刻蚀工艺

选择比指的是在同一刻蚀条件下一种材料与另一种材料相比刻蚀速率快很多，它定义为被刻蚀材料的刻蚀速率与另一种材料的刻蚀速率的比。基本内容：高选择比意味着只刻除想要刻去的那一层材料。一个高选择比的刻蚀工艺不刻蚀下面一层材料（刻蚀到恰当的深度时停止）并且保护的光刻胶也未被刻蚀。图形几何尺寸的缩小要求减薄光刻胶厚度。高选择比在较先进的工艺中为了确保关键尺寸和剖面控制是必需的。特别是关键尺寸越小，选择比要求越高。刻蚀较简单较常用分类是：干法刻蚀和湿法刻蚀。光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体。刻蚀工艺

早期的刻蚀技术为湿法刻蚀，是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液中进行腐蚀的技术。这个过程是纯化学腐蚀的过程。湿法刻蚀具有良好的选择性，例如实验室经常采用磷酸来腐蚀铝金属化，而不会腐蚀金属化层间的介质层材料；半导体制造过程中用调配后的氢氟酸（加入NH4F缓冲液）来腐蚀二氧化硅，而不会对光刻胶造成过量的伤害。随着半导体特征尺寸的不断减小，湿法刻蚀逐渐被一些干法刻蚀所替代。其原因在于湿法刻蚀是各向同性的，横向刻蚀的宽度接近于纵向刻蚀的深度，因此会产生钻蚀的现象，因此在小尺寸的制程中，湿法刻蚀的精度控制非常困难，并且可重复性差。刻蚀工艺干法刻蚀优点是：可控性。

典型的硅刻蚀是用含氮的物质与氢氟酸的混合水溶液。这一配比规则在控制刻蚀中成为一个重要的因素。在一些比率上，刻蚀硅会有放热反应。加热反应所产生的热可加速刻蚀反应，接下来又产生更多的热，这样进行下去会导致工艺无法控制。有时醋酸和其他成分被混合进来控制加热反应。一些器件要求在晶圆上刻蚀出槽或沟。刻蚀配方要进行调整以使刻蚀速率依靠晶圆的取向。取向的晶圆以45°角刻蚀，取向的晶圆以“平”底刻蚀。其他取向的晶圆可以得到不同形状的沟槽。多晶硅刻蚀也可用基本相同的规则。

相比刻蚀用单晶硅材料，芯片用单晶硅材料是芯片等终端产品的原材料，市场比较广阔，国产替代的需求也十分旺盛。SEMI的统计显示，2018年全球半导体制造材料市场规模为322.38亿美元，其中硅材料的市场规模达到121.24亿美元，占比高达37.61%。刻蚀用单晶硅材料和芯片用单晶硅材料在制造环节上有诸多相似之处：积累的固液共存界面控制技术、热场尺寸优化工艺、多晶硅投料优化等工艺技术已经达到国际先进水平，为进入新赛道提供了产业技术和经验的支撑。刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称。干法刻蚀优点是：易实现自动化。

刻蚀工艺是：把未被抗蚀剂掩蔽的薄膜层除去，从而在薄膜上得到与抗蚀剂膜上完全相同图形的工艺。在集成电路制造过程中，经过掩模套准、曝光和显影，在抗蚀剂膜上复印出所需的图形，或者用电子束直接描绘在抗蚀剂膜上产生图形，然后把此图形精确地转移到抗蚀剂下面的介质薄膜（如氧化硅、氮化硅、多晶硅）或金属薄膜（如铝及其合金）上去，制造出所需的薄层图案。刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法，有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去，从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形。刻蚀技术主要分为干法刻蚀与湿法刻蚀。干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀；湿法刻蚀主要利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀。在工艺中可能会对一个薄膜层或多个薄膜层执行特定的刻蚀步骤。在平板显示行业；主要使用的光刻胶有彩色及黑色光刻胶、LCD触摸屏用光刻胶、TFT-LCD正性光刻胶等。刻蚀工艺

干法刻蚀优点：细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高。刻蚀工艺

在微细加工中，刻蚀和清洗处理过程包括许多内容。对于适当取向的半导体薄片的锯痕首先要机械抛光，除去全部的机械损伤，之后进行化学刻蚀和抛光，以获得无损伤的光学平面。这种工艺往往能去除以微米级计算的材料表层。对薄片进行化学清洗和洗涤，可以除去因操作和贮存而产生的污染，然后用热处理的方法生长Si0(对于硅基集成电路)，或者沉积氮化硅(对于砷化镓电路)，以形成初始保护层。刻蚀过程和图案的形成相配合。广东省科学院半导体研究所。半导体材料刻蚀加工厂等离子体刻蚀机要求相同的元素：化学刻蚀剂和能量源。刻蚀工艺

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