刻蚀工艺概述及分类-产业园区

刻蚀工艺概述及分类

所属地区：信息补充中发布日期：2025年07月01日

刻蚀（Etch）的目的是将光刻得到的光刻胶图形转移到晶圆表面的薄膜上,即利用光刻胶膜的覆盖和保护作用，以化学反应或物理作用的方式去除没有光刻胶保护的薄膜，完成图形转移的目的。分类刻蚀工艺主要分为湿法刻蚀工艺和干法刻蚀工艺。湿法刻蚀工艺是一个纯粹的化学反应过程，它是利用化学试剂，与被刻蚀材料发生化学反应生产可溶性物质或挥发性物质。其优点是选择性高、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低。缺点是缺乏各向异性、工艺控制能力差、过度的颗粒污染。图1示意了典型的湿法工艺过程。晶圆通常放置在湿法槽中，通过控制溶液的配比、温度和反应时间来实现化学反应。反应完成后，将晶圆从槽中取出，经冲洗去除表面残余液体，然后进行甩水和烘干，从而完成整个湿法工艺。在这个过程中，可以控制的参数包括溶液的配比、温度、反应时间等，但总体而言，湿法工艺的控制能力较差，因为它是一种化学反应，缺乏各向异性，即横向和纵向的刻蚀速率基本一致。因此，到目前为止，湿法刻蚀通常只在一些非关键尺寸的任务中使用，而在关键尺寸的任务中，通常采用干法工艺。干法刻蚀工艺是采用等离子体进行图形转移的技术。等离子体是物质的第四态，指的是部分或完全电离的中性气体，通常包括电子、正负离子、中性粒子（包括激发态和基态的中性粒子）、自由基以及光子等组成，等离子体中带正电和带负电的粒子数量几乎相等，因而对外整体是呈电中性的。干法刻蚀与湿法刻蚀相比优点有：1.刻蚀剖面是各向异性，具有非常好的侧壁控制；2.良好的关键尺寸（CD）控制；3.最小的光刻胶脱落或粘附问题；4.良好的片内、片间、批次间的刻蚀均匀性；5.较低的化学制品使用和处理费用。然而干法刻蚀也存在一些缺点，最主要的是对下层材料选择比不高、等离子体带来的器件损伤以及昂贵的设备。根据原理的不同，干法刻蚀工艺可分为溅射与离子铣刻蚀、等离子体刻蚀和反应离子刻蚀。

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