¿Cuáles son las diferencias entre fotolitografía, grabado húmedo y grabado seco?
¡Yo estaba en el área de grabado! Grabado de semiconductores.
(3) Grabado
El mecanismo de grabado se puede dividir en "el reactivo se acerca a la superficie", "oxidación de la superficie", "reacción de la superficie" y "el producto abandona la superficie" según al orden de ocurrencia del proceso de espera. Por lo tanto, todo el grabado consta de dos partes: la aproximación de los reactivos, la difusión de los productos y la reacción química. El tiempo total de grabado es igual a la suma del tiempo necesario para la difusión y la reacción química. Cualquiera de los dos que tarde más, toda la velocidad de grabado también está limitada por él, por lo que existen dos tipos de grabado, a saber, "limitado por reacción" y "limitado por difusión".
1. Grabado húmedo
El método de grabado más común con el menor costo de equipo se muestra en la Figura 2-10. Hay tres factores que afectan la velocidad de grabado del objeto grabado: la concentración de la solución de grabado, la temperatura de la solución de grabado y si hay agitación. Cualitativamente, aumentar la temperatura de grabado y aumentar la agitación puede aumentar efectivamente la velocidad de grabado; sin embargo, el efecto de la concentración es menos claro; Por ejemplo, grabar SiO2_2 con 49% HF es ciertamente mucho más rápido que BOE (grabado con óxido tamponado; Hf: nh4f = 1: 6); ¡pero un 40% de KOH graba silicio más lentamente que un 20% de KOH! La elección de la receta para el grabado húmedo es una especialidad química. Para los investigadores que no se encuentren en este campo, deberán consultar a sus colegas de esta especialidad química. Un concepto importante al elegir una receta de grabado húmedo es la "selectividad", es decir, la tasa de eliminación del objeto grabado está relacionada con otros materiales (como la máscara de grabado; la máscara de grabado o el sustrato que lleva la película procesada; la tasa de grabado de la relación del sustrato). Un sistema de grabado con alta selectividad debería grabar sólo la película tratada sin dañar la máscara de grabado ni el material del sustrato subyacente.
(1) Grabado isotrópico
La mayoría de las soluciones de grabado húmedo son isotrópicas. En otras palabras, no hay una velocidad de corrosión en ninguna dirección del punto de contacto de corrosión. Por lo tanto, una vez definido el patrón de la máscara de grabado, el área expuesta es donde se produce la corrosión descendente; la receta de grabado debe detenerse en profundidad siempre que sea selectiva.
Sin embargo, dado que cualquier película de grabado tiene su propio espesor, al grabar hasta una cierta profundidad, el borde del patrón de la máscara de grabado entra gradualmente en contacto con la solución de grabado, por lo que la solución de grabado también comienza a grabar la parte inferior. del borde del patrón de máscara de grabado, esto se llama socavado o socavado. El error lateral del patrón causado por este fenómeno es del mismo orden de magnitud que el espesor de la película grabada. En otras palabras, la tecnología de grabado húmedo no se puede aplicar a una tecnología de procesamiento de precisión similar al ancho de línea "submicrónica".
(2) Grabado anisotrópico
El concepto de "selectividad" del grabado húmedo mencionado anteriormente se explica por la velocidad de grabado de diferentes materiales. Sin embargo, desde 1970, en revistas como el Journal of the Electrochemical Society se han publicado muchos artículos sobre el grabado de silicio monocristalino mediante soluciones alcalinas u orgánicas, que se caracterizan por grandes diferencias en las velocidades de grabado de diferentes superficies de cristal de silicio. Particular
Esta pieza se introducirá en detalle en el micromecanizado de la forma del cuerpo.
2. Grabado en seco
El grabado en seco es una tecnología relativamente nueva, pero fue adoptada rápidamente por la industria de los semiconductores. Utiliza plasma para grabar materiales semiconductores de película delgada. El plasma sólo puede excitarse cuando el grado de vacío es de aproximadamente 10 a 0,001 Torr. El gas utilizado en el grabado seco, o la masa de bombardeo es bastante grande, o la actividad química es extremadamente alta, todos pueden lograr el propósito del grabado.
El grabado en seco incluye básicamente dos mecanismos de grabado: bombardeo iónico y reacción química. El argón se utiliza para quienes prefieren un efecto de "bombardeo de iones", con una mínima erosión lateral del borde mecanizado. Para aquellos con efectos de "reacción química", se utilizan gases a base de flúor o cloro (como el tetrafluoruro de carbono CF4). El plasma excitado, es decir, grupos iónicos con flúor o cloro, puede interactuar rápidamente con los materiales de la superficie del chip. reaccionar.
El método de grabado en seco puede utilizar directamente el fotorresistente como máscara de grabado, sin la necesidad de cultivar por separado el material semiconductor de la máscara. Y su ventaja más importante es que puede tener en cuenta las ventajas de una corrosión lateral mínima y una alta tasa de grabado. En otras palabras, el llamado "grabado de iones reactivos; RIE" ha satisfecho el ancho de línea técnica "submicrónica". Los requisitos se están utilizando ampliamente.