蝕刻技術屬於感光化學技術領域, 是用光刻腐蝕加工薄(báo)形精密金屬製品的一種方法(fǎ)。
產品:
其基(jī)本原理(lǐ)是利用化學感光材料的光敏特(tè)性, 在基體金屬基片(piàn)兩麵均勻塗敷(fū)感光材料采用光刻方法, 將膠膜板上柵網產顯形狀精確地複製到金屬基片兩麵的感光層掩(yǎn)膜上通過顯影去除未感光部分的掩膜, 將裸露(lù)的金屬部分在後(hòu)續(xù)的加工(gōng)中與腐蝕液直接噴壓接觸而被蝕除, 最終獲取所需的幾何(hé)形狀及高精度尺寸的產品技術蝕刻技術。
蝕刻一共有兩大(dà)類:1:幹(gàn)式蝕刻; 2:濕式蝕刻。
蝕刻技術是利用特定的溶液與薄膜間所進行的(de)化學反應來去除薄(báo)膜未被光阻覆蓋的(de)部分,而(ér)達到蝕刻的(de)目的,這種蝕刻方式也就是所謂的濕(shī)式蝕刻。因為濕式蝕刻是利用化學反應來進(jìn)行薄膜的去(qù)除,而化學反應本身不具方向性,因此濕式蝕(shí)刻過程為等向性,一般而言此方式不足以定義3微米以下的線寬,但對(duì)於(yú)3微米以(yǐ)上的線寬定義濕式蝕刻(kè)仍然為一可選擇采用的技術。
濕式蝕刻(kè)的(de)優缺點
濕式蝕刻(kè)的(de)優缺點
低成本、高可(kě)靠性、高(gāo)產能及優越(yuè)的蝕刻選(xuǎn)擇比。但相對於幹(gàn)式蝕刻,除了無法定義較細的線寬外,濕式蝕刻仍有以下的缺點:1) 需花費較高成本(běn)的反應溶液及去離子水;2) 化學藥品處理時(shí)人員所遭(zāo)遇的安全問題;3) 光阻附著性問題;4) 氣泡形成及化學蝕刻(kè)液無(wú)法完全與晶圓表麵接觸所造成的不完(wán)全及(jí)不均勻的蝕刻;5) 廢氣及潛在的爆炸性。
濕式蝕刻過程可分(fèn)為三個步驟:1) 化學蝕刻液擴散至待蝕刻材料之表麵(miàn);2) 蝕刻液與待蝕刻(kè)材料發生化學反應(yīng); 3) 反應後之產物從蝕刻(kè)材料之表麵(miàn)擴散至溶液中,並(bìng)隨溶液排出(3)。三個步驟中進行最慢者(zhě)為速率控製步(bù)驟,也就是說(shuō)該步(bù)驟的反應(yīng)速率即為(wéi)整(zhěng)個反應之速率。
大部份的蝕刻過程包含了一個或多個化學反(fǎn)應步驟,各種形態的反應都有可能發生,但常遇到的反應(yīng)是將待蝕刻層表麵先(xiān)予(yǔ)以氧(yǎng)化,再將此氧化層溶解,並隨溶液排出,如此反複進行以達到蝕刻的效(xiào)果。如蝕刻矽、鋁時即是利用此(cǐ)種化學反應方式(shì)。
濕式(shì)蝕刻的速率
通常可藉由改變溶液(yè)濃度及溫度予以控製。溶液濃度可改變反(fǎn)應物質到達及離開待蝕刻物表(biǎo)麵的速率,一般而言,當溶液(yè)濃度增加時,蝕刻速率將會提高(gāo)。而提高溶液溫度可加速化學反應速率,進而加速蝕刻速率。
除了溶液的選用外,選擇適用的屏(píng)蔽物(wù)質亦是十分重要的,它必須與待(dài)蝕刻材料表(biǎo)麵有很(hěn)好的附著性、並能承受蝕(shí)刻(kè)溶液的侵蝕且穩定而不變質。而(ér)光阻通常是一個很好(hǎo)的屏蔽材料,且由於其圖案轉印步驟簡單,因此常(cháng)被使用。但使用光阻作為屏蔽材料時也會發生邊緣剝(bāo)離或龜裂的情形。邊緣(yuán)剝離乃由於蝕刻溶液的侵蝕(shí),造(zào)成光(guāng)阻與基材間的黏著性變差所致。解決的方(fāng)法則可使用黏著促進劑來增加光阻與(yǔ)基材間的黏(nián)著性,如Hexamethyl-disilazane (HMDS)。龜裂則是因為光阻與(yǔ)基材間的應力差異太大,減緩龜裂的方法可利用較具彈性的屏蔽材(cái)質來吸收兩者間的(de)應力差。
蝕(shí)刻化學反應過程中所產(chǎn)生的氣泡常會造成蝕刻的(de)不(bú)均勻性,氣泡留滯於基材上阻(zǔ)止了蝕刻溶液(yè)與待蝕刻物表麵的接觸,將使得蝕刻(kè)速率變慢或停滯,直到氣泡離開基材(cái)表麵。因此在(zài)這種情況下會在溶液中加入一些催化劑增進蝕刻溶液與待蝕(shí)刻物表麵的接觸,並在蝕刻過程中予(yǔ)於攪動以加速氣泡的脫(tuō)離。