Каковы плюсы и минусы сухого и влажного травления?

1. Что такое сухое и влажное травление?

Сухое травление — это метод, в котором не используется жидкость, вместо этого используется плазма или химически активные газы для травления твердого материала на поверхности пластины. Этот метод незаменим при производстве большинства микросхем, таких как DRAM и Flash-память, где невозможно использовать мокрое травление. С другой стороны, мокрое травление предполагает использование жидких химических растворов для травления твердого материала на поверхности пластины. Хотя мокрое травление не универсально применимо ко всем чипам, оно широко используется в упаковке на уровне пластин, МЭМС, оптоэлектронных устройствах и фотоэлектрических устройствах.

2. Каковы характеристики сухого и мокрого травления?

Прежде всего, уточним понятия изотропного и анизотропного травления. Изотропное травление означает скорость травления, которая одинакова во всех направлениях в одной плоскости, подобно тому, как равномерно распространяется рябь, когда камень бросают в спокойную воду. Анизотропное травление означает, что скорость травления варьируется в разных направлениях в одной плоскости.

Мокрое травление изотропно. Когда пластина вступает в контакт с травильным раствором, она протравливается вниз, одновременно вызывая боковое травление. Это боковое травление может повлиять на заданную ширину линии, что приведет к значительным отклонениям при травлении. Таким образом, влажное травление сложно точно контролировать формы травления, что делает его менее подходящим для деталей размером менее 2 микрометров.

Напротив, сухое травление позволяет более точно контролировать форму травления и предлагает более гибкие методы травления. Сухим травлением можно добиться как изотропного, так и анизотропного травления. Анизотропное травление позволяет создавать конические (угол <90 градусов) и вертикальные профили (угол ≈90 градусов).

Подводя итог:

1.1 Преимущества сухого травления (например, RIE)

Направленность: можно добиться высокой направленности, что приводит к вертикальным боковым стенкам и высокому соотношению сторон.

Селективность: можно оптимизировать селективность травления, выбирая определенные травильные газы и параметры.

Высокое разрешение: подходит для мелких деталей и глубокого травления траншей.

1.2 Преимущества мокрого травления

Простота и экономичность: жидкости и оборудование для травления обычно более экономичны, чем те, которые используются для сухого травления.

Однородность: Обеспечивает равномерное травление по всей пластине.

Никакого сложного оборудования не требуется: обычно требуется только погружная ванна или оборудование для центрифугирования.

3. Выбор между сухим и мокрым травлением

Во-первых, исходя из технологических требований к продукту-чипу, если только сухое травление может выполнить задачу травления, выберите сухое травление. Если как сухое, так и влажное травление могут удовлетворить этим требованиям, обычно предпочтительнее влажное травление из-за его экономической эффективности. Если необходим точный контроль ширины линии или вертикальных/конических углов, выберите сухое травление.

Однако некоторые специальные структуры необходимо травить методом влажного травления. Например, в МЭМС структура перевернутой пирамиды травленого кремния может быть достигнута только посредством мокрого травления.**