Во производството на полупроводници, постои техника наречена „офорт“ за време на обработката на подлогата или тенок филм формиран на подлогата. Развојот на технологијата за офорт одигра улога во реализацијата на предвидувањето дадено од основачот на Интел, Гордон Мур во 1965 година, дека „густината на интеграцијата на транзисторите ќе се удвои за 1,5 до 2 години“ (попозната како „Муровиот закон“).
Офортирањето не е процес на „додаток“ како таложење или врзување, туку „субтрактивен“ процес. Дополнително, според различните методи на гребење, се дели во две категории, и тоа „влажно офорт“ и „суво офорт“. Едноставно кажано, првиот е метод на топење, а вториот е метод на копање.
Во оваа статија, накратко ќе ги објасниме карактеристиките и разликите на секоја технологија на офорт, влажното офортирање и сувото офортување, како и областите на примена за кои секоја е погодна.
Преглед на процесот на офорт
Се вели дека технологијата на офорт потекнува од Европа во средината на 15 век. Во тоа време, киселината се истураше во врежана бакарна плоча за да го кородира голиот бакар, формирајќи вдлабнатина. Техниките за површинска обработка кои ги користат ефектите од корозија се нашироко познати како „офорт“.
Целта на процесот на офорт во производството на полупроводници е да се исече подлогата или филмот на подлогата според цртежот. Со повторување на подготвителните чекори на формирање филм, фотолитографија и офорт, рамнината структура се обработува во тродимензионална структура.
Разликата помеѓу влажно офорт и суво офорт
По процесот на фотолитографија, изложената подлога е влажна или сува гравирана во процес на офорт.
Во влажното офорт се користи раствор за гребење и гребење на површината. Иако овој метод може да се обработи брзо и евтино, неговиот недостаток е што точноста на обработката е малку помала. Затоа, сувата офорт е родена околу 1970 година. Сувото офорт не користи раствор, туку користи гас за да ја погоди површината на подлогата за да ја изгребе, што се карактеризира со висока прецизност на обработка.
„Изотропија“ и „Анизотропија“
Кога се воведува разликата помеѓу влажното и суво офортување, суштинските зборови се „изотропно“ и „анизотропно“. Изотропијата значи дека физичките својства на материјата и просторот не се менуваат со насоката, а анизотропијата значи дека физичките својства на материјата и просторот варираат во зависност од насоката.
Изотропното офорт значи дека офортувањето продолжува за иста количина околу одредена точка, а анизотропното офорт значи дека офортувањето продолжува во различни насоки околу одредена точка. На пример, при офорт за време на производството на полупроводници, анизотропното офорт често се избира така што само целната насока се струга, оставајќи ги другите насоки непроменети.
Слики на „Изотропна офорт“ и „Анизотропна офорт“
Влажно офорт со употреба на хемикалии.
Влажната офорт користи хемиска реакција помеѓу хемикалија и супстрат. Со овој метод, анизотропното офорт не е невозможно, но е многу потешко од изотропното офортување. Постојат многу ограничувања за комбинацијата на раствори и материјали, а условите како што се температурата на подлогата, концентрацијата на растворот и количината на додавање мора строго да се контролираат.
Без разлика колку фино се прилагодени условите, влажното офорт е тешко да се постигне фина обработка под 1 μm. Една од причините за ова е потребата да се контролира страничното офортување.
Поткопувањето е феномен познат и како поткопување. Дури и ако се надеваме дека материјалот ќе се раствори само во вертикален правец (правец на длабочина) со влажно офорт, невозможно е целосно да се спречи растворот да удри по страните, па растворањето на материјалот во паралелна насока неизбежно ќе продолжи. . Поради овој феномен, влажното офорт по случаен избор произведува делови кои се потесни од целната ширина. На овој начин, при обработка на производи за кои е потребна прецизна контрола на струјата, репродуктивноста е мала, а прецизноста е несигурна.
Примери за можни неуспеси при влажно офортување
Зошто сувото офорт е погодно за микромашина
Опис на поврзаната уметност Сувото офорт погодно за анизотропно офорт се користи во процесите на производство на полупроводници кои бараат обработка со висока прецизност. Сувото офорт често се нарекува реактивно јонско офортување (RIE), кое исто така може да вклучува и плазма офорт и офорт во широка смисла, но овој напис ќе се фокусира на RIE.
За да објасниме зошто анизотропното офорт е полесно со суво офорт, да го разгледаме подетално процесот RIE. Лесно е да се разбере со делење на процесот на суво офорт и гребење на подлогата на два вида: „хемиско офорт“ и „физичко офортување“.
Хемиското офорт се случува во три чекори. Прво, реактивните гасови се адсорбираат на површината. Производите од реакцијата потоа се формираат од реакциониот гас и материјалот на подлогата, и на крајот производите на реакцијата се десорбираат. Во следното физичко офортување, подлогата се гравира вертикално надолу со нанесување на гас аргон вертикално на подлогата.
Хемиското офортување се случува изотропно, додека физичкото офортување може да се случи анизотропно со контролирање на насоката на примена на гасот. Поради ова физичко офортување, сувото офорт овозможува поголема контрола врз насоката на офорт отколку влажното офортување.
Сувото и влажното офортирање исто така ги бара истите строги услови како и влажното офортување, но има поголема репродуктивност од влажното офортување и има многу полесни за контролирање предмети. Затоа, нема сомнеж дека сувото офорт е попогодно за индустриското производство.
Зошто сè уште е потребно влажно офортување
Откако ќе го разберете навидум семоќното суво офорт, може да се запрашате зошто влажното офорт сè уште постои. Сепак, причината е едноставна: влажното офорт го прави производот поевтин.
Главната разлика помеѓу суво и влажно офорт е цената. Хемикалиите што се користат при влажното офортување не се толку скапи, а цената на самата опрема се вели дека е околу 1/10 од онаа на опремата за суво офорт. Покрај тоа, времето на обработка е кратко и може да се обработуваат повеќе супстрати во исто време, со што се намалуваат трошоците за производство. Како резултат на тоа, можеме да ги задржиме трошоците на производите ниски, давајќи ни предност во однос на нашите конкуренти. Ако барањата за прецизност на обработката не се високи, многу компании ќе изберат влажно офорт за грубо масовно производство.
Процесот на офорт беше воведен како процес кој игра улога во технологијата на микрофабрикација. Процесот на офорт е грубо поделен на влажно и суво офорт. Ако цената е важна, првото е подобро, а ако е потребна микрообработка под 1 μm, второто е подобро. Идеално, може да се избере процес врз основа на производот што треба да се произведе и цената, наместо кој е подобар.
Време на објавување: април-16-2024 година