ما هي إيجابيات وسلبيات النقش الجاف والحفر الرطب؟

1. ما هو النقش الجاف والرطب؟

النقش الجاف هو تقنية لا تتضمن أي سائل، وبدلاً من ذلك تستخدم البلازما أو الغازات التفاعلية لحفر المادة الصلبة على سطح الرقاقة. لا غنى عن هذه الطريقة في إنتاج معظم منتجات الرقائق، مثل ذاكرة DRAM وذاكرة الفلاش، حيث لا يمكن استخدام النقش الرطب. من ناحية أخرى، يتضمن النقش الرطب استخدام المحاليل الكيميائية السائلة لحفر المادة الصلبة على سطح الرقاقة. على الرغم من أنه لا ينطبق عالميًا على جميع منتجات الرقائق، إلا أن النقش الرطب يُستخدم على نطاق واسع في التعبئة والتغليف على مستوى الرقاقة، والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة، والأجهزة الإلكترونية الضوئية، والخلايا الكهروضوئية.

2. ما هي خصائص النقش الجاف والرطب؟

أولاً، دعونا نوضح مفهومي النقش المتناحي ومتباين الخواص. يشير النقش المتناحي إلى معدل النقش الموحد في جميع الاتجاهات على نفس المستوى، على غرار كيفية انتشار التموجات بشكل موحد عند إلقاء حجر في الماء الهادئ. النقش متباين الخواص يعني أن معدل النقش يختلف في اتجاهات مختلفة على نفس المستوى.

النقش الرطب هو الخواص. عندما تتلامس الرقاقة مع محلول النقش، فإنها تحفر للأسفل بينما تتسبب أيضًا في النقش الجانبي. يمكن أن يؤثر هذا النقش الجانبي على عرض الخط المحدد، مما يؤدي إلى انحرافات كبيرة في النقش. وبالتالي، يمثل النقش الرطب تحديًا للتحكم الدقيق في أشكال النقش، مما يجعله أقل ملاءمة للميزات الأصغر من 2 ميكرومتر.

في المقابل، يسمح النقش الجاف بتحكم أكثر دقة في شكل النقش ويوفر طرق نقش أكثر مرونة. يمكن أن يحقق النقش الجاف كلاً من النقش المتناحي ومتباين الخواص. يمكن أن ينتج النقش متباين الخواص مقاطع جانبية مدببة (زاوية <90 درجة) ورأسية (زاوية ≈90 درجة).

لتلخيص:

1.1 مزايا الحفر الجاف (على سبيل المثال، RIE)

الاتجاهية: يمكن تحقيق اتجاهية عالية، مما يؤدي إلى جدران جانبية رأسية ونسب عرض إلى ارتفاع عالية.

الانتقائية: يمكن تحسين انتقائية النقش عن طريق اختيار غازات ومعلمات النقش المحددة.

دقة عالية: مناسبة للميزات الدقيقة وحفر الخنادق العميقة.

1.2 مزايا النقش الرطب

البساطة والفعالية من حيث التكلفة: تعد سوائل ومعدات النقش أكثر اقتصادية بشكل عام من تلك المستخدمة في النقش الجاف.

التوحيد: يوفر نقشًا موحدًا عبر الرقاقة بأكملها.

لا حاجة إلى معدات معقدة: عادةً لا يتطلب الأمر سوى حمام غمس أو معدات طلاء تدور.

3. الاختيار بين النقش الجاف والرطب

أولاً، بناءً على متطلبات العملية الخاصة بمنتج الرقاقة، إذا كان النقش الجاف فقط يمكنه إنجاز مهمة النقش، فاختر النقش الجاف. إذا كان النقش الجاف والرطب يفي بالمتطلبات، يُفضل النقش الرطب بشكل عام نظرًا لفعاليته من حيث التكلفة. إذا كانت هناك حاجة إلى تحكم دقيق في عرض الخط أو الزوايا الرأسية/المدببة، فاختر الحفر الجاف.

ومع ذلك، يجب حفر بعض الهياكل الخاصة باستخدام الحفر الرطب. على سبيل المثال، في الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)، لا يمكن تحقيق البنية الهرمية المقلوبة للسيليكون المحفور إلا من خلال النقش الرطب.**