利用化學反應對各種材料薄膜進行加工成型的制程,稱為“蝕刻”。蝕刻又可以大致分為利用材料與氣體反應的干式蝕刻,以及利用材料與藥液反應的濕式蝕刻兩種。
以下將針對這兩種蝕刻方式進行具體的說明。
①干式蝕刻
最普遍的干式蝕刻法為“反應離子蝕刻”,英文名稱Reactive IonEtching簡寫為RIE。
圖2-8-1所展示的是平行平板型RIE設備的構造模型橫切面。將晶圓放入內部氣體抽光呈真空狀態的化學反應腔體(chamber)中,并依照制作蝕刻的材料層,灌入所對應的氣體。再將高頻電壓施加于下層電極(晶圓抓取器),下層電極與接地的上層電極平行,則氣體電漿化,分解成正、負離子、電子以及稱為“游離基”的中性活性種。
這些蝕刻物被吸附在欲進行蝕刻的材料層表面,而發生化學反應,形成具有揮發性的生成物,生成物離開材料層、透過排氣被排出至化學反應室外,借此進行蝕刻。也就是說,干式蝕刻的精髓在于,與材料層發生化學反應、產生揮發性生成物的過程。
干式蝕刻是為對光阻上的圖案忠實地進行高精密加工的過程,故選擇材料層與光阻層的蝕刻速率差(選擇比)較大、且能夠確保蝕刻的非等向性(主要隨材料層的厚度方向進行蝕刻),且能降低結晶缺陷、不純物的摻雜、帶電間題導致的損傷等,并降低由于圖案疏密致使的蝕刻速率差異(微負載效應)問題為重點。
②濕式蝕刻
濕式蝕刻,指的是利用藥液將材料層進行溶解的加工法。分別是將藥液儲存在蝕刻槽內,并將裝載有晶圓的載具浸入槽中的浸漬式(DIP),以及圖2-8-2所示,將晶圓旋轉同時噴撒藥液的回旋式兩種。濕式蝕刻具有蝕刻等向性的特性,故不適用于高精密加工、且不易使用光罩遮蔽光阻,因此目前濕式蝕刻懂受限于整面蝕刻等部分制程中。
蝕刻完成,剩下的光阻,在剝離制程以離子或藥液加以剝除。離子剝離又稱為“灰化”。
審核編輯:黃飛
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原文標題:蝕刻制程進行加工成型---材料薄膜的加工
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