शुष्क निक्षारण (ड्राई एचिंग): Difference between revisions
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'''शुष्क निक्षारण''' सामग्री को हटाने को संदर्भित करती है, सामान्यतः [[ अर्धचालक |अर्धचालक]] सामग्री का नकाबपोश पैटर्न, सामग्री को [[आयनों]] की बमबारी (सामान्यतः प्रतिक्रियाशील गैसों का [[प्लाज्मा (भौतिकी)|प्लाज्मा]]) जैसे कि [[फ़्लोरोकार्बन]], [[ऑक्सीजन]], [[क्लोरीन]], [[बोरॉन ट्राइक्लोराइड]], कभी-कभी अतिरिक्त के साथ [[नाइट्रोजन]], [[आर्गन]], [[हीलियम]] और अन्य गैसों का) जो उजागर सतह से सामग्री के कुछ हिस्सों को हटा देता है। शुष्क निक्षारण का सामान्य प्रकार [[प्रतिक्रियाशील-आयन नक़्क़ाशी|प्रतिक्रियाशील-आयन]] निक्षारणहै। गीली निक्षारणमें उपयोग किए जाने वाले गीले रासायनिक निक्षारणके कई (लेकिन सभी नहीं, [[आइसोट्रोपिक नक़्क़ाशी|समदैशिक]] निक्षारणदेखें) के विपरीत, शुष्क निक्षारण प्रक्रिया सामान्यतः प्रत्यक्ष रूप से या या विषमदैशिक रूप से निक्षारणकरती है। | |||
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शुष्क निक्षारण का उपयोग [[फोटोलिथोग्राफिक]] तकनीकों के संयोजन में किया जाता है ताकि सामग्री में एकान्त स्थान बनाने के लिए अर्धचालक सतह के कुछ क्षेत्रों पर हमला किया जा सके। | |||
अनुप्रयोगों में संपर्क छिद्र | अनुप्रयोगों में संपर्क छिद्र सम्मिलित हैं (जो अंतर्निहित [[अर्धचालक सब्सट्रेट]] के संपर्क हैं), छिद्रों के माध्यम से (जो छेद हैं जो स्तरित [[अर्धचालक उपकरण]] में प्रवाहकीय परतों के बीच आपस में पथ प्रदान करने के लिए बनते हैं), फिनफेट प्रौद्योगिकी के लिए ट्रांजिस्टर द्वार, या अन्यथा अर्धचालक परतों के उन हिस्सों को हटा दें जहां मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर पक्ष वांछित हैं। अर्धचालक निर्माण, [[माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम|माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक प्रणाली]] और प्रदर्शन उत्पादन के साथ-साथ ऑक्सीजन प्लास्मा द्वारा कार्बनिक अवशेषों को हटाने को कभी-कभी सही ढंग से शुष्क ईच प्रक्रिया के रूप में वर्णित किया जाता है। इसके बजाय [[प्लाज्मा राख]] शब्द का इस्तेमाल किया जा सकता है। | ||
शुष्क निक्षारण विशेष रूप से उन सामग्रियों और अर्धचालकों के लिए उपयोगी है जो रासायनिक रूप से प्रतिरोधी हैं और गीले नक़्क़ाशीदार नहीं हो सकते हैं, जैसे कि सिलिकॉन_कार्बाइड या गैलियम_नाइट्राइड। | |||
कम घनत्व वाला प्लाज्मा (एलडीपी) अपने कम दबाव के कारण कम ऊर्जा लागत पर उच्च ऊर्जा प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करने में सक्षम है, जिसका अर्थ है कि | कम घनत्व वाला प्लाज्मा (एलडीपी) अपने कम दबाव के कारण कम ऊर्जा लागत पर उच्च ऊर्जा प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करने में सक्षम है, जिसका अर्थ है कि शुष्क निक्षारण को कार्य करने के लिए अपेक्षाकृत कम मात्रा में रसायनों और बिजली की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, शुष्क निक्षारणिंग निक्षारणफोटोलिथोग्राफी उपकरण की तुलना में परिमाण का सस्ता क्रम होता है, इसलिए कई निर्माता कम उन्नत फोटोलिथोग्राफी टूल की आवश्यकता होने पर उन्नत रिज़ॉल्यूशन (14nm+) प्राप्त करने के लिए पिच दोहरीकरण या क्वार्टरिंग जैसी शुष्क निक्षारण रणनीतियों पर भरोसा करते हैं। | ||
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शुष्क निक्षारण का उपयोग वर्तमान में अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाओं में उपयोग की जाती है। क्योंकि उच्च पहलू अनुपात संरचनाओं (जैसे गहरे छेद या संधारित्र खाइयों) को बनाने के लिए एनीसोट्रॉपी माइक्रोफैब्रिकेशन (सामग्री को हटाने) करने के लिए गीली निक्षारणपर इसकी अनूठी क्षमता के कारण होती है। | |||
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शुष्क | शुष्क निक्षारण हार्डवेयर डिज़ाइन में मूल रूप से निर्वात कक्ष, विशेष गैस वितरण प्रणाली, प्लाज्मा को बिजली की आपूर्ति करने के लिए[[ आकाशवाणी आवृति]] (आरएफ) [[तरंग जनरेटर]], वेफर को सीट करने के लिए गर्म चक और एक निकास प्रणाली सम्मिलित है। | ||
डिजाइन टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक, एप्लाइड मैटेरियल्स और लैम जैसे निर्माताओं से भिन्न होता है। जबकि सभी डिज़ाइन समान भौतिक सिद्धांतों का पालन करते हैं, विभिन्न प्रकार के डिज़ाइन अधिक विशिष्ट प्रौद्योगिकी विशेषताओं को लक्षित करते हैं। उदाहरण के लिए, डिवाइस के महत्वपूर्ण भागों के साथ संपर्क में आने या बनाने वाले शुष्क | डिजाइन टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक, एप्लाइड मैटेरियल्स और लैम जैसे निर्माताओं से भिन्न होता है। जबकि सभी डिज़ाइन समान भौतिक सिद्धांतों का पालन करते हैं, विभिन्न प्रकार के डिज़ाइन अधिक विशिष्ट प्रौद्योगिकी विशेषताओं को लक्षित करते हैं। उदाहरण के लिए, डिवाइस के महत्वपूर्ण भागों के साथ संपर्क में आने या बनाने वाले शुष्क निक्षारण स्टेप्स को उच्च स्तर की दिशात्मकता, चयनात्मकता और एकरूपता की आवश्यकता हो सकती है। ट्रेडऑफ़ यह है कि अधिक जटिल शुष्क निक्षारण उपकरण खरीदने के लिए उच्च लागत पर आता है और इसे समझना अधिक कठिन है, बनाए रखने के लिए अधिक महंगा है, और अधिक धीरे-धीरे काम कर सकता है। | ||
शुष्क | शुष्क निक्षारण उपकरण कई नॉब्स के साथ प्रक्रिया की एकरूपता को नियंत्रित कर सकता है। वेफर के त्रिज्या में वेफर की गर्मी को नियंत्रित करने के लिए चक तापमान भिन्न हो सकता है, जो प्रतिक्रियाओं की दर को प्रभावित करता है और इस प्रकार वेफर के विभिन्न क्षेत्रों में निक्षारणकी दर। प्लाज्मा एकरूपता को प्लाज्मा कारावास से नियंत्रित किया जा सकता है, जिसे कक्ष के चारों ओर घूमते हुए उच्च गति चुंबक के साथ नियंत्रित किया जा सकता है, कक्ष में गैस प्रवाह में भिन्नता और कक्ष से बाहर पंप, या कक्ष के चारों ओर आरएफ ब्रेडिंग। ये रणनीतियाँ प्रति उपकरण निर्माता और अपेक्षित अनुप्रयोग में भिन्न होती हैं। | ||
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शुष्क निक्षारण प्रक्रिया का आविष्कार स्टीफन एम.इरविंग ने किया था जिन्होंने [[प्लाज्मा नक़्क़ाशी|प्लाज्मा]] निक्षारणका भी आविष्कार किया था।<ref>{{cite journal | author=Irving S. | title=एक ड्राई फोटोरेसिस्ट रिमूवल मेथड| year=1967 | journal= Journal of the Electrochemical Society}}</ref><ref>{{cite news | author=Irving S. | title=एक ड्राई फोटोरेसिस्ट रिमूवल मेथड| year=1968 | publisher=Kodak Photoresist Seminar Proceedings}}</ref> अनिसोट्रोपिक शुष्क निक्षारण प्रक्रिया ह्वा-निएन यू द्वारा आईबीएम टी.जे में विकसित की गई थी। 1970 के दशक की प्रारम्भ में वाटसन रिसर्च सेंटर। इसका उपयोग रॉबर्ट एच. डेनार्ड के साथ यू द्वारा 1970 के दशक में पहला माइक्रोन-स्केल [[MOSFET|एमओ एसएफईटीएस]] (धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर) का उपयोग किया गया था।<ref>{{cite journal |last1=Critchlow |first1=D. L. |title=MOSFET स्केलिंग पर स्मरण|journal=IEEE Solid-State Circuits Society Newsletter |date=2007 |volume=12 |issue=1 |pages=19–22 |doi=10.1109/N-SSC.2007.4785536 |doi-access=free }}</ref> | |||
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शुष्क निक्षारण सामग्री को हटाने को संदर्भित करती है, सामान्यतः अर्धचालक सामग्री का नकाबपोश पैटर्न, सामग्री को आयनों की बमबारी (सामान्यतः प्रतिक्रियाशील गैसों का प्लाज्मा) जैसे कि फ़्लोरोकार्बन, ऑक्सीजन, क्लोरीन, बोरॉन ट्राइक्लोराइड, कभी-कभी अतिरिक्त के साथ नाइट्रोजन, आर्गन, हीलियम और अन्य गैसों का) जो उजागर सतह से सामग्री के कुछ हिस्सों को हटा देता है। शुष्क निक्षारण का सामान्य प्रकार प्रतिक्रियाशील-आयन निक्षारणहै। गीली निक्षारणमें उपयोग किए जाने वाले गीले रासायनिक निक्षारणके कई (लेकिन सभी नहीं, समदैशिक निक्षारणदेखें) के विपरीत, शुष्क निक्षारण प्रक्रिया सामान्यतः प्रत्यक्ष रूप से या या विषमदैशिक रूप से निक्षारणकरती है।
अनुप्रयोग
शुष्क निक्षारण का उपयोग फोटोलिथोग्राफिक तकनीकों के संयोजन में किया जाता है ताकि सामग्री में एकान्त स्थान बनाने के लिए अर्धचालक सतह के कुछ क्षेत्रों पर हमला किया जा सके।
अनुप्रयोगों में संपर्क छिद्र सम्मिलित हैं (जो अंतर्निहित अर्धचालक सब्सट्रेट के संपर्क हैं), छिद्रों के माध्यम से (जो छेद हैं जो स्तरित अर्धचालक उपकरण में प्रवाहकीय परतों के बीच आपस में पथ प्रदान करने के लिए बनते हैं), फिनफेट प्रौद्योगिकी के लिए ट्रांजिस्टर द्वार, या अन्यथा अर्धचालक परतों के उन हिस्सों को हटा दें जहां मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर पक्ष वांछित हैं। अर्धचालक निर्माण, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक प्रणाली और प्रदर्शन उत्पादन के साथ-साथ ऑक्सीजन प्लास्मा द्वारा कार्बनिक अवशेषों को हटाने को कभी-कभी सही ढंग से शुष्क ईच प्रक्रिया के रूप में वर्णित किया जाता है। इसके बजाय प्लाज्मा राख शब्द का इस्तेमाल किया जा सकता है।
शुष्क निक्षारण विशेष रूप से उन सामग्रियों और अर्धचालकों के लिए उपयोगी है जो रासायनिक रूप से प्रतिरोधी हैं और गीले नक़्क़ाशीदार नहीं हो सकते हैं, जैसे कि सिलिकॉन_कार्बाइड या गैलियम_नाइट्राइड।
कम घनत्व वाला प्लाज्मा (एलडीपी) अपने कम दबाव के कारण कम ऊर्जा लागत पर उच्च ऊर्जा प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करने में सक्षम है, जिसका अर्थ है कि शुष्क निक्षारण को कार्य करने के लिए अपेक्षाकृत कम मात्रा में रसायनों और बिजली की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, शुष्क निक्षारणिंग निक्षारणफोटोलिथोग्राफी उपकरण की तुलना में परिमाण का सस्ता क्रम होता है, इसलिए कई निर्माता कम उन्नत फोटोलिथोग्राफी टूल की आवश्यकता होने पर उन्नत रिज़ॉल्यूशन (14nm+) प्राप्त करने के लिए पिच दोहरीकरण या क्वार्टरिंग जैसी शुष्क निक्षारण रणनीतियों पर भरोसा करते हैं।
| आर्द्र निक्षारण | शुष्क निक्षारण |
|---|---|
| निहायत चयनशील | शुरू करना और रोकना आसान |
| क्रियाधार को कोई नुकसान नहीं | तापमान में छोटे परिवर्तन के प्रति कम संवेदनशील |
| सस्ता | अधिक दोहराने योग्य |
| और धीमा | और तेज |
| अनिसोट्रॉपी हो सकता है | |
| पर्यावरण में कम कण |
उच्च पहलू अनुपात संरचना
शुष्क निक्षारण का उपयोग वर्तमान में अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाओं में उपयोग की जाती है। क्योंकि उच्च पहलू अनुपात संरचनाओं (जैसे गहरे छेद या संधारित्र खाइयों) को बनाने के लिए एनीसोट्रॉपी माइक्रोफैब्रिकेशन (सामग्री को हटाने) करने के लिए गीली निक्षारणपर इसकी अनूठी क्षमता के कारण होती है।
हार्डवेयर डिजाइन
शुष्क निक्षारण हार्डवेयर डिज़ाइन में मूल रूप से निर्वात कक्ष, विशेष गैस वितरण प्रणाली, प्लाज्मा को बिजली की आपूर्ति करने के लिएआकाशवाणी आवृति (आरएफ) तरंग जनरेटर, वेफर को सीट करने के लिए गर्म चक और एक निकास प्रणाली सम्मिलित है।
डिजाइन टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक, एप्लाइड मैटेरियल्स और लैम जैसे निर्माताओं से भिन्न होता है। जबकि सभी डिज़ाइन समान भौतिक सिद्धांतों का पालन करते हैं, विभिन्न प्रकार के डिज़ाइन अधिक विशिष्ट प्रौद्योगिकी विशेषताओं को लक्षित करते हैं। उदाहरण के लिए, डिवाइस के महत्वपूर्ण भागों के साथ संपर्क में आने या बनाने वाले शुष्क निक्षारण स्टेप्स को उच्च स्तर की दिशात्मकता, चयनात्मकता और एकरूपता की आवश्यकता हो सकती है। ट्रेडऑफ़ यह है कि अधिक जटिल शुष्क निक्षारण उपकरण खरीदने के लिए उच्च लागत पर आता है और इसे समझना अधिक कठिन है, बनाए रखने के लिए अधिक महंगा है, और अधिक धीरे-धीरे काम कर सकता है।
शुष्क निक्षारण उपकरण कई नॉब्स के साथ प्रक्रिया की एकरूपता को नियंत्रित कर सकता है। वेफर के त्रिज्या में वेफर की गर्मी को नियंत्रित करने के लिए चक तापमान भिन्न हो सकता है, जो प्रतिक्रियाओं की दर को प्रभावित करता है और इस प्रकार वेफर के विभिन्न क्षेत्रों में निक्षारणकी दर। प्लाज्मा एकरूपता को प्लाज्मा कारावास से नियंत्रित किया जा सकता है, जिसे कक्ष के चारों ओर घूमते हुए उच्च गति चुंबक के साथ नियंत्रित किया जा सकता है, कक्ष में गैस प्रवाह में भिन्नता और कक्ष से बाहर पंप, या कक्ष के चारों ओर आरएफ ब्रेडिंग। ये रणनीतियाँ प्रति उपकरण निर्माता और अपेक्षित अनुप्रयोग में भिन्न होती हैं।
इतिहास
शुष्क निक्षारण प्रक्रिया का आविष्कार स्टीफन एम.इरविंग ने किया था जिन्होंने प्लाज्मा निक्षारणका भी आविष्कार किया था।[1][2] अनिसोट्रोपिक शुष्क निक्षारण प्रक्रिया ह्वा-निएन यू द्वारा आईबीएम टी.जे में विकसित की गई थी। 1970 के दशक की प्रारम्भ में वाटसन रिसर्च सेंटर। इसका उपयोग रॉबर्ट एच. डेनार्ड के साथ यू द्वारा 1970 के दशक में पहला माइक्रोन-स्केल एमओ एसएफईटीएस (धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर) का उपयोग किया गया था।[3]
यह भी देखें
- प्लाज्मा नक़्क़ाश
- निक्षारण(माइक्रोफैब्रिकेशन)
संदर्भ
- ↑ Irving S. (1967). "एक ड्राई फोटोरेसिस्ट रिमूवल मेथड". Journal of the Electrochemical Society.
- ↑ Irving S. (1968). "एक ड्राई फोटोरेसिस्ट रिमूवल मेथड". Kodak Photoresist Seminar Proceedings.
- ↑ Critchlow, D. L. (2007). "MOSFET स्केलिंग पर स्मरण". IEEE Solid-State Circuits Society Newsletter. 12 (1): 19–22. doi:10.1109/N-SSC.2007.4785536.
