Nell'industria della microlavorazione, la tecnologia di incisione è una parte indispensabile, soprattutto nel processo di produzione dei wafer. Tradizionalmente, l'incisione a umido, nota anche come incisione in fase liquida, era il metodo di incisione originale, più comune prima degli anni '80. Tuttavia, con il progresso della tecnologia, questo processo è stato gradualmente sostituito dai metodi di incisione a secco. Allora perché l’incisione a umido è quasi scomparsa nei processi moderni?
L'incisione a umido utilizza un agente mordenzante in fase liquida per rimuovere il materiale dalla superficie del wafer. Durante questo processo, i wafer vengono immersi in soluzioni contenenti sostanze chimiche note per essere corrosive per alcuni materiali, come il biossido di silicio.
Tuttavia, lo svantaggio principale dell'incisione a umido è che spesso si ottiene un effetto di incisione isotropo, ovvero l'incisione procede uniformemente in tutte le direzioni. Questo è certamente un problema per le applicazioni di microlavorazione che richiedono un elevato grado di precisione e geometria.
L'incisione a umido richiede in genere lo smaltimento di grandi quantità di rifiuti tossici ed è difficile controllare la profondità e la direzione dell'incisione, rendendone quasi impossibile l'utilizzo nella produzione di precisione.
Con il progresso della tecnologia microelettronica, la tecnologia dell'incisione a secco è gradualmente diventata mainstream. L'incisione a secco, in particolare l'incisione al plasma, consente un controllo preciso della profondità e della forma dell'incisione, che è fondamentale per la moderna produzione di wafer. Questa tecnologia può ottenere un attacco anisotropo regolando i parametri del plasma, ovvero la velocità di attacco non è uniforme in diverse direzioni ed è molto adatta per realizzare strutture profonde e strette.
Un altro svantaggio dell'incisione a umido è il suo impatto ambientale. Poiché le normative ambientali diventano sempre più rigorose, molte aziende stanno iniziando a cercare alternative per ridurre i danni causati all’ambiente durante i processi produttivi. L'uso dell'incisione a umido comporta un gran numero di sostanze chimiche tossiche, che possono rappresentare una minaccia per la salute dei lavoratori e per l'ambiente circostante. Al contrario, il processo di incisione a secco viene solitamente eseguito in un sistema chiuso, riducendo il rischio di esposizione a sostanze chimiche pericolose.
Con il continuo miglioramento dei processi, le opzioni di incisione a secco stanno diventando sempre più diversificate e specializzate, come l'incisione con ioni reattivi profondi (DRIE), che ha mostrato vantaggi nella produzione di strutture più fini. Inoltre, l'incisione a secco può anche colpire in modo specifico determinati materiali modificando la composizione del gas, aumentandone la flessibilità in una varietà di applicazioni.
Che si tratti di effetti del processo o di impatto ambientale, l'incisione a secco è chiaramente diventata la tecnologia preferita nella moderna microlavorazione.
Sebbene un tempo l'incisione a umido fosse una parte importante del processo di microlavorazione, con lo sviluppo della tecnologia, l'incisione a secco ha preso il sopravvento grazie alla sua precisione, alle misure protettive e alle caratteristiche rispettose dell'ambiente. Con il cambiamento della domanda e della tecnologia, che tipo di rivoluzione introdurrà la tecnologia di microlavorazione in futuro?