在微加工产业中,蚀刻技术是不可或缺的一环,尤其是在晶圆制造过程中。传统上,湿式蚀刻——又称液相蚀刻,曾是最初的蚀刻方法,最常见于1980年代之前。然而,随着科技的进步,这一工艺已逐渐被干式蚀刻方法所取代。那么,究竟为何湿式蚀刻在现代制程中几乎消失了呢?
湿式蚀刻使用液相蚀刻剂来从晶圆表面去除材料。在此过程中,晶圆被浸入含有化学物质的溶液中,这些溶液对特定材料(如二氧化矽)的腐蚀性是明确的。
然而,湿式蚀刻的主要缺点在于其常导致各向同性的蚀刻效果,即蚀刻会在所有方向上均匀进行。这对于需要高度精确度和几何结构的微加工应用来说,无疑是个问题。
湿式蚀刻通常需要处理大量的有毒废物,并且难以控制蚀刻深度和方向,这使得它在精密制程中几乎无法使用。
随着微电子技术的进步,干式蚀刻技术逐渐成为主流。干式蚀刻,尤其是等离子蚀刻,可以精确控制蚀刻深度和形状,这对于现代晶片生产至关重要。这种技术可以通过调整等离子的参数来实现各向异性蚀刻,即蚀刻速率在不同方向上不均匀,很适合于制作深而窄的结构。
湿式蚀刻的另一个缺陷是其环境影响。随着环保法规的日益严格,许多企业开始寻求替代方案,以减少其在生产过程中对环境造成的伤害。使用湿式蚀刻会涉及大量的有毒化学物质,可能对工人健康及周边环境造成威胁。相对而言,干式蚀刻的过程通常在封闭系统中进行,降低了暴露于危险化学品的风险。
随着工艺的不断改进,干式蚀刻的选择越来越多样化且专业化,如深反应离子蚀刻(DRIE),在制造更细微结构方面显示了优势。此外,干式蚀刻还可以通过改变气体组成以特别针对某些材料,增加了其在各种应用中的灵活性。
无论是从制程的效果还是对环境的影响,干式蚀刻显然已经成为现代微加工中的首选技术。
尽管湿式蚀刻曾经是微加工工艺的重要组成部分,但随着技术的发展,干式蚀刻凭借其精确性、防护措施及环保特性取而代之。随着需求和技术的变化,未来的微加工技术将迎来怎样的革命?