การแกะสลักและสัณฐานวิทยาการแกะสลัก

ในกระบวนการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์ เราก็เหมือนกับการสร้างตึกระฟ้าบนเมล็ดข้าว เครื่องพิมพ์หินเปรียบเสมือนนักวางผังเมือง โดยใช้ "แสง" วาดพิมพ์เขียวสำหรับอาคารบนแผ่นเวเฟอร์ ในขณะที่การแกะสลักก็เหมือนกับช่างแกะสลักที่มีเครื่องมือที่มีความแม่นยำ มีหน้าที่ในการแกะสลักช่อง รู และเส้นตามแบบพิมพ์เขียวอย่างแม่นยำ หากคุณสังเกตหน้าตัดของ "ช่อง" เหล่านี้อย่างระมัดระวัง คุณจะพบว่ารูปร่างของช่องเหล่านั้นไม่สม่ำเสมอกัน บางส่วนเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู (กว้างกว่าที่ด้านบนและแคบกว่าที่ด้านล่าง) ในขณะที่บางส่วนเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่สมบูรณ์แบบ (แก้มแนวตั้ง) รูปร่างเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นตามอำเภอใจ เบื้องหลังนั้นคือหลักการทางกายภาพและเคมีที่ซับซ้อน ซึ่งกำหนดประสิทธิภาพของชิปโดยตรง

I. หลักการพื้นฐานของการแกะสลัก: การผสมผสานระหว่างผลกระทบทางกายภาพและเคมี

พูดง่ายๆ ก็คือ การแกะสลักคือการคัดแยกวัสดุที่ไม่ได้รับการคุ้มครองโดยโฟโตรีซิสต์ ส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นสองประเภท:

1. การกัดแบบเปียก: ใช้ตัวทำละลายเคมี (เช่น กรดและด่าง) ในการแกะสลัก โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นปฏิกิริยาเคมีล้วนๆ และทิศทางการกัดเซาะเป็นแบบไอโซโทรปิก กล่าวคือ มันดำเนินไปในอัตราเดียวกันในทุกทิศทาง (ด้านหน้า ด้านหลัง ซ้าย ขวา ขึ้น ลง)

2. Dry Etching (Plasma Etching) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีกระแสหลักในปัจจุบัน ในห้องสุญญากาศ จะมีการนำก๊าซในกระบวนการ (เช่น ก๊าซที่มีฟลูออรีนหรือคลอรีน) เข้ามา และพลาสมาจะถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งจ่ายไฟความถี่วิทยุ พลาสมาประกอบด้วยไอออนพลังงานสูงและอนุมูลอิสระที่ทำงานร่วมกันบนพื้นผิวที่ถูกแกะสลัก

การกัดแบบแห้งสามารถสร้างรูปทรงต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากสามารถผสมผสาน "การโจมตีทางกายภาพ" และ "การโจมตีทางเคมี" เข้าด้วยกันได้อย่างยืดหยุ่น:

องค์ประกอบทางเคมี: รับผิดชอบต่ออนุมูลอิสระที่ใช้งานอยู่ พวกมันทำปฏิกิริยาทางเคมีกับวัสดุพื้นผิวเวเฟอร์ ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่ระเหยได้ซึ่งจากนั้นจะถูกกำจัดออกไป การโจมตีนี้เป็นแบบไอโซโทรปิก ทำให้สามารถ "บีบผ่าน" และกัดด้านข้าง ทำให้เกิดรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูได้ง่าย

องค์ประกอบทางกายภาพ: ไอออนพลังงานสูงที่มีประจุบวก ซึ่งถูกเร่งโดยสนามไฟฟ้า โจมตีพื้นผิวแผ่นเวเฟอร์ในแนวตั้งฉาก เช่นเดียวกับการพ่นทรายบนพื้นผิว "การทิ้งระเบิดด้วยไอออน" นี้เป็นแบบแอนไอโซโทรปิก โดยส่วนใหญ่จะอยู่ในแนวตั้งลงด้านล่าง และสามารถ "เป็นเส้นตรง" ตัดผนังด้านข้างออกได้

ครั้งที่สอง การถอดรหัสสองโปรไฟล์คลาสสิก: กำเนิดของสี่เหลี่ยมคางหมูและโปรไฟล์สี่เหลี่ยม

1. สี่เหลี่ยมคางหมู (โปรไฟล์เรียว) – การโจมตีทางเคมีเป็นหลัก

หลักการก่อตัว: เมื่อการกัดด้วยสารเคมีครอบงำกระบวนการ ในขณะที่การทิ้งระเบิดทางกายภาพมีกำลังน้อยลง สิ่งต่อไปนี้จะเกิดขึ้น: การกัดไม่เพียงแต่ดำเนินต่อไปด้านล่างเท่านั้น แต่ยังกัดกร่อนบริเวณใต้หน้ากากไวแสงและผนังด้านข้างที่เปิดออกอีกด้วย ซึ่งจะทำให้วัสดุที่อยู่ใต้หน้ากากป้องกันค่อยๆ "กลวงออก" ทำให้เกิดผนังลาดเอียงที่ด้านบนกว้างขึ้นและด้านล่างแคบลง เช่น สี่เหลี่ยมคางหมู

การครอบคลุมขั้นตอนที่ดี: ในกระบวนการสะสมฟิล์มบางในเวลาต่อมา โครงสร้างที่ลาดเอียงของสี่เหลี่ยมคางหมูช่วยให้วัสดุ (เช่น โลหะ) ได้รับการเคลือบอย่างเท่าเทียมกันได้ง่ายขึ้น หลีกเลี่ยงการแตกหักที่มุมที่สูงชัน

ความเครียดที่ลดลง: โครงสร้างที่ลาดเอียงจะกระจายความเครียดได้ดีขึ้น ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์

ความทนทานต่อกระบวนการสูง: ใช้งานได้ค่อนข้างง่าย

2. สี่เหลี่ยม (โปรไฟล์แนวตั้ง) – การโจมตีทางกายภาพเป็นหลัก

หลักการก่อตัว: เมื่อการทิ้งไอออนทางกายภาพเข้าครอบงำกระบวนการ และองค์ประกอบทางเคมีได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวัง จะเกิดโปรไฟล์สี่เหลี่ยมขึ้นมา ไอออนพลังงานสูง เช่น กระสุนขนาดเล็กจำนวนนับไม่ถ้วน โจมตีพื้นผิวแผ่นเวเฟอร์เกือบเป็นแนวตั้ง ทำให้มีอัตราการกัดเซาะแนวตั้งที่สูงมาก ในขณะเดียวกัน การทิ้งระเบิดด้วยไอออนจะสร้าง "ชั้นฟิล์ม" (เช่น เกิดจากการกัดกรด) บนผนังด้านข้าง ฟิล์มป้องกันนี้ต้านทานการกัดกร่อนด้านข้างจากอนุมูลอิสระจากสารเคมีได้อย่างมีประสิทธิภาพ ท้ายที่สุดแล้ว การแกะสลักสามารถทำได้เฉพาะในแนวตั้งลงด้านล่าง โดยแกะสลักโครงสร้างสี่เหลี่ยมที่มีผนังด้านข้างเกือบ 90 องศา

ในกระบวนการผลิตขั้นสูง ความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์สูงมาก และพื้นที่ก็มีค่ามาก

ความเที่ยงตรงสูงสุด: รักษาความสอดคล้องสูงสุดกับพิมพ์เขียวการพิมพ์หินด้วยแสง เพื่อให้มั่นใจว่าขนาดวิกฤต (CD) ของอุปกรณ์มีความแม่นยำ

ประหยัดพื้นที่: โครงสร้างแนวตั้งช่วยให้สามารถผลิตอุปกรณ์โดยใช้พื้นที่ที่น้อยที่สุด ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการย่อขนาดชิป

Semicorex ให้ความแม่นยำส่วนประกอบ CVD SiCในการแกะสลัก หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา

โทรศัพท์ติดต่อ # +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com