1.5 고에너지 빔 에칭

(1) 전자빔 에칭

전자빔의 화학적 효과는 에칭에 사용됩니다. 공작물 표면의 전자빔 조사의 전력 밀도가 상당히 낮기 때문에 표면 온도 상승을 거의 일으키지 않고 입사 전자와 고분자 재료 분자가 충돌하여 분자 사슬이 끊어 지거나 재 중합되어 고분자 재료의 화학적 특성 및 분자량 변화,이 효과의 사용은 전자빔의 노출로 수행 할 수 있습니다. 노출은 주로 두 가지 종류의 노출로 나뉘며, 하나는 전자빔 스캐닝 유형이며, 약 0.5 ~ 5mm 스캐닝에서 전자빔의 1μm 이내에 초점을 맞추고 모든 그래픽에 노출 될 수 있습니다. 다른 하나는 전자빔의 투영 유형 노출의 감소이므로 전자빔이 마스크 플레이트를 통과 한 다음 대규모 집적 회로의 그래픽 노출을 위해 투영 감소 비율의 1/5 ~ 1 / 10을 전자 레지스트에 적용 할 수 있도록하는 것입니다. 전자빔 에칭은 현재 최고의 고해상도 그래픽 생산 기술이며, 실험실 조건에서 최대 2nm 피처 크기, 생산에서 일반적으로 0.5 ~ 1μm 피처 크기에 도달 할 수도 있습니다.

전자빔 처리는 진공 조건에서 수행해야 합니다. 진공 환경에서는 전자가 고속으로 이동할 수 있고 음극이 산화되지 않으며 처리할 표면이 증기에 의해 산화되는 것을 방지할 수 있습니다. 진공 상태에서 진행해야 하므로 몇 가지 제한 사항이 있습니다.

(2) 이온 빔 에칭

이온 빔 에칭은 다양한 미세 가공 방법을 위한 운동 에너지로 고속 이온 빔 흐름으로 가속된 전기장에서 희귀 가스 원소 또는 기타 이온 원소를 사용하는 것으로, 미크론 이하 또는 밀리미터 수준의 정밀 가공으로 유망하고 광범위한 공정 능력을 갖춘 가공 방법의 개발입니다. 다음과 같이 나눌 수 있습니다:

(i) 제거 과정. 우선, 아르곤, 크립톤 또는 크세논 및 기타 불활성 가스를 이온화 챔버에서 저 진공으로 고주파 방전 또는 직류 방전으로 이온화 (즉, 양이온의 수와 음이온의 수가 혼합물과 동일)하고, 가속 전극에서 플라즈마의 이온을 빔 형태로 공작물 표면에서 원자 또는 분자로부터 끌어내어 공작물 가공 표면 또는 에칭 그래프에서 직접 완료 할 수 있도록합니다. 이온 밀링, 이온 연마, 이온 박막화 및 이온 스퍼터링이 이 원리를 사용합니다.

코팅 처리. 저에너지 입사 이온을 공작물 미세 가공 표면에 부착하는 것을 이온 부착 가공이라고 합니다. 대표적인 이온 부착 공정은 이온 코팅 공정입니다. 이온 코팅은 원자 또는 분자의 이온 빔 충격을 사용하여 공작물 표면에 큰 에너지로 부착되므로 코팅 강도가 높고 코팅의 품질이 좋습니다. 이온 코팅 기술은 내마모성, 내식성, 내열성 표면 강화 필름뿐만 아니라 전자, 반도체, 집적 회로용 박막을 생산하는 데 사용할 수 있습니다.

(iii) 사출 처리. 이온 주입은 이온이 수십에서 수백 킬로전자볼트(keV) 에너지로 가속되어 공작물 표면, 공작물 표면층에 충격을 가해 고속 이온이 원자 갭에 도달하거나 공작물 표면층에 내장된 대체 원자 형태로 공정 표면층에 유지되는 것을 말합니다. 집적 회로에서 이온 주입은 도핑 양을 제어하고 집적 회로의 균일 한 전기적 매개 변수를 얻을 수 있으며 부품 제조에서 이온 주입 공정의 사용은 금속 표면층의 수정으로 달성 할 수 있습니다.

이온 빔 쓰기. 전자빔 노출, 전자빔 노출, 포토 폴리머의 감도, 이차 전자의 생성 및 반사 전자의 기판의 해상도에 영향을 미치는 주요 요인은 이온의 질량이 전자보다 훨씬 큰 반면, 고체 산란은 작고, 근접 효과로 인한 후방 산란 효과를 생성하는 기판은 약하므로 미세한 그래픽의 정밀도를 0.1μm 미만의 선폭으로 만들 수 있습니다. 저항 후 레지스트에 들어가는 이온, 입자의 질량이 크기 때문에 범위가 짧아서 이온 에너지가 레지스트에 완전히 흡수되어 레지스트의 감도가 증가합니다.

(3) 플라즈마 에칭

이온 빔 에칭은 물리적 기반 에칭 프로세스입니다. 플라즈마 에칭은 화학 반응 기반 에칭 공정입니다. 저온 플라즈마를 사용하는 플라즈마 에칭은 이 플라즈마에서 자유 라디칼의 화학적 특성이 매우 활발하여 에칭할 재료와의 화학 반응을 사용하여 박막 재료를 에칭하는 목적을 달성합니다.

(4) 레이저 에칭

레이저 에칭은 주로 고체 레이저에 사용되며 CO2 레이저 파장은 더 길며 일반적으로 미세 가공에 적합하지 않습니다. 이론적으로 레이저 스폿의 직경은 1μm까지 초점을 맞출 수 있지만 현재 레이저 작업 재료의 사용은 재료의 품질이 고르지 않고 레이저 형성의 영향과 같은 요인의 내부 온도 분포로 인해 여러 진동 또는 편심 진동을 생성하기 쉽기 때문에 레이저 발산 각이 증가하여 약 1μm에 초점을 맞추기가 어렵습니다. 그러나 초점면의 강도 분포로 인해 에너지 집중의 좁은 대역이 있으므로 가공에 사용할 수있는 에너지 밀도의 임계 값이 있으므로 구멍의 빔 스폿 직경이 작은 것보다 가공 할 수 있습니다. 레이저 드릴링의 구멍 직경은 깊이 대 직경 비율이 5 이상인 약 10μm 정도로 작을 수 있습니다.

레이저 에칭의 정확도에 영향을 미치는 주요 요인은 출력 전력과 펄스 폭의 영향, 초점 거리와 발산 각도의 영향, 초점 위치의 영향입니다;스폿 내 에너지 분포의 효과, 다중 레이저 조사의 효과 및 공작물 재료의 효과.