शुष्क निक्षारण (ड्राई एचिंग)

सूखी नक़्क़ाशी सामग्री को हटाने को संदर्भित करती है, प्रायः अर्धचालक सामग्री का नकाबपोश पैटर्न, सामग्री को आयनों की बमबारी (प्रायः 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 नक़्क़ाशी का सामान्य प्रकार प्रतिक्रियाशील-आयन नक़्क़ाशी है। गीली नक़्क़ाशी में इस्तेमाल किए जाने वाले गीले रासायनिक नक़्क़ाशी के कई (लेकिन सभी नहीं, समदैशिक नक़्क़ाशी देखें) के विपरीत, शुष्क नक़्क़ाशी प्रक्रिया प्रायः प्रत्यक्ष रूप से या या विषमदैशिक रूप से नक़्क़ाशी करती है।

अनुप्रयोग

सूखी नक़्क़ाशी का उपयोग फोटोलिथोग्राफिक तकनीकों के संयोजन में किया जाता है ताकि सामग्री में अवकाश बनाने के लिए अर्धचालक सतह के कुछ क्षेत्रों पर हमला किया जा सके।

अनुप्रयोगों में संपर्क छिद्र शामिल हैं (जो अंतर्निहित अर्धचालक सब्सट्रेट के संपर्क हैं), वाया (इलेक्ट्रॉनिक्स) (जो छेद हैं जो स्तरित अर्धचालक उपकरण में प्रवाहकीय परतों के बीच एक इंटरकनेक्ट पथ प्रदान करने के लिए बनते हैं), FinFET प्रौद्योगिकी के लिए ट्रांजिस्टर द्वार, या अन्यथा सेमीकंडक्टर परतों के उन हिस्सों को हटा दें जहां मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर पक्ष वांछित हैं। सेमीकंडक्टर निर्माण, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम 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।

सूखी नक़्क़ाशी 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 Silicon_Carbide या Gallium_Nitride।

लो डेंसिटी प्लाज़्मा (एलडीपी) अपने कम दबाव के कारण कम ऊर्जा लागत पर उच्च ऊर्जा प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करने में सक्षम है, जिसका अर्थ है कि ड्राई ईच को कार्य करने के लिए अपेक्षाकृत कम मात्रा में रसायनों और बिजली की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, ड्राई ईचिंग उपकरण फोटोलिथोग्राफी उपकरण की तुलना में परिमाण का एक 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 सूखी एचिंग रणनीतियों पर भरोसा करते हैं।

Wet Etching	Dry Etching
highly selective	easy to start and stop
no damage to substrate	less sensitive to small changes in temperature
cheaper	more repeatable
slower	faster
	may have anisotropies
	fewer particles in environment

उच्च पहलू अनुपात संरचना

सूखी नक़्क़ाशी वर्तमान में उच्च पहलू अनुपात संरचनाओं (जैसे गहरे छेद या संधारित्र खाइयों) को बनाने के लिए एनीसोट्रॉपी # माइक्रोफैब्रिकेशन (सामग्री को हटाने) करने के लिए गीली नक़्क़ाशी पर अपनी अनूठी क्षमता के कारण सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रियाओं में उपयोग की जाती है।

हार्डवेयर डिजाइन

शुष्क नक़्क़ाशी हार्डवेयर डिज़ाइन में मूल रूप से एक निर्वात कक्ष, विशेष गैस वितरण प्रणाली, प्लाज्मा को बिजली की आपूर्ति करने के लिए आकाशवाणी आवृति (RF) तरंग जनरेटर, वेफर को सीट करने के लिए गर्म चक और एक निकास प्रणाली शामिल 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 प्रसंस्करण विशेषताओं को लक्षित करते हैं। उदाहरण के लिए, डिवाइस के महत्वपूर्ण भागों के साथ संपर्क में आने या बनाने वाले ड्राई ईच स्टेप्स को उच्च स्तर की दिशात्मकता, चयनात्मकता और एकरूपता की आवश्यकता हो सकती है। ट्रेडऑफ़ यह है कि अधिक जटिल ड्राई ईच 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।

ड्राई ईच 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 नक़्क़ाशी की दर। प्लाज्मा एकरूपता को प्लाज्मा कारावास से नियंत्रित किया जा सकता है, जिसे कक्ष के चारों ओर घूमते हुए एक 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 इच्छित अनुप्रयोग में भिन्न होती हैं।

इतिहास

सूखी नक़्क़ाशी प्रक्रिया का आविष्कार स्टीफन एम। इरविंग ने किया था जिन्होंने प्लाज्मा नक़्क़ाशी का भी आविष्कार किया था। अनिसोट्रोपिक शुष्क नक़्क़ाशी प्रक्रिया Hwa-Nien Yu द्वारा IBM T.J में विकसित की गई थी। 1970 के दशक की शुरुआत में वाटसन रिसर्च सेंटर। 1970 के दशक में यू द्वारा रॉबर्ट एच. डेनार्ड के साथ अर्धचालक उपकरण निर्माण निर्माण के लिए सेमीकंडक्टर पैमाने के उदाहरणों की पहली सूची | माइक्रोन-स्केल MOSFETs (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) का उपयोग किया गया था।

यह भी देखें

• प्लाज्मा एचर
• नक़्क़ाशी (माइक्रोफैब्रिकेशन)