားသွင်းသည်။ လျင်မြန်သော လှည့်ကွက်ကို လိုက်မလိုက်နိုင်သော နှေးကွေးသော အိုင်းယွန်းများသည် အနုတ်ဓာတ်အား လျှပ်ကူးပစ္စည်းဆီသို့ ရွေ့လျားသည်။

အိုင်းယွန်းများ၏ ပျမ်းမျှလွတ်လပ်သောလမ်းကြောင်းသည် မြင့်မားပါက၊ အမှုန်များသည် wafer မျက်နှာပြင်ကို ထောင့်မှန်နီးပါးတွင် ဗုံးကြဲသည်။ ထို့ကြောင့် ပစ္စည်းကို အရှိန်မြှင့်အိုင်းယွန်း (ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ etching) ဖြင့် မျက်နှာပြင်မှ ထုတ်လွှတ်ပြီး အချို့အမှုန်များသည် မျက်နှာပြင်နှင့် ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် တုံ့ပြန်ကြသည်။ ဘေးတိုက်နံရံများသည် ထိခိုက်မှုမရှိသောကြောင့် ဝတ်ဆင်ခြင်းမရှိသည့်အပြင် etch profile သည် anisotropic ကျန်ရှိနေပါသည်။ ရွေးချယ်မှုမှာ အလွန်သေးငယ်သော်လည်း ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ထွင်းထုခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကြောင့် ကြီးမားသည်မဟုတ်ပါ။ ထို့အပြင်၊ wafer မျက်နှာပြင်သည် အရှိန်မြှင့်အိုင်းယွန်းများကြောင့် ပျက်စီးနေပြီး အပူအအေးခံခြင်းဖြင့် ကုသရမည်ဖြစ်သည်။ သတ္တုစပ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်၏ ဓာတုအစိတ်အပိုင်းသည် မျက်နှာပြင်နှင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကြိတ်ခံရသော ပစ္စည်းတို့နှင့်အတူ ဖရီးရယ်ဒီကယ်များ၏ တုံ့ပြန်မှုဖြင့် ပြီးမြောက်သောကြောင့် ၎င်းသည် wafer သို့မဟုတ် အခန်းနံရံများပေါ်တွင် အိုင်းယွန်းအလင်းထွင်းခြင်းကဲ့သို့ ပြန်လည်မတည်ပါ။ etching chamber အတွင်းရှိ ဖိအားကို တိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့်၊ အမှုန်များ၏ ပျမ်းမျှ လွတ်လပ်သောလမ်းကြောင်း လျော့နည်းသွားသည်။ ထို့ကြောင့်၊ တိုက်မိမှုများ ပိုများလာပြီး အမှုန်များသည် မတူညီသော ဦးတည်ရာသို့ သွားလာနေကြသည်။ ၎င်းသည် ဦးတည်ချက်ရှိသော ခြစ်ခြင်းကို လျော့နည်းစေပြီး etching လုပ်ငန်းစဉ်သည် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကို ပိုမိုရရှိစေသည်။ ရွေးချယ်မှု တိုးမြှင့်ခြင်းသည် ပိုမို isotropic etch ပရိုဖိုင်ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ Anisotropic etch ပရိုဖိုင်များကို ဆီလီကွန် etching လုပ်နေစဉ် ဘေးနံရံများကို passivation ဖြင့် ရရှိသည်။ ထွင်းထုထားသော အခန်းအတွင်းရှိ အောက်ဆီဂျင်သည် ကြိတ်ထားသော ဆီလီကွန်နှင့် ဓာတ်ပြုပြီး ဒေါင်လိုက် ဘေးနံရံများပေါ်တွင် စုဆောင်းထားသည့် ဆီလီကွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ဖွဲ့စည်းသည်။ အလျားလိုက်ဒေသများရှိ အောက်ဆိုဒ်ဖလင်ကို အိုင်းယွန်းဗုံးကြဲခြင်းကြောင့် ဖယ်ရှားပြီး ဘေးတိုက် etching လုပ်ငန်းစဉ်ကို ဆက်လက်လုပ်ဆောင်နိုင်စေပါသည်။

etch rate သည် ဖိအား၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့် မီးစက်ပါဝါ၊ လုပ်ငန်းစဉ်ဓာတ်ငွေ့၊ အမှန်တကယ် ဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းနှုန်းနှင့် wafer အပူချိန်တို့အပေါ် မူတည်သည်။ Anisotropy သည် ကြိမ်နှုန်းမြင့်သော ပါဝါတိုးလာခြင်း၊ ဖိအားများ လျော့ကျခြင်းနှင့် အပူချိန် ကျဆင်းခြင်းတို့နှင့်အတူ တိုးလာသည်။ etching လုပ်ငန်းစဉ်၏တူညီမှုသည်ဓာတ်ငွေ့၊ လျှပ်ကူးပစ္စည်းနှစ်ခုကြားအကွာအဝေးနှင့်လျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းပေါ်တွင်မူတည်သည်။ အကွာအဝေးအလွန်သေးငယ်ပါက၊ ပလာစမာသည် ညီတူညီမျှမပြန့်ပွားနိုင်တော့ဘဲ တစ်သမတ်တည်းဖြစ်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ လျှပ်ကူးပစ္စည်းအကွာအဝေးကို တိုးမြှင့်ခြင်းသည် ပလာစမာကို တိုးချဲ့ထုထည်တစ်ခုသို့ ဖြန့်ဝေပေးသောကြောင့် etch rate ကို လျော့နည်းစေသည်။ လျှပ်ကူးပစ္စည်းအတွက်၊ ကာဗွန်သည် ဦးစားပေးပစ္စည်းဖြစ်ကြောင်း သက်သေပြခဲ့သည်။ ဖလိုရင်းနှင့် ကလိုရင်းတို့သည် ကာဗွန်ကိုလည်း တိုက်ခိုက်သောကြောင့်၊ လျှပ်ကူးပစ္စည်းများသည် တူညီသော တင်းမာသောပလာစမာကို ထုတ်ပေးသောကြောင့် wafer အစွန်းများကို wafer စင်တာကဲ့သို့ပင် သက်ရောက်မှုရှိသည်။

ရွေးချယ်နိုင်မှုနှင့် ထုထည်နှုန်းသည် လုပ်ငန်းစဉ်ဓာတ်ငွေ့အပေါ် များစွာမူတည်သည်။ ဆီလီကွန်နှင့် ဆီလီကွန်ဒြပ်ပေါင်းများအတွက် ဖလိုရင်းနှင့် ကလိုရင်းကို အဓိကအသုံးပြုသည်။

သတ္တုစပ်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်များသည် ဓာတ်ငွေ့တစ်ခုတည်း၊ ဓာတ်ငွေ့အရောအနှော သို့မဟုတ် ပုံသေ လုပ်ငန်းစဉ် ကန့်သတ်ချက်များ အတွက် အကန့်အသတ်မရှိပေ။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ပိုလီဆီလီကွန်ပေါ်ရှိ ဇာတိအောက်ဆိုဒ်များကို မြင့်မားသော ထွင်းထုနှုန်းနှင့် ရွေးချယ်နိုင်မှုနည်းသောနည်းဖြင့် ပထမဦးစွာ ဖယ်ရှားနိုင်ပြီး၊ ထို့နောက် အောက်ခံအလွှာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် ပိုလီဆီလီကွန်ကို ခြစ်ထုတ်ခြင်းဖြင့် ပိုလီဆီလီကွန်ကို ရွေးချယ်နိုင်မှု ပိုမြင့်မားသည်။

Semicorex သည်အမျိုးမျိုးသောကမ်းလှမ်းမှုများSiC အစိတ်အပိုင်းများetching လုပ်ငန်းစဉ်တွင်။ သင့်တွင် စုံစမ်းမေးမြန်းမှုများ သို့မဟုတ် နောက်ထပ်အသေးစိတ်အချက်အလက်များ လိုအပ်ပါက၊ ကျွန်ုပ်တို့ထံ ဆက်သွယ်ရန် တုံ့ဆိုင်းမနေပါနှင့်။

ဖုန်း # +86-13567891907 သို့ ဆက်သွယ်နိုင်ပါသည်။

အီးမေးလ်- sales@semicorex.com