刻蚀中湿法刻蚀机理

刻蚀中湿法刻蚀机理
刻蚀⽅法分为：⼲法刻蚀和湿法刻蚀，湿法刻蚀是将被刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进⾏腐蚀的技术，这是各向同性的刻蚀⽅法，利⽤化学反应过程去除待刻蚀区域的薄膜材料，通常SiO2采⽤湿法刻蚀技术，有时⾦属铝也采⽤湿法刻蚀技术，国内的苏州华林科纳在湿法这块做得⽐较好。

下⾯分别介绍各种薄膜的腐蚀⽅法流程：
⼆氧化硅腐蚀：
在⼆氧化硅硅⽚腐蚀机中进⾏，国内⽬前腐蚀机做的⽐较好的有苏州华林科纳，腐蚀液是由HF、NH4F、与H2O按⼀定⽐例配成的缓冲溶液。

腐蚀温度⼀定时，腐蚀速率取决于腐蚀液的配⽐和SiO2掺杂情况。

掺磷浓度越⾼，腐蚀越快，掺硼则相反。

SiO2腐蚀速率对温度最敏感，温度越⾼，腐蚀越快。

具体步骤为：
1、华林科纳设备⼯程师认为将装有待腐蚀硅⽚的⽚架放⼊浸润剂（FUJI FILM DRIWEL）中浸泡10—15S，上下晃动，浸润剂（FUJI FILM DRIWEL）的作⽤是减⼩硅⽚的表⾯张⼒，使得腐蚀液更容易和⼆氧化硅层接触，从⽽达到充分腐蚀；
2、将⽚架放⼊装有⼆氧化硅腐蚀液（氟化铵溶液）的槽中浸泡，上下晃动⽚架使得⼆氧化硅腐蚀更充分，腐蚀时间可以调整，直到⼆氧化硅腐蚀⼲净为⽌；
3、冲纯⽔；
4、甩⼲。

⼆氧化硅腐蚀机理为：
H2SiF6（六氟硅酸）是可溶于⽔的络合物，利⽤这个性质可以很容易通过光刻⼯艺实现选择性腐蚀⼆氧化硅。

为了获得稳定的腐蚀速率，腐蚀⼆氧化硅的腐蚀液⼀般⽤HF、NH4F与纯⽔按⼀定⽐例配成缓冲液。

由于基区的氧化层较发射区的厚，以前⼩功率三极管的三次光刻（引线孔光刻）⼀般基极光刻和发射极光刻分步光刻，现在⼤部分都改为⼀步光刻，只有少部分品种还分步光刻，⽐如2XN003，2XN004，2XN013，2XP013等。

但是由于基区的氧化层⼀般⽐发射区的厚，所以刻蚀时容易发⽣氧化区的侵蚀。

⼆氧化硅腐蚀后检查：
1、窗⼝内⽆残留SiO2（去胶重新光刻）；
2、窗⼝内⽆氧化物⼩岛（去胶重新光刻）；
3、窗⼝边缘⽆过腐蚀（去胶重新光刻）；
4、窗⼝内⽆染⾊现象（报废）；
5、氧化膜⽆腐蚀针孔（去胶重新光刻）；
6、氧化膜⽆划伤等（去胶重新光刻）。

Al上CVD腐蚀：
掺磷的SiO2是磷硅玻璃，如果PSG是长在铝上做钝化层，这时采⽤⼆氧化硅腐蚀液腐蚀会伤及铝层，所以⼀般采⽤如下腐蚀液：冰⼄酸：氟化铵=2：3。

具体步骤为：
1、将装有待腐蚀硅⽚的⽚架放⼊浸润剂（FUJI FILM DRIWEL）中浸泡10—15S；
2、将⽚架放⼊装有腐蚀液（冰⼄酸：氟化铵=2：3）的槽中浸泡，并且上下晃动⽚架；
3、将⽚架放⼊装有甲醇溶液（甲醇：纯⽔=1：1）的槽中浸泡；
4、在溢流槽中溢流冲⽔；
5、冲纯⽔；
6、甩⼲。

铝腐蚀：
在铝腐蚀清洗机中进⾏，具体步骤为：
1、将装有待铝腐蚀硅⽚的⽚架放⼊浸润剂（FUJI FILM DRIWEL）中浸泡10-15s，并且上下晃动；
2、将⽚架放⼊装有45℃左右的铝腐蚀液（磷酸+硝酸+醋酸+纯⽔）的槽中浸泡，上下晃动⽚架，使得铝腐蚀更充分，腐蚀的时间根据先⾏⽚的腐蚀时间进⾏调整，直到腐蚀后看到⼆氧化硅表⾯为⽌；
3、冲纯⽔；
4、甩⼲：在甩⼲机中甩⼲后烘⼲。

磷酸约占80%，主要起腐蚀铝的作⽤，硝酸占1%-5%，其与铝反应⽣成溶于⽔的硝酸盐，可以提⾼腐蚀速率，但含量过多会影响光刻胶抗蚀刻能⼒，醋酸占10%左右，它能降低腐蚀液的表⾯张⼒，增加硅⽚与腐蚀液的浸润效果，提⾼腐蚀均匀性，同时具有缓冲作⽤，纯⽔占5%左右。

玻璃腐蚀：
1、配制5%HF溶液，配制腐蚀液：5%HF溶液：H2O=3：50；
2、常温下，将硅⽚放⼊腐蚀液中浸泡；
3、在溢流槽中冲洗；
4、冲纯⽔；
5、甩⼲。

湿法去胶：
铝淀积前去胶在SH去胶机（湿法腐蚀机）中进⾏，采⽤SH溶液将胶氧化的⽅法去胶，具体步骤为：
1、在SH清洗剂（98%H2SO4：H2O2=3：1）中浸泡；
2、在温纯⽔中溢流冲⽔；
3、在溢流槽中溢流冲⽔；
4、甩⼲。

由于酸对铝有腐蚀作⽤，淀积铝后去胶就不能⽤酸，在此采⽤有机溶剂OMR502剥离液去胶，在OMR剥离清洗机中进
由于酸对铝有腐蚀作⽤，淀积铝后去胶就不能⽤酸，在此采⽤有机溶剂OMR502剥离液去胶，在OMR剥离清洗机中进⾏，具体步骤为：
1、在剥离液（OMR-83剥离液）中浸泡去除光刻胶；
2、再在H-1清洗剂中浸泡去除剥离液；
3、在异丙醇中浸泡去除H-1清洗剂；
4、冲纯⽔；
5、甩⼲。

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