信息摘要:
低成本、高可靠性、高產能及優越的蝕刻選擇比。但相對於幹式蝕刻,除了無法定義較細的線寬外
1、化學蝕刻(kè)的優點
低成本、高可(kě)靠(kào)性、高產能及優越的蝕刻(kè)選擇比。但相對於幹式蝕刻,除(chú)了無法定義較細的(de)線寬(kuān)外(wài),化學蝕刻仍有以下的(de)缺點:
(1) 需花(huā)費較高成本的反應溶液及去離子水;
(2) 化學藥品處理時人員所遭遇的問題(tí);
(3) 光阻附著性問題(tí);
(4) 氣(qì)泡形成及化學蝕刻液無法與晶圓表麵接觸所造(zào)成的不均勻的蝕刻;
(5) 廢氣及潛在的爆炸性。
濕(shī)式蝕刻過程可分為三個步(bù)驟:
(1) 化學蝕刻液擴散待蝕刻材料之表麵;
(2) 蝕刻液與待蝕刻材料(liào)發生(shēng)化學反應;
(3) 反應後之產物從蝕刻材料之表麵擴散到溶(róng)液中,並隨溶液排出(3)。
三個步驟中(zhōng)進行慢者為(wéi)速率控(kòng)製步驟,也就是說該步驟的反應(yīng)速率即為整個反應之速率。
大部份的蝕刻過程包含了一個(gè)或(huò)多個化學反應步驟,各種形態的反應(yīng)都有可能發生,但常遇到的反應是將待蝕刻層表麵(miàn)先(xiān)予以氧化,再將此氧化層溶解,並隨溶液排出,如此反複(fù)進行(háng)以達到蝕刻(kè)的效果(guǒ)。如蝕刻矽、鋁時即是利用此種(zhǒng)化學反應方式。
2、化學蝕(shí)刻的速率
通(tōng)常可藉由改變溶液濃度及溫度予以控製。溶液濃度可改變(biàn)反應物質到達及離開待蝕刻物表麵的速率,一般而言,當溶液濃度增加時,蝕刻速率將會提高。而提高溶(róng)液溫度可加(jiā)速化學反應速率,進而加速蝕刻(kè)速率。
除了溶液的選(xuǎn)用外,選擇適用的屏蔽物質亦是十分重要的,它與待蝕刻材料表麵有(yǒu)很好的附著(zhe)性、並能承受蝕刻溶液的侵蝕且穩定而不變質。而光阻(zǔ)通(tōng)常是一個(gè)很好的屏蔽(bì)材料(liào),且由(yóu)於其(qí)圖案轉(zhuǎn)印步驟簡單,因此常被使用。但使用光阻作為屏蔽材(cái)料時也會發生邊緣剝離或龜裂的(de)情形。邊緣剝離乃由於蝕刻溶液的侵(qīn)蝕(shí),造成光阻與基材間的(de)黏著性變差所致。解決的方法則(zé)可使用黏(nián)著來(lái)增加光阻與基材間的黏著性,如(rú)Hexamethyl-disilazane (HMDS)。龜裂則是因為光阻與基材間的應力(lì)差異太大,減緩龜(guī)裂的方法可利用較具彈性的屏蔽材(cái)質來吸收兩者間的(de)應力差。
蝕刻化學反應過程中所產生(shēng)的氣泡常會造成蝕(shí)刻(kè)的不(bú)均勻性,氣泡留滯於基材上阻止了(le)蝕(shí)刻溶液與待蝕刻物表(biǎo)麵的(de)接觸,將使得蝕刻(kè)速率變慢或停(tíng)滯,直到氣(qì)泡離開基材表(biǎo)麵。因此在這種情況下(xià)會在溶液中加入一些催(cuī)化劑增進(jìn)蝕刻溶液與待蝕刻物表麵的接觸,並在蝕(shí)刻過程中(zhōng)予於攪動以加速氣泡的脫離.