【精品】蝕刻技術(shù).doc

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1、蝕刻技術(shù)蝕刻技術(shù)屬于感光化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，是用光刻腐蝕加工薄形精密金屬制品的一種方法。其基本原理是利用化學(xué)感光材料的光將膠膜板上柵網(wǎng)產(chǎn)顯形狀精確地復(fù)制到金屬基片兩面的感光層掩膜上通過(guò)顯影去除未感光部分的掩膜，將裸露的金屬部分在后續(xù)的加工中與腐蝕液直接噴壓接觸而被蝕除，最終獲取所需的幾何形狀及高精度尺寸的產(chǎn)品技術(shù)蝕刻技術(shù)蝕刻一共有兩大類：1:干式蝕刻；2:濕式蝕刻。最早的蝕刻技術(shù)是利用特走的溶液與薄膜間所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)來(lái)去除薄膜未被光阻覆蓋的部分，而達(dá)到蝕刻的目的，這種蝕刻方式也就是所謂的濕式蝕刻。因?yàn)闈袷轿g刻是利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行薄膜的去除,而化學(xué)反應(yīng)本身不具方向性，因此濕式蝕刻

2、過(guò)程為等向性，一般而言此方式不足以定義3微米以下的線寬,但對(duì)于3微米以上的線寬定義濕式蝕刻仍然為一可選擇采用的技術(shù)。濕式蝕刻的優(yōu)點(diǎn)：低成本、高可靠性、高產(chǎn)能及優(yōu)越的蝕刻選擇比。但相對(duì)于干式蝕刻，除了無(wú)法定義較細(xì)的線寬外，濕式蝕刻仍有以下的缺點(diǎn)：1）需花費(fèi)較高成本的反應(yīng)溶液及去離子水；2）化學(xué)藥品處理時(shí)人員所遭遇的安全問(wèn)題；3）光阻附著性問(wèn)題；4）氣泡形成及化學(xué)蝕刻液無(wú)法完全與晶圓表面接觸所造成的不完全及不均勻的蝕刻；5）廢氣及潛在的爆炸性。濕式蝕刻過(guò)程可分為三個(gè)步驟：1）化學(xué)蝕刻液擴(kuò)散至待蝕刻材料之表面；2）蝕刻液與待蝕刻材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；3）反應(yīng)后之產(chǎn)物從蝕刻材料之表面擴(kuò)

3、散至溶液中，并隨溶液排出G）。三個(gè)步驟中進(jìn)行最慢者為速率控制步驟，也就是說(shuō)該步驟的反應(yīng)速率即為整個(gè)反應(yīng)之速率。大部份的蝕刻過(guò)程包含了一個(gè)或多個(gè)化學(xué)反應(yīng)步驟，各種形態(tài)的反應(yīng)都有可能發(fā)生，但常遇到的反應(yīng)是將待蝕刻層表面先予以氧化，再將此氧化層溶解，并隨溶液排出,如此反復(fù)進(jìn)行以達(dá)到蝕刻的效果。如蝕刻硅、鋁時(shí)即是利用此種化學(xué)反應(yīng)方式。濕式蝕刻的速率通常可藉由改變?nèi)芤簼舛燃皽囟扔枰钥刂?。溶液濃度可改變反?yīng)物質(zhì)到達(dá)及離開(kāi)待蝕刻物表面的速率，一般而言，當(dāng)溶液濃度增加時(shí),蝕刻速率將會(huì)提高。而提高溶液溫度可加速化學(xué)反應(yīng)速率，進(jìn)而加速蝕刻速率。除了溶液的選用外，選擇適用的屏蔽物質(zhì)亦是十分重要的

4、,它必須與待蝕刻材料表面有很好的附著性、并能承受蝕刻溶液的侵蝕且穩(wěn)定而不變質(zhì)。而光阻通常是一個(gè)很好的屏蔽材料，且由于其圖案轉(zhuǎn)印步驟簡(jiǎn)單，因此常被使用。但使用光阻作為屏蔽材料時(shí)也會(huì)發(fā)生邊緣剝離或龜裂的情形。邊緣剝離乃由于蝕刻溶液的侵蝕，造成光阻與基材間的黏著性變差所致。解決的方法則可使用黏著促進(jìn)劑來(lái)增加光阻與基材間的黏著性，如Hexamethyl-disilazane(HMDS)O龜裂則是因?yàn)楣庾枧c基材間的應(yīng)力差異太大，減緩龜裂的方法可利用較具彈性的屏蔽材質(zhì)來(lái)吸收兩者間的應(yīng)力差。蝕刻化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所產(chǎn)生的氣泡常會(huì)造成蝕刻的不均勻性，氣泡留滯于基材上阻止了蝕刻溶液與待蝕刻物表面

5、的接觸,將使得蝕刻速率變慢或停滯，直到氣泡離開(kāi)基材表面。因此在這種情況下會(huì)在溶液中加入一些催化劑增進(jìn)蝕刻溶液與待蝕刻物表面的接觸，并在蝕刻過(guò)程中予于攪動(dòng)以加速氣泡的脫離。光阻光阻光阻，亦稱為光阻劑，是一個(gè)用在許多工業(yè)制程上的光敏材料。像是光刻技術(shù)，可以在材料表面刻上一個(gè)圖案的被覆層。光阻的類別光阻有兩種，正向光阻(positivephotoresist)和負(fù)向光阻(negativephotoresist)正向光阻是光阻的一種，其照到光的部分會(huì)溶于光阻顯影液，而沒(méi)有照到光的部份不會(huì)溶于光阻顯影液。負(fù)向光阻是光阻的一種，其照到光的部分不會(huì)溶于光阻顯影液，而沒(méi)有照到光的部份會(huì)溶于

6、光阻顯影液。在紫外線和短波長(zhǎng)的吸收光阻通常使用在紫外光波段或更小的波長(zhǎng)(小于400納米)。例如DNQ在300納米到450納米間有很強(qiáng)的吸收。正型光阻劑及負(fù)型光阻劑主要是應(yīng)用在LED芯片制造的金屬電極蒸鍍Lift-off制程中，由于LED電極所使用的金屬材料不易經(jīng)由蝕刻的方式制作電路圖形，所以利用拔起(Lift-off)微影制程，得到突起的(Overhang)光阻圖形，使金屬在蒸鍍過(guò)程中不會(huì)連續(xù)性滿布在光阻劑上，再用去光阻劑的方式將未遭金屬布蓋的光阻部份拔起，完成金屬電極的圖案。半導(dǎo)體制程常用的正型光阻劑，在光學(xué)曝光方式下，光阻劑上層接受能量較下層光阻高，使得正型光阻劑成像大

7、部份圖形為上窄下寬，無(wú)法經(jīng)一次曝光方式即得到0verhang的圖形，而負(fù)型光阻劑的成像恰好與正型光阻劑圖像相反，所以負(fù)型光阻劑是lift-off制程的最佳選擇。作者：LED小知識(shí)光阻液光阻材料簡(jiǎn)介光阻主要由樹(shù)脂(resin),感光劑(sensitizer),溶劑(solvant)三種成分混合而成。光阻種類：光阻分為正光阻及負(fù)光阻兩種。1.正光阻：光阻本身難溶于顯影液，曝光后解離成小分子，形成容易溶于顯影液的結(jié)構(gòu)。2.負(fù)光阻：曝光后形成不容易溶于顯影液的結(jié)構(gòu)?！鉇rrayphotoprocess對(duì)正型光阻的需求如下