干法刻蝕與濕法刻蝕各有什么利弊？

在半導(dǎo)體制造中，刻蝕工序是必不可少的環(huán)節(jié)。而刻蝕又可以分為干法刻蝕與濕法刻蝕，這兩種技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)，也各有一定的局限性，理解它們之間的差異是至關(guān)重要的。那么如何選擇最佳的刻蝕方法呢？干法刻蝕與濕法刻蝕各有什么利弊？

1 什么是干濕法刻蝕？

干法刻蝕，就是沒有液體的參與，利用等離子體或反應(yīng)氣體來刻蝕晶圓表面固體材料表面的刻蝕技術(shù)。在絕大多數(shù)芯片產(chǎn)品中都有干法刻蝕的身影，比如DRAM和Flash存儲(chǔ)器等就必須用干法刻蝕的刻蝕方法，而不能用濕法刻蝕的方法。 濕法刻蝕，需要溶液的參與，利用液態(tài)化學(xué)溶液來刻蝕晶圓表面固體材料表面的技術(shù)。但是濕法刻蝕并不是對(duì)所有的芯片產(chǎn)品通用的，一般在晶圓級(jí)封裝，MEMS，光電子器件，光伏等方面用途十分廣泛。

2 干濕法刻蝕各有什么特點(diǎn)？

首先，要明確一下什么是各向異性與各向同性。各向同性就是在同一平面上，每個(gè)方向上的刻蝕速率是一樣的。就像平靜的水面上投下一顆石子，激起的波紋在每個(gè)方向上擴(kuò)散的距離是相同的。而各向異性則是表示在同一平面上，不同方向上的刻蝕速率不同。

濕法刻蝕只有各向同性。當(dāng)晶圓接觸到刻蝕溶液后，溶液在向下刻蝕的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生側(cè)蝕。側(cè)蝕就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問題，就是對(duì)設(shè)定的線寬造成影響，即刻蝕偏差過大，因此濕法刻蝕很難精確控制刻蝕的形貌，一般來說，在小于2um尺寸的刻蝕中，濕法刻蝕并不太適用。

而干法刻蝕對(duì)于形貌的控制更精確，刻蝕的方法更靈活。干法刻蝕既可以實(shí)現(xiàn)各向同性，又能實(shí)現(xiàn)各向異性的刻蝕功能。在各向異性中，可以刻錐型（角度<90度），刻垂直形貌（角度≈90度）等。

總結(jié)起來即：

1.1 干法刻蝕（以RIE為例）

優(yōu)點(diǎn)： 方向性：可以實(shí)現(xiàn)高方向性，從而獲得垂直的側(cè)壁和高縱深比。 選擇性：可以通過選擇特定的刻蝕氣體和參數(shù)優(yōu)化刻蝕選擇性。 高分辨率：適用于細(xì)微的特征尺寸和深腔室刻蝕。

1.2 濕法刻蝕

優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單和成本效益：刻蝕液，刻蝕設(shè)備都比比干法刻蝕更為經(jīng)濟(jì)。 均勻性：在整個(gè)晶圓上提供均勻的刻蝕。 不需要復(fù)雜的設(shè)備：通常只需要一個(gè)浸泡槽或旋涂設(shè)備。

3 選干法還是選濕法？

首先，根據(jù)芯片產(chǎn)品的制程要求，如果只有干法刻蝕能勝任刻蝕任務(wù)，選干法；如果干濕法刻蝕都能勝任的，一般選濕法，因?yàn)闈穹ㄝ^經(jīng)濟(jì)；如果想精確控制線寬或刻垂直/錐形角度，則選干法。

當(dāng)然還有一些特殊的結(jié)構(gòu)是必須要用濕法刻蝕的。比如MEMS中刻硅的倒金字塔結(jié)構(gòu)，則只能用濕法刻蝕來完成。

審核編輯：劉清