Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд субстрат эсвэл субстрат дээр үүссэн нимгэн хальсыг боловсруулах явцад "сийлбэр" гэж нэрлэгддэг техник байдаг. 1965 онд Intel-ийн үүсгэн байгуулагч Гордон Мурын хэлсэн "транзисторын интеграцийн нягтрал 1.5-2 жилийн дотор хоёр дахин нэмэгдэнэ" (ихэвчлэн "Мурын хууль" гэж нэрлэдэг) гэсэн таамаглалыг хэрэгжүүлэхэд сийлбэр технологийн хөгжил чухал үүрэг гүйцэтгэсэн.
Сийлбэр нь хуримтлуулах, холбох гэх мэт "нэмэлт" процесс биш, харин "хасах" үйл явц юм. Үүнээс гадна хусах янз бүрийн аргын дагуу "нойтон сийлбэр", "хуурай сийлбэр" гэсэн хоёр ангилалд хуваагддаг. Энгийнээр тайлбарлавал эхнийх нь хайлах, нөгөөх нь ухах арга юм.
Энэ нийтлэлд бид сийлбэр хийх технологи, нойтон сийлбэр, хуурай сийлбэр тус бүрийн онцлог, ялгаа, мөн тус бүрд тохиромжтой хэрэглээний талбаруудыг товч тайлбарлах болно.
Сийлбэр хийх үйл явцын тойм
Сийлбэрийн технологи нь 15-р зууны дунд үеэс Европт үүссэн гэж үздэг. Тухайн үед нүцгэн зэсийг зэврүүлэхийн тулд сийлбэртэй зэс хавтан руу хүчил асгаж, наалдамхай чулуу үүсгэдэг байв. Зэврэлтийн үр нөлөөг ашигладаг гадаргуугийн боловсруулалтын техникийг "эш татан сийлбэр" гэж нэрлэдэг.
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд сийлбэр хийх үйл явцын зорилго нь зургийн дагуу субстрат эсвэл хальсыг таслах явдал юм. Кино үүсгэх, фотолитографи, сийлбэр хийх бэлтгэл үе шатуудыг давтан хийснээр хавтгай бүтцийг гурван хэмжээст бүтэц болгон боловсруулдаг.
Нойтон сийлбэр ба хуурай сийлбэрийн ялгаа
Фотолитографийн процессын дараа ил гарсан субстратыг сийлбэрийн процесст нойтон эсвэл хуурай сийлсэн байна.
Нойтон сийлбэр нь гадаргууг сийлбэрлэх, хусах уусмалыг ашигладаг. Хэдийгээр энэ аргыг хурдан бөгөөд хямдхан боловсруулж болох боловч түүний сул тал нь боловсруулалтын нарийвчлал нь арай бага байдаг. Тиймээс хуурай сийлбэр нь 1970 оны орчим төрсөн. Хуурай сийлбэр нь уусмалыг ашигладаггүй, харин хий ашиглан субстратын гадаргуу дээр цохиж зурж авдаг бөгөөд энэ нь боловсруулалтын өндөр нарийвчлалтайгаар тодорхойлогддог.
"Изотропи" ба "Анизотропи"
Нойтон сийлбэр ба хуурай сийлбэр хоёрын ялгааг танилцуулахдаа "изотроп" ба "анизотроп" гэсэн чухал үгс юм. Изотропи гэдэг нь бодис, орон зайн физик шинж чанар нь чиглэлийн дагуу өөрчлөгддөггүй, анизотропи гэдэг нь матер, орон зайн физик шинж чанар нь чиглэлийн дагуу өөрчлөгддөг.
Изотроп сийлбэр гэдэг нь сийлбэр нь тодорхой цэгийн эргэн тойронд ижил хэмжээгээр, анизотроп сийлбэр нь тодорхой цэгийн эргэн тойронд янз бүрийн чиглэлд эш татан сийлбэр хийхийг хэлнэ. Жишээлбэл, хагас дамжуулагчийг үйлдвэрлэх явцад сийлбэр хийхдээ анизотроп сийлбэрийг ихэвчлэн сонгосон бөгөөд зөвхөн зорилтот чиглэлийг хусаж, бусад чиглэлийг хэвээр үлдээдэг.
"Изотроп сийлбэр" ба "Анизотроп сийлбэр"-ийн зургууд
Химийн бодис ашиглан нойтон сийлбэр хийх.
Нойтон сийлбэр нь химийн бодис ба субстрат хоорондын химийн урвалыг ашигладаг. Энэ аргын тусламжтайгаар анизотроп сийлбэр хийх нь боломжгүй зүйл биш боловч изотроп сийлбэрээс хамаагүй хэцүү юм. Уусмал болон материалын хослолд олон хязгаарлалт байдаг бөгөөд субстратын температур, уусмалын концентраци, нэмэх хэмжээ зэрэг нөхцөлүүдийг хатуу хянах ёстой.
Нөхцөл байдлыг хичнээн нарийн тохируулсан ч нойтон сийлбэр нь 1 мкм-ээс доош нарийн боловсруулалт хийхэд хэцүү байдаг. Үүний нэг шалтгаан нь хажуугийн сийлбэрийг хянах хэрэгцээ юм.
Дутуу зүсэх нь доод зүсэлт гэж нэрлэгддэг үзэгдэл юм. Нойтон сийлбэрээр материалыг зөвхөн босоо чиглэлд (гүний чиглэлд) уусгана гэж найдаж байсан ч уусмалыг хажуу тал руу цохихоос бүрэн сэргийлэх боломжгүй тул зэрэгцээ чиглэлд материалыг уусгах нь гарцаагүй болно. . Энэ үзэгдлийн улмаас нойтон сийлбэр нь зорилтот өргөнөөс илүү нарийхан хэсгүүдийг санамсаргүй байдлаар үүсгэдэг. Ийм байдлаар гүйдлийн нарийн хяналт шаарддаг бүтээгдэхүүнийг боловсруулахад дахин үржих чадвар бага, нарийвчлал нь найдваргүй байдаг.
Нойтон сийлбэр хийх явцад гарч болзошгүй алдааны жишээ
Хуурай сийлбэр яагаад бичил боловсруулалт хийхэд тохиромжтой вэ?
Холбогдох урлагийн тодорхойлолт Анизотроп сийлбэр хийхэд тохиромжтой хуурай сийлбэрийг өндөр нарийвчлалтай боловсруулалт шаарддаг хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн процесст ашигладаг. Хуурай сийлбэрийг ихэвчлэн реактив ион сийлбэр (RIE) гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь өргөн утгаараа плазмын сийлбэр, шүршигч сийлбэрийг багтааж болох боловч энэ нийтлэлд RIE дээр анхаарлаа хандуулах болно.
Хуурай сийлбэрээр анизотроп сийлбэр хийх нь яагаад хялбар байдгийг тайлбарлахын тулд RIE процессыг нарийвчлан авч үзье. Хуурай сийлбэр, субстратыг хусах үйл явцыг "химийн сийлбэр" ба "биеийн сийлбэр" гэсэн хоёр төрөлд хуваавал ойлгоход хялбар байдаг.
Химийн сийлбэр нь гурван үе шаттайгаар явагддаг. Нэгдүгээрт, реактив хий нь гадаргуу дээр шингэдэг. Дараа нь урвалын хий ба субстратын материалаас урвалын бүтээгдэхүүн үүсч, эцэст нь урвалын бүтээгдэхүүнийг десорбци хийдэг. Дараагийн физик сийлбэрт аргон хийг субстрат дээр босоо байдлаар түрхэх замаар субстратыг босоогоор нь доош нь сийлсэн байна.
Химийн сийлбэр нь изотроп байдлаар явагддаг бол физикийн сийлбэр нь хийн хэрэглээний чиглэлийг хянах замаар анизотроп байдлаар явагддаг. Энэхүү физик сийлбэрийн улмаас хуурай сийлбэр нь нойтон сийлбэрээс илүү сийлбэрийн чиглэлийг хянах боломжийг олгодог.
Хуурай болон нойтон сийлбэр нь нойтон сийлбэртэй адил хатуу нөхцөл шаарддаг боловч нойтон сийлбэрээс илүү давтагдах чадвартай бөгөөд хянахад хялбар олон зүйлтэй байдаг. Тиймээс хуурай сийлбэр нь аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд илүү тустай гэдэгт эргэлзэхгүй байна.
Яагаад нойтон сийлбэр хийх шаардлагатай хэвээр байна
Бүхнийг чадагч мэт санагдах хуурай сийлбэрийг ойлгосны дараа нойтон сийлбэр яагаад байсаар байгааг та гайхаж магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч шалтгаан нь энгийн: нойтон сийлбэр нь бүтээгдэхүүнийг хямд болгодог.
Хуурай сийлбэр ба нойтон сийлбэрийн хоорондох гол ялгаа нь өртөг юм. Нойтон сийлбэр хийхэд ашигладаг химийн бодисууд нь тийм ч үнэтэй биш бөгөөд төхөөрөмжийн үнэ нь хуурай сийлбэрийн төхөөрөмжийн 1/10 орчим үнэтэй байдаг. Түүнчлэн боловсруулах хугацаа богино, олон субстратыг нэгэн зэрэг боловсруулж, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулдаг. Үүний үр дүнд бид бүтээгдэхүүний өртгийг бага байлгаж, өрсөлдөгчдөөсөө давуу талыг бий болгож чадна. Хэрэв боловсруулалтын нарийвчлалд тавигдах шаардлага өндөр биш бол олон компаниуд барзгар масс үйлдвэрлэхэд нойтон сийлбэрийг сонгох болно.
Сийлбэрийн процессыг бичил үйлдвэрлэлийн технологид чухал үүрэг гүйцэтгэдэг процесс болгон нэвтрүүлсэн. Сийлбэрийн үйл явц нь ойролцоогоор нойтон сийлбэр, хуурай сийлбэр гэж хуваагддаг. Хэрэв өртөг чухал бол эхнийх нь илүү сайн, хэрэв 1 μм-ээс доош микропроцесс шаардлагатай бол сүүлийнх нь илүү дээр юм. Аль нь илүү дээр вэ гэхээсээ илүү үйлдвэрлэх бүтээгдэхүүн, өртөгт нь тулгуурлан процессыг сонгож болно.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 4-р сарын 16