An Próiseas Déantúsaíochta Feiste Leathsheoltóra Iomlán a Thuiscint

1. Fótailiteagrafaíocht 

Tá an fhótagrafaíocht, a shamhlaítear go minic le giniúint patrún, ar cheann de na fórsaí tiomána is tábhachtaí taobh thiar de dhul chun cinn tapa na teicneolaíochta leathsheoltóra, a eascraíonn as próisis déanta plátaí grianghrafadóireachta i bpriontáil. aistríonn photoresist, agus nuair a chomhcheanglaítear é le teicneolaíochtaí próisis eile, na patrúin seo go hábhair, ag réadú dearaí agus coincheapa éagsúla d’ábhair agus d’fheistí leathsheoltóra. Bíonn tionchar díreach ag an bhfoinse solais a úsáidtear i bhfótalitagrafaíocht ar chruinneas na bpatrún, le roghanna ó ultraivialait, ultraivialait dhomhain, go X-gha, agus léasacha leictreoin, gach ceann acu ag freagairt do leibhéil mhéadaithe dílseachta patrún san ord a luaitear.

Áirítear ar shreabhadh próiseas caighdeánach photolithography ullmhú dromchla, greamaitheacht, bácáil bog, nochtadh, bácáil iar-nochtadh, forbairt, bácáil crua, agus cigireacht.

Tá cóireáil dromchla ríthábhachtach mar is gnách go n-ionsúnn foshraitheanna móilíní H2O ón aer, rud a dhéanann dochar don fhótalitagrafaíocht. Dá bhrí sin, déantar próiseáil díhiodráitithe ar fhoshraitheanna ar dtús trí bhácáil.

I gcás foshraitheanna hidreafaileacha, níl a n-greamaitheacht d'fhótairéiseach hidreafóbach leordhóthanach, rud a d'fhéadfadh a bheith ina chúis le díorma fótairéiseach nó le mí-ailíniú patrún, agus mar sin tá gá le tionscnóir greamaitheachta. Faoi láthair, tá hexamethyl disilazane (HMDS) agus tri-meitil-silil-diethyl-amine (TMSDEA) feabhsaitheoirí greamaitheachta a úsáidtear go forleathan.

Tar éis cóireáil dromchla, cuirtear tús le cur i bhfeidhm photoresist. Ní hamháin go mbaineann tiús an fhótaileictreach feidhmithe lena slaodacht ach bíonn tionchar aige freisin ar an luas sciath casadh, go ginearálta comhréireach go contrártha le fréamh cearnach an luas casadh. Tar éis an bhrataithe, déantar bácáil bog chun an tuaslagóir a ghalú ón bhfótatreoir, ag feabhsú greamaitheacht i bpróiseas ar a dtugtar an prebake.

Nuair a bheidh na céimeanna seo críochnaithe, tarlaíonn nochtadh. Aicmítear fótaisintéis mar dhearfach nó diúltach, a bhfuil airíonna codarsnacha acu tar éis nochta.

Glac photoresist dearfach mar shampla, áit a bhfuil fótaisintéis neamhnochta dothuaslagtha san fhorbróir, ach go n-éiríonn sé intuaslagtha tar éis nochta. Le linn an nochta, soilsíonn an fhoinse solais, ag dul trí masc patrúnaithe, an tsubstráit brataithe, ag patrúnú an fhótaisintéise. De ghnáth, ní mór an tsubstráit a ailíniú leis an masc roimh nochtadh chun an suíomh nochta a rialú go beacht. Ní mór fad an nochta a bhainistiú go docht chun saobhadh patrún a chosc. Tar éis nochta, d’fhéadfadh go mbeadh gá le bácáil bhreise chun éifeachtaí tonnta seasta a mhaolú, cé go bhfuil an chéim seo roghnach agus gur féidir í a sheachaint ar mhaithe le forbairt dhíreach. Díscaoileann forbairt an fótaisintéis nochta, ag aistriú an phatrún masc go cruinn ar an gciseal fótairéiseach. Tá an t-am forbartha ríthábhachtach freisin - eascraíonn forbairt neamhiomlán as ró-ghearr, is cúis le saobhadh patrún ró-fhada.

Ina dhiaidh sin, neartaíonn bácáil crua ceangal an scannáin photoresist leis an tsubstráit agus feabhsaíonn sé a fhriotaíocht etch. Go ginearálta tá teocht an bhácáil chrua beagán níos airde ná teocht an réamhbhacála.

Ar deireadh, fíoraíonn iniúchadh micreascópach an bhfuil an patrún ar aon dul leis na hionchais. Tar éis an patrún a aistriú chuig an ábhar trí phróisis eile, tá an photoresist sheirbheáil a chuspóir agus ní mór a bhaint. Áirítear le modhanna stripping fliuch (ag baint úsáide as tuaslagóirí orgánacha láidre mar aicéatón) agus tirim (plasma ocsaigine a úsáid chun an scannán a eitseáil).

2. Teicnící Dópála 

Tá an dópáil fíor-riachtanach i dteicneolaíocht leathsheoltóra, ag athrú airíonna leictreacha ábhair leathsheoltóra de réir mar is gá. Áirítear ar na modhanna dópála coitianta idirleathadh teirmeach agus ionchlannú ian.

(1) Ionchlannú ian 

Déanann ionchlannú ian an tsubstráit leathsheoltóra a dhoirteadh trína thuairteáil le hiain ardfhuinnimh. I gcomparáid le idirleathadh teirmeach, tá go leor buntáistí aige. Cinntíonn na hiain, arna roghnú ag anailísí mais, ardíonacht dópála. Le linn an ionchlannú, fanann an tsubstráit ag teocht an tseomra nó beagán os a chionn. Is féidir go leor scannáin chumhdaigh a úsáid, mar shampla dé-ocsaíd sileacain (SiO2), nítríde sileacain (Si3N4), agus photoresist, ag soláthar solúbthachta ard le teicnící masc féin-ailínithe. Déantar dáileoga implant a rialú go beacht, agus tá an dáileadh ian eisíontais ionchlannaithe aonfhoirmeach laistigh den eitleán céanna, rud a fhágann go bhfuil ard-atrialltacht ann.

Is é fuinneamh na n-ian a chinneann doimhneacht an ionchlannaithe. Trí fhuinneamh agus dáileog a rialáil, is féidir dáileadh na n-ian eisíontais san iar-ionchlannú tsubstráit a ionramháil. Féadfar ionchlannuithe iolracha le scéimeanna éagsúla a dhéanamh go leanúnach chun próifílí eisíontais éagsúla a bhaint amach. Go háirithe, i bhfoshraitheanna aonchriostail, má tá an treo ionchlannaithe comhthreomhar leis an treo criostalagrafach, tarlaíonn éifeachtaí cainéalaithe - beidh roinnt ian ag taisteal feadh cainéil, rud a fhágann go mbeidh rialú doimhneachta dúshlánach.

Chun cainéalú a chosc, is gnách go ndéantar an t-ionchlannú ag uillinn 7° go dtí príomh-ais an tsubstráit aonchriostail nó tríd an tsubstráit a chlúdach le ciseal éagruthach.

Mar sin féin, is féidir le hionchlannú ian damáiste suntasach a dhéanamh ar struchtúr criostail an tsubstráit. Aistríonn iain ardfhuinnimh, tar éis imbhuailte iad, fuinneamh go núicléis agus leictreoin den tsubstráit, rud a fhágann go bhfágann siad an laitís agus cruthaíonn siad péirí fabhtanna idir-rannacha. I gcásanna tromchúiseacha, féadfar an struchtúr criostail i roinnt réigiún a scriosadh, ag cruthú criosanna éagruthacha.

Cuireann damáiste laitíse isteach go mór ar airíonna leictreacha an ábhair leathsheoltóra, mar shampla soghluaisteacht iompróra a laghdú nó saolré iompróirí neamhchothromaíochta. Níos tábhachtaí fós, áitíonn tromlach na n-eisíontas ionchlannaithe suíomhanna idir-rannacha neamhrialta, gan dópáil éifeachtach a dhéanamh. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach deisiú damáiste laitíse iar-ionchlannú agus gníomhachtú leictreach neamhíonachtaí.

(2)Próiseáil Mear Teirmeach (RTP)

 Is é anáil theirmeach an modh is éifeachtaí chun damáiste laitíse de bharr ionchlannú ian agus neamhíonachtaí a ghníomhachtú go leictreach a leasú. Ag teochtaí arda, déanfar péirí lochtanna idir-stitial-folúntas i laitís criostail an tsubstráit a athcheangal agus a imíonn siad; Déanfaidh réigiúin éagruthacha athchriostalú freisin ón teorainn le limistéir aonchriostail trí epitacsas pas soladach. Chun an t-ábhar tsubstráit a chosc ó ocsaídiú ag teochtaí arda, ní mór anáil theirmeach a dhéanamh i bhfolús nó in atmaisféar gáis támh. Tógann anáil traidisiúnta ar feadh i bhfad agus féadfaidh sé a bheith ina chúis le hathdháileadh suntasach eisíontais mar gheall ar idirleathadh.

Teacht naTeicneolaíocht RTP saor in aisce,Tugann sé aghaidh ar an tsaincheist seo, ag déanamh deisiúcháin damáiste laitíse den chuid is mó agus gníomhachtú eisíontas laistigh d'achar giorraithe anála.

Ag brath ar an bhfoinse teasa,RTPDéantar é a chatagóiriú i gcineálacha éagsúla: scanadh léas leictreoin, léasacha leictreoin bíogacha agus ian, léasair bíogacha, léasair tonnta leanúnaí, agus foinsí solais neamhchomhleanúnacha leathanbhanda (lampaí halaigine, téitheoirí graifíte, lampaí stua), agus is é an dara ceann an ceann is mó a úsáidtear. Is féidir leis na foinsí seo an tsubstráit a théamh go dtí an teocht riachtanach ar an toirt, ag críochnú annealing i mbeagán ama agus ag laghdú idirleata eisíontais go héifeachtach.

3. Teicnící Taiscí Scannán

(1) Taiscí Glais Cheimiceach Feabhsaithe Plasma (PECVD)

Is cineál amháin é PECVD de theicníc um Sheilsiú Gaile Ceimiceach (CVD) le haghaidh sil-leagan scannáin, agus is iad CVD Brú Atmaisféir (APCVD) agus CVD ar Bhrú Íseal (LPCVD) an dá cheann eile.

Faoi láthair, is é PECVD an ceann is mó a chuirtear i bhfeidhm i measc na dtrí chineál. Úsáideann sé plasma minicíochta raidió (RF) chun imoibrithe ceimiceacha a thionscnamh agus a chothú ag teochtaí réasúnta íseal, rud a éascaíonn taisceadh scannáin ar theocht íseal le rátaí arda sil-leagan. Tá scéimre an trealaimh mar atá léirithe. 

Léiríonn scannáin a tháirgtear tríd an modh seo greamaitheacht eisceachtúla agus airíonna leictreacha, microporosity íosta, aonfhoirmeacht ard, agus cumas líonta láidir ar scála beag. I measc na bhfachtóirí a dhéanann difear do cháilíocht taisce PECVD tá teocht an tsubstráit, ráta sreafa gáis, brú, cumhacht RF, agus minicíocht.

(2) Sputtering 

Is modh Taiscí Fisiciúil Gal (PVD) é sputtering. Luasghéaraítear iain luchtaithe (iain Argóin go hiondúil, Ar+) i réimse leictreach, ag gnóthú fuinneamh cinéiteach. Dírítear iad i dtreo an sprioc-ábhar, imbhuaileann siad le sprioc-mhóilíní agus cuireann siad anuas agus sputter ar shiúl. Tá fuinneamh cinéiteach suntasach ag na móilíní seo freisin agus bogann siad i dtreo an tsubstráit, ag sil-leagan air.

I measc na bhfoinsí cumhachta sputtering a úsáidtear go tipiciúil tá Sruth Díreach (DC) agus Minicíocht Raidió (RF), áit a bhfuil sputtering DC infheidhme go díreach maidir le hábhair seoltacha cosúil le miotail, agus éilíonn ábhair inslithe sputtering RF le haghaidh taisceadh scannáin.

Fulaingíonn sputtering traidisiúnta mar gheall ar rátaí íseal sil-leagan agus brúnna oibre arda, rud a fhágann go bhfuil cáilíocht scannáin níos ísle. Tugann sputtering Magnetron aghaidh ar na saincheisteanna seo níos fearr. Úsáideann sé réimse maighnéadach seachtrach chun conair líneach na n-ian a athrú go cosán helical timpeall threo an réimse mhaighnéadaigh, ag leathnú a gcosán agus ag feabhsú éifeachtúlacht imbhuailte le sprioc-mhóilíní, rud a chuireann le héifeachtacht sputtering. Mar thoradh air seo tá méadú ar rátaí sil-leagan, laghdú ar bhrú oibre, agus feabhas suntasach ar cháilíocht scannán.

4. Eitseáil Teicnící

Aicmítear eitseáil i modhanna tirim agus fliuch, ainmnithe as a n-úsáid (nó easpa) réitigh ar leith faoi seach.

De ghnáth, éilíonn eitseáil go n-ullmhófar ciseal masc (ar féidir a bheith ina fhótaileictreach go díreach) chun réigiúin nach bhfuil beartaithe le haghaidh eitseála a chosaint.

(1) Eitseáil Thirim

Áirítear le cineálacha coitianta eitseála tirimPlasma Cúpláilte ionduchtach (ICP) eitseáil, Eitseáil Bhíoma ian (IBE), agus Eitseáil Ion Imoibríoch (RIE).

In eitseáil ICP, tá go leor radacacha saora an-ghníomhacha ceimiceacha (adaimh saor in aisce, móilíní nó grúpaí adamhacha) sa phlasma a tháirgtear urscaoileadh glow, a imoibríonn go ceimiceach leis an spriocábhar chun táirgí so-ghalaithe a fhoirmiú, rud a ghnóthaíonn eitseáil.

Úsáideann IBE iain ardfhuinnimh (ianaithe ó gháis támha) chun dromchla an spriocábhair a thuaradh go díreach le haghaidh eitseála, rud a léiríonn próiseas fisiceach.

Breathnaítear ar RIE mar theaglaim den dá cheann roimhe seo, a chuirtear in ionad an gháis támh a úsáidtear in IBE leis an ngás a úsáidtear in eitseáil ICP, agus ar an mbealach sin RIE.

I gcás eitseála tirim, tá an ráta eitseála ingearach i bhfad níos mó ná an ráta cliathánach, i.e., tá cóimheas ardghnéithe aige, rud a fhágann gur féidir an patrún masc a mhacasamhlú go beacht. Mar sin féin, eitseáileann eitseáil thirim an ciseal masc freisin, rud a léiríonn roghnaíocht níos boichte (an cóimheas idir rátaí eitseála an sprioc-ábhar leis an gciseal masc), go háirithe le IBE, a d'fhéadfadh eitseáil go neamhroghnach thar dhromchla an ábhair.

(2) Eitseáil Fhliuch 

Ciallaíonn eitseáil fhliuch an modh eitseála a bhaintear amach tríd an spriocábhar a thumadh i dtuaslagán (eitseog) a imoibríonn go ceimiceach leis.

Tá an modh eitseála seo simplí, éifeachtach ó thaobh costais, agus léiríonn sé roghnaíocht mhaith ach tá cóimheas íseal gné aige. Is féidir an t-ábhar faoi imill an masc a chreimeadh, rud a fhágann nach bhfuil sé chomh beacht ná an eitseáil tirim. Chun an drochthionchar a bhaineann le cóimheas íseal treoíochta a mhaolú, ní mór rátaí eitseála cuí a roghnú. Áirítear ar na fachtóirí a mbíonn tionchar acu ar an ráta eitseála tiúchan eitseála, am eitseála, agus teocht eitseála.**