b'\n_START_ARTICLE_\nEtsaus (valmistustekniikka)\n_START_PARAGRAPH_\nEtsaus on sy\xc3\xb6vytyst\xc3\xa4, jossa k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n hyv\xc3\xa4ksi erilaisia suojauksia sy\xc3\xb6vytyksen kohdistamiseksi ja kuvioiden muodostamiseksi. Taidegrafiikassa etsauksella on pitk\xc3\xa4t perinteet. Valmistustekniikassa etsausta k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n paljon ohutkalvotekniikoiden kanssa liittyen usein litografiaty\xc3\xb6vaiheisiin mikropiirien valmistuksessa. Mikropiirien valmistuksessa etsaus-sanaa voidaan k\xc3\xa4ytt\xc3\xa4\xc3\xa4 my\xc3\xb6s ty\xc3\xb6vaiheista, joissa ei k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4 suojauksia, jolloin kyse on pinnan puhdistuksesta sy\xc3\xb6vytt\xc3\xa4m\xc3\xa4ll\xc3\xa4.\n_START_SECTION_\nEtsauskemikaalit ja tekniikka\n_START_PARAGRAPH_\nEtsausta tehd\xc3\xa4\xc3\xa4n kahdella eri tekniikalla: m\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsauksessa etsauskemikaalit ovat nestefaasissa ja kuivaetsauksessa taas sy\xc3\xb6vytys saadaan aikaan plasmalla. Molemmista menetelmist\xc3\xa4 on lukuisia muunnoksia.\n_START_SECTION_\nM\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsaus\n_START_PARAGRAPH_\nVanhimmat etsausprosessit olivat m\xc3\xa4rk\xc3\xa4prosesseja, joissa piikiekko upotettiin happokylpyyn. Aikaisemmin etsauskemikaalina k\xc3\xa4ytettiin usein fluorivetyhappoa, koska sill\xc3\xa4 pystyttiin sy\xc3\xb6vytt\xc3\xa4m\xc3\xa4\xc3\xa4n piidioksidia. Kemikaaliturvallisuuslakien kiristyminen on v\xc3\xa4hent\xc3\xa4nyt t\xc3\xa4m\xc3\xa4n kemikaalin k\xc3\xa4ytt\xc3\xb6\xc3\xa4. M\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsaus on yleens\xc3\xa4 isotrooppista aiheuttaen reunojen py\xc3\xb6ristymist\xc3\xa4. Lis\xc3\xa4ksi vahvoista hapoista tulee ongelmaj\xc3\xa4tett\xc3\xa4. N\xc3\xa4ist\xc3\xa4 syist\xc3\xa4 m\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsaus mikropiirien valmistuksessa on v\xc3\xa4henem\xc3\xa4ss\xc3\xa4.\n_START_SECTION_\nPlasmamenetelm\xc3\xa4t\n_START_PARAGRAPH_\nNykyaikaisessa mikroprosessorien valmistusprosessissa (VLSI, engl. Very-large-scale integration) v\xc3\xa4ltet\xc3\xa4\xc3\xa4n m\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsausta ja sen sijasta k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n plasmaetsausta. Plasman ominaisuuksien s\xc3\xa4\xc3\xa4d\xc3\xb6ll\xc3\xa4 voidaan vaikuttaa sy\xc3\xb6vytysnopeuteen. Tavallisessa plasmaetsauksessa toimitaan 10-700 Pa paineessa. Plasma tuottaa korkeaenergiaisia vapaita s\xc3\xa4hk\xc3\xb6varaukseltaan neutraaleja radikaaleja, jotka reagoivat kiekon pinnassa. Koska neutraalit partikkelit pommittavat pintaa joka suunnasta, tuloksena on isotrooppinen etsautuminen._NEWLINE_Plasmassa k\xc3\xa4ytett\xc3\xa4v\xc3\xa4 kaasuseos sis\xc3\xa4lt\xc3\xa4\xc3\xa4 pieni\xc3\xa4, paljon klooria tai fluoria sis\xc3\xa4lt\xc3\xa4vi\xc3\xa4 yhdisteit\xc3\xa4. Esimerkiksi hiilitetrakloridi (CCl\xe2\x82\x84) sy\xc3\xb6vytt\xc3\xa4\xc3\xa4 piit\xc3\xa4 ja alumiinia ja trifluorimetaani sy\xc3\xb6vytt\xc3\xa4\xc3\xa4 piidioksidia ja piinitridi\xc3\xa4. Happipitoista plasmaa k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n fotoresistimaskin "tuhkaukseen" ja auttamaan sen poistamisessa._NEWLINE_Ion milling ("ioni ty\xc3\xb6st\xc3\xb6"), tai sputter etching (sputterietsaus) k\xc3\xa4ytt\xc3\xa4v\xc3\xa4t viel\xc3\xa4kin alempia paineita, niinkin alhaisia kuin 10 mPa.  T\xc3\xa4ss\xc3\xa4 menetelm\xc3\xa4ss\xc3\xa4 kiekon pintaa pommitetaan korkeaenergiaisilla jalokaasujen, usein argonin ioneilla, jotka iskev\xc3\xa4t atomeja irti substraatista liikevoimallaan. Koska t\xc3\xa4ss\xc3\xa4 menetelm\xc3\xa4ss\xc3\xa4 k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n suunnilleen vain yhdest\xc3\xa4 suunnasta tapahtuvaa pommitusta, on prosessi hyvin anisotrooppinen. Toisaalta sill\xc3\xa4 on taipumus olla huonosti selektiivist\xc3\xa4.\n_START_SECTION_\nAnisotrooppinen m\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsaus\n_START_PARAGRAPH_\nJotkut m\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsauskemikaalit sy\xc3\xb6vytt\xc3\xa4v\xc3\xa4t kiderakennetta hyvin eri nopeuksilla eri kidesuuntiin. Yksikiteisiss\xc3\xa4 materiaaleissa, kuten piikiekossa t\xc3\xa4ll\xc3\xa4 ilmi\xc3\xb6ll\xc3\xa4 saadaan aikaan anisotrooppinen sy\xc3\xb6vytys, kuten kuvasta k\xc3\xa4y ilmi. _NEWLINE_Piille on tarjolla useita anisotrooppisia m\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsauskemikaaleja. Esimerkiksi kaliumhydroksidi (KOH) voi saavuttaa 400 kertaisen sy\xc3\xb6vytysnopeuden eron <100> ja <111> kidesuunnille. KOH ei voida k\xc3\xa4ytt\xc3\xa4\xc3\xa4 CMOS-piireiss\xc3\xa4, koska se tuo piihin vapaita kaliumioneja. Toinen vaihtoehto on EDP (liuos, jossa on etyleenidiamiinia ja bentseenirenkaita sis\xc3\xa4lt\xc3\xa4v\xc3\xa4 alkoholi (C\xe2\x82\x86H\xe2\x82\x84(OH)\xe2\x82\x82), jolla on my\xc3\xb6s selektiivisyys p-tyypin douppaukselle. T\xc3\xa4m\xc3\xa4 kemikaali on hyvin korrosidoivaa ja karsinogeenist\xc3\xa4. Tetrametyyliammoniumhydroksidi (TMAH) tarjoaa turvallisemman vaihtoehdon, vaikka sen selektiivisyys kidesuuntien <100> ja <111> on EDP:t\xc3\xa4 huonompi.\n_START_SECTION_\nIoni-istutuksen k\xc3\xa4ytt\xc3\xb6 etsauksen hallinnassa\n_START_PARAGRAPH_\nEtsausprosessi on yleens\xc3\xa4 selektiivinen seostuksen suhteen, joten seostettu alue voi toimia etsausmaskina. Ei tiedet\xc3\xa4 tarkkaan, miksi riitt\xc3\xa4v\xc3\xa4 seostus est\xc3\xa4\xc3\xa4 sy\xc3\xb6pymisen etsatessa, vaikka on esitetty, ett\xc3\xa4 syyn\xc3\xa4 olisi ioni-istutuksen aiheuttama j\xc3\xa4nnitys . Pintakemia ja erityisesti galliumin oksidoituminen etsausprosessin aikana ovat oleellisia tekij\xc3\xb6it\xc3\xa4 etsausnopeuden alenemisessa vahvasti Ga-seostetussa amorfisessa piiss\xc3\xa4 . Annos-etsausaika k\xc3\xa4yr\xc3\xa4st\xc3\xa4 saadaan kriittinen annos maskiefektille, kun haluttu etsaussyvyys tunnetaan._NEWLINE_Maskiefektiin vaadittavan seostuksen m\xc3\xa4\xc3\xa4r\xc3\xa4 riippuu k\xc3\xa4ytetyst\xc3\xa4 etsausprosessista ja ionilajista. Seostus tehtiin aikaisemmin diffuusiolla k\xc3\xa4ytt\xc3\xa4en substraatin pintaan kasvatettua oksidikerrosta kuviointiin. Nykyisin teht\xc3\xa4v\xc3\xa4\xc3\xa4n k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n ioni-istutusta sen paremman hallittavuuden vuoksi. Rakenteiden koon pienetess\xc3\xa4 satoihin nanometreihin ja t\xc3\xa4m\xc3\xa4n alle ioni-istutuksen suorittamisesta fokusoidulla ionisuihkulla tulee kaikkein k\xc3\xa4ytt\xc3\xb6kelpoisin menetelm\xc3\xa4. Fokusoidun ionisuihkun k\xc3\xa4ytt\xc3\xb6 yksinkertaistaa etsausmaskintekoprosessia huomattavasti, koska perinteisess\xc3\xa4 ioni-istutuksessa tarvittavan suoja/kuviointikerroksen k\xc3\xa4yt\xc3\xb6st\xc3\xa4 voidaan luopua._NEWLINE_Jossain tapauksissa my\xc3\xb6s etsausmaskin tekoon k\xc3\xa4ytetyn ioni-istutuksen j\xc3\xa4lkeen on suoritettava l\xc3\xa4mp\xc3\xb6k\xc3\xa4sittely seostuksen s\xc3\xa4hk\xc3\xb6iseksi aktivoimiseksi ja istutusvaurioiden korjaamiseksi. L\xc3\xa4mp\xc3\xb6k\xc3\xa4sittelyyn liittyv\xc3\xa4\xc3\xa4 diffuusiota pyrit\xc3\xa4\xc3\xa4n hillitsem\xc3\xa4\xc3\xa4n k\xc3\xa4ytt\xc3\xa4m\xc3\xa4ll\xc3\xa4 lyhyit\xc3\xa4 k\xc3\xa4sittelyaikoja ja nopeaa kuumennusta jopa satoihin asteisiin eli RTA (rapid thermal annealing)-menetelm\xc3\xa4\xc3\xa4, sill\xc3\xa4 diffuusion merkitys kasvaa k\xc3\xa4sittelyajan pidetess\xc3\xa4._NEWLINE_Maskin ominaisuudet muuttuvat prosessin aikana, mutta k\xc3\xa4ytett\xc3\xa4v\xc3\xa4st\xc3\xa4 prosessista riippuu miten ja miksi. Tapahtuvat muutokset eiv\xc3\xa4t juurikaan vaikuta saatavaan etsausprofiiliin, mutta niill\xc3\xa4 voi olla merkityst\xc3\xa4 my\xc3\xb6hemm\xc3\xa4n prosessoinnin kannalta. Seostusatomit voivat reagoida etsauskemikaalien tai -kaasujen kanssa muodostaen l\xc3\xa4hinn\xc3\xa4 oksideja, jotka j\xc3\xa4\xc3\xa4v\xc3\xa4t kohteen pintaan. Joissakin tapauksissa etsausprosessi j\xc3\xa4tt\xc3\xa4\xc3\xa4 seostusatomit rauhaan ja vain substraatin atomit osallistuvat reaktioihin jolloin seostuskonsentraatio kasvaa. Reaktiot tapahtuvat melkein aina maskin pintakerroksissa, mutta joitain ioneja ja radikaaleja voi tunkeutua syvemm\xc3\xa4lle. Etsausprosessin aikana voi tapahtua my\xc3\xb6s diffuusiota, mutta l\xc3\xa4mp\xc3\xb6tilojen ollessa melko alhaisia sen merkitys on v\xc3\xa4h\xc3\xa4inen._NEWLINE_Seostuksen k\xc3\xa4ytt\xc3\xb6 maskina aiheuttaa ongelmia joidenkin laitteiden valmistusprosesseille, sill\xc3\xa4 mikroelektroniikkaa voidaan valmistaa vain tietyll\xc3\xa4 tavalla seostettuihin substraatteihin. Mikromekaniikan kannalta vahvasta seostuksesta aiheutuva mekaanisten ominaisuuksien heikkeneminen voi nousta ongelmaksi.\n_START_SECTION_\nMaskiefekti m\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsauksessa\n_START_PARAGRAPH_\nIoniseostus toimii maskina useimmille kemikaaleille, mutta jotkut etsauskemikaalit sy\xc3\xb6vytt\xc3\xa4v\xc3\xa4t seostettua eiv\xc3\xa4tk\xc3\xa4 puhdasta aluetta. Vaikka m\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsaukseen liittyv\xc3\xa4t kemiallis-fysikaaliset prosessit tunnetaan melko hyvin, ioniseostuksen maskiefektin syist\xc3\xa4 on olemassa vain arvioita. Joissain tapauksissa seostus kasvattaa etsausnopeutta, n\xc3\xa4in esimerkiksi pii- tai germanium-ioneilla seostetun piioksidin etsaus HF:ll\xc3\xa4 . Elektroniprosessien merkityst\xc3\xa4 etsausnopeuden hidastumisessa liittyen korkeaan aukkokonsentraatioon l\xc3\xa4hell\xc3\xa4 pintaa amorfisessa piiss\xc3\xa4 ei voida t\xc3\xa4ysin sulkea pois . Mikromekaniikassa k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n usein vahvaa p++-tason ( cm\xe2\x81\xbb\xc2\xb3) boori-seostusta ja KOH-etsausta kiekkoon teht\xc3\xa4vien rakenteiden valmistuksessa (bulk microfabrication). KOH:n annos-etsausnopeusk\xc3\xa4yrist\xc3\xa4 n\xc3\xa4hd\xc3\xa4\xc3\xa4n kuinka etsausnopeus pysyy vakiona tiettyyn pisteeseen asti ja alkaa sen j\xc3\xa4lkeen laskea nopeasti.\n_START_SECTION_\nMaskiefekti ICP-RIEss\xc3\xa4\n_START_PARAGRAPH_\nAikaisempien tulosten perusteella tiedet\xc3\xa4\xc3\xa4n, ett\xc3\xa4 v\xc3\xa4hint\xc3\xa4\xc3\xa4n kriittisen annoksen saaneet alueet piiss\xc3\xa4 eiv\xc3\xa4t sy\xc3\xb6vy juuri ollenkaan ICP-RIE-prosessin aikana. Koska edes ICP-RIEn toiminnan taustalla olevia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja ei tunneta kunnolla ei ioniseostuksen maskiefektin syist\xc3\xa4 voi sanoa juuri mit\xc3\xa4\xc3\xa4n. ICP-RIEss\xc3\xa4 k\xc3\xa4ytett\xc3\xa4v\xc3\xa4st\xc3\xa4 SF\xe2\x82\x86/O\xe2\x82\x82-kaasuplasmasta per\xc3\xa4isin oleva atominen happi muodostaa prosessin aikana seostuksessa olevien gallium-ionien kanssa reagoimalla galliumoksidia, jonka stoikiometria muuttuu etsausajan funktiona ja lienee osasyyn\xc3\xa4 maskiefektiin . Kuvassa 4 olevia etsausprofiilien poikkileikkauksia tarkastelemalla n\xc3\xa4hd\xc3\xa4\xc3\xa4n ett\xc3\xa4 isotrooppinen m\xc3\xa4rk\xc3\xa4etsaus etsaa my\xc3\xb6s maskin alta, mutta ICP-RIEn avulla saadaan aikaan suora sein\xc3\xa4m\xc3\xa4.'