Mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, mae yna dechneg o'r enw "ysgythru" wrth brosesu swbstrad neu ffilm denau a ffurfiwyd ar y swbstrad. Mae datblygiad technoleg ysgythru wedi chwarae rhan wrth wireddu'r rhagfynegiad a wnaed gan sylfaenydd Intel, Gordon Moore, ym 1965 y bydd “dwysedd integreiddio transistorau yn dyblu mewn 1.5 i 2 flynedd” (a elwir yn gyffredin yn “Law Moore”).
Nid proses “ychwanegol” fel dyddodiad neu fondio yw ysgythru, ond proses “dynnu”. Yn ogystal, yn ôl y gwahanol ddulliau crafu, mae wedi'i rannu'n ddau gategori, sef "ysgythriad gwlyb" ac "ysgythriad sych". I'w roi yn syml, mae'r cyntaf yn ddull toddi a'r olaf yn ddull cloddio.
Yn yr erthygl hon, byddwn yn esbonio'n fyr nodweddion a gwahaniaethau pob technoleg ysgythru, ysgythru gwlyb ac ysgythru sych, yn ogystal â'r meysydd cais y mae pob un yn addas ar eu cyfer.
Trosolwg o'r broses ysgythru
Dywedir bod technoleg ysgythru wedi tarddu o Ewrop yng nghanol y 15fed ganrif. Bryd hynny, roedd asid yn cael ei dywallt i blât copr wedi'i ysgythru i gyrydu'r copr noeth, gan ffurfio intaglio. Mae technegau trin wyneb sy'n manteisio ar effeithiau cyrydiad yn cael eu hadnabod yn eang fel “ysgythru.”
Pwrpas y broses ysgythru mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion yw torri'r swbstrad neu'r ffilm ar y swbstrad yn ôl y llun. Trwy ailadrodd y camau paratoadol o ffurfio ffilm, ffotolithograffeg, ac ysgythru, mae'r strwythur planar yn cael ei brosesu i strwythur tri dimensiwn.
Y gwahaniaeth rhwng ysgythru gwlyb ac ysgythru sych
Ar ôl y broses ffotolithograffeg, mae'r swbstrad agored yn wlyb neu'n sych wedi'i ysgythru mewn proses ysgythru.
Mae ysgythru gwlyb yn defnyddio hydoddiant i ysgythru a chrafu'r wyneb. Er y gellir prosesu'r dull hwn yn gyflym ac yn rhad, ei anfantais yw bod y cywirdeb prosesu ychydig yn is. Felly, ganwyd ysgythru sych tua 1970. Nid yw ysgythru sych yn defnyddio datrysiad, ond mae'n defnyddio nwy i daro wyneb y swbstrad i'w chrafu, a nodweddir gan gywirdeb prosesu uchel.
“Isotropi” ac “Anisotropi”
Wrth gyflwyno'r gwahaniaeth rhwng ysgythru gwlyb ac ysgythru sych, y geiriau hanfodol yw "isotropic" ac "anisotropic". Mae isotropi yn golygu nad yw priodweddau ffisegol mater a gofod yn newid gyda chyfeiriad, ac mae anisotropi yn golygu bod priodweddau ffisegol mater a gofod yn amrywio yn ôl cyfeiriad.
Mae ysgythru isotropig yn golygu bod ysgythru yn mynd yr un faint o gwmpas pwynt penodol, ac mae ysgythru anisotropig yn golygu bod ysgythru yn mynd ymlaen i wahanol gyfeiriadau o gwmpas pwynt penodol. Er enghraifft, wrth ysgythru yn ystod gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, mae ysgythriad anisotropig yn aml yn cael ei ddewis fel mai dim ond y cyfeiriad targed sy'n cael ei grafu, gan adael cyfarwyddiadau eraill yn gyfan.
Delweddau o “Isotropic Etch” ac “Anisotropic Etch”
Ysgythriad gwlyb gan ddefnyddio cemegau.
Mae ysgythru gwlyb yn defnyddio adwaith cemegol rhwng cemegyn a swbstrad. Gyda'r dull hwn, nid yw ysgythriad anisotropig yn amhosibl, ond mae'n llawer anoddach nag ysgythru isotropig. Mae yna lawer o gyfyngiadau ar y cyfuniad o atebion a deunyddiau, a rhaid rheoli amodau fel tymheredd swbstrad, crynodiad datrysiad, a swm adio yn llym.
Ni waeth pa mor fân y caiff yr amodau eu haddasu, mae'n anodd cyflawni prosesu dirwy o dan 1 μm i ysgythriad gwlyb. Un rheswm am hyn yw'r angen i reoli ysgythru ochr.
Mae tandorri yn ffenomen a elwir hefyd yn dandorri. Hyd yn oed os y gobaith yw y bydd y deunydd yn cael ei ddiddymu yn unig yn y cyfeiriad fertigol (cyfeiriad dyfnder) trwy ysgythru gwlyb, mae'n amhosibl atal yr ateb yn llwyr rhag taro'r ochrau, felly mae'n anochel y bydd diddymiad y deunydd yn y cyfeiriad cyfochrog yn mynd rhagddo. . Oherwydd y ffenomen hon, mae ysgythru gwlyb ar hap yn cynhyrchu adrannau sy'n gulach na'r lled targed. Yn y modd hwn, wrth brosesu cynhyrchion sydd angen rheolaeth gyfredol fanwl gywir, mae'r atgynhyrchedd yn isel ac mae'r cywirdeb yn annibynadwy.
Enghreifftiau o Fethiannau Posibl mewn Ysgythru Gwlyb
Pam mae ysgythru sych yn addas ar gyfer microbeiriannu
Disgrifiad o Gelf Gysylltiedig Defnyddir ysgythru sych sy'n addas ar gyfer ysgythru anisotropig mewn prosesau gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion sy'n gofyn am brosesu manwl uchel. Cyfeirir at ysgythru sych yn aml fel ysgythru ïon adweithiol (RIE), a all hefyd gynnwys ysgythru plasma ac ysgythru sbutter mewn ystyr eang, ond bydd yr erthygl hon yn canolbwyntio ar RIE.
Er mwyn egluro pam mae ysgythru anisotropig yn haws gydag ysgythru sych, gadewch i ni edrych yn agosach ar y broses RIE. Mae'n hawdd ei ddeall trwy rannu'r broses o ysgythru sych a chrafu'r swbstrad yn ddau fath: "ysgythriad cemegol" ac "ysgythriad corfforol".
Mae ysgythru cemegol yn digwydd mewn tri cham. Yn gyntaf, mae'r nwyon adweithiol yn cael eu harsugno ar yr wyneb. Yna mae cynhyrchion adwaith yn cael eu ffurfio o'r nwy adwaith a'r deunydd swbstrad, ac yn olaf mae'r cynhyrchion adwaith yn cael eu dadsorbio. Yn yr ysgythru ffisegol dilynol, mae'r swbstrad yn cael ei ysgythru'n fertigol i lawr trwy gymhwyso nwy argon yn fertigol i'r swbstrad.
Mae ysgythru cemegol yn digwydd yn isotropic, tra gall ysgythru corfforol ddigwydd yn anisotropic trwy reoli cyfeiriad y defnydd o nwy. Oherwydd y ysgythriad corfforol hwn, mae ysgythru sych yn caniatáu mwy o reolaeth dros y cyfeiriad ysgythru nag ysgythru gwlyb.
Mae ysgythru sych a gwlyb hefyd yn gofyn am yr un amodau llym ag ysgythru gwlyb, ond mae ganddo fwy o atgynhyrchedd nag ysgythru gwlyb ac mae ganddo lawer o eitemau haws eu rheoli. Felly, nid oes amheuaeth bod ysgythru sych yn fwy ffafriol i gynhyrchu diwydiannol.
Pam Mae Angen Ysgythru Gwlyb o hyd
Unwaith y byddwch chi'n deall yr ysgythru sych sy'n ymddangos yn hollalluog, efallai y byddwch chi'n meddwl tybed pam mae ysgythru gwlyb yn dal i fodoli. Fodd bynnag, mae'r rheswm yn syml: mae ysgythru gwlyb yn gwneud y cynnyrch yn rhatach.
Y prif wahaniaeth rhwng ysgythru sych ac ysgythru gwlyb yw cost. Nid yw'r cemegau a ddefnyddir mewn ysgythru gwlyb mor ddrud â hynny, a dywedir bod pris yr offer ei hun tua 1/10 o bris offer ysgythru sych. Yn ogystal, mae'r amser prosesu yn fyr a gellir prosesu swbstradau lluosog ar yr un pryd, gan leihau costau cynhyrchu. O ganlyniad, gallwn gadw costau cynnyrch yn isel, gan roi mantais i ni dros ein cystadleuwyr. Os nad yw'r gofynion ar gyfer cywirdeb prosesu yn uchel, bydd llawer o gwmnïau'n dewis ysgythru gwlyb ar gyfer cynhyrchu màs garw.
Cyflwynwyd y broses ysgythru fel proses sy'n chwarae rhan mewn technoleg microfabrication. Rhennir y broses ysgythru yn fras yn ysgythru gwlyb ac ysgythru sych. Os yw'r gost yn bwysig, mae'r cyntaf yn well, ac os oes angen microbrosesu o dan 1 μm, mae'r olaf yn well. Yn ddelfrydol, gellir dewis proses yn seiliedig ar y cynnyrch i'w gynhyrchu a'r gost, yn hytrach na pha un sy'n well.
Amser postio: Ebrill-16-2024