سیمی کنڈکٹر اینچنگ پروسیس ٹیکنالوجی

اینچنگ، یا اینچنگ، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ، مائیکرو الیکٹرانکس آئی سی مینوفیکچرنگ، اور مائیکرو/نینو مینوفیکچرنگ کے عمل میں ایک اہم قدم ہے۔ یہ فوٹو لیتھوگرافی سے وابستہ پیٹرننگ کا ایک بنیادی عمل ہے۔ ایک تنگ معنی میں، اینچنگ بنیادی طور پر فوٹو لیتھوگرافک اینچنگ ہے، جہاں پہلے فوٹو لیتھوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے فوٹو ریزسٹ کو بے نقاب کیا جاتا ہے، اور پھر ناپسندیدہ مواد کو ہٹانے کے لیے دوسرے طریقے استعمال کیے جاتے ہیں۔ اینچنگ کیمیائی یا جسمانی طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے سلکان ویفر کی سطح سے ناپسندیدہ مواد کو منتخب طور پر ہٹانے کا عمل ہے۔ اس کا بنیادی مقصد لیپت سلکان ویفر پر ماسک پیٹرن کو درست طریقے سے نقل کرنا ہے۔ مائیکرو فیبریکیشن کے عمل کی ترقی کے ساتھ، اینچنگ وسیع پیمانے پر حل، رد عمل والے آئنوں، یا دیگر میکانی طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے مواد کو اتارنے اور ہٹانے کے لیے ایک عام اصطلاح بن گئی ہے، جو مائیکرو فیبریکیشن میں ایک عام اصطلاح بن گئی ہے۔

اینچنگ کو وسیع طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: گیلی اینچنگ اور ڈرائی ایچنگ۔ خشک اینچنگ میں، گیس ہائی فریکوئنسی (بنیادی طور پر 13.56 میگاہرٹز یا 2.45 گیگا ہرٹز) پر پرجوش ہوتی ہے۔ 1 سے 100 Pa کے دباؤ میں، اس کا اوسط مفت راستہ چند ملی میٹر سے چند سینٹی میٹر تک ہوتا ہے۔ خشک اینچنگ کی تین اہم اقسام ہیں:

جسمانی خشک اینچنگ: ویفر کی سطح پر ذرات کے جسمانی لباس کو تیز کرتا ہے۔

• کیمیائی خشک اینچنگ: گیس ویفر کی سطح کے ساتھ کیمیائی طور پر رد عمل ظاہر کرتی ہے۔

• کیمیکل-فزیکل ڈرائی ایچنگ: کیمیائی خصوصیات کے ساتھ ایک جسمانی اینچنگ کا عمل۔

1. آئن بیم اینچنگ

آئن بیم اینچنگ ایک جسمانی خشک اینچنگ عمل ہے۔ آرگن آئن تقریباً 1 سے 3 کے وی کے آئن بیم میں سطح پر پھیلتے ہیں۔ آئنوں کی توانائی کی وجہ سے، وہ سطح کے مواد پر بمباری کرتے ہیں۔ ویفر کو عمودی طور پر یا ایک زاویہ پر آئن بیم میں داخل کیا جاتا ہے، اور اینچنگ کا عمل بالکل انیسوٹروپک ہوتا ہے۔ سلیکٹیوٹی کم ہے کیونکہ یہ تہوں کے درمیان فرق نہیں کرتی ہے۔ گیس اور پالش شدہ مواد کو ویکیوم پمپ کے ذریعے نکالا جاتا ہے۔ تاہم، کیونکہ رد عمل کی مصنوعات گیسی نہیں ہیں، ذرات ویفر یا چیمبر کی دیواروں پر جمع ہو سکتے ہیں۔

ان ذرات سے بچنے کے لیے چیمبر میں دوسری گیس داخل کی جاتی ہے۔ یہ گیس آرگن آئنوں کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے، جس سے فزیکو کیمیکل اینچنگ کا عمل ہوتا ہے۔ کچھ گیس سطح کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے، لیکن کچھ پالش شدہ ذرات کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے گیسی ضمنی مصنوعات بناتی ہیں۔ اس طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے تقریباً تمام مواد کو اینچ کیا جا سکتا ہے۔ عمودی تابکاری کی وجہ سے، عمودی دیواروں پر پہننا بہت کم ہے (اعلی انیسوٹروپی)۔ تاہم، کم سلیکٹیوٹی اور کم اینچنگ ریٹ کی وجہ سے، یہ عمل جدید سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں شاذ و نادر ہی استعمال ہوتا ہے۔

2. پلازما اینچنگ

پلازما اینچنگ بالکل کیمیکل اینچنگ کا عمل ہے (کیمیکل ڈرائی اینچ)۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ ویفر کی سطح کو تیز آئنوں سے نقصان نہیں پہنچا ہے۔ اینچنگ گیس کے متحرک ذرات کی وجہ سے، ایچنگ پروفائل آئسوٹروپک ہے، جس سے یہ طریقہ پوری فلمی تہوں کو ہٹانے کے لیے موزوں بناتا ہے (مثال کے طور پر، تھرمل آکسیڈیشن کے بعد بیک سائیڈ کی صفائی)۔

ایک قسم کا ری ایکٹر جو پلازما اینچنگ کے لیے استعمال ہوتا ہے وہ ایک ڈاون اسٹریم ری ایکٹر ہے۔ پلازما کو امپیکٹ آئنائزیشن کے ذریعے 2.45 گیگا ہرٹز کی ہائی فریکوئنسی پر جلایا جاتا ہے، اور اثر آئنائزیشن سائٹ ویفر سے الگ ہو جاتی ہے۔

گیس خارج ہونے والے علاقے میں، مختلف ذرات، بشمول آزاد ریڈیکلز، اثرات کی وجہ سے موجود ہیں. آزاد ریڈیکل غیر جانبدار ایٹم یا غیر سیر شدہ الیکٹران والے مالیکیول ہوتے ہیں اور اس وجہ سے انتہائی رد عمل ہوتے ہیں۔ ایک غیر جانبدار گیس کے طور پر، tetrafluoromethane (CF4) گیس خارج ہونے والے علاقے میں متعارف کرایا جاتا ہے اور CF2 اور فلورین مالیکیولز (F2) میں الگ ہو جاتا ہے۔ اسی طرح، فلورین کو آکسیجن (O2) شامل کرکے CF4 سے الگ کیا جا سکتا ہے:

2 CF4 + O2 ---> 2 COF2 + 2 F2

گیس خارج ہونے والے علاقے میں توانائی کے ذریعے فلورین مالیکیول کو دو الگ الگ فلورین ایٹموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: ہر فلورین ایٹم فلورین فری ریڈیکل ہے، کیونکہ ہر ایٹم میں سات والینس الیکٹران ہوتے ہیں اور اس کا مقصد ایک غیر فعال گیس کی ترتیب کو حاصل کرنا ہے۔ غیر جانبدار آزاد ریڈیکلز کے علاوہ، کئی جزوی طور پر چارج شدہ ذرات (CF+4، CF+3، CF+2، ...) ہیں۔ تمام ذرات، آزاد ریڈیکلز، وغیرہ، پھر سیرامک ​​ٹیوب کے ذریعے اینچنگ چیمبر میں داخل ہوتے ہیں۔ چارج شدہ ذرات کو اینچنگ چیمبر سے ایکسٹریکشن گریٹنگ کے ذریعے روکا جا سکتا ہے یا غیر جانبدار مالیکیولز کی تشکیل کے دوران دوبارہ ملایا جا سکتا ہے۔ فلورین ریڈیکلز بھی جزوی طور پر دوبارہ اکٹھے ہو جاتے ہیں، لیکن اینچنگ چیمبر تک پہنچنے، ویفر کی سطح پر رد عمل ظاہر کرنے اور کیمیائی کھرچنے کے لیے کافی ہیں۔ دیگر غیر جانبدار ذرات اینچنگ کے عمل کا حصہ نہیں ہیں اور رد عمل کی مصنوعات کے ساتھ ختم ہو جاتے ہیں۔

پتلی فلموں کی مثالیں جنہیں پلازما اینچنگ میں بنایا جا سکتا ہے: • سلکان: Si + 4F ---> SiF4 • Silicon dioxide: SiO2 + 4F ---> SiF4 + O2 • Silicon nitride: Si3N4 + 12F ---> 3SiF4 + 2N2Eh کیریکٹر (Reactivity) کا انتخاب کریں، وغیرہ۔ اینچنگ پروفائل، اینچنگ ریٹ، یکسانیت، اور ریپیٹ ایبلٹی سب کو ری ایکٹیو آئن اینچنگ میں بہت درست طریقے سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ آئسوٹروپک ایچنگ پروفائلز کے ساتھ ساتھ انیسوٹروپک بھی ممکن ہیں۔ لہذا، RIE ایک کیمیائی فزیکل اینچنگ عمل ہے اور سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں مختلف قسم کی پتلی فلموں کی تعمیر کے لیے سب سے اہم عمل ہے۔ عمل کے چیمبر میں، ویفر کو ایک اعلی تعدد الیکٹروڈ (HF الیکٹروڈ) پر رکھا جاتا ہے۔ پلازما اثر آئنائزیشن سے پیدا ہوتا ہے، جس میں مفت الیکٹران اور مثبت چارج شدہ آئن ظاہر ہوتے ہیں۔ اگر HF الیکٹروڈ مثبت وولٹیج پر ہے تو، مفت الیکٹران اس پر جمع ہو جاتے ہیں اور الیکٹران سے تعلق کی وجہ سے دوبارہ الیکٹروڈ کو نہیں چھوڑ سکتے۔ لہذا، الیکٹروڈ کو -1000 V (متعصب وولٹیج) پر چارج کیا جاتا ہے۔ سست آئن جو تیزی سے متبادل فیلڈ کی پیروی نہیں کر سکتے ہیں منفی چارج شدہ الیکٹروڈ کی طرف بڑھتے ہیں۔

اگر آئنوں کا اوسط آزاد راستہ زیادہ ہے تو، ذرات تقریباً کھڑے زاویوں پر ویفر کی سطح پر بمباری کرتے ہیں۔ اس طرح، مواد کو سرعت شدہ آئنوں (جسمانی نقاشی) کے ذریعے سطح سے باہر نکالا جاتا ہے، اور کچھ ذرات کیمیاوی طور پر سطح کے ساتھ رد عمل بھی ظاہر کرتے ہیں۔ لیٹرل سائیڈ والز غیر متاثر ہوتے ہیں، اس لیے کوئی لباس نہیں ہوتا اور اینچ پروفائل انیسوٹروپک رہتا ہے۔ سلیکٹیوٹی بہت چھوٹی نہیں ہے، لیکن جسمانی اینچنگ کے عمل کی وجہ سے یہ بہت بڑی نہیں ہے۔ مزید برآں، ویفر کی سطح کو تیز آئنوں سے نقصان پہنچا ہے اور اسے تھرمل اینیلنگ سے ٹھیک کیا جانا چاہیے۔ اینچنگ کے عمل کا کیمیائی حصہ سطح کے ساتھ آزاد ریڈیکلز کے رد عمل کے ذریعے مکمل ہوتا ہے اور مادے کو جسمانی طور پر مل جاتا ہے، لہذا یہ آئن بیم اینچنگ کی طرح ویفر یا چیمبر کی دیواروں پر دوبارہ جمع نہیں ہوتا ہے۔ اینچنگ چیمبر میں دباؤ بڑھانے سے، ذرات کا اوسط آزاد راستہ کم ہو جاتا ہے۔ لہذا، زیادہ تصادم ہیں، اور ذرات مختلف سمتوں میں سفر کرتے ہیں. اس کے نتیجے میں کم دشاتمک اینچنگ ہوتی ہے، اور اینچنگ کا عمل زیادہ کیمیائی خصوصیات حاصل کرتا ہے۔ سلیکٹیوٹی میں اضافہ کے نتیجے میں زیادہ آئسوٹروپک ایچ پروفائل بنتا ہے۔ انیسوٹروپک ایچ پروفائلز سلیکون اینچنگ کے دوران سائیڈ والز کے گزرنے کے ذریعے حاصل کیے جاتے ہیں۔ اینچنگ چیمبر میں آکسیجن سلکان ڈائی آکسائیڈ بنانے کے لیے ملڈ سلکان کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے، جو عمودی سائیڈ والز پر جمع ہوتی ہے۔ افقی علاقوں پر آکسائڈ فلم آئن کی بمباری کی وجہ سے ہٹا دی جاتی ہے، جس سے پس منظر کی اینچنگ کا عمل جاری رہتا ہے۔

اینچ کی شرح دباؤ، ہائی فریکوئنسی جنریٹر پاور، پروسیس گیس، اصل گیس کے بہاؤ کی شرح، اور ویفر کے درجہ حرارت پر منحصر ہے۔ ہائی فریکوئنسی طاقت میں اضافہ، دباؤ میں کمی اور درجہ حرارت میں کمی کے ساتھ انیسوٹروپی بڑھ جاتی ہے۔ اینچنگ کے عمل کی یکسانیت کا انحصار گیس، دو الیکٹروڈز کے درمیان فاصلے اور الیکٹروڈ مواد پر ہوتا ہے۔ اگر فاصلہ بہت چھوٹا ہے تو، پلازما یکساں طور پر منتشر نہیں ہو سکتا، جس کے نتیجے میں ہم آہنگی پیدا ہو جاتی ہے۔ الیکٹروڈ فاصلہ بڑھانے سے اینچ کی شرح کم ہو جاتی ہے کیونکہ پلازما پھیلے ہوئے حجم پر تقسیم ہوتا ہے۔ الیکٹروڈ کے لیے، کاربن ترجیحی مواد ثابت ہوا ہے۔ چونکہ فلورین اور کلورین بھی کاربن پر حملہ کرتے ہیں، اس لیے الیکٹروڈ ایک یکساں تنا ہوا پلازما تیار کرتے ہیں، اس طرح ویفر کے کنارے ویفر سینٹر کی طرح متاثر ہوتے ہیں۔

سلیکٹیوٹی اور اینچ ریٹ کا بہت زیادہ انحصار پروسیس گیس پر ہوتا ہے۔ سلکان اور سلکان مرکبات کے لیے، فلورین اور کلورین بنیادی طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

اینچنگ کے عمل صرف ایک گیس، گیس مکسچر، یا فکسڈ پروسیس پیرامیٹرز تک محدود نہیں ہیں۔ مثال کے طور پر، پولی سیلیکون پر مقامی آکسائیڈز کو سب سے پہلے اعلی اینچ ریٹ پر اور کم سلیکٹیوٹی کے ساتھ ہٹایا جا سکتا ہے، اس کے بعد پولی سیلیکون کی اینچنگ بنیادی پرتوں کی نسبت زیادہ سلیکٹیوٹی کے ساتھ کی جا سکتی ہے۔

Semicorex مختلف پیشکش کرتا ہےSiC اجزاءاینچنگ کے عمل میں. اگر آپ کی کوئی پوچھ گچھ ہے یا اضافی تفصیلات کی ضرورت ہے، تو براہ کرم ہم سے رابطہ کرنے میں سنکوچ نہ کریں۔

فون نمبر +86-13567891907 سے رابطہ کریں۔

ای میل: sales@semicorex.com