सेमीकंडक्टर प्रक्रिया और उपकरण: नक़्क़ाशी प्रक्रिया और उपकरण

सर्किट आरेख को वेफर पर लिथोग्राफ करने के बाद, सेमीकंडक्टर सर्किट आरेख को छोड़कर, अतिरिक्त ऑक्साइड फिल्म को हटाने के लिए एक नक़्क़ाशी प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। नक़्क़ाशी, आमतौर पर चयनित अतिरिक्त सामग्री को हटाने के लिए रासायनिक समाधान, गैसों (या/और) प्लाज्मा का उपयोग करना।टी नक़्क़ाशी का लाभ यह है कि नमूना बनाने की लागत कम है, और लगभग सभी सामान्य रूप से उपयोग की जाने वाली औद्योगिक धातु सामग्री को नक़्क़ाशीदार बनाया जा सकता है। धातु की कठोरता की कोई सीमा नहीं है। डिज़ाइन में तेज़, सरल और कुशल।

प्रयुक्त पदार्थ के आधार पर, नक़्क़ाशी की दो मुख्य विधियाँ हैं: ऑक्साइड फिल्म की गीली नक़्क़ाशी को हटाने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया को आगे बढ़ाने के लिए एक विशिष्ट रासायनिक समाधान का उपयोग करना और सूखी नक़्क़ाशी जो गैस (या/और) प्लाज्मा का उपयोग करती है, सूखी नक़्क़ाशी तकनीक है प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी (आरआईई), स्पटरिंग नक़्क़ाशी और गैस चरण नक़्क़ाशी में विभाजित। नीचे हम प्रत्येक नक़्क़ाशी विधि की प्रक्रिया और उपकरण का विस्तार से वर्णन करते हैं:

मैं, गीली नक़्क़ाशी प्रक्रिया

ऑक्साइड फिल्म की गीली नक़्क़ाशी को हटाने के लिए रासायनिक समाधानों का उपयोग करना, जिसमें कम लागत, तेज़ नक़्क़ाशी गति और उच्च उत्पादकता के फायदे हैं। हालाँकि, गीली नक़्क़ाशी आइसोट्रोपिक है क्योंकि इसका वेग सभी दिशाओं में समान है। इसके परिणामस्वरूप मास्क (या संवेदनशील फिल्म) नक़्क़ाशीदार ऑक्साइड फिल्म के साथ पूरी तरह से संरेखित नहीं हो पाती है, इसलिए बहुत अच्छे सर्किट आरेखों को संभालना मुश्किल होता है।

गीली नक़्क़ाशी का लाभ यह है कि इसकी लागत कम है और इसका बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है। और एक ही समय में वेफर के कई टुकड़े खोद सकते हैं। इसलिए गीली नक़्क़ाशी अभी भी बड़े एमईएस उपकरणों और गैर-महत्वपूर्ण परतों की सफाई में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। विशेष रूप से, यह सूखी नक़्क़ाशी की तुलना में अधिक प्रभावी और किफायती हैविशेष रूप से ऑक्साइड हटाने के अवशेषों की नक़्क़ाशी और त्वचा को अलग करने में।

गीली नक़्क़ाशी की मुख्य वस्तुएँ सिलिकॉन ऑक्साइड, सिलिकॉन नाइट्राइड, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन हैं। हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड (एचएफ) का उपयोग आमतौर पर सिलिकॉन ऑक्साइड की गीली नक़्क़ाशी के लिए मुख्य रासायनिक वाहक के रूप में किया जाता है। चयनात्मकता में सुधार करने के लिए, प्रक्रिया में अमोनियम फ्लोराइड द्वारा बफर किए गए तनु हाइड्रोफ्लोरिक एसिड का उपयोग किया जाता है। पीएच को स्थिर रखने के लिए थोड़ी मात्रा में मजबूत एसिड या अन्य तत्व मिलाए जा सकते हैं। शुद्ध सिलिकॉन ऑक्साइड की तुलना में डोप्ड सिलिकॉन ऑक्साइड अधिक आसानी से संक्षारित होता है। गीली रासायनिक स्ट्रिपिंग का उपयोग मुख्य रूप से फोटोरेसिस्ट और हार्ड मास्क (सिलिकॉन नाइट्राइड) को हटाने के लिए किया जाता है। ताप स्थिर क्षारीय फॉस्फेट (H3PO4) सिलिकॉन नाइट्राइड को हटाने के लिए गीले रासायनिक स्ट्रिपिंग के लिए उपयोग किया जाने वाला मुख्य रासायनिक तरल है, और इसमें सिलिकॉन ऑक्साइड के लिए बेहतर चयन अनुपात है।

द्वितीय,गीला नक़्क़ाशी उपकरण

गीली प्रक्रिया वाले उपकरणों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

1, वेफर सफाई उपकरण, सफाई लक्ष्य वस्तुओं में कण, कार्बनिक पदार्थ, प्राकृतिक ऑक्साइड परत, प्रदूषकों की धातु अशुद्धियां शामिल हैं;

2, वेफर ब्रशिंग उपकरण, जिसका मुख्य उद्देश्य वेफर सतह के कणों को हटाना है;

3, वेफर नक़्क़ाशी उपकरण, जिसका उपयोग मुख्य रूप से पतली फिल्मों को हटाने के लिए किया जाता है। प्रक्रिया के विभिन्न उपयोगों के अनुसार, एकल वेफर नक़्क़ाशी उपकरण को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

ए) हल्के नक़्क़ाशी उपकरण, मुख्य रूप से उच्च-ऊर्जा आयन आरोपण के कारण सतह फिल्म क्षति को दूर करने के लिए उपयोग किया जाता है;

बी) बलिदान परत हटाने वाला उपकरण, जिसका उपयोग मुख्य रूप से वेफर थिनिंग या रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग के बाद बाधा परत को हटाने के लिए किया जाता है।

मशीन की समग्र संरचना से, सभी प्रकार के वेफर गीले प्रक्रिया उपकरणों की मूल वास्तुकला समान होती है, जो आम तौर पर मुख्य फ्रेम, वेफर ट्रांसमिशन सिस्टम, कैविटी मॉड्यूल, रासायनिक तरल आपूर्ति ट्रांसमिशन मॉड्यूल, सॉफ्टवेयर सिस्टम और इलेक्ट्रिक कंट्रोल मॉड्यूल 6 भागों से बनी होती है। .

तृतीय,सूखी नक़्क़ाशी

सूखी नक़्क़ाशी अपनी अच्छी दिशा, गैस अनुपात और आरएफ बिजली की आपूर्ति के कारण, यह अधिक सटीक नियंत्रण भी प्राप्त कर सकती है, मुख्यधारा की चिप प्रक्रिया में, 90% से अधिक चिप नक़्क़ाशी सूखी विधि है।

सूखी नक़्क़ाशी को तीन अलग-अलग प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: रासायनिक नक़्क़ाशी, भौतिक स्पटरिंग, और आयन नक़्क़ाशी।

1, रासायनिक नक़्क़ाशी: रासायनिक नक़्क़ाशी एक ऐसी प्रक्रिया है जो किसी सामग्री की सतह को हटाने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करती है। इसमें नक़्क़ाशी गैसों (मुख्य रूप से हाइड्रोजन फ्लोराइड) का उपयोग किया जाता है। गीली नक़्क़ाशी की तरह, यह विधि भी आइसोट्रोपिक है, जिसका अर्थ है कि यह बारीक नक़्क़ाशी के लिए भी अनुपयुक्त है।

2, पीहिसिकल स्पटरिंग ईखुजली

भौतिक नक़्क़ाशी एक गैस को आयनित करने के लिए ग्लो डिस्चार्ज का उपयोग है, जैसे कि Ar गैस, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों में, और फिर आयनों को तेज करने के लिए पूर्वाग्रह, नक़्क़ाशीदार वस्तु की सतह पर छींटे, और नक़्क़ाशीदार परमाणु को मारा जाता है, थूक दिया जाता है, प्रक्रिया पूरी तरह से भौतिक ऊर्जा हस्तांतरण है।

भौतिक स्पटरिंग में बहुत अच्छी दिशा होती है और यह लगभग ऊर्ध्वाधर नक़्क़ाशी प्रोफ़ाइल प्राप्त कर सकता है। हालाँकि, क्योंकि आयन पूरी तरह से और समान रूप से चिप पर बिखरे होते हैं, फोटोरेसिस्ट और नक़्क़ाशीदार सामग्री एक ही समय में नक़्क़ाशीदार हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप नक़्क़ाशी चयन अनुपात खराब हो जाता है। साथ ही, बाहर निकाले गए अधिकांश पदार्थ गैर-वाष्पशील पदार्थ होते हैं, जिन्हें नक़्क़ाशीदार फिल्म की सतह और साइड की दीवारों पर जमा करना आसान होता है। इसलिए, वीएलएसआई की निर्माण प्रक्रिया में, पूरी तरह से भौतिक सूखी नक़्क़ाशी विधियों का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।

3,आरआईई：प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी

आरआईई पहले दो तरीकों को जोड़ती है, अर्थात्, आयनीकृत भौतिक नक़्क़ाशी के लिए प्लाज्मा का उपयोग करना, जबकि रासायनिक नक़्क़ाशी के लिए प्लाज्मा सक्रियण के बाद उत्पन्न मुक्त कणों का उपयोग करना। पिछले दो तरीकों की तुलना में तेजी से नक़्क़ाशी करने के अलावा, RIE उच्च परिशुद्धता पैटर्न नक़्क़ाशी प्राप्त करने के लिए आयनिक अनिसोट्रॉपी की विशेषताओं का उपयोग कर सकता है।

4, सूखी नक़्क़ाशी उपकरण

नक़्क़ाशी की जाने वाली सामग्री के अनुसार, नक़्क़ाशी को मुख्य रूप से सिलिकॉन नक़्क़ाशी, मध्यम नक़्क़ाशी और धातु नक़्क़ाशी में विभाजित किया गया है।

विभिन्न नक़्क़ाशी सामग्री के लिए उपयोग की जाने वाली नक़्क़ाशी मशीनों के बीच एक बड़ा अंतर है। ड्राई एचिंग एचर की प्लाज्मा उत्पादन विधियों में सीसीपी (कैपेसिटिव कपलिंग) और आईसीपी (इंडक्टिव कपलिंग) शामिल हैं। विभिन्न तरीकों की अलग-अलग तकनीकी विशेषताओं के कारण, उन्हें डाउनस्ट्रीम एप्लिकेशन क्षेत्रों में भी प्रतिष्ठित किया जाता है। सीसीपी प्रौद्योगिकी में उच्च ऊर्जा है लेकिन खराब समायोजन क्षमता है, जो कठोर ढांकता हुआ सामग्री (धातुओं सहित) को खोदने के लिए उपयुक्त है; आईसीपी कम ऊर्जा लेकिन मजबूत नियंत्रणीयता, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, कम कठोरता या पतली सामग्री के पॉलीसिलिकॉन को खोदने के लिए उपयुक्त है।

वैश्विक नक़्क़ाशी मशीन उपकरण में अपेक्षाकृत कम भागीदार हैं, और समग्र रूप से उद्योग एक अल्पाधिकार पैटर्न में है। प्रमुख खिलाड़ियों में संयुक्त राज्य अमेरिका में लैम रिसर्च (पैन-फ़ॉरेस्ट सेमीकंडक्टर), एएमएटी (एप्लाइड मैटेरियल्स), और जापान में टीईएल (टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक्स) शामिल हैं। सेमीकंडक्टर एचर्स के वैश्विक बाजार में इन तीन कंपनियों की हिस्सेदारी 94% है, जबकि अन्य कंपनियों की कुल हिस्सेदारी केवल 6% है। उनमें से, लैम रिसर्च की हिस्सेदारी 55% तक है, जो उद्योग का पूर्ण नेता है। टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक्स और एप्लाइड मैटेरियल्स की हिस्सेदारी क्रमशः 20% और 19% थी।

घरेलू नक़्क़ाशी मशीन बाज़ार के दृष्टिकोण से, लैम रिसर्च अभी भी एक स्थिर अग्रणी स्थान पर है। और हम यह भी देख सकते हैं कि कुछ घरेलू नक़्क़ाशी मशीनें बढ़ रही हैं और बढ़ रही हैं। फाउंटिल टेक्नोलॉजीज पीटीई लिमिटेड, सेमीकंडक्टर विनिर्माण उद्योग पर ध्यान केंद्रित कर रहा है, मुख्य उत्पादों में शामिल हैं: पिन चक, छिद्रपूर्ण सिरेमिक चक, सिरेमिक अंत प्रभावक, सिरेमिक स्क्वायर बीम, सिरेमिक स्पिंडल, संपर्क और बातचीत के लिए आपका स्वागत है!