ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് കൂടുതൽ കൃത്യവും നിയന്ത്രിക്കാവുന്നതുമായ മെറ്റീരിയൽ പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

ഉയർന്ന കൃത്യത, കർശനമായ പ്രക്രിയ നിയന്ത്രണം, വിശാലമായ മെറ്റീരിയൽ അനുയോജ്യത എന്നിവയിലേക്ക് നൂതന ഉൽ‌പാദനം മുന്നേറിക്കൊണ്ടിരിക്കുമ്പോൾ, എച്ചിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ അതിനനുസരിച്ച് വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ചേമ്പറിന്റെയും അടിവസ്ത്ര താപനിലയുടെയും കൃത്യമായ നിയന്ത്രണത്തിലൂടെ ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ്, നാനോമീറ്റർ സ്കെയിലിൽ പോലും സ്ഥിരതയുള്ളതും ആവർത്തിക്കാവുന്നതുമായ പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രാപ്തമാക്കുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണം, ഫോട്ടോണിക് ഉപകരണ നിർമ്മാണം, MEMS നിർമ്മാണം, ശാസ്ത്ര ഗവേഷണ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ എന്നിവയിൽ ഇത് ഒരു നിർണായക പ്രക്രിയയായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് എന്താണ്?
ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് എന്നത് വളരെ കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ നടത്തുന്ന പ്ലാസ്മ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയയാണ്, സാധാരണയായി -80 °C മുതൽ -150 °C അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ താഴെ വരെ. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്കിടെ, അടിവസ്ത്രം ഒരു സ്ഥിരമായ ഡീപ്-ക്രയോജനിക് താപനിലയിൽ നിലനിർത്തുന്നു, ഇത് പ്രതിപ്രവർത്തന ഉപോൽപ്പന്നങ്ങളെ മെറ്റീരിയൽ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു നിയന്ത്രിത പാസിവേഷൻ പാളി രൂപപ്പെടുത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഈ സംവിധാനം എച്ചിംഗ് കൃത്യതയും പ്രക്രിയ നിയന്ത്രണവും ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

പ്രധാന സംവിധാനങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
* അടിച്ചമർത്തപ്പെട്ട ലാറ്ററൽ എച്ചിംഗ്: മെച്ചപ്പെടുത്തിയ സൈഡ്‌വാൾ പാസിവേഷൻ കൂടുതൽ നേരായതും കൂടുതൽ ലംബവുമായ പ്രൊഫൈലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
* മെച്ചപ്പെട്ട പ്രതികരണ ഏകീകൃതത: താഴ്ന്ന താപനില പ്രതികരണ നിരക്കിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ കുറയ്ക്കുകയും ഘടനാപരമായ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.
* മികച്ച പ്രതല ഗുണനിലവാരം: കുറഞ്ഞ പ്രതല പരുക്കൻത ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ, സെൻസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.

ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗിന്റെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ
1. ഉയർന്ന വീക്ഷണാനുപാത ശേഷി
ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് ലംബമായ സൈഡ്‌വാളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വളരെ ഉയർന്ന വീക്ഷണാനുപാതം പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, ഇത് ആഴത്തിലുള്ള സിലിക്കൺ എച്ചിംഗ്, മൈക്രോചാനലുകൾ, സങ്കീർണ്ണമായ MEMS ഘടനകൾ എന്നിവയ്ക്ക് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

2. മികച്ച പ്രക്രിയ സ്ഥിരതയും ആവർത്തനക്ഷമതയും
ആഴത്തിലുള്ള ക്രയോജനിക് താപനില നിയന്ത്രണം എച്ച് നിരക്കുകളെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു, കർശനമായ ബാച്ച്-ടു-ബാച്ച് സ്ഥിരത ആവശ്യമുള്ള നിർമ്മാണ പരിതസ്ഥിതികളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.

3. വിശാലമായ മെറ്റീരിയൽ അനുയോജ്യത
ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് വിവിധ വസ്തുക്കൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്, അവയിൽ ചിലത് ഇവയാണ്:
* സിലിക്കൺ
* ഓക്സൈഡുകൾ
* നൈട്രൈഡുകൾ
* തിരഞ്ഞെടുത്ത പോളിമറുകൾ
* ലിഥിയം നിയോബേറ്റ് (LiNbO₃) പോലുള്ള ഫോട്ടോണിക് വസ്തുക്കൾ

4. കുറഞ്ഞ ഉപരിതല നാശനഷ്ടം
താഴ്ന്ന അയോൺ ബോംബാർഡ്‌മെന്റ് വൈകല്യ രൂപീകരണം കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങൾ, ഇൻഫ്രാറെഡ് ഡിറ്റക്ടറുകൾ, ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയുള്ള മൈക്രോസ്ട്രക്ചറുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് ഈ പ്രക്രിയയെ നന്നായി അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

ഒരു ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ
ഒരു സാധാരണ ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് സിസ്റ്റത്തിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
* സ്ഥിരതയുള്ള അൾട്രാ-ലോ-ടെമ്പറേച്ചർ പ്രവർത്തനത്തിനായി ക്രയോജനിക് ചേമ്പറും തണുപ്പിച്ച ഇലക്ട്രോഡ് ഘട്ടവും
* ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തന സ്പീഷീസുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള പ്ലാസ്മ ഉറവിടം (RF / ICP)
* സ്ഥിരതയുള്ള ഒരു പ്രക്രിയ വിൻഡോ നിലനിർത്തുന്നതിന് താപനില നിയന്ത്രണ സംവിധാനം (തണുപ്പിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ)
* ഗ്യാസ് ഡെലിവറി സിസ്റ്റം, SF₆, O₂ പോലുള്ള വാതകങ്ങളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു
* താപനില, മർദ്ദം, പവർ, വാതക പ്രവാഹം എന്നിവ ഏകോപിപ്പിക്കുന്ന ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് നിയന്ത്രണ സംവിധാനം
ഇവയിൽ, താപനില നിയന്ത്രണ പ്രകടനമാണ് ദീർഘകാല പ്രക്രിയ സ്ഥിരതയും ആവർത്തനക്ഷമതയും നിർണ്ണയിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകം.

മൈക്രോ- നാനോ-ഫാബ്രിക്കേഷൻ പ്രക്രിയകളിലെ താപ ഏകോപനം
പ്രായോഗിക മൈക്രോ- നാനോ-ഫാബ്രിക്കേഷൻ വർക്ക്ഫ്ലോകളിൽ, ലേസർ മൈക്രോമെഷീനിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾക്കൊപ്പം ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളും പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഫോർമേഷൻ വഴി ഗ്ലാസ്, ഫോട്ടോണിക് ഉപകരണ നിർമ്മാണം, വേഫർ മാർക്കിംഗ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

അവയുടെ താപ ലക്ഷ്യങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമാണെങ്കിലും:
* ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗിന് വേഫറിനെ ആഴത്തിലുള്ള ക്രയോജനിക് താപനിലയിൽ നിലനിർത്തേണ്ടതുണ്ട്.
* ലേസർ സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് ലേസർ ഉറവിടം ഇടുങ്ങിയതും മുറിയോട് ചേർന്നുള്ളതുമായ താപനിലയുള്ള ഒരു ഓപ്പറേറ്റിംഗ് വിൻഡോയിൽ സൂക്ഷിക്കേണ്ടതുണ്ട്.
രണ്ട് പ്രക്രിയകൾക്കും അസാധാരണമായ താപനില സ്ഥിരത ആവശ്യമാണ്.
സ്ഥിരമായ ലേസർ ഔട്ട്‌പുട്ട് പവർ, ബീം ഗുണനിലവാരം, ദീർഘകാല പ്രോസസ്സിംഗ് സ്ഥിരത എന്നിവ ഉറപ്പാക്കാൻ, ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള ലേസർ വാട്ടർ ചില്ലറുകൾ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, ±0.1 °C അല്ലെങ്കിൽ അതിലും മികച്ച താപനില നിയന്ത്രണ കൃത്യത (±0.08 °C പോലുള്ളവ) പലപ്പോഴും ആവശ്യമാണ്.

യഥാർത്ഥ വ്യാവസായിക, ഗവേഷണ പരിതസ്ഥിതികളിൽ, ±0.08 °C താപനില സ്ഥിരതയുള്ള TEYU CWUP-20 PRO അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർ ചില്ലർ പോലുള്ള സ്ഥിര-താപനില ചില്ലറുകൾ ദീർഘകാല പ്രവർത്തന സമയത്ത് വിശ്വസനീയമായ താപ നിയന്ത്രണം നൽകുന്നു. ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളുമായി ചേർന്ന്, ഈ പ്രിസിഷൻ ചില്ലറുകൾ മൈക്രോ, നാനോ-സ്കെയിൽ നിർമ്മാണത്തിനായി പൂർണ്ണവും ഏകോപിതവുമായ ഒരു താപ മാനേജ്മെന്റ് ചട്ടക്കൂട് രൂപപ്പെടുത്തുന്നു.

സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ
* ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് വ്യാപകമായി പ്രയോഗിക്കുന്നത്:
* ഡീപ് റിയാക്ടീവ് അയോൺ എച്ചിംഗ് (DRIE)
* ഫോട്ടോണിക് ചിപ്പ് ഘടന നിർമ്മാണം
* MEMS ഉപകരണ നിർമ്മാണം
* മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചാനൽ പ്രോസസ്സിംഗ്
* കൃത്യമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടനകൾ
* ഗവേഷണ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിൽ നാനോ ഫാബ്രിക്കേഷൻ
ഈ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കെല്ലാം പാർശ്വഭിത്തിയുടെ ലംബത, ഉപരിതല സുഗമത, പ്രക്രിയ സ്ഥിരത എന്നിവയിൽ കർശനമായ നിയന്ത്രണം ആവശ്യമാണ്.

തീരുമാനം
ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് എന്നത് കേവലം താപനില കുറയ്ക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചല്ല. പരമ്പരാഗത എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയകളുടെ പരിധിക്കപ്പുറം കൃത്യതയും സ്ഥിരതയും സാധ്യമാക്കുന്ന സ്ഥിരതയുള്ളതും ആഴത്തിൽ നിയന്ത്രിതവുമായ താപ സാഹചര്യങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചാണിത്. അർദ്ധചാലകം, ഫോട്ടോണിക്, നാനോ നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, ക്രയോജനിക് എച്ചിംഗ് ഒരു ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത കോർ പ്രക്രിയയായി മാറുകയാണ്, വിശ്വസനീയമായ താപനില നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ അതിന്റെ പൂർണ്ണ ശേഷിയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്ന അടിത്തറയായി തുടരുന്നു.