Vilka är fördelarna och nackdelarna med torretsning och våtetsning?

1. Vad är torr och våt etsning?

Torretsning är en teknik som inte involverar någon vätska, utan istället använder plasma eller reaktiva gaser för att etsa det fasta materialet på skivans yta. Denna metod är oumbärlig vid tillverkning av de flesta chipprodukter, såsom DRAM och Flash-minne, där våtetsning inte kan användas. Våtetsning, å andra sidan, involverar användningen av flytande kemiska lösningar för att etsa det fasta materialet på skivans yta. Även om det inte är universellt tillämpligt på alla chipprodukter, används våtetsning i stor utsträckning i förpackningar på wafer-nivå, MEMS, optoelektroniska enheter och solceller.

2. Vilka egenskaper kännetecknar torr och våt etsning?

Låt oss först klargöra begreppen isotrop och anisotrop etsning. Isotropisk etsning hänvisar till en etsningshastighet som är enhetlig i alla riktningar på samma plan, liknande hur krusningar sprids jämnt när en sten kastas i lugnt vatten. Anisotropisk etsning betyder att etsningshastigheten varierar i olika riktningar på samma plan.

Våtetsning är isotropisk. När skivan kommer i kontakt med etslösningen etsar den nedåt samtidigt som den orsakar sidoetsning. Denna laterala etsning kan påverka den definierade linjebredden, vilket leder till betydande etsningsavvikelser. Således är våtetsning utmanande att kontrollera exakt för etsningsformer, vilket gör den mindre lämplig för detaljer som är mindre än 2 mikrometer.

Däremot möjliggör torretsning mer exakt kontroll av etsningsformen och erbjuder mer flexibla etsningsmetoder. Torretsning kan åstadkomma både isotropisk och anisotropisk etsning. Anisotropisk etsning kan ge avsmalnande (vinkel <90 grader) och vertikala profiler (vinkel ≈90 grader).

För att sammanfatta:

1.1 Fördelar med torretsning (t.ex. RIE)

Riktning: Kan uppnå hög riktning, vilket resulterar i vertikala sidoväggar och höga bildförhållanden.

Selektivitet: Kan optimera etsningsselektiviteten genom att välja specifika etsgaser och parametrar.

Hög upplösning: Lämplig för fina funktioner och djupgravsetsning.

1.2 Fördelar med våtetsning

Enkelhet och kostnadseffektivitet: Etsningsvätskor och utrustning är i allmänhet mer ekonomiska än de som används för torretsning.

Enhetlighet: Ger enhetlig etsning över hela wafern.

Ingen komplex utrustning behövs: Kräver vanligtvis endast ett doppbad eller spin-coating-utrustning.

3. Att välja mellan torr och våt etsning

För det första, baserat på processkraven för chipprodukten, om bara torretsning kan utföra etsningsuppgiften, välj torretsning. Om både torr- och våtetsning kan uppfylla kraven är våtetsning i allmänhet att föredra på grund av dess kostnadseffektivitet. Om exakt kontroll över linjebredden eller vertikala/avsmalnande vinklar behövs, välj torretsning.

Vissa speciella strukturer måste dock etsas med våtetsning. Till exempel, i MEMS, kan den inverterade pyramidstrukturen av etsat kisel endast uppnås genom våtetsning.**