我以前在蝕刻區!半導體蝕刻。
(3)蝕刻
蝕刻的機理按發生的順序可分為“反應物接近表面”、“表面氧化”、“表面反應”和“產物離開表面”等過程。因此,整個蝕刻包括兩個部分:反應物接近,產物離開的擴散作用,以及化學反應。整個蝕刻時間等於擴散和化學反應所用時間的總和。兩者哪個耗時長,整個蝕刻速度也受其限制,所以蝕刻有兩種,即“反應受限”和“擴散受限”。
1,濕法蝕刻
設備成本最低的最常見的蝕刻方法如圖2-10所示。影響被蝕刻物體蝕刻速度的因素有三個:蝕刻液濃度、蝕刻液溫度、有無攪拌。定性,提高刻蝕溫度和增加攪拌可以有效提高刻蝕速率;但是集中註意力的效果不太清楚。例如,用49% HF蝕刻SiO2 _ 2當然比BOE(緩沖氧化物蝕刻;Hf: nh4f = 1: 6)快得多;但是40%的KOH腐蝕矽的速度比20%的KOH慢!濕法蝕刻的配方選擇是化學專業。對於不在這個領域的研究人員來說,他們必須咨詢他們在這個化學專業的同事。選擇濕法刻蝕配方的壹個重要概念是“選擇性”,即刻蝕對象的去除速率與其他材料有關(如刻蝕掩膜;蝕刻掩模或承載處理過的膜的襯底;基板的腐蝕率之比)。具有高選擇性的蝕刻系統應該只腐蝕處理過的膜,而不損壞蝕刻掩模或下面的襯底材料。
(1)各向同性蝕刻
大部分濕法腐蝕溶液都是各向同性的,換句話說,在腐蝕接觸點的任何方向,腐蝕速度都沒有明顯的差別。因此,壹旦蝕刻掩模的圖案被限定,暴露的區域就是向下腐蝕發生的地方;蝕刻配方只要選擇性高,就應該止於深度。
然而,由於任何蝕刻膜都有其厚度,當蝕刻到壹定深度時,蝕刻掩模圖案的邊緣逐漸與蝕刻溶液接觸,因此蝕刻溶液也開始蝕刻蝕刻掩模圖案邊緣的底部,這稱為底切或側蝕。這種現象造成的圖形橫向誤差與刻蝕膜的厚度是同壹個數量級的,換句話說,濕法刻蝕技術無法應用於類似“亞微米”線寬的精密加工技術!
(2)各向異性蝕刻
前面提到的濕法刻蝕“選擇性”的概念,是用不同材料的刻蝕速度來解釋的。然而,自1970年以來,在諸如《電化學學會雜誌》等雜誌上發表了許多關於通過堿性或有機溶液蝕刻單晶矽的文章,其特征在於不同矽晶體表面的蝕刻速率有很大差異,特別是
這部分會在車身外形的微加工中詳細介紹。
2.幹法刻蝕
幹法蝕刻是壹種相對較新的技術,但它很快被半導體行業采用。其使用等離子體來蝕刻半導體薄膜材料。只有當真空度約為10至0.001托時,才能激發等離子體。幹法刻蝕所用的氣體,或者轟擊質量相當大,或者化學活性極高,都可以達到刻蝕的目的。
幹法蝕刻基本上包括兩種蝕刻機理:離子轟擊和化學反應。氬氣用於偏向“離子轟擊”效果的人,對加工邊緣的側向侵蝕很小。而對於有“化學反應”效應的,則使用氟基或氯基氣體(如四氟化碳CF4),激發出的等離子體,即帶有氟或氯的離子基團,能迅速與芯片表面材料發生反應。
幹法刻蝕法可以直接使用光刻膠作為刻蝕掩膜,不需要單獨生長掩膜的半導體材料。而且它最重要的優點是可以兼顧最小側向腐蝕和高刻蝕速率的優點,換句話說,就是所謂的“反應離子刻蝕”(reactive ion etching;RIE)已經滿足了“亞微米”線寬技術的要求,正在被廣泛使用。