Dalam artikel sebelum ini, kami memperkenalkan proses fotolitografi, yang menggunakan topeng foto untuk menayangkan corak litar yang direka ke permukaan wafer yang disalut dengan photoresist. Langkah seterusnya ialah melakukan proses etsa pada wafer untuk mengeluarkan bahan yang tidak diingini dan mengekalkan corak yang dikehendaki sahaja.

Goresan: Bentuk Seni dalam Haknya Sendiri

Semasa anda berada dalam kelas seni, anda mungkin telah mencipta "cetakan", sejenis karya seni yang dibuat dengan melukis bentuk pada permukaan kayu, logam atau batu, kemudian menggunakan dakwat atau cat dan menekannya pada kertas atau fabrik. Proses goresan semikonduktor berkongsi prinsip yang sama dengan teknik cetakan ini.

Dalam pembuatan cetakan, bahan anti-menghakis digunakan pada plat logam, dan reka bentuk yang dikehendaki diukir ke dalam plat menggunakan alat tajam. Plat kemudiannya direndam dalam bahan menghakis seperti asid nitrik, dan tahap kakisan dikawal untuk membentuk corak yang diingini.

Begitu juga, dalam pembuatan semikonduktor, proses goresan menggunakan etsa cecair atau gas untuk secara selektif mengeluarkan bahan yang tidak diingini sehingga corak litar yang dikehendaki ditinggalkan pada permukaan wafer. Bahan di kawasan tanpa photoresist dikeluarkan oleh etchant untuk membentuk corak litar pada wafer. Selepas proses etsa selesai, photoresist dikeluarkan. Langkah-langkah ini perlu diulang beberapa kali pada lapisan yang berbeza.

Goresan kering, yang digunakan dalam proses etsa, boleh dikelaskan kepada dua jenis: goresan kering dan goresan basah, bergantung kepada bahan yang digunakan. Goresan kering secara selektif mengeluarkan bahan yang tidak diingini menggunakan gas dan ion reaktif, manakala goresan basah menggunakan larutan kimia.

Berbanding dengan etsa basah, etsa kering mempunyai kos yang lebih tinggi dan lebih kompleks. Walau bagaimanapun, dengan kemajuan teknologi semikonduktor skala nano, litar menjadi lebih kompleks. Oleh itu, etsa kering lebih banyak digunakan dan mempunyai hasil yang lebih tinggi (merujuk kepada peratusan produk siap).

Goresan kering, juga dikenali sebagai etsa plasma, digunakan untuk mengeluarkan bahan substrat yang tidak diperlukan.
Plasma dihasilkan dengan menyuntik gas ke dalam ruang vakum pada tekanan yang lebih rendah daripada tekanan atmosfera dan kemudian membekalkan tenaga elektrik. Plasma ialah keadaan jirim (serupa dengan pepejal, cecair, dan gas) yang terdiri daripada sejumlah besar elektron bebas, ion, dan zarah neutral atau gas terion. Apabila bahan terion, ia bermakna neutron atau molekul telah menukar keadaan casnya dengan kehilangan atau memperoleh elektron.

Apabila medan magnet yang cukup kuat yang dihasilkan oleh tenaga elektrik digunakan pada gas, menyebabkan molekul gas berlanggar dan terion, plasma terbentuk. Dalam erti kata lain, elektron bebas dipercepatkan oleh medan magnet, dan elektron bertenaga tinggi berikutnya berlanggar dengan neutron atau molekul, mengionkannya.

Lata pengionan ini, yang dikenali sebagai kesan longsoran, membawa kepada peningkatan eksponen dalam bilangan ion. Inilah yang kita panggil "keadaan plasma." Atom radikal bebas berpisah daripada keadaan plasma ini dan menyejat dari permukaan wafer, dengan itu mengeluarkan bahan permukaan yang sebelum ini tidak dilindungi oleh salutan fotoresist.

Terdapat beberapa perkara yang perlu diperhatikan dalam proses etsa kering.

Pertama, keseragaman. Keseragaman menunjukkan ketekalan kadar goresan di seluruh permukaan wafer. Jika kadar goresan tidak konsisten di kawasan wafer yang berbeza, kedalaman goresan akan berbeza-beza, yang boleh menyebabkan kegagalan cip.

Kedua, kadar etch. Ini merujuk kepada jumlah bahan permukaan yang dikeluarkan dalam masa tertentu. Kadar goresan boleh berbeza-beza bergantung kepada bilangan atom dan ion reaktif, serta tenaga yang dibawa oleh ion yang menyebabkan tindak balas permukaan berlaku. Dalam erti kata lain, kita perlu mengawal ketat faktor-faktor ini untuk meningkatkan hasil keseluruhan.

Selain itu, selektiviti (nisbah kadar goresan bahan sasaran kepada kadar goresan bahan lain) dan profil goresan juga dianggap sebagai faktor penting dalam goresan kering.

Kini anda mempunyai pemahaman yang lebih baik tentang proses etsa untuk membina corak litar semikonduktor. Semikonduktor ialah lambang teknologi litar bersepadu, yang dihasilkan melalui pemendapan berulang bahan yang dikehendaki pada substrat silikon, penggunaan lapisan pelindung, dan goresan terpilih bagi bahagian yang tidak diperlukan. Keseluruhan proses dijalankan dalam instrumen yang direka dengan mengambil kira keselamatan.

Dalam artikel seterusnya, kami akan memperkenalkan proses pemendapan dan implantasi ion, yang memberikan sifat elektrik kepada wafer melalui teknik ini.