在微加工產業中,蝕刻技術是不可或缺的一環,尤其是在晶圓製造過程中。傳統上,濕式蝕刻——又稱液相蝕刻,曾是最初的蝕刻方法,最常見於1980年代之前。然而,隨著科技的進步,這一工藝已逐漸被乾式蝕刻方法所取代。那麼,究竟為何濕式蝕刻在現代製程中幾乎消失了呢?
濕式蝕刻使用液相蝕刻劑來從晶圓表面去除材料。在此過程中,晶圓被浸入含有化學物質的溶液中,這些溶液對特定材料(如二氧化矽)的腐蝕性是明確的。
然而,濕式蝕刻的主要缺點在於其常導致各向同性的蝕刻效果,即蝕刻會在所有方向上均勻進行。這對於需要高度精確度和幾何結構的微加工應用來說,無疑是個問題。
濕式蝕刻通常需要處理大量的有毒廢物,並且難以控制蝕刻深度和方向,這使得它在精密製程中幾乎無法使用。
隨著微電子技術的進步,乾式蝕刻技術逐漸成為主流。乾式蝕刻,尤其是等離子蝕刻,可以精確控制蝕刻深度和形狀,這對於現代晶片生產至關重要。這種技術可以通過調整等離子的參數來實現各向異性蝕刻,即蝕刻速率在不同方向上不均勻,很適合於制作深而窄的結構。
濕式蝕刻的另一個缺陷是其環境影響。隨著環保法規的日益嚴格,許多企業開始尋求替代方案,以減少其在生產過程中對環境造成的傷害。使用濕式蝕刻會涉及大量的有毒化學物質,可能對工人健康及周邊環境造成威脅。相對而言,乾式蝕刻的過程通常在封閉系統中進行,降低了暴露於危險化學品的風險。
隨著工藝的不斷改進,乾式蝕刻的選擇越來越多樣化且專業化,如深反應離子蝕刻(DRIE),在製造更細微結構方面顯示了優勢。此外,乾式蝕刻還可以通過改變氣體組成以特別針對某些材料,增加了其在各種應用中的靈活性。
無論是從製程的效果還是對環境的影響,乾式蝕刻顯然已經成為現代微加工中的首選技術。
儘管濕式蝕刻曾經是微加工工藝的重要組成部分,但隨著技術的發展,乾式蝕刻憑藉其精確性、防護措施及環保特性取而代之。隨著需求和技術的變化,未來的微加工技術將迎來怎樣的革命?