半导体湿法技术有什么优势

湿法蚀刻工艺的原理是使用化学溶液将固体材料转化为液体化合物。选择性非常高，

因为使用的化学品可以非常精确地适应单个薄膜。对于大多数解决方案，选择性大于100:1。

批量蚀刻

在批量蚀刻中，可以同时蚀刻多个晶圆，过滤器和循环泵可防止颗粒到达晶圆。由于化学物质的浓度随着每个处理过的晶圆而降低，因此必须经常更新。

蚀刻速率，换句话说，每次磨损，必须是众所周知的，以确保可重复的过程。精确的回火是必不可少的，因为蚀刻速率会随着温度的升高而增加。

杠杆可以在水平和垂直方向上传送晶圆。晶片被蚀刻后，通过在单独的槽中用水清洗来停止蚀刻过程。随后在旋转干燥器中除去水分。

批量蚀刻的优点是产量高且蚀刻工具结构简单。但是，统一性较低。

喷涂蚀刻

喷雾蚀刻类似于光刻中的喷雾显影。由于晶圆的旋转同时稳定地更新蚀刻化学，均匀性非常好。由于旋转速度快，气泡不会出现，但是，每个晶圆都必须单独处理。作为单晶圆工艺的替代方案，喷射蚀刻可以一次在多个晶圆上完成。在旋转蚀刻机中，晶圆围绕喷嘴放置并同心旋转。之后，晶片在热氮气氛中干燥。

硅的各向异性蚀刻

尽管液体中的分子可以向各个方向移动，但湿法蚀刻工艺可以产生几乎各向异性的蚀刻轮廓。对于这种方法，利用了不同晶体方向上的不相等蚀刻速率。(100)和(110)取向晶面的蚀刻速度比(111)取向快得多。因此，可以制造“V”形沟槽（100 硅）或具有垂直侧壁的沟槽。蚀刻使用钾、苏打或锂碱液（KOH、NaOH、LiOH）或使用 EDP 稀释液（水、吡嗪、儿茶酚和乙二胺的混合物）完成。

各向同性蚀刻用蚀刻液

所有不同的材料都有单独的稀释液。例如二氧化硅被氢氟酸（HF）蚀刻：SiO2+ 6HF → H2SiF6 + 2H2O 释液用 NH 4F缓冲以保持HF的浓度（所谓的缓冲HF，BHF）。在 40% NH4F和49% HF（比率 10:1）的混合物中，热氧化物的蚀刻速率为 50 nm/min。TEOS (CVD) 氧化物和PECVD 氧化物的蚀刻速度要快得多（分别为 150 nm/min 和 350 nm/min）。与晶体硅、氮化硅和多晶硅相比，选择性远大于 100:1。氮化硅被热磷酸（H3PO4）蚀刻。与二氧化硅相比，选择性较低 (10:1)。在多晶硅中，与氮化硅相比的选择性主要由磷酸的浓度决定。

晶体或多晶硅首先用硝酸 (HNO3) 氧化，然后用 HF 蚀刻氧化物。 铝可以在 60 °C 下用硝酸和磷酸的混合物蚀刻，钛可以用氨水 (NH4OH)、过氧化氢(H2O2) 和水（比例为 1:3:5）的混合物蚀刻). 因为这种混合物也会腐蚀硅，所以它的寿命很短。

通常，湿法蚀刻适用于去除晶片的整个层。大多数材料的选择性都非常高，因此不存在蚀刻错误薄膜的风险。此外蚀刻速率非常好，在浴蚀刻中一次可以处理许多晶圆。然而，对于小结构，不能使用湿法蚀刻，因为它的各向同性特性会导致掩模膜的横向蚀刻。对于这种方法，通过具有各向异性蚀刻轮廓的干法蚀刻去除层。

审核编辑 黄宇