文档介绍：第 11 章刻蚀
去胶
显影（第 1 次图形转移）
刻蚀（第 2 次图形转移）
选择曝光
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对刻蚀的要求
1、适当的刻蚀速率
通常要求刻蚀速率为每分钟几十到几百纳米。
2、刻蚀的均匀性好（片内、片间、批次间）
刻蚀均匀性一般为。大量或大面积硅片同时刻蚀时，刻蚀速率会减小，这称为刻蚀的负载效应。
3、选择比大
选择比指对不同材料的刻蚀速率的比值。
4、钻蚀小
5、对硅片的损伤小
6、安全环保
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钻蚀（undercut）现象
对刻蚀速率的各向异性的定量描述
式中，RL 和 RV 分别代表横向刻蚀速率和纵向刻蚀速率。
A = 1 表示理想的各向异性，无钻蚀；A = 0 表示各向同性，有严重的钻蚀。
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刻蚀技术
湿法
干法
化学刻蚀
电解刻蚀
离子铣刻蚀（物理作用）
等离子体刻蚀（化学作用）
反应离子刻蚀（物理化学作用）
刻蚀技术的种类
与湿法化学刻蚀相比，干法刻蚀对温度不那么敏感，工艺重复性好；有一定的各向异性；等离子体中的颗粒比腐蚀液中的少得多；产生的化学废物也少得多。
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湿法刻蚀
湿法刻蚀是一种纯粹的化学反应过程。
优点
1、应用范围广，适用于几乎所有材料；
2、选择比大，易于光刻胶的掩蔽和刻蚀终点的控制；
3、操作简单，成本低，适宜于大批量加工。
缺点
1、为各向同性腐蚀，容易出现钻蚀；
2、由于液体存在表面张力，不适宜于腐蚀极细的线条；
3、化学反应时往往伴随放热与放气，导致腐蚀不均匀。
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常用腐蚀液举例
1、SiO2 腐蚀液
BHF：28 ml HF + 170 ml H2O + 113 g NH4F
2、Si 腐蚀液
Dash etch: 1 ml HF + 3 ml HNO3 + 10 ml CH3COOH
Sirtl etch: 1 ml HF + 1 ml CrO3 ( 5 M 水溶液 )
Silver etch: 2 ml HF + 1 ml HNO3 + 2 ml AgNO3（ M 水溶液），（用于检测外延层缺陷）
Wright etch: 60 ml HF + 30 ml HNO3 + 60 ml CH3COOH + 60 ml H2O + 30 ml CrO3 ( 1g in 2 ml H2O ) + 2g (CuNO3)23H2O ，（此腐蚀液可长期保存）
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3、Si3N4 腐蚀液
HF
H3PO4 ( 140oC ~ 200oC )
4、Al 腐蚀液
4 ml H3PO4 + 1ml HNO3 + 4 ml CH3COOH + 1ml H2O ，（35 nm/min）
K2Br4O7 + M KOH + M K3Fe(CN)6 ，（1 m/min ，腐蚀时不产生气泡）
5、Au 腐蚀液
王水：3 ml HCl + 1ml HNO3 ，（25 ~ 50 m/min）
4g KI +1g I + 40 ml H2O（ ~ 1 m/min，不损伤光刻胶）
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干法刻蚀基本分类
等离子体刻蚀（化学作用）
反应离子刻蚀（物理化学作用）
离子铣刻蚀（物理作用）
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等离子体刻蚀
一、等离子体刻蚀机理
在低温等离子体中，除了含有电子和离子外，还含有大量处于激发态的游离基和化学性质活泼的中性原子团。正是利用游离基和中性原子团与被刻蚀材料之间的化学反应，来达到刻蚀的目的。对硅基材料的基本刻蚀原理是用 “ 硅--卤 ” 键代替 “ 硅--硅 ” 键，从而产生挥发性的硅卤化合物。
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刻蚀硅基材料时的刻蚀气体有 CF4、C2F6 和 SF6 等。其中最常用的是 CF4 。
CF4 本身并不会直接刻蚀硅。等离子体中的高能电子撞击CF4 分子使之裂解成 CF3 、CF2 、C 和 F ，这些都是具有极强化学反应性的原子团。
CF4 等离子体对 Si 和 SiO2 有很高的刻蚀选择比，室温下可高达 50，所以很适合刻蚀 SiO2 上的