Криогенді ою материалды дәлірек және басқарылатын өңдеуге мүмкіндік береді

Озық өндіріс жоғары дәлдікке, процесті қатаң бақылауға және кеңірек материалдық үйлесімділікке ұмтылуды жалғастырған сайын, ою технологиялары сәйкесінше дамып келеді. Криогенді ою камера мен негіз температурасын дәл бақылау арқылы тіпті нанометрлік масштабта да тұрақты және қайталанатын өңдеуге мүмкіндік береді. Бұл жартылай өткізгіштер өндірісінде, фотондық құрылғыларды жасауда, MEMS өндірісінде және ғылыми зерттеу платформаларында маңызды процеске айналды.

Криогенді ою дегеніміз не?
Криогенді ою - бұл өте төмен температурада, әдетте –80 °C-тан –150 °C-қа дейін немесе одан төмен температурада орындалатын плазмалық негізіндегі ою процесі. Процесс барысында субстрат тұрақты терең криогенді температурада ұсталады, бұл реакцияның қосалқы өнімдерінің материал бетінде бақыланатын пассивация қабатын қалыптастыруға мүмкіндік береді. Бұл механизм ою дәлдігін және процесті басқаруды айтарлықтай жақсартады.

Негізгі механизмдерге мыналар жатады:
* Бүйірлік оюды басу: Бүйір қабырғасының пассивациясын жақсарту түзу және тік профильдерді жасайды.
* Реакция біркелкілігінің жақсаруы: Төмен температура реакция жылдамдығының ауытқуларын азайтады, құрылымдық тұрақтылықты жақсартады.
* Беткі қабаттың сапасы жоғары: беткі қабаттың кедір-бұдырлығының төмендеуі жоғары өнімді оптикалық және сезімтал электрондық құрылғыларды қолдайды.

Криогенді өңдеудің негізгі артықшылықтары
1. Жоғары арақатынас мүмкіндігі
Криогенді ою тік бүйір қабырғаларымен өте жоғары арақатынастарды қамтамасыз етеді, бұл оны терең кремний оюы, микроарналар және күрделі MEMS құрылымдары үшін өте қолайлы етеді.

2. Процестің тамаша үйлесімділігі және қайталанымдылығы
Терең криогенді температураны бақылау өңдеу жылдамдығын тұрақтандырады, партиядан партияға қатаң сәйкестікті талап ететін өндірістік ортаны қолдайды.

3. Кең материалдық үйлесімділік
Криогенді өңдеу келесі материалдарды қоса алғанда, әртүрлі материалдарға жарамды:
* Кремний
* Оксидтер
* Нитридтер
* Таңдалған полимерлер
* Литий ниобаты (LiNbO₃) сияқты фотондық материалдар

4. Беткі зақымдануды азайту
Төменгі иондық бомбалау ақаулардың пайда болуын азайтады, бұл процесті оптикалық компоненттерге, инфрақызыл детекторларға және жоғары сезімталдықты микроқұрылымдарға өте қолайлы етеді.

Криогенді ою жүйесінің негізгі компоненттері
Әдеттегі криогенді ою жүйесі мыналардан тұрады:
* Тұрақты ультра төмен температурада жұмыс істеу үшін криогендік камера және салқындатылған электрод сатысы
* Жоғары тығыздықтағы реактивті түрлерді генерациялау үшін плазма көзі (RF / ICP)
* Тұрақты процесс терезесін ұстап тұру үшін температураны басқару жүйесі (салқындату жабдықтары)
* Газ жеткізу жүйесі, SF₆ және O₂ сияқты қосалқы газдар
* Температураны, қысымды, қуатты және газ ағынын үйлестіретін тұйық циклді басқару жүйесі
Олардың ішінде температураны бақылау өнімділігі ұзақ мерзімді процестің тұрақтылығы мен қайталануын анықтайтын негізгі фактор болып табылады.

Микро және наноөндіріс процестеріндегі жылулық үйлестіру
Микро және наноөндірістік жұмыс процестерінде криогенді ою жүйелері лазерлік микроөңдеу жүйелерімен қатар жиі қолданылады. Әдеттегі қолданыстарға шыны қалыптастыру арқылы, фотондық құрылғы жасау және пластинаны белгілеу жатады.

Олардың жылу мақсаттары әртүрлі болғанымен:
* Криогенді ою пластинаны терең криогенді температурада ұстауды қажет етеді
* Лазерлік жүйелер лазер көзін тар, бөлме температурасына жақын жұмыс терезесінде ұстауды талап етеді
Екі процесс те ерекше температуралық тұрақтылықты талап етеді.
Лазердің тұрақты шығыс қуатын, сәуле сапасын және ұзақ мерзімді өңдеудің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін жоғары дәлдіктегі лазерлік су салқындатқыштар жиі қолданылады. Ультра жылдам лазерлік қолданбаларда температураны бақылау дәлдігі ±0,1 °C немесе одан жоғары (мысалы, ±0,08 °C) болуы керек.

Нақты өнеркәсіптік және зерттеу орталарында ±0,08 °C температура тұрақтылығы бар TEYU CWUP-20 PRO ультра жылдам лазерлік салқындатқышы сияқты тұрақты температуралы салқындатқыштар ұзақ уақыт жұмыс істеу кезінде сенімді жылулық бақылауды қамтамасыз етеді. Криогендік өңдеу жүйелерімен бірге бұл дәлдіктегі салқындатқыштар микро және нано масштабты өндіріс үшін толық және үйлестірілген жылулық басқару жүйесін құрайды.

Әдеттегі қолданбалар
* Криогенді ою кеңінен қолданылады:
* Терең реактивті иондық ою (DRIE)
* Фотондық чип құрылымын жасау
* MEMS құрылғысын өндіру
* Микрофлюидті арналарды өңдеу
* Дәл оптикалық құрылымдар
* Зерттеу платформаларындағы наноөндіріс
Бұл қолданбалардың барлығы бүйір қабырғасының тіктігін, бетінің тегістігін және процестің үйлесімділігін қатаң бақылауды талап етеді.

Қорытынды
Криогенді ою тек температураны төмендету туралы емес. Бұл дәстүрлі ою процестерінің шегінен тыс дәлдік пен тұрақтылық деңгейін қамтамасыз ететін тұрақты, терең бақыланатын термиялық жағдайларға қол жеткізу туралы. Жартылай өткізгіш, фотондық және наноөндіріс технологиялары дамыған сайын, криогенді ою ажырамас негізгі процеске айналуда, ал сенімді температураны бақылау жүйелері оның толық әлеуетінде жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін негіз болып қала береді.