刻蚀,它是半导体制造工艺,微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相当重要的步骤。是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。所谓刻蚀,实际上狭义理解就是光刻腐蚀,先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理,然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。刻蚀是用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程,其基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。随着微制造工艺的发展,广义上来讲,刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称,成为微加工制造的一种普适叫法。刻蚀技术可以实现微纳加工中的表面处理,如纳米结构、微纳米孔等。南京反应性离子刻蚀
刻蚀较简单较常用分类是:干法刻蚀和湿法刻蚀。显而易见,它们的区别就在于湿法使用溶剂或溶液来进行刻蚀。湿法刻蚀是一个纯粹的化学反应过程,是指利用溶液与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而达到刻蚀目的。其特点是:湿法刻蚀在半导体工艺中有着普遍应用:磨片、抛光、清洗、腐蚀。优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低。干法刻蚀种类比较多,包括光挥发、气相腐蚀、等离子体腐蚀等。按照被刻蚀的材料类型来划分,干法刻蚀主要分成三种:金属刻蚀、介质刻蚀和硅刻蚀。深圳MEMS材料刻蚀外协刻蚀技术可以通过选择不同的刻蚀模式和掩模来实现不同的刻蚀形貌和结构。
材料刻蚀是一种常见的微纳加工技术,它可以通过化学或物理方法将材料表面的一部分或全部去除,从而形成所需的结构或图案。其原理主要涉及到化学反应、物理作用和质量传递等方面。在化学刻蚀中,刻蚀液中的化学物质与材料表面发生反应,形成可溶性化合物或气体,从而导致材料表面的腐蚀和去除。例如,在硅片刻蚀中,氢氟酸和硝酸混合液可以与硅表面反应,形成可溶性的硅酸和氟化氢气体,从而去除硅表面的部分材料。在物理刻蚀中,刻蚀液中的物理作用(如离子轰击、电子轰击、等离子体反应等)可以直接或间接地导致材料表面的去除。例如,在离子束刻蚀中,高能离子束可以轰击材料表面,使其发生物理变化,从而去除表面材料。在质量传递方面,刻蚀液中的质量传递可以通过扩散、对流和迁移等方式实现。例如,在湿法刻蚀中,刻蚀液中的化学物质可以通过扩散到材料表面,与表面反应,从而去除表面材料。总之,材料刻蚀的原理是通过化学反应、物理作用和质量传递等方式,将材料表面的一部分或全部去除,从而形成所需的结构或图案。不同的刻蚀方法和刻蚀液具有不同的原理和特点,可以根据具体需求选择合适的刻蚀方法和刻蚀液。
材料刻蚀是一种常见的加工方法,可以用于制造微电子器件、光学元件、MEMS器件等。材料刻蚀的影响因素包括以下几个方面:1.刻蚀剂:刻蚀剂是影响刻蚀过程的关键因素之一。不同的刻蚀剂对不同的材料具有不同的刻蚀速率和选择性。例如,氧化铝可以使用氢氟酸作为刻蚀剂,而硅可以使用氢氧化钾或氢氟酸等作为刻蚀剂。2.温度:刻蚀过程中的温度也会影响刻蚀速率和选择性。通常情况下,刻蚀剂的刻蚀速率会随着温度的升高而增加。但是,过高的温度可能会导致刻蚀剂的挥发和材料的热膨胀,从而影响刻蚀的质量和精度。3.浓度:刻蚀剂的浓度也会影响刻蚀速率和选择性。一般来说,刻蚀剂的浓度越高,刻蚀速率越快。但是,过高的浓度可能会导致刻蚀剂的饱和和材料的过度刻蚀。4.气压:刻蚀过程中的气压也会影响刻蚀速率和选择性。通常情况下,气压越低,刻蚀速率越慢。但是,过低的气压可能会导致刻蚀剂的挥发和材料的表面粗糙度增加。5.时间:刻蚀时间是影响刻蚀深度和刻蚀质量的重要因素。刻蚀时间过长可能会导致材料的过度刻蚀和表面粗糙度增加。刻蚀技术可以实现不同形状的刻蚀,如线形、点形、面形等。
湿法刻蚀是化学清洗方法中的一种,也是化学清洗在半导体制造行业中的应用,是用化学方法有选择地从硅片表面去除不需要材料的过程。其基本目的是在涂胶的硅片上正确地复制掩膜图形,有图形的光刻胶层在刻蚀中不受到腐蚀源明显的侵蚀,这层掩蔽膜用来在刻蚀中保护硅片上的特殊区域而选择性地刻蚀掉未被光刻胶保护的区域。从半导体制造业一开始,湿法刻蚀就与硅片制造联系在一起。虽然湿法刻蚀已经逐步开始被法刻蚀所取代,但它在漂去氧化硅、去除残留物、表层剥离以及大尺寸图形刻蚀应用等方面仍然起着重要的作用。与干法刻蚀相比,湿法刻蚀的好处在于对下层材料具有高的选择比,对器件不会带来等离子体损伤,并且设备简单。工艺所用化学物质取决于要刻蚀的薄膜类型。物理刻蚀是利用物理过程来剥离材料表面的方法,适用于硬质材料。深圳龙华刻蚀加工公司
刻蚀技术也可以用于制造MEMS器件中的微机械结构、传感器、执行器等元件。南京反应性离子刻蚀
二氧化硅湿法刻蚀:较普通的刻蚀层是热氧化形成的二氧化硅。基本的刻蚀剂是氢氟酸,它有刻蚀二氧化硅而不伤及硅的优点。然而,饱和浓度的氢氟酸在室温下的刻蚀速率约为300A/s。这个速率对于一个要求控制的工艺来说太快了。在实际中,氢氟酸与水或氟化铵及水混合。以氟化铵来缓冲加速刻蚀速率的氢离子的产生。这种刻蚀溶液称为缓冲氧化物刻蚀或BOE。针对特定的氧化层厚度,他们以不同的浓度混合来达到合理的刻蚀时间。一些BOE公式包括一个湿化剂用以减小刻蚀表面的张力,以使其均匀地进入更小的开孔区。南京反应性离子刻蚀