Які плюси та мінуси сухого та мокрого травлення?

1. Що таке сухе та вологе травлення?

Сухе травлення — це техніка, яка не передбачає використання рідини, натомість використовується плазма або реактивні гази для травлення твердого матеріалу на поверхні пластини. Цей метод незамінний у виробництві більшості чіпів, таких як DRAM і Flash-пам'ять, де не можна використовувати вологе травлення. З іншого боку, мокре травлення передбачає використання рідких хімічних розчинів для травлення твердого матеріалу на поверхні пластини. Хоча це не є універсальним для всіх чіпів, мокре травлення широко використовується в упаковці на рівні пластин, MEMS, оптоелектронних пристроях і фотоелектричних установках.

2. Які характеристики сухого та мокрого травлення?

Спочатку давайте роз’яснимо поняття ізотропного та анізотропного травлення. Ізотропне травлення стосується рівномірної швидкості травлення в усіх напрямках на одній площині, подібно до того, як рівномірно поширюються брижі, коли камінь кидають у спокійну воду. Анізотропне травлення означає, що швидкість травлення змінюється в різних напрямках на одній площині.

Мокре травлення є ізотропним. Коли пластина контактує з розчином для травлення, вона травиться вниз, одночасно спричиняючи бічні травлення. Це бічне травлення може вплинути на визначену ширину лінії, що призведе до значних відхилень травлення. Таким чином, вологе травлення складно контролювати точно для травлення форм, що робить його менш придатним для деталей розміром менше 2 мікрометрів.

Навпаки, сухе травлення дозволяє більш точно контролювати форму травлення та пропонує більш гнучкі методи травлення. Сухе травлення може досягати як ізотропного, так і анізотропного травлення. Анізотропне травлення може створювати конічні (кут <90 градусів) і вертикальні профілі (кут ≈90 градусів).

Підводячи підсумок:

1.1 Переваги сухого травлення (наприклад, RIE)

Спрямованість: можна досягти високої спрямованості, що призводить до вертикальних бічних стінок і високого співвідношення сторін.

Селективність: можна оптимізувати вибірковість травлення, вибираючи конкретні травильні гази та параметри.

Висока роздільна здатність: підходить для дрібних деталей і глибокого травлення.

1.2 Переваги мокрого травлення

Простота та економічність: травильні рідини та обладнання, як правило, економічніші, ніж ті, що використовуються для сухого травлення.

Однорідність: забезпечує рівномірне травлення по всій пластині.

Складне обладнання не потрібне: зазвичай потрібна лише ванна для занурення або обладнання для нанесення покриття.

3. Вибір між сухим і мокрим травленням

По-перше, виходячи з технологічних вимог продукту чіпа, якщо лише сухе травлення може виконати завдання травлення, виберіть сухе травлення. Якщо як сухе, так і вологе травлення можуть задовольнити вимоги, перевага віддається мокрому травленню через його економічну ефективність. Якщо потрібен точний контроль над шириною лінії або вертикальними/конічними кутами, виберіть сухе травлення.

Однак деякі спеціальні структури повинні бути витравлені за допомогою мокрого травлення. Наприклад, у MEMS структура перевернутої піраміди витравленого кремнію може бути досягнута лише за допомогою мокрого травлення.**