刻蝕,英文為Etch,它是半導體制造工藝,微電子IC制造工藝以及微納制造工藝中的一種相當重要的步驟;是與光刻相聯(lián)系的圖形化(pattern)處理的一種主要工藝。所謂刻蝕,實際上狹義理解就是光刻腐蝕,先通過光刻將光刻膠進行光刻曝光處理,然后通過其它方式實現(xiàn)腐蝕處理掉所需除去的部分。隨著微制造工藝的發(fā)展,廣義上來講,刻蝕成了通過溶液、反應(yīng)離子或其它機械方式來剝離、去除材料的一種統(tǒng)稱,成為微加工制造的一種普適叫法。
刻蝕簡單點理解就是光刻腐蝕,是和光刻相關(guān)的圖形化處理工藝,結(jié)合化學、物理、化學物理等方法有選擇的去除(光刻膠)開口下方的材料,這些材料包括硅、介質(zhì)材料、金屬材料、光刻膠等。刻蝕也就是把光刻膠等材料當作掩蔽層,采用物理/化學等方法去掉下層材料中沒有被上層遮蔽層材料遮蔽的地方,進一步獲取到下層材料上與掩膜板圖形對應(yīng)的圖形。刻蝕最簡單最常用分類是:干法刻蝕和濕法刻蝕。
刻蝕方法
刻蝕最簡單最常用分類是:干法刻蝕和濕法刻蝕。顯而易見,它們的區(qū)別就在于濕法使用溶劑或溶液來進行刻蝕。
濕法刻蝕是一個純粹的化學反應(yīng)過程,是指利用溶液與預(yù)刻蝕材料之間的化學反應(yīng)來去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而達到刻蝕目的。其特點是:
濕法刻蝕在半導體工藝中有著廣泛應(yīng)用:磨片、拋光、清洗、腐蝕。
優(yōu)點是選擇性好、重復性好、生產(chǎn)效率高、設(shè)備簡單、成本低。
缺點是:鉆刻嚴重、對圖形的控制性較差,不能用于小的特征尺寸;會產(chǎn)生大量的化學廢液。
干法刻蝕種類很多,包括光揮發(fā)、氣相腐蝕、等離子體腐蝕等。其優(yōu)點是:各向異性好,選擇比高,可控性、靈活性、重復性好,細線條操作安全,易實現(xiàn)自動化,無化學廢液,處理過程未引入污染,潔凈度高。缺點是:成本高,設(shè)備復雜。干法刻蝕主要形式有純化學過程(如屏蔽式,下游式,桶式),純物理過程(如離子銑),物理化學過程,常用的有反應(yīng)離子刻蝕RIE,離子束輔助自由基刻蝕ICP等。
干法刻蝕方式很多,一般有:濺射與離子束銑蝕,帶電粒子刻蝕(Plasma 蝕刻),高壓等離子刻蝕,高密度等離子體(HDP)刻蝕,反應(yīng)離子刻蝕(RIE)。另外,化學機械拋光CMP,剝離技術(shù)等等也可看成是廣義刻蝕的一些技術(shù)。除了上述方法,刻蝕還可以通過電子束刻蝕進行,該方法由于電子的波長極短,因此分辨率較光刻要好得多,且不需要掩模板,因此對平整度的要求不高。然而,電子束刻蝕速度較慢,且設(shè)備昂貴,因此在實際應(yīng)用中受到一定限制。
對于大多數(shù)刻蝕步驟,晶圓上層的部分位置都會通過“罩”予以保護,這種罩不能被刻蝕,這樣就能對層上的特定部分進行選擇性地移除。在有的情況中,罩的材料為光阻性的,這和光刻中利用的原理類似。而在其他情況中,刻蝕罩需要耐受某些物質(zhì),例如氮化硅就可以用來制造這樣的“罩”。光刻對材料的平整度要求很高,因此,需要很高的清潔度。
參考資料 >
刻蝕是什么?刻蝕最簡單最常用分類.中國電子網(wǎng).2024-03-17