عملية ومعدات أشباه الموصلات: عملية الحفر والمعدات

بعد طباعة مخطط الدائرة على الرقاقة، يتم استخدام عملية الحفر لإزالة طبقة الأكسيد الزائدة، مما يترك مخطط دائرة أشباه الموصلات. الحفر، وعادةً ما يتم استخدام المحاليل الكيميائية والغازات (أو/و) البلازما لإزالة المواد الزائدة المحددة.ر تتمثل ميزة النقش في أن تكلفة صنع العينات منخفضة، ويمكن حفر جميع المواد المعدنية الصناعية شائعة الاستخدام تقريبًا. لا يوجد حد لصلابة المعدن. سريع وبسيط وفعال في التصميم.

هناك طريقتان رئيسيتان للنقش، اعتمادًا على المادة المستخدمة: استخدام محلول كيميائي محدد لبدء تفاعل كيميائي لإزالة النقش الرطب لفيلم الأكسيد والنقش الجاف الذي يستخدم الغاز (أو/و) البلازما، تقنية النقش الجاف هي تنقسم إلى النقش الأيوني التفاعلي (RIE)، النقش بالرش والنقش بمرحلة الغاز. فيما يلي نصف عملية ومعدات كل طريقة نقش بالتفصيل:

أنا، عملية النقش الرطب

استخدام المحاليل الكيميائية لإزالة النقش الرطب لفيلم الأكسيد، والذي يتميز بمزايا التكلفة المنخفضة وسرعة النقش السريعة والإنتاجية العالية. ومع ذلك، فإن النقش الرطب يكون متناحيًا من حيث أن سرعته هي نفسها في جميع الاتجاهات. يؤدي هذا إلى عدم محاذاة القناع (أو الفيلم الحساس) تمامًا مع فيلم الأكسيد المحفور، لذلك يصعب التعامل مع مخططات الدوائر الدقيقة جدًا.

ميزة النقش الرطب هي أنها منخفضة التكلفة ويمكن إنتاجها بكميات كبيرة. ويمكن حفر العديد من قطع الرقاقة في نفس الوقت. لذلك لا يزال النقش الرطب يلعب دورًا مهمًا في تنظيف أجهزة MES الكبيرة والطبقات غير الحرجة. على وجه الخصوص، فهو أكثر فعالية واقتصادية من الحفر الجاف (ه).خاصة في حفر بقايا إزالة الأكسيد وتجريد الجلد.

· الأشياء الرئيسية للحفر الرطب هي أكسيد السيليكون، ونيتريد السيليكون، والسيليكون أحادي البلورات والسيليكون متعدد البلورات. عادةً ما يستخدم حمض الهيدروفلوريك (HF) باعتباره الناقل الكيميائي الرئيسي للحفر الرطب لأكسيد السيليكون. ومن أجل تحسين الانتقائية، يتم استخدام حمض الهيدروفلوريك المخفف المخزن بفلوريد الأمونيوم في هذه العملية. من أجل الحفاظ على درجة الحموضة مستقرة، يمكن إضافة كمية صغيرة من الأحماض القوية أو عناصر أخرى. يتآكل أكسيد السيليكون المخدر بسهولة أكبر من أكسيد السيليكون النقي. يتم استخدام التجريد الكيميائي الرطب بشكل أساسي لإزالة مقاوم الضوء والقناع الصلب (نيتريد السيليكون). الفوسفاتيز القلوي المستقر للحرارة (H3PO4) هو السائل الكيميائي الرئيسي المستخدم في التجريد الكيميائي الرطب لإزالة نيتريد السيليكون، وله نسبة اختيار أفضل لأكسيد السيليكون.

الثاني،معدات النقش الرطب

يمكن تقسيم معدات المعالجة الرطبة إلى ثلاث فئات:

1، معدات تنظيف الرقائق، تشمل كائنات التنظيف المستهدفة الجسيمات والمواد العضوية وطبقة الأكسيد الطبيعي والشوائب المعدنية من الملوثات؛

2، معدات تنظيف الرقاقة، والغرض الرئيسي منها هو إزالة جزيئات سطح الرقاقة؛

3، معدات حفر الرقاقة، والتي تستخدم بشكل رئيسي لإزالة الأغشية الرقيقة. وفقًا للاستخدامات المختلفة للعملية، يمكن تقسيم معدات حفر الرقاقة المفردة إلى نوعين:

أ) معدات الحفر الخفيفة، تستخدم بشكل رئيسي لإزالة تلف الطبقة السطحية الناتج عن زرع الأيونات عالية الطاقة؛

ب) جهاز إزالة الطبقة المضحية، والذي يستخدم بشكل رئيسي لإزالة الطبقة الحاجزة بعد ترقق الرقاقة أو التلميع الميكانيكي الكيميائي.

من الهيكل العام للآلة، فإن البنية الأساسية لجميع أنواع معدات المعالجة الرطبة للرقاقة متشابهة، وتتكون عمومًا من الإطار الرئيسي ونظام نقل الرقاقة ووحدة التجويف ووحدة نقل إمداد السوائل الكيميائية ونظام البرمجيات ووحدة التحكم الكهربائية 6 أجزاء .

ثالثا،النقش الجاف

النقش الجاف نظرًا لاتجاهه الجيد ونسبة الغاز وإمدادات طاقة التردد اللاسلكي، يمكنه أيضًا تحقيق تحكم أكثر دقة، في عملية الرقاقة السائدة، أكثر من 90٪ من نقش الرقاقة هي طريقة جافة.

يمكن تقسيم النقش الجاف إلى ثلاثة أنواع مختلفة: النقش الكيميائي، والنقش الفيزيائي، والنقش الأيوني.

1، النقش الكيميائي: النقش الكيميائي هو عملية تستخدم التفاعلات الكيميائية لإزالة سطح المادة. ويستخدم غازات الحفر (أساسا فلوريد الهيدروجين). مثل النقش الرطب، تعد هذه الطريقة أيضًا متناحية الخواص، مما يعني أنها غير مناسبة أيضًا للحفر الدقيق.

2، صالاخرق الفيزيائي هالحكة

النقش الفيزيائي هو استخدام تفريغ التوهج لتأين غاز، مثل غاز Ar، إلى أيونات موجبة الشحنة، ثم انحياز لتسريع الأيونات، ورشها على سطح الجسم المحفور، ويتم ضرب الذرة المحفورة، وتتناثر، العملية هي نقل الطاقة المادية بالكامل.

يتمتع الرش الفيزيائي باتجاهية جيدة جدًا ويمكنه الحصول على شكل نقش رأسي تقريبًا. ومع ذلك، نظرًا لتناثر الأيونات بشكل كامل وموحد على الرقاقة، يتم حفر مقاوم الضوء والمواد المحفورة في نفس الوقت، مما يؤدي إلى ضعف نسبة اختيار النقش. في الوقت نفسه، فإن معظم المواد التي يتم التخلص منها هي مواد غير متطايرة، والتي يسهل ترسبها على السطح والجدران الجانبية للفيلم المحفور. لذلك، في عملية تصنيع VLSI، نادرًا ما يتم استخدام طرق الحفر الجاف المادي بالكامل.

3،راي:النقش الأيوني التفاعلي

يجمع RIE بين الطريقتين الأوليين، أي استخدام البلازما للتأين الفيزيائي، مع استخدام الجذور الحرة المتولدة بعد تنشيط البلازما للحفر الكيميائي. بالإضافة إلى النقش بشكل أسرع من الطريقتين السابقتين، يمكن لـ RIE استخدام خصائص التباين الأيوني لتحقيق نقش نمط عالي الدقة.

4، معدات الحفر الجاف

وفقًا للمادة المراد حفرها، ينقسم النقش بشكل أساسي إلى حفر السيليكون، والحفر المتوسط، والنقش المعدني.

توجد فجوة كبيرة بين آلات النقش المستخدمة لمواد النقش المختلفة. تتضمن طرق توليد البلازما للحفر الجاف CCP (اقتران سعوي) وICP (اقتران حثي). نظرًا للخصائص التقنية المختلفة للطرق المختلفة، فهي تتميز أيضًا في مجالات التطبيق النهائية. تتمتع تقنية CCP بطاقة عالية ولكن قابلية تعديل ضعيفة، وهي مناسبة لحفر المواد العازلة الصلبة (بما في ذلك المعادن)؛ ICP طاقة منخفضة ولكن إمكانية تحكم قوية، ومناسبة لحفر السيليكون أحادي البلورية أو البولي سيليكون ذي الصلابة المنخفضة أو المواد الرقيقة.

هناك عدد قليل نسبيًا من المشاركين في معدات آلات الحفر العالمية، والصناعة ككل في نمط احتكار القلة. ومن بين اللاعبين الرئيسيين شركة Lam Research (شركة Pan-Forest لأشباه الموصلات)، وشركة AMAT (المواد التطبيقية) في الولايات المتحدة، وشركة TEL (شركة طوكيو للإلكترونيات) في اليابان. وتمثل هذه الشركات الثلاث 94% من حصة السوق العالمية لحفر أشباه الموصلات، في حين تمثل الشركات الأخرى مجتمعة 6% فقط. من بينها، تمثل شركة Lam Research ما يصل إلى 55%، وهي الشركة الرائدة المطلقة في هذه الصناعة. وشكلت شركة طوكيو للإلكترونيات والمواد التطبيقية 20% و19% على التوالي.

من منظور سوق آلات الحفر المحلية، لا تزال شركة Lam Research تحتل مكانة رائدة مستقرة. ويمكننا أيضًا أن نرى أن بعض آلات الحفر المحلية تنمو وترتفع. تركز Fountyl Technologies PTE Ltd، على صناعة تصنيع أشباه الموصلات، وتشمل المنتجات الرئيسية: ظرف الدبوس، ظرف السيراميك المسامي، المستجيب النهائي الخزفي، العارضة المربعة الخزفية، المغزل الخزفي، مرحبًا بكم في الاتصال والتفاوض!