蚀刻是一种常见的微纳加工技术,用于在微纳米尺度下制造器件和结构。在形成掩膜之后,通过物理或者化学手段对沉积的薄膜进行蚀刻来形成图样。

面临的问题

刻蚀面临的问题

  1.  均匀性;
  2.  速率:快到足够实用,又慢到可以控制;
  3.  选择比:腐蚀目标材料相对于蒙版腐蚀速率的比率(应大);
  4.  各向异性:腐蚀速率的方向依赖性;
  5.  副产品:挥发性或易于去除,并且安全。
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分类

在 IC 制造中,蚀刻可分为干法刻蚀湿法蚀刻。湿法蚀刻成熟、简单并且廉价。

湿法刻蚀

湿法蚀刻

湿法腐蚀指利用化学的液体与物质进行化学反应。属于等向性的蚀刻。

湿法刻蚀方法

湿法刻蚀的流程

湿法刻蚀面临的问题

湿法腐蚀的品质因子

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掩膜侵蚀(mask erosion)

掩膜侵蚀

对于各向同性和各向异性蚀刻剖面,掩膜侵蚀都可能是一个问题。

在各向同性的蚀刻中,矩形掩膜的蚀刻量 在纵向和横向上都是一样的,从而导致下蚀的量增加。

[! question] 为什么会导致下蚀的量增加? 下蚀的量和掩膜在横向上的消耗有关。横向上消耗越多,暴露出来的材料的侧壁越多。

在完全各向异性的蚀刻过程中,只要掩膜未被完全消耗,掩膜侵蚀就不是一个值得关注的问题。但是,掩膜形状通常不是完美的矩形,而是圆角或斜边。即使是完全各向异性的蚀刻,也会造成下蚀。

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干法刻蚀

干法蚀刻

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