مزایا و معایب اچینگ خشک و اچینگ مرطوب چیست؟

1. اچینگ خشک و مرطوب چیست؟

حکاکی خشک تکنیکی است که شامل هیچ مایعی نمی شود، در عوض از پلاسما یا گازهای واکنشی برای حکاکی مواد جامد روی سطح ویفر استفاده می شود. این روش در تولید اکثر محصولات تراشه مانند حافظه های DRAM و Flash که در آنها نمی توان از اچینگ مرطوب استفاده کرد، ضروری است. از طرف دیگر، حکاکی مرطوب شامل استفاده از محلول های شیمیایی مایع برای حکاکی مواد جامد روی سطح ویفر است. در حالی که به طور کلی برای همه محصولات تراشه قابل استفاده نیست، اچینگ مرطوب به طور گسترده در بسته بندی های سطح ویفر، MEMS، دستگاه های الکترونیک نوری و فتوولتائیک استفاده می شود.

2. ویژگی های اچینگ خشک و مرطوب چیست؟

ابتدا، بیایید مفاهیم حکاکی همسانگرد و ناهمسانگرد را روشن کنیم. حکاکی ایزوتروپیک به یک سرعت اچ اطلاق می شود که در تمام جهات در یک صفحه یکنواخت است، مشابه نحوه پخش شدن امواج به طور یکنواخت هنگامی که یک سنگ در آب آرام پرتاب می شود. اچ ناهمسانگرد به این معنی است که نرخ اچ در جهات مختلف در یک صفحه متفاوت است.

اچینگ مرطوب ایزوتروپیک است. هنگامی که ویفر با محلول اچ تماس پیدا می کند، به سمت پایین اچ می شود و در عین حال باعث اچ جانبی می شود. این اچ جانبی می تواند بر عرض خط تعریف شده تأثیر بگذارد و منجر به انحراف قابل توجهی در اچ شود. بنابراین، اچینگ مرطوب برای کنترل دقیق اچ کردن اشکال چالش برانگیز است و آن را برای ویژگی های کوچکتر از 2 میکرومتر مناسب تر می کند.

در مقابل، اچ خشک امکان کنترل دقیق‌تر شکل اچ را فراهم می‌کند و روش‌های اچینگ انعطاف‌پذیرتری را ارائه می‌دهد. اچینگ خشک می تواند هم به اچ همسانگرد و هم ناهمسانگرد برسد. حکاکی ناهمسانگرد می تواند پروفیل های مخروطی (زاویه کمتر از 90 درجه) و عمودی (زاویه ≈90 درجه) ایجاد کند.

به طور خلاصه:

1.1 مزایای اچینگ خشک (به عنوان مثال، RIE)

جهت گیری: می تواند جهت گیری بالایی داشته باشد و در نتیجه دیواره های جانبی عمودی و نسبت ابعاد بالایی ایجاد شود.

انتخاب پذیری: می تواند انتخاب پذیری اچ را با انتخاب گازها و پارامترهای خاص اچینگ بهینه کند.

وضوح بالا: مناسب برای ویژگی های خوب و حکاکی عمیق ترانشه.

1.2 مزایای حکاکی مرطوب

سادگی و مقرون به صرفه بودن: مایعات و تجهیزات اچینگ به طور کلی مقرون به صرفه تر از آنهایی هستند که برای اچ کردن خشک استفاده می شوند.

یکنواختی: حکاکی یکنواخت را در کل ویفر فراهم می کند.

بدون نیاز به تجهیزات پیچیده: معمولاً فقط به حمام غوطه ور یا تجهیزات پوشش چرخشی نیاز دارد.

3. انتخاب بین اچ خشک و مرطوب

ابتدا، بر اساس الزامات فرآیند محصول تراشه، اگر فقط اچ خشک می تواند کار اچ را انجام دهد، اچ خشک را انتخاب کنید. اگر اچ خشک و مرطوب هر دو بتوانند الزامات را برآورده کنند، اچ مرطوب به دلیل مقرون به صرفه بودن آن ترجیح داده می شود. اگر کنترل دقیق روی عرض خط یا زوایای عمودی/مخروطی مورد نیاز است، حکاکی خشک را انتخاب کنید.

با این حال، ساختارهای خاص خاصی باید با استفاده از اچینگ مرطوب اچ شوند. به عنوان مثال، در MEMS، ساختار هرم معکوس سیلیکون اچ شده تنها از طریق اچینگ مرطوب قابل دستیابی است.**