濕式蝕刻過程的原理是什么

濕法腐蝕

濕式蝕刻過程的原理是利用化學(xué)溶液將固體材料轉(zhuǎn)化為液體化合物，選擇性非常高，因?yàn)樗褂玫幕瘜W(xué)物質(zhì)可以非常精確地適應(yīng)于單個(gè)薄膜。對(duì)于大多數(shù)溶液的選擇性大于100：1。液體化學(xué)必須滿足以下要求：掩模層不能攻擊選擇性必須高蝕刻過程必須能夠停止稀釋水反應(yīng)產(chǎn)物必須是氣態(tài)，因?yàn)樗麄兛梢躁幱捌渌麉^(qū)域恒定蝕刻率整個(gè)過程反應(yīng)產(chǎn)物必須溶解，以避免顆粒環(huán)境安全和易于處置是必要的。

在批量蝕刻中，多個(gè)晶片可以同時(shí)蝕刻，過濾器和循環(huán)泵可以防止顆粒到達(dá)晶片，由于化學(xué)濕蝕刻的濃度隨著每個(gè)加工晶圓而降低，因此必須經(jīng)常更新。蝕刻率，換句話說每次磨損，必須知道以確保一個(gè)可重復(fù)的過程，精確的回火是必要的，因?yàn)槲g刻速率隨著溫度的增加而增加。杠桿可以將晶圓的水平和葉片方向，在晶片被蝕刻后，蝕刻過程通過在單獨(dú)的浴缸中用水吹蝕而停止，隨后，在自旋干燥器中去除水分，批蝕刻的優(yōu)點(diǎn)是通量高，蝕刻工具構(gòu)造簡(jiǎn)單，但均勻性較低。

華林科納認(rèn)為噴霧蝕刻技術(shù)可與光刻技術(shù)的發(fā)展相媲美，晶片同時(shí)旋轉(zhuǎn)，蝕刻化學(xué)，均勻性很好，由于旋轉(zhuǎn)速度快，氣泡不能出現(xiàn)，但每個(gè)晶片都必須單獨(dú)處理，作為單晶片工藝的替代品，噴霧蝕刻可以一次在多個(gè)晶片上進(jìn)行，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)蝕刻器中，晶片被放置在噴嘴周圍，并集中旋轉(zhuǎn)，然后，這些晶片在熱的氮?dú)鈿夥罩懈稍?。雖然液體中的分子可以向各個(gè)方向移動(dòng)，但濕蝕刻過程可以形成一個(gè)幾乎各向異性的蝕刻輪廓。這種方法采用了不同晶體方向上的不等蝕刻率。（100）和（110）取向的晶體面的蝕刻速度比（111）取向的要快得多。因此，可以制造“V”形溝（100硅）或具有垂直側(cè)壁的溝。

蝕刻可以用鉀、鈉或鋰溶液（氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰）或EDP稀釋液（水、吡嗪、兒茶酚和乙二胺的混合物）完成，在任何一種情況下，負(fù)責(zé)反應(yīng)的都是氫氧根離子（羥基）。然而，各向異性稀釋并不適用于微電子器件，而是適用于微力學(xué)。對(duì)所有不同的材料都有單獨(dú)的稀釋劑。用NH4F緩沖稀釋液，以保持HF(所謂的緩沖HF，BHF)的濃度，在40%NH4F和49%HF（比值10：1）的混合物中，熱氧化物上的蝕刻速率為50nm/min，TEOS(CVD)氧化物和PECVD氧化物的蝕刻速度更快（分別為150nm/分鐘和350nm/分鐘），與晶體硅、氮化硅和多晶硅相比，其選擇性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100：1。

用熱磷酸（磷酸）蝕刻氮化硅，與二氧化硅相比，其選擇性較低（10：1），在多晶硅中，與氮化硅相比的選擇性主要由磷酸的濃度決定，晶體或多晶硅首先被硝酸（次硝酸）氧化，然后用高頻蝕刻氧化物，鋁可以在60?C下用硝酸和磷酸的混合物蝕刻，鈦可以用氨水（氫氧化銨）、過氧化氫（過氧化氫）和水(比例1：3：5）的混合物蝕刻。因?yàn)檫@種混合物也能攻擊硅，而且它的使用壽命很低。一般來說，濕式蝕刻適用于去除晶片的整個(gè)層，對(duì)大多數(shù)材料的選擇性非常高，因此沒有蝕刻錯(cuò)誤的膜的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，蝕刻率很好，在浴槽蝕刻中，可以一次處理許多晶片。然而，對(duì)于小的結(jié)構(gòu)，不能使用濕式蝕刻，因?yàn)樗母飨蛲蕴匦詴?huì)導(dǎo)致掩蔽膜的橫向蝕刻。對(duì)于這種方法，通過具有各向異性蝕刻輪廓的干蝕刻來去除層。

　　審核編輯：湯梓紅