蝕刻技(jì)術屬(shǔ)於感光(guāng)化學技術領域, 是用光刻腐蝕加工薄形(xíng)精密金屬製品的一種方法。
產品:
其基(jī)本原理是利用化學感光材料的光敏特(tè)性, 在基體金屬基片兩麵均勻塗敷感光(guāng)材料采用光刻方法, 將膠膜板(bǎn)上柵網產顯形狀精確地複製到金屬基片兩麵的感光層掩膜上通過顯影去除未感光部分的掩膜, 將裸露的金屬部分在後續的加工中與(yǔ)腐蝕液直接噴壓接觸而被蝕除, 最終(zhōng)獲(huò)取所需的幾何形狀及高精(jīng)度尺(chǐ)寸的產品技術蝕(shí)刻技(jì)術(shù)。
蝕(shí)刻一共有兩大類:1:幹式(shì)蝕刻(kè); 2:濕式蝕刻。
蝕刻技術是利用(yòng)特定(dìng)的溶液與薄膜間所進行的化學(xué)反應(yīng)來去除薄膜未被光阻覆蓋的部分,而達到蝕刻的目的,這種(zhǒng)蝕刻方(fāng)式也就是所(suǒ)謂(wèi)的濕式蝕刻。因為濕式蝕刻是利用化學反應來進行薄膜的去除,而化學反應本身不具方向性,因此濕式蝕刻過程為等向性,一般(bān)而(ér)言此方(fāng)式(shì)不足以(yǐ)定義3微米以(yǐ)下的線寬,但對於3微米以上的線寬定(dìng)義濕式蝕刻仍然為一可選擇采用的技術。
濕(shī)式蝕刻(kè)的優缺點
濕(shī)式蝕刻(kè)的優缺點
低成本、高可靠性、高(gāo)產能及優越的(de)蝕刻選擇比。但相對於幹式蝕刻(kè),除了(le)無法定義(yì)較細的線寬外,濕(shī)式蝕刻仍有以下的缺點:1) 需花費較高成本的反應溶液及去離子水;2) 化學藥(yào)品處(chù)理時人員所遭遇的安全問題;3) 光阻附著性問題;4) 氣泡形成及化(huà)學蝕刻液無(wú)法完(wán)全與晶圓(yuán)表麵接觸所造成的不完全及不(bú)均勻的蝕刻;5) 廢氣及潛在的爆炸性。
濕式蝕刻過(guò)程可分為三個步驟:1) 化學蝕刻液(yè)擴散至待蝕刻材料之表麵(miàn);2) 蝕刻液與待蝕刻材(cái)料發生化學反應; 3) 反應後之產物從蝕刻材料之表麵擴散至溶液(yè)中,並(bìng)隨溶液排出(3)。三個步驟中進行最慢者為速率(lǜ)控製(zhì)步驟,也就是說該步(bù)驟的反應速率即為(wéi)整(zhěng)個反應之速率。
大部份的蝕刻過程包含了一個或多(duō)個化學(xué)反應步驟,各種(zhǒng)形態的反應都有可能發生,但(dàn)常遇(yù)到(dào)的反應是將待蝕刻層表麵先予以氧化,再將(jiāng)此氧化層溶解,並隨溶液排出,如此反複進行以達(dá)到蝕刻(kè)的效果。如蝕刻(kè)矽、鋁時即是利用此種化學反應方式。
濕式蝕(shí)刻的速率
通(tōng)常可藉由改變溶液濃度及溫度予以控製。溶(róng)液濃度可改變反應物(wù)質到達及離開待蝕刻物表麵的速率,一般而言,當溶液濃度增加時(shí),蝕刻速率(lǜ)將會提高。而提高溶液溫度可(kě)加速化(huà)學反應速率(lǜ),進而加速蝕刻速(sù)率。
除了溶液的選用外,選擇適用的(de)屏蔽物質亦是十分重要的,它(tā)必須與(yǔ)待蝕刻材料(liào)表麵(miàn)有很好的附(fù)著性、並能承受蝕刻溶液的侵蝕且穩定(dìng)而不變質。而光阻通常是一個很好的屏蔽材料,且由於其圖案轉印步驟簡單,因(yīn)此常被使用。但(dàn)使用光阻作為屏蔽材料時也會發生邊緣剝離或龜裂的(de)情形。邊(biān)緣剝(bāo)離乃由於蝕刻溶液的侵蝕,造成光阻與基(jī)材間的黏著性變差所致。解決的(de)方法則可(kě)使用黏著促進劑來增(zēng)加光阻與基材間的黏著性,如Hexamethyl-disilazane (HMDS)。龜裂則是因為光阻與基材間的應力差異太大,減緩龜裂的(de)方法可利用較具彈性的屏蔽材質來(lái)吸收兩者間的應力差。
蝕(shí)刻化學反應過程中所產生的氣泡常(cháng)會造成蝕刻的不均(jun1)勻(yún)性,氣泡留滯於基材上阻止了蝕刻溶液與待蝕刻物(wù)表麵的接觸(chù),將使得蝕刻速率(lǜ)變慢或停滯,直到氣泡離開基材表麵。因此在這種情況下會在溶(róng)液中加入一些(xiē)催化劑增進蝕刻溶液與待蝕刻物表(biǎo)麵的接觸,並在(zài)蝕刻過(guò)程中予於攪動以加速氣泡的脫離。