湿法化学刻蚀技术与干法刻蚀技术.doc
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2021-01-30
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湿法化学刻蚀技术与干法刻蚀技术
在半导体器件的制造中，蚀刻是指将选择性地从衬底上的薄膜中去除材料
的技术（在其表面上有或没有先有结构），并通过这种去除在衬底上形成该材
料的图案。该图案由耐蚀刻工艺的掩模限定，该掩模的产生在光刻中详细描述。
一旦放置好掩模，就可以通过湿化学或“干”物理方法蚀刻不受掩模保护的材料 。
图 1 显示了此过程的示意图。
从历史上看，直到 VLSI 和 ULSI 技术问世之前，湿式化学方法在蚀刻图案定
义中都起着重要作用。但是，随着器件特征尺寸的减小和表面形貌的日益严格，
湿法化学蚀刻逐渐取代了干法蚀刻技术。这种变化主要是由于湿法刻蚀的各向
同性。如图 2 所示，湿法蚀刻会沿所有方向去除材料，这会导致由掩模定义的
特征尺寸与在基板上复制的特征尺寸之间存在差异。与较大的特征尺寸相比，
VLSI 和 ULSI 设计要求掩模与图形特征尺寸相关性要精确得多。此外，先进设备
中的长宽比（深度与宽度之比）增加了，要达到这些比例，就需要具有使用定
向蚀刻技术各向异性地蚀刻材料的能力。图 3 提供了有助于理解各向同性与各
向异性特征生成和方向蚀刻的示意图。湿法蚀刻在先进工艺中的最终应用受到
了打击，这可能是因为许多用于设备制造的较新材料没有可用于蚀刻的易湿化
学物质。这些问题相结合，使湿法蚀刻技术几乎只能用于清洁而不是蚀刻应用
中。只有具有相对较大特征尺寸的设备（例如某些 MEMS 结构）才继续采用湿
法进行蚀刻。在下面详细讨论了表面清洁 各向异性特征生成和定向蚀刻。湿法
蚀刻在先进工艺中的最终应用受到了打击，这可能是因为许多用于设备制造的
较新材料没有可用于蚀刻的易湿化学物质。这些问题相结合，使湿法蚀刻技术
几乎只能用于清洁而不是蚀刻应用中。只有具有相对较大特征尺寸的设备（例
如某些 MEMS 结构）才继续采用湿法刻蚀。在下面详细讨论了表面清洁 各向异
性特征生成和定向蚀刻。湿法蚀刻在先进工艺中的最终应用受到了打击，这可
能是因为许多用于设备制造的较新材料没有可用于蚀刻的易湿化学物质。这些
问题相结合，使湿法蚀刻技术几乎专用于清洗，而不是用于蚀刻应用。只有具
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