Otkazivanje 5-inčnog silicijskog reza presudan je proces u proizvodnji poluvodiča, koji uključuje selektivno uklanjanje silicijskog materijala za stvaranje specifičnih uzoraka i struktura na površini vafera. Kao pouzdan 5-inčni dobavljač silikonskih vafera, bio sam svjedok važnosti ovog procesa u različitim aplikacijama, od integriranih krugova do mikroelektromehaničkih sustava (MEMS). U ovom postu na blogu podijelit ću detaljan vodič o tome kako urezati 5-inčni silikonski rez, pokrivajući potrebnu opremu, materijale i postupke korak po korak.
1. Razumijevanje osnova jetkanja silicija
Etching silicijeva vafelja može se klasificirati u dvije glavne vrste: mokro jetkanje i suho jetkanje.
- Mokro jetkanje: Ovaj postupak koristi tekuće kemikalije za otapanje silikonskog materijala. Relativno je jednostavan i isplativ, pogodan za jetkanje velikog područja. Međutim, mokro jetkanje je izotropno, što znači da je utisnuo u svim smjerovima, što može dovesti do potkoljenja i manje preciznih obrazaca.
- Suho jetkanje: Suho jetkanje koristi plazmu ili reaktivne plinove za urez silicija. Nudi bolju kontrolu nad postupkom jetkanja, omogućavajući anizotropno jetkanje (jetkanje uglavnom u jednom smjeru) i stvarajući obrasce visoke rezolucije. Suho jetkanje je složenije i skuplje od mokrog jetkanja, ali se široko koristi u naprednoj proizvodnji poluvodiča.
2. Potrebni oprema i materijali
Oprema
- Komora za jetkanje: Za suho jetkanje potreban je sustav jetkanja u plazmi. Za vlažno jetkanje može se koristiti kemijska kupka ili sustav za jetak za sprej.
- Oprema za maskiranje: Za stvaranje maske na površini vafera potreban je sustav fotolitografije. To uključuje fotoresistički spinner, poravnač maske i programer.
- Oprema za čišćenje: Ultrazvučna sredstva za čišćenje i deionizirane stanice za ispiranje vode neophodne su za čišćenje vafera prije i nakon jetkanja.
- Alati za mjerenje: Skeniranje elektronskih mikroskopa (SEM), mikroskopa atomske sile (AFM) i profilometri koriste se za mjerenje utisnih uzoraka i površinske hrapavosti.
Materijal
- Silikonski vafri: Visokokvalitetni 5-inčni silikonski vafli osnovni su materijal za jetkanje.
- Fotoresista: Polimer osjetljiv na svjetlost koji se koristi za stvaranje uzorka maske na površini vafera.
- Etching kemikalije: Za vlažno jetkanje, uobičajene kemikalije uključuju hidrofluornu kiselinu (HF), dušičnu kiselinu (HNO₃) i octenu kiselinu (CH₃COOH). Za suho jetkanje koriste se plinovi poput plinova koji sadrže fluor (npr. SF₆) i plinova koji sadrže klor (npr. CL₂).
- Programer: Kemijska otopina koja se koristi za uklanjanje neeksponiranog fotoresista nakon izlaganja.
3. postupak jetkanja korak po korak
Korak 1: Čišćenje vafera
Prije jetkanja, 5-inčni silikonski rez mora se temeljito očistiti kako bi se uklonili bilo kakva zagađivača, poput prašine, organskih ostataka i metalnih nečistoća. Proces čišćenja obično uključuje sljedeće korake:
- Čišćenje otapala: Uronite vafer u niz otapala, poput acetona i izopropilnog alkohola, kako biste uklonili organske onečišćenja.
- Čišćenje RCA: Koristite kombinaciju amonijaka (NH₄OH), vodikovog peroksida (H₂O₂) i deionizirane vode za uklanjanje organskih i metalnih nečistoća.
- Konačno ispiranje: Isperite rezinu deioniziranom vodom i osušite ga pomoću dušičnog pištolja ili sušilicu.
Korak 2: Fotolitografija
Fotolitografija se koristi za stvaranje uzorka maske na površini vafera. Proces uključuje sljedeće korake:
- Fotoresističko premaz: Spin-COAT sloj fotoresista na površini vafera. Debljina fotoresističkog sloja ovisi o specifičnoj primjeni i vrsti korištenog fotoresista.
- Meko pečenje: Pecite vafer na niskoj temperaturi kako biste uklonili otapalo iz fotoresista i poboljšali njegovo prianjanje na površinu vafera.
- Izlaganje: Upotrijebite masku za poravnavanje kako biste izlagali fotoresist ultraljubičastom svjetlu kroz fotomask. Fotomask sadrži željeni uzorak koji će se prenijeti na površinu vafelja.
- Razvoj: Uronite vafer u otopinu programera kako biste uklonili neeksponirani fotoresist, ostavljajući iza sebe uzorku fotoresističke maske.
- Teško pečenje: Pecite vafer na višoj temperaturi kako biste očvrsnuli fotoresističku masku i poboljšali njegovu otpornost na kemikalije za jetkanje.
Korak 3: Etching
Ovisno o vrsti odabranog postupka jetkanja (vlažnog ili suhog), provode se sljedeći koraci:
Mokro jetkanje
- Pripremite otopinu za jetkanje: Pomiješajte odgovarajuće kemikalije za jetak u kemijskoj kupki prema željenom brzini jetkanja i selektivnosti.
- Otkažite vaflu: Uronite vafer u rješenje za jetak tijekom određenog vremenskog razdoblja. Vrijeme jetkanja ovisi o brzini jetkanja i željenoj dubini jetkanja.
- Zaustaviti jetkanje: Uklonite vafer iz otopine jetkanja i isperite ga deioniziranom vodom kako biste zaustavili postupak jetkanja.
Suho jetkanje
- Učitaj vafe: Stavite vafer u komoru za jetkanje sustava jetkanja plazme.
- Evakuirati komoru: Pumpajte zrak iz komore kako biste stvorili okruženje niskog tlaka.
- Uvedite plin za jetkanje: Upoznajte odgovarajući plin za jet u komoru i zapalite plazmu pomoću radiofrekvencijske snage (RF).
- Otkažite vaflu: Plazma reagira s izloženim silikonom na površini vafelja, utiskajući ga. Postupak jetkanja kontrolira se podešavanjem protoka plina, tlaka, RF snage i vremena jetkanja.
- Zaustaviti jetkanje: Isključite RF snage i zaustavite protok plina. Dopustite da se komora vrati u atmosferski tlak i uklonite rez.
Korak 4: Skidanje fotoresista
Nakon jetkanja, fotoresističku masku mora se ukloniti s površine vafera. To se može učiniti pomoću fotoresističkog striptizeta, a to je kemijska otopina koja rastvara fotoresist. Waffer je uronjen u striptizete u određenom vremenskom razdoblju, a zatim ispravan deioniziranom vodom.
Korak 5: Čišćenje nakon odigravanja
Konačno, vafel se ponovo očisti kako bi se uklonili preostale kemikalije za jetkanje i fotoresističke ostatke. Postupak čišćenja sličan je postupku čišćenja prije nagiba pomoću otapala, čišćenja RCA i deioniziranog ispiranja vode.
4. Kontrola kvalitete i inspekcija
Nakon jetkanja, vafel mora biti pregledano kako bi se osiguralo da utisnuti obrasci ispunjavaju željene specifikacije. Obično se koriste sljedeće inspekcijske tehnike:
- Optička mikroskopija: Upotrijebite optički mikroskop za vizualno pregledavanje utisnih uzoraka na nedostatke, poput podcjenjivanja, prekomjernog izobličenja i izobličenja uzorka.
- Skeniranje elektronske mikroskopije (SEM): SEM pruža slike visoke rezolucije urezanih uzoraka, omogućujući detaljnu analizu geometrije uzorka i površinske morfologije.
- Mikroskopija atomske sile (AFM): AFM se koristi za mjerenje hrapavosti površine i topografije utisnih uzoraka s preciznošću nanometra.
- Profilometrija: Profilometri se koriste za mjerenje dubine jetkanja i profila utisnih uzoraka.
5. Primjene utisanih 5-inčnih silikonskih vafera
Otkazani 5-inčni silicijski rezine široko se koriste u različitim aplikacijama, uključujući:
- Integrirani krugovi (ICS): Etcching se koristi za stvaranje tranzistora, međusobno povezanosti i drugih komponenti na silikonskoj rezini, što omogućava izradu složenih IC -a.
- Mikroelektromehanički sustavi (MEMS): MEMS uređaji, kao što su akcelerometri, žiroskopi i senzori tlaka, izrađuju se tehnikama jetkanja silikonskih vafera za stvaranje mikro-razmjera mehaničkih struktura.
- Optoelektronika: Etcching se koristi za izradu optičkih valovoda, fotodetektora i dioda koje emitiraju svjetlost (LED) na silikonskim rezima.
- Solarne ćelije: Etcching se koristi za teksturu površine silikonskih vafla za poboljšanje apsorpcije svjetlosti i učinkovitosti u solarnim ćelijama.
6. Zaključak i kontakt za kupnju
Otkazivanje 5-inčnog silicijskog reza složen je i precizan postupak koji zahtijeva specijaliziranu opremu, materijale i stručnost. Kao vodeći 5-inčni dobavljač silikonskih vafera, nudimo visokokvalitetne silikonske vafre i sveobuhvatnu tehničku podršku kako bismo zadovoljili vaše potrebe za jetkanjem. Pored 5-inčnih silicijskih rezina, opskrbljujemo2 inčni silikonski rez (50,8 mm),,3inch silikonski rez (76,2 mm), i12inch silikonski rez (300 mm).
Ako ste zainteresirani za kupnju naših silicijskih rezina ili imate bilo kakvih pitanja o postupku jetkanja, slobodno nas kontaktirajte. Radujemo se što ćemo raditi s vama na postizanju vaših ciljeva za proizvodnju poluvodiča.
Reference
- Sze, SM (1988). VLSI tehnologija (2. izd.). McGraw-Hill.
- Madou, MJ (2002). Osnove mikrofabrike: Znanost o minijaturizaciji (2. izd.). CRC PRESS.
- Chang, SM, & Sze, SM (2000). ULSI tehnologija (2. izd.). McGraw-Hill.