蝕刻工藝是微納制造的核心技術之一,通過選擇性移除材料實現精密圖形化。其本質是化學反應與物理作用的結合,廣泛應用于半導體、顯示面板及精密器件領域。
化學蝕刻與物理蝕刻的差異
濕法蝕刻:依賴化學溶液(如HF酸刻蝕二氧化硅,HNO?/HCl刻蝕金屬),通過各向同性刻蝕實現快速加工,但精度受擴散限制。
干法蝕刻:以等離子體(如RIE、ICP)中的高能離子轟擊材料表面,實現各向異性刻蝕,精度可達納米級,適用于復雜三維結構。
關鍵參數的控制邏輯
蝕刻速率、選擇比(目標材料與掩膜/下層材料的蝕刻速率比)和均勻性是核心指標。例如,在硅刻蝕中,Cl?氣體濃度升高會提升速率,但過量會導致側壁粗糙度增加。通過調節射頻功率和氣壓,可優化離子能量與方向性。
失效模式與解決方案
過刻蝕:因時間控制偏差導致下層材料損傷,需通過終點檢測系統(如激光干涉儀)實時監控。
殘留物:蝕刻副產物堆積可能堵塞結構,采用原位清洗(如O?等離子體氧化分解有機物)可減少停機時間。