Mikä on kuiva etsaus?

Kuiva etsaus on yksi kahdesta suuresta etsausprosessista, joita käytetään mikroelektroniikassa ja joissakin puolijohdekäsittelyissä. Toisin kuin märkä etsaus, kuiva etsaus ei upota etsattavaa materiaalia nestemäisiin kemikaaleihin. Sen sijaan se käyttää kaasua tai fysikaalisia prosesseja materiaalin etsaamiseen tai pienien leikkauskanavien luomiseen. Kuiva etsaus on kalliimpaa kuin märkä etsaus, mutta mahdollistaa tarkemman luodun kanavan tyypin.

Valmistajat päättävät usein käyttää kuivaa tai märkää etsaustekniikkaa ensin etsattujen kanavien vaaditun tarkkuuden perusteella. Jos kanavien on oltava erityisen syviä tai tietyn muotoisia – kuten pystysuorat sivut – kuiva etsaus on toivottavaa. Kustannukset on kuitenkin myös otettava huomioon, koska kuiva etsaus maksaa huomattavasti enemmän kuin märkä etsaus.

Sekä märkä- että kuivasyövytyksessä materiaalin alue, jota valmistaja ei halua syövyttää – jota kutsutaan yleensä kiekkoksi mikroelektronisessa prosessissa – on peitetty ei -reaktiivisella aineella tai peitetty. Kun materiaali on peitetty, se joko altistetaan tietylle plasmaetsaukselle, joka altistaa sen kaasumaiselle kemikaalille, kuten vetyfluoridille, tai altistetaan fyysisille prosesseille, kuten ionisuihkumyllylle, joka luo syövytyksen ilman kaasua.

Plasman etsausta on kolme tyyppiä. Ensimmäinen, reaktioionien etsaus (RIE), luo kanavia kemiallisen reaktion kautta, joka tapahtuu plasman ionien ja kiekon pinnan välillä, mikä poistaa pienet määrät kiekkoa. RIE mahdollistaa kanavarakenteen vaihtelun lähes suorasta täysin pyöristettyyn. Toinen plasman etsausprosessi, höyryfaasi, eroaa RIE: stä vain sen yksinkertaisessa asennuksessa. Höyryvaihe mahdollistaa kuitenkin vähemmän vaihtelua tuotettujen kanavien tyypissä.

Kolmas tekniikka, sputterin etsaus, käyttää myös ioneja kiekkojen syövyttämiseen. RIE: n ja höyryfaasin ionit istuvat kiekon pinnalla ja reagoivat materiaalin kanssa. Sputterin syövytys sitä vastoin pommittaa materiaalia ioneilla määritettyjen kanavien leikkaamiseksi.

Valmistajien on aina poistettava nopeasti etsausprosessin aikana syntyneet sivutuotteet. Nämä sivutuotteet voivat estää täydellisen syövytyksen, jos ne tiivistyvät kiekon pinnalle. Usein ne poistetaan palauttamalla ne kaasumaiseen tilaan ennen etsausprosessin päättymistä.
Yksi kuivan etsauksen ominaisuus on kyky kemialliselle reaktiolle tapahtua vain yhteen suuntaan. Tämä ilmiö, jota kutsutaan anisotropiaksi, mahdollistaa kanavien syövyttämisen ilman, että reaktio koskettaa kiekon naamioituja alueita. Yleensä tämä tarkoittaa, että reaktio tapahtuu pystysuunnassa.