濕法蝕刻的發(fā)展

濕法蝕刻

蝕刻的歷史方法是使用濕法蝕刻劑的浸泡技術(shù)。該程序類似于前氧化清潔沖洗干燥過程和沉浸顯影。晶圓被浸入蝕刻劑罐中一段時間，轉(zhuǎn)移到?jīng)_洗站去除酸，然后轉(zhuǎn)移到最終沖洗和旋轉(zhuǎn)干燥步驟。濕法蝕刻用于特征尺寸大于3微米的器件。在該水平以下，需要控制和精度，需要干法蝕刻技術(shù)。

蝕刻均勻性和過程控制通過向浸泡罐中添加加熱器和攪拌裝置（如攪拌器或超聲波和兆聲波）來增強。

濕法蝕刻劑的選擇基于它們均勻去除頂層而不攻擊（良好的選擇性）下層材料的能力。

蝕刻時間的變化是一個過程參數(shù)，受到溫度變化的影響，因為船和晶圓在罐中達到溫度平衡，以及晶圓轉(zhuǎn)移到?jīng)_洗罐時的持續(xù)蝕刻作用。通常，該過程設(shè)置為與均勻蝕刻和高生產(chǎn)力兼容的最短時間。最長時間限制在光刻膠繼續(xù)附著在晶圓表面的時間。

蝕刻目標和問題

蝕刻過程中圖像轉(zhuǎn)移的精確性取決于幾個過程因素。它們包括不完全蝕刻、過度蝕刻、底切和各向同性或各向異性蝕刻側(cè)壁。

不完全蝕刻

不完全蝕刻是部分頂層留在圖案孔中或表面上的情況（下圖所示）。不完全蝕刻的原因包括縮短的蝕刻時間、存在減緩蝕刻的表面層或?qū)е戮A較厚部分不完全蝕刻的不均勻表面層。如果使用濕法化學(xué)蝕刻，較低的溫度或弱蝕刻溶液會導(dǎo)致不完全蝕刻。如果使用干法等離子體蝕刻，錯誤的氣體混合物或操作不當(dāng)?shù)南到y(tǒng)也會產(chǎn)生同樣的效果。

過度蝕刻和底切

不完全蝕刻的相反情況是過度蝕刻。在任何蝕刻過程中，總是有一定程度的過度蝕刻計劃。這允許表面層厚度變化。計劃的過度蝕刻還允許蝕刻穿透頂層表面的任何慢蝕刻層。

理想的蝕刻在層中留下垂直側(cè)壁（下圖所示）。產(chǎn)生這種理想結(jié)果的蝕刻技術(shù)被稱為各向異性。然而，蝕刻劑實際上在所有方向上都去除材料。這種現(xiàn)象稱為各向同性蝕刻。蝕刻作用在層的頂部進行，直到到達層底部。結(jié)果是斜側(cè)壁。這種作用也稱為底切（下圖所示），因為表面層在光刻膠邊緣下方被侵蝕。蝕刻步驟的一個持續(xù)目標是將底切控制在可接受的水平。電路布局設(shè)計師在規(guī)劃電路時會考慮底切。相鄰圖案必須相隔一定距離，以防止短路。必須在設(shè)計圖案時計算底切量。各向異性蝕刻在等離子體蝕刻中可用，是先進電路的首選。減少底切允許更密集的電路。

嚴重的底切（或過度蝕刻）發(fā)生在蝕刻時間太長、蝕刻溫度過高或蝕刻混合物太強時。底切也出現(xiàn)在光刻膠與晶圓表面之間的附著力很弱時。這是一個持續(xù)的擔(dān)憂，脫水、底漆、軟烤和硬烤步驟的目的是防止這種故障。光刻膠在蝕刻孔邊緣的附著力失敗可能導(dǎo)致嚴重底切。如果附著力非常差，光刻膠可能會從晶圓表面抬起，導(dǎo)致災(zāi)難性的底切。