刻蝕有干法與濕法兩種方式,前者不使用溶液,后者使用特定的溶液,兩種刻蝕工藝因此而得名。
一般情況下,刻蝕之前需要通過光刻制備掩蔽層(可以直接由光刻膠充當(dāng))以保護(hù)不需刻蝕的區(qū)域。
(1)干法刻蝕
常用的干法刻蝕一般有電感耦合等離子體(inductively coupled plasma,ICP)刻蝕、離子束刻蝕(ion beam etching,IBE)和反應(yīng)離子刻蝕(reactive ion etching,RlE)等三種類型。
在ICP刻蝕中,輝光放電產(chǎn)生的等離子體里存在大量的化學(xué)活性很強(qiáng)的游離基(游離態(tài)的原子、分子或原子團(tuán)等),它們會與目標(biāo)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成揮發(fā)性產(chǎn)物,這樣便達(dá)到了刻蝕目的;IBE是利用高能離子(來自于惰性氣體的電離)直接轟擊目標(biāo)材料表面實現(xiàn)刻蝕的,這是一個物理過程;RIE可被視作前面兩者的結(jié)合,將IBE所用的惰性氣體改為ICP刻蝕所用的氣體,就變成了RIE。
對于干法刻蝕而言,縱向刻蝕速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橫向刻蝕速率,即縱橫比高,可以精確地復(fù)制掩蔽層上的圖形。但干法刻蝕對掩蔽層也有一定的刻蝕效果,選擇性(對目標(biāo)材料與掩蔽層的刻蝕速率之比)較差,尤其是IBE,可能會對材料表面無選擇地全部刻蝕。
(2)濕法腐蝕
通過將目標(biāo)材料放于可與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的溶液(即腐蝕液)里實現(xiàn)刻蝕效果的方式叫作濕法腐蝕。
這種刻蝕方式操作簡單、成本低廉,選擇性好,但縱橫比很低,掩蔽層邊緣下面受保護(hù)的材料會遭受腐蝕,不如干法刻蝕精準(zhǔn)。
為減少低縱橫比帶來的負(fù)面影響,需要選擇合適的腐蝕速率。影響腐蝕速率的因素有腐蝕液濃度、腐蝕時間和腐蝕液溫度等。