【生产管理】MEMS湿法腐蚀工艺和过程(DOC 99页)

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湿法刻蚀工艺技术

湿法刻蚀工艺技术湿法刻蚀是半导体制造工艺中常用的一种加工技术，用于制备微小器件和芯片表面的纹理。

湿法刻蚀工艺技术的基本原理是利用化学反应将半导体表面的材料溶解或腐蚀掉，以形成所需的纹理或结构。

湿法刻蚀的关键是控制刻蚀剂的组成、浓度和刻蚀时间等参数，以实现对半导体材料的精确刻蚀。

常用的刻蚀剂有酸、碱和氧化剂等。

其中，酸性刻蚀剂主要用于硅和多晶硅的刻蚀，碱性刻蚀剂主要用于氮化硅和金属的刻蚀，氧化剂则常用于二氧化硅的刻蚀。

湿法刻蚀工艺技术的步骤通常包括：清洗、预处理、刻蚀和中和等。

首先，需要将待刻蚀的材料进行清洗，以去除表面的杂质和污染物。

然后，进行预处理，包括表面活化和掺杂等步骤，以提高材料的表面质量和电学性能。

接下来，将材料浸泡在刻蚀液中，通过调节刻蚀液的组成和浓度，来控制刻蚀速率和形成的纹理结构。

在刻蚀过程中需要不断搅拌和加热刻蚀液，以保证刻蚀效果的均匀性和稳定性。

最后，对刻蚀后的样品进行中和处理，以去除刻蚀剩余物质的残留。

湿法刻蚀工艺技术在半导体制造中有广泛的应用。

它可以用于制备微细结构，如微孔、微沟槽和微凸起等，用于制备电路和芯片的掩模板。

同时，湿法刻蚀还可以用于改变半导体材料的光学性质和表面形貌，用于制备太阳能电池、光学器件和显示器件等。

湿法刻蚀工艺技术的优点是加工精度高、刻蚀速度快、成本较低，同时具有良好的选择性和均匀性。

然而，湿法刻蚀也存在一些缺点，如对环境的污染、刻蚀剂的废液处理问题等。

在实际应用中，需要注意安全操作，严格控制刻蚀参数，以保证刻蚀效果的稳定性和可靠性。

总的来说，湿法刻蚀工艺技术是半导体制造中常用的一种加工技术，可以实现对半导体材料的精确刻蚀。

它在微电子、光电子和新能源等领域具有重要的应用价值，对推动科技进步和经济发展起到重要作用。

MEMS和半导体工艺中的湿法腐蚀配方

MEMS和半导体工艺材料配比苏州能斯达电子科技有限公司的工程师整理了MEMS和半导体工艺中接近50种材料的湿法腐蚀的刻蚀液及配比，趁着新年，给大家送一份豪华大礼包。

1.铝-Aluminum2.砷化铝镓-Aluminum Gallium Arsenide1.1:1:30 –H2SO4:H2O2–60 Å/sec2.8:3:400 –NH3:H2O2:H2O–25 Å/sec3.1:1:10 –HF:H2O2:H2o–80 Å/sec3.三氧化二铝/铝/蓝宝石-Aluminum Trioxide / Alumina /Sapphire1.1:1:3 –NH4OH:H2O2:H2O–80 ℃2.10% Br2:MeOH3.7ml:4g –H3PO:Cr2O34.锑-Antimony1.1:1:1 –HCl:HNO3:H2O2.90:10:1 –H2O:HNO3:HF3.3:3:1:1 –H3PO4:HNO3:CH3COOH:H2O <<3min/1000A 50℃5.铋-Bismuth1.10:1 –H2O:HCl6.黄铜-Brass1.FeCl32.20% NHSO57.青铜-Bronze1.1% CrO38.碳-Carbon1.H3PO4:CrO3:NaCN2.50% KOH (or NaOH)–boiling3.HNO3 concentrated4.H2SO4 concentrated5.3:1 –H2SO4:H2O29.铬 -Chromium1.2:3:12 KMnO4:NaOH:H2O2.3:1 –H2O:H2O23.HCl concentrated and dilute4.3:1 –HCl:H2O25.2:1 –FeCl:HCl6.Cyantek CR-7s (Perchloric based) 7 min/micron (24A/s new)7.1:1 –HCl:glycerine 12min/micron after depassivation8.1:3 –[50gNaOH+100mlH2O]:[30gK3Fe(CN)6+100mlH2O] 1hr/micron10.钴-Cobalt1.1:1 H2O:HNO32.3:1 HCl:H2O211.铜-Copper1.30% FeCl3 saturated solution2.20% KCN3.1:5 –H2O:HNO34.HNO3 concentrated and dilute5.1:1 –NH4OH:H2O26.1:20 –HNO3:H2O27.4:1 –NH3:H2O28.1:1:1 –H3PO4:HNO3:HAc9.5ml:5ml:4g:1:90ml –HNO3:H2SO4:CrO3:NH4Cl:H2O10.4:1:5 –HCL:FeCl3:H2O12.环氧树脂-Epoxies1.General Polymer Etch2.5:1 –NH4OH:H2O2–120 ℃3.Gold Epoxy4.3:1:10 HNO3:HCl:H2O5.Silver Epoxy6.1:3 –HF:HNO37.Aluminum Epoxy8.H2SO4 –hot9.SU8 cured10.3:1 –H2SO4:H2O2–hot13.砷化镓-Gallium Arsenide1. 1.5%-7.5% –Br2 in CH3OH2.1:1 –NH4OH:H2O23.20:7:973 –NH4OH:H2O2:H2O4.40:1:40 –H3PO4:H2O2:H2O5.3:1:50 –H3PO4:H2O2:H2O6.33-66% –HNO3–red fuming etches more rapidly than whitefuming7.1:1 –HF:HNO38.1:1 –H2SO4:H2O29.1:1:30 –H2SO4:H2O2–60 Ås/sec10.8:3:400 –NH3:H2O2:H2O–30 Ås/sec, isotropic11.1:1:10 –HF:H2O2:H2o–80 Ås/sec14.锗-Germanium1.HF:HNO3:H2O2.1:1:1 –HF:HNO3:HAc3.7:1:x HF:HNO3:glycerin 35c 75-100 microns/hour, 100℃775microns/hour4.KF–pH > 65.1:25 NH3OH:H2O21000 Å/min15.金-Gold1.Aqua Regia 3:1 –HCl:HNO3 10-15 microns/min RT, 25-50microns/min 35 ℃2.Chrome Regia 3:10-20% HCl:CrO33.H2SeO4–Temp should be hot, etch is slow4.KCN in H20–good for stripping gold from alumina, quartz, sapphiresubstrates, semiconductor wafers and metal parts5.4g:2g:10ml –KI:I2:H2O Hot (70℃) 280 nm/min6.1:2:3 –HF:HAc:HNO37.30:30:50:0.6 –HF:HNO3:HAc:Br28.NaCN:H2O29.7g:25:g:100ml –KI:Br2:H2O10.9g:1g:50ml –KBr:Br2:H2O 800 nm/min11.9g:1g:50ml –NaBr:Br2:H2O 400nm/min12.400g:100g:400ml –I2:KI:H2O 55℃1270Ås/sec13.1:2:10 –I2:KI:H2O14.Au mask etch 4g:1g:40ml –KI:I2:H2O 1min/micron16.铪-Hafnium1.20:1:1 –H2O:HF:H2O217.铟-Indium1.Aqua Regia 3:1 –HCl:HNO3 hot2.HCl boiling, fast3.IPA4.EOH5.MeOH6.Rare Earth Indium Etchants18.砷化铟镓-Indium Gallium Arsenide1.1:1:20 –H2SO4:H2O2:H2O–30 Ås/sec19.镓铟磷-Indium Gallium Phosphide1.conc HCl–fast20.磷化铟-Indium Phosphide1.1:1 –HCl:H3PO4–fast21.磷化铟氧化物腐蚀剂-Indium Phosphide Oxide Etchants1.NH4OH22.ITO-Indium Tin Oxide1.1:1 –HCl:H2O8 Ås/sec2.1:1:10 –HF:H2O2:H2O125 Ås/sec23.铱-Iridium1.Aqua Regia 3:1 –HCl:HNO3 hot24.铁-Iron1.1:1 –H2O:HCL2.1:1 –H2O:HNO33.1:2:10 –I2:KI:H2O25.铅-Lead1.1:1 –HAc:H2O226.镁-Magnesium1.10ml:1g –H2O:NaOH followed by 5ml:1g –H2O:CrO3 27.钼-Molybendum1.1:1 –HCl:H2O228.镍-Nickel1.1:1:1 –HNO3:HAc:Acetone2.1:1 –HF:HNO33.30% FeCl34.3:1:5:1 –HNO3:H2SO4:HAc:H2O 85 C 10 microns/min5.3:7 –HNO3:H2O6.1:1 –HNO3:HAc7.10% g/ml Ce(NH4)2(NO3)6:H208.HF, concentrated –slow etchant9.H3PO4 –slow etchants10.HNO3 –rapid etchant11.HF:HNO3 –etch rate determined by ratio, the greater the amountof HF the slower the reaction12.4:1 –HCl:HNO3 –increase HNO3 concentration increases etchrate13.30% FeCl314.5g:1ml:150ml –2NH4NO3.Ce(NO3)3.4(H2O):HNO3:H2O –decreasing HNO3 amount increases the etch rate15.3:3:1:1 –H3PO4:HNO3:CH3COOH:H2O ~15min/micron @ RT withair exposure every 15 seconds29.铌-Niobium1.1:1 –HF:HNO330.钯-Palladium1.Aqua Regia 3:1 –HCl:HNO3 hot31.光刻胶-Photoresist (AZ type)1.General Polymer2.5:1 –NH4OH:H2O2 –120 ℃3.5:1 –H2SO4:H2O24.H2SO4:(NH4)2S2O85.Acetone32.铂-Platinum1.Aqua Regia 3:1 –HCl:HNO3 Hot2.Molten Sulfur33.聚合物-Polymer1.5:1 –NH4OH:H2O2 –120 ℃2.3:1 –H2SO4:H2O234.聚合物-Polymer1.1:1 –HF:H2O2.1:1 –HF:HNO33.Sodium Carbonate boiling4.HF conc35.铼、铑和钌-Rhenium, Rhodium and Ruthenium1.Aqua Regia 3:1 –HCl:HNO3 –Hot36.硅-Silicon1.64:3:33 –HNO3:NH4F:H2O 100 Ås/s2.61:11:28 –ethylenediamine:C6H4(OH)2:H2O 78 Ås/s3.108ml:350g:1000ml –HF:NH4F:H2O slow 0.5 Ås/min4.1:1:50 –HF:HNO3:H2O slow etch5.KCl dissolved in H2O6.KOH:H2O:Br2/I27.KOH –see section on KOH etching of silicon8.1:1:1.4:0.15%:0.24% –HF:HNO3:HAc:I2:triton9.1:6:3 –HF:HNO3:HAc and 0.19 g NaI per 100 ml solution10.1:4 –Iodine Etch:HAc11.0.010 N NaI12.NaOH13.HF:HNO314.1:1:1 –HF:HNO3:H2O37.二氧化硅/石英/玻璃-Silicon Dioxide / Quartz / Glass1.BOE 1:5:5 HF:NH4HF:H2O 20 Ås/s2.HF:HNO33.3:2:60 HF:HNO3:H20 2.5 Ås/sec at RT4.BHF 1:10, 1:100, 1:20 HF:NH4F(sat)5.Secco etch 2:1 HF:1.5M K2Cr2O76.5:1 NH4.HF:NaF/L (in grams)7.1g:1ml:10ml:10ml NH4F.HF:HF:H2O:glycerin8.HF –hot9.1:1 1:15, 1:100 HF:H2O10.BOE HF:NH4F:H2O11.1:6 BOE:H2O12.5:43, 1:6 HF:NH4F(40%)13.NaCO3 100 ℃8.8 mm/h14.5% NaOH 100 ℃150 mm/h15.5% HCl 95 ℃0.5mm/day16.KOH see KOH etching of silicon dioxide and silicon nitride38.氮化硅-Silicon Nitride1.1:60 or 1:20 HF:H2O 1000-2000 Ås/min2.BHF 1:2:2 HF:NH4F:H2O slow attack –but faster for siliconoxynitride3.1:5 or 1:9 HF:NH4F (40%)0.01-0.02 microns/second4.3:25 HF:NH4F.HF(sat)5.50ml:50g:100ml:50ml HF:NH4F.HF:H2O:glycerin –glycerinprovides more uniform removal6.BOE HF:NH4F:H2O7.18g:5g:100ml NaOH:KHC8H4O4:H2O boiling 160 Ås/min, betterwith silicon oxynitride8.9:g25ml NaOH:H20 –boiling 160Ås/min9.18g:5g:100ml NaOH:(NH4)2S2O8:H2O –boiling 160 Ås/min10.A) 5g:100ml NH4F.HF:H2O B)1g:50ml:50ml I2:H2O:glycerin –mixA andB 1:1 when ready to use. RT 180 A/min39.银-Silver1.1:1 NH4OH:H2O22.3:3:23:1 H3PO4:HNO3:CH3COOH:H2O ~10min/100Ås3.1:1:4 NH4OH:H2O2:CH3OH .36micron/min resist5.1-8:1HNO3:H2O6. 1 M HNO3 + light40.不锈钢-Stainless Steel1.1:1 HF:HNO341.钽-Tantalum1.1:1 HF:HNO342.锡-Tin1.1:1 HF:HCL2.1:1 HF:HNO33.1:1 HF:H2O4.2:7 HClO4:HAc43.钛-Titanium1.50:1:1 H2O:HF:HNO32.20:1:1 H2O:HF:H2O23.RCA-1 ~100 min/micron4.x%Br2:ethyl acetate –HOT5.x%I2:MeOH –HOT6.HF:CuSO47.1:2 NH4OH:H2O28.1:2:7, 1:5:4, 1:4:5(18 microns/min), 1:1:50 HF:HNO3:H2O9.COOHCOOH:H2O –any concentration11.1:9 HF:H2O –12 Ås/min12.HF:HCL:H2O13.HCL –conc14.%KOH –conc15.%NaOH- conc16.20% H2SO4 1 micron/minl3COOC2H518.25%HCOOH19.20%H3PO420.HF44.钨-Tungsten1.1:1 HF:HNO32.1:1 HF:HNO3 –thin films3.3:7 HF:HNO34.4:1 HF:HNO3 –rapid attack5.1:2 NH4OH:H2O2 –thin films good for etching tungsten fromstainless steel, glass, copper and ceramics. Will etch titanium aswell.6.305g:44.5g:1000ml K3Fe(CN)6:NaOH:H2O –rapid etch7.HCl –slow etch (dilute or concentrated)8.HNO3 –very slow etch (dilute or concentrated)9.H2SO4 –slow etch (dilute or concentrated)10.HF –slow etch (dilute or concentrated)11.H2O212.1:1, 30%:70%, or 4:1 HF:HNO313.1:2 NH4OH:H2O214.4:4:3 HF HNO3:HAc15.CBrF3 RIE etch16.305g:44.5g:1000ml K3Fe(CN)6:NaOH:H2O –very rapid etch17.HCl solutions –slow attack18.HNO3 –slight attack19.Aqua Regia 3:1 HCL:HNO3 –slow attack when hot or warm20.H2SO4 dilute and concentrated –slow etch21.HF dilute and concentrated –slow etch22.Alkali with oxidizers (KNO3 and PbO2) –rapid etch23.H2O245.钒-Vanadium1.1:1 H2O:HNO32.1:1 HF:HNO346.锌-Zinc1.1:1 HCl:H2O2.1:1 HNO3:H2O47.锆-Zirconium1.50:1:1 H2O:HF:HNO32.20:1:1 H2O:HF:H2O2更多精彩内容欢迎关注MEMSVIEW微视界。

MEMS和半导体工艺中的湿法腐蚀配方

MEMS工艺(9腐蚀技术)

引出腐蚀技术的作用
腐蚀技术是MEMS工艺中的关键步骤之一，通过控制材料的去除过程，可以实现微纳结构的高精度制造。
03
强调本次汇报的重点
本次汇报将重点介绍MEMS工艺中的9种腐蚀技术，包括其原理、特点、
应用及发展趋势。
汇报范围
01
02
03
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腐蚀技术种类
本次汇报将涵盖湿法腐蚀、干法腐蚀、电化学腐蚀、光化学腐蚀、等离子体腐蚀、反应离子腐蚀、深反应离子腐蚀、激光腐蚀和微细电火花腐蚀等9 种腐蚀技术。
mems工艺定义
MEMS工艺
MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）工艺是一种微机电系统技术，它结合了微电子技术和机械工程技术，通过微米级甚至纳米级的制造精度，制造出具有特定功能的微型器件和系统。
9腐蚀技术
9腐蚀技术是MEMS工艺中的一种重要技术，它利用特定的腐蚀液对材料进行选择性腐蚀，从而实现对微型结构的精确加工和制造。
结合纳米压印、纳米光刻等技术，实现纳米级别的微结构加工，应用于生物芯片、光学器件等领域。
05
9腐蚀技术优势与不足
优势分析
01
02
03
高精度制造
9腐蚀技术能够实现高精度的MEMS器件制造，满足复杂结构和微小尺寸的需求。
批量化生产
该技术适用于批量化生产，能够提高生产效率，降低成本。
兼容性强
在未来发展中，9腐蚀技术需要不断改进和完善，提高生产效率、降低成本、拓展应用领域，以适应MEMS市场的不断变化和发展需求。同时，也需要与其他MEMS制造技术相互补充和融合，形成更加完善的MEMS制造体系。
06
9腐蚀技术改进方向及前景展望

硅的湿法腐蚀

硅的湿法腐蚀技术1 湿法腐蚀简介1.1 湿法腐蚀的历史与研究现状湿法腐蚀技术的历史可以追溯到15 世纪末或16 世纪初，人们以蜡作掩膜，用酸在盔甲上腐蚀出装饰图形。

而各向同性腐蚀是20 世纪50 年代开发的一项半导体加工技术。

各向异性湿法腐蚀技术可以追溯到20 世纪60年代中期，那时贝尔实验室用KOH、水和乙醇溶液进行硅的各向异性湿法腐蚀，后来改用KOH 和水的混合溶液[1]。

湿法腐蚀是使用液态腐蚀剂系统化的有目的性的移除材料，在光刻掩膜涂覆后（一个曝光和显影过的光刻胶）或者一个硬掩膜（一个光刻过的抗腐蚀材料）后紧接该步腐蚀。

这个腐蚀步骤之后，通常采用去离子水漂洗和随后的掩膜材料的移除工艺。

国外对硅的湿法腐蚀的研究起步较早，已取得相当多的研究成果。

国外对硅的湿法腐蚀的研究主要集中于腐蚀剂、腐蚀剂浓度、添加剂、温度、腐蚀时间等因素对腐蚀速率、腐蚀选择性、粗糙度等结果的影响。

1.2 湿法腐蚀的分类湿法化学腐蚀是最早用于微机械结构制造的加工方法。

所谓湿法腐蚀，就是将晶片置于液态的化学腐蚀液中进行腐蚀，在腐蚀过程中，腐蚀液将把它所接触的材料通过化学反应逐步浸蚀溶掉。

用于化学腐蚀的试剂很多，有酸性腐蚀剂，碱性腐蚀剂以及有机腐蚀剂等。

根据所选择的腐蚀剂，又可分为各向同性腐蚀和各向异性腐蚀剂。

各向同性腐蚀是指硅的不同方向的腐蚀速率相同。

各向异性腐蚀则是指硅的不同晶向具有不同的腐蚀速率，也即腐蚀速率与单晶硅的晶向密切相关。

图1.1给出了各向同性腐蚀和各向异性腐蚀的截面示意图[2]。

硅的各向同性腐蚀液对硅片的所有晶面都有着相近的腐蚀速率，并且腐蚀速率通常都相当大。

各向同性腐蚀的试剂很多，包各种盐类(如CN基、NH 基等)和酸，但是由于受到能否获得高纯试剂，以及希望避免金属离子的玷污这两个因素的限制，因此广泛采用HF—HNO3腐蚀系统。

各向异性湿法腐蚀是指腐蚀剂对某一晶向的腐蚀速率高于其他方向的腐蚀速率。

腐蚀结果的形貌由腐蚀速率最慢的晶面决定。

mems典型工艺流程

mems典型工艺流程MEMS（微机电系统）是一种的技术，将微机电技术与集成电路技术相结合，制造出微小尺寸的机械系统和传感器。

在MEMS的制造过程中，需要经过一系列的工艺流程。

下面将介绍一般MEMS的典型工艺流程。

首先，MEMS的工艺流程通常从硅片的制备开始。

通常采用的是单晶硅片，其表面经过化学洗涤和高温氧化处理，以去除杂质和形成氧化硅层作为基底。

接下来是光刻工艺。

这一步骤通过将光刻胶涂覆在硅片上，然后使用特定的光掩膜进行照射，从而在光刻胶上形成需要的图案。

通过光刻工艺，可以制造出细小的结构和器件形状。

然后是刻蚀工艺。

刻蚀工艺使用化学或物理方法，将不需要的硅片或氧化层材料进行去除。

根据需要，可以采用湿法刻蚀或干法刻蚀。

刻蚀后，可以得到所需的MEMS结构和通道。

接下来是薄膜沉积工艺。

薄膜沉积工艺是将需要的材料沉积到硅片表面，以形成薄膜层。

这种工艺可以用于制造电极、传感器和阻尼材料等。

根据需要，可以采用热氧化、电镀或化学气相沉积等方法进行薄膜沉积。

然后是光刻和刻蚀重复多次的步骤。

这是因为MEMS设备通常需要复杂的结构，需要多次重复进行光刻和刻蚀，以形成所需的形状和结构。

这一步骤可能需要多次光刻胶涂覆、暴露和刻蚀，以实现所需的器件形状和功能。

最后是封装工艺。

封装工艺将制造好的MEMS器件封装到适当的壳体中，保护器件免受外界环境的干扰。

封装工艺可根据具体情况选择不同的方法，例如焊接、粘接或压接等。

总的来说，MEMS的典型工艺流程包括硅片制备、光刻、刻蚀、薄膜沉积、光刻和刻蚀重复多次以及封装。

通过这些工艺步骤，可以制造出各种微小尺寸的MEMS结构和传感器。

MEMS的制造工艺流程非常复杂，需要对微纳米材料和工艺参数进行精确控制和处理。

这些MEMS器件在航天、汽车、医疗和消费电子等领域具有广泛的应用前景。

湿法刻蚀的流程

湿法刻蚀的流程以湿法刻蚀的流程为标题，写一篇文章。

湿法刻蚀是一种常用的微纳加工技术，广泛应用于半导体器件制造、光学器件制作以及微流控芯片等领域。

本文将详细介绍湿法刻蚀的流程，以帮助读者更好地了解该技术。

一、准备工作在进行湿法刻蚀之前，首先需要准备刻蚀液和刻蚀设备。

刻蚀液通常为一种酸性或碱性溶液，根据待加工材料的特性选择相应的刻蚀液。

刻蚀设备一般包括刻蚀槽和加热装置，用于控制刻蚀液的温度和浓度。

二、样品准备将待加工的样品制备好，通常是将其切割成适当大小的晶片，并进行表面处理以去除杂质和氧化层。

然后将样品放置在刻蚀架上，以便后续的刻蚀过程。

三、预处理在进行湿法刻蚀之前，需要对样品进行预处理，以增加刻蚀液与样品的接触面积和刻蚀速率。

常用的预处理方法包括：清洗、去胶、去氧化等。

清洗可以去除样品表面的杂质，去胶可以去除样品背面的保护胶层，去氧化则是去除样品表面的氧化层。

四、刻蚀过程1. 将经过预处理的样品放入刻蚀槽中，确保样品完全浸没在刻蚀液中。

2. 打开加热装置，控制刻蚀液的温度。

温度对刻蚀速率有一定影响，根据需要进行调整。

3. 调节刻蚀液的浓度，一般通过向刻蚀槽中加入纯刻蚀液或稀释液来实现。

浓度对刻蚀速率和刻蚀选择性有重要影响，需根据具体要求进行调整。

4. 开始刻蚀。

刻蚀时间根据需要进行调整，一般从几分钟到几个小时不等。

刻蚀过程中，可以通过控制刻蚀液的温度、浓度和搅拌速度等参数来调节刻蚀速率和刻蚀选择性。

5. 监测刻蚀过程。

可以通过取样检测、实时观察等方式来监测刻蚀过程，以控制刻蚀的深度和形状。

五、后处理完成刻蚀后，需要对样品进行后处理，以去除刻蚀液残留物和恢复样品表面的平整度。

常用的后处理方法包括：清洗、去胶、退火等。

清洗可以去除刻蚀液残留物，去胶可以去除保护胶层，退火可以消除刻蚀产生的应力和缺陷。

六、检测与分析对刻蚀后的样品进行检测与分析，以验证刻蚀的效果和质量。

常用的检测手段包括：显微镜观察、扫描电子显微镜分析、表面粗糙度测试等。

mems刻蚀工艺

mems刻蚀工艺
MEMS刻蚀工艺是一种制造微电子和微机械装置的技术。

其流程大致如下：
首先，需要进行图形设计，这一步是将设计的电路图案转移到掩模上，以便在硅片上刻出相应的图形。

然后，进行涂胶和曝光。

在硅片表面涂上一层光敏胶，然后使用紫外线或其他光源照射掩模，使光敏胶曝光。

未曝光的光敏胶会被洗去，而曝光的部分则会保留下来。

接着，进行刻蚀和去胶。

使用化学试剂或等离子体对硅片进行刻蚀，以形成电路图案。

刻蚀结束后，需要将剩余的光敏胶去胶，露出已经刻蚀好的电路。

在整个MEMS刻蚀工艺中，选择合适的刻蚀工艺和参数非常重要。

例如，干法刻蚀和湿法刻蚀是两种常用的刻蚀方法。

干法刻蚀具有各向异性刻蚀的优点，即只在垂直方向上刻蚀，适用于制作细线条图形。

湿法刻蚀则具有表面均匀性好、对硅片损伤少等优点，适用于大规模生产。

另外，为了保护电路不受腐蚀，需要在刻蚀过程中使用保护涂层。

这些涂层需要具有良好的附着力，并且不会破坏下面的敏感特征。

目前正在开发多层涂层系统，以保护在MEMS设备制造过程中使用的晶圆不受腐蚀。

以上就是MEMS刻蚀工艺的大致流程，希望能对您有所帮助。

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MEMS工艺(4体硅微加工技术).讲义

1.KOH system
溶剂：水，也有用异丙醇(IPA) 溶液：20% - 50% KOH 温度： 60 – 80º C 速率：~1um/分钟特点：镜面，易于控制，兼容性差
Si H 2O 2KOH K 2 SiOቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 2H
2
2.EDP system
EPW [NH2(CH2)2NH2乙二胺，C6H4(OH2)2 (邻苯二酚)，H2O] 特点：蒸气有毒，时效较差， P+选择性好
MEMS工艺—— 硅微加工工艺（腐蚀）
梁庭
3920330(o) Liangting@
内容
腐蚀工艺简介湿法腐蚀干法刻蚀其他类似加工工艺
腐蚀工艺简介
腐蚀是指一种材料在它所处的环境中由于另一种材料的作用而造成的缓慢的损害的现象。然而在不同的科学领域对腐蚀这一概念则有完全不同的理解方式。在微加工工艺中，腐蚀工艺是用来“可控性”的“去除” 材料的工艺。
3、N2H4 （联氨、无水肼）
为有机、无色的水溶液，具有很强的毒性及挥发性，在50oC以上就会挥发，故操作时需在良好装置下及密闭容器中进行。其优点包括相容于IC制程，对于氧化硅(SiO)及氮化硅(SiN)等介电材料蚀刻率低，Ti、Al、Cr、Au 及Pt等金属也无明显蚀刻反应，Ti和Al是目前最常用的金属材料，蚀刻时不需有其它的保护层，降低了制程的复杂性。
腐蚀工艺简介——腐蚀工艺重要性
大部分的微加工工艺基于“Top-Down”的加工思想。 “Top-Down”加工思想：通过去掉多余材料的方法，实现结构的加工。（雕刻——泥人）作为实现“去除”步骤的腐蚀工艺是形成特定平面及三维结构过程中，最为关键的一步。

湿法腐蚀工艺

湿法腐蚀工艺
湿法腐蚀工艺是一种常用的金属腐蚀工艺。

它是用各种有机酸、无机酸、碱溶液和溴化液等湿液体，通过渗透腐蚀的原理，使金属在外力作用下发生腐蚀的过程。

湿法腐蚀工艺的优点是速度快，腐蚀深度均匀，可以获得光滑美观的腐蚀形象，能有效抑制金属素材的死角，以及保护表面更加均匀，使腐蚀表面粗糙度和光泽度更高。

但是，湿法腐蚀工艺的缺点是污染严重，容易滋生细菌，因此，在运行过程中需要定期更换腐蚀液和维护设备。

湿法刻蚀的流程

湿法刻蚀的流程湿法刻蚀是一种常用的微纳加工技术，广泛应用于半导体、光学器件、生物医学等领域。

本文将介绍湿法刻蚀的流程和相关注意事项。

一、湿法刻蚀的基本原理湿法刻蚀是利用化学反应在材料表面进行腐蚀刻蚀的方法，其原理是将待刻蚀的材料浸泡在特定的腐蚀液中，通过腐蚀液中的化学物质与材料表面发生反应，使材料表面发生溶解或氧化等变化，从而实现对材料的刻蚀。

湿法刻蚀的流程一般包括以下几个步骤：1. 基材准备：首先需要对待刻蚀的基材进行清洗和处理。

清洗的目的是去除表面的杂质和污染物，以保证刻蚀的准确性和稳定性。

常用的清洗方法有超声波清洗、酸洗等。

处理的目的是对基材表面进行预处理，以便于后续的刻蚀。

2. 掩膜制备：接下来需要在基材表面涂覆一层掩膜，以保护部分区域不被刻蚀。

掩膜可以是光刻胶、金属膜等材料。

掩膜的制备需要使用光刻技术，将掩膜材料涂覆在基材表面，然后通过曝光、显影等步骤形成所需的掩膜结构。

3. 刻蚀过程：将掩膜制备好的基材浸泡在腐蚀液中，根据需求选择合适的腐蚀液和刻蚀条件。

腐蚀液可以是酸性、碱性或氧化性溶液，不同的材料需要选择不同的腐蚀液。

在刻蚀过程中，腐蚀液中的化学物质与材料表面发生反应，使材料表面发生溶解或氧化等变化。

4. 刻蚀控制：刻蚀过程中需要控制刻蚀速率和刻蚀深度，以保证刻蚀的准确性和一致性。

刻蚀速率受到多种因素的影响，包括温度、浸泡时间、腐蚀液浓度等。

通过调节这些参数，可以实现对刻蚀速率和深度的控制。

5. 刻蚀后处理：刻蚀完成后，需要对基材进行清洗和处理，以去除残留的腐蚀液和掩膜。

清洗的方法和步骤与基材的要求有关，常用的方法包括超声波清洗、稀酸洗等。

处理的目的是恢复基材的原貌，并使其具备下一步加工的条件。

三、湿法刻蚀的注意事项在进行湿法刻蚀时，需要注意以下几点：1. 安全防护：湿法刻蚀涉及到化学品的使用，需要做好安全防护工作，佩戴好防护眼镜、手套等个人防护装备，保证操作安全。

2. 刻蚀条件选择：根据待刻蚀材料的特性和要求，选择合适的腐蚀液和刻蚀条件，以保证刻蚀效果和一致性。

MEMS中磁性材料的刻蚀方法与流程

MEMS中磁性材料的刻蚀方法与流程微电子机械系统（MEMS）是指在微米尺度上制造的机械系统，常用于传感器、执行器、天线和生物芯片等领域中。

MEMS 的制造过程包括了多种微纳加工技术，并且需要使用到特殊的材料。

磁性材料是MEMS制造中常见的材料之一，但磁性材料的刻蚀处理比较困难。

本文将介绍MEMS中磁性材料的刻蚀方法与流程。

磁性材料的特殊性由于磁性材料的磁性质，在MEMS的制造过程中需要特殊的处理。

当磁性材料处于磁场中时，其结构和性能会发生变化，这种变化会影响MEMS的功能。

因此，在进行磁性材料刻蚀时需要注意材料的磁性质和磁场对材料的影响。

磁性材料的刻蚀方法磁性材料刻蚀的基本原理磁性材料刻蚀的基本原理是利用化学腐蚀或物理刻蚀的方法去除材料表面的杂质层。

磁性材料的刻蚀过程主要分为两步：1.表面处理：表面清洗和表面预处理。

2.刻蚀过程：包括干法刻蚀和湿法刻蚀两种方法。

干法刻蚀方法干法刻蚀是指在无液体介质的情况下进行的刻蚀方法，可以通过离子束刻蚀、反应离子束刻蚀和物理气相沉积等方法进行。

1.离子束刻蚀离子束刻蚀是一种利用离子束沉积作用去除材料表面的杂质层的技术。

离子束中的离子束流作用于材料表面后，将材料表面的杂质层破坏掉，从而实现对材料表面的刻蚀。

2.反应离子束刻蚀反应离子束刻蚀与离子束刻蚀相似，但是它是通过反应产生的化学反应将材料表面的杂质层去除。

反应离子束刻蚀过程中，反应离子束沉积在材料表面上并与材料表面化合，从而形成化合物并将材料表面杂质层破坏掉。

3.物理气相沉积物理气相沉积是一种利用气相沉积作用将材料表面的杂质层破坏掉的技术。

在物理气相沉积过程中，以气态物质（如氢气、氮气等）为载体，将材料表面的杂质层保持在气相上，并通过反应来破坏掉杂质层。

湿法刻蚀方法湿法刻蚀是指在液体介质的情况下进行的刻蚀方法，其可以通过化学湿法刻蚀和电化学湿法刻蚀两种方法进行。

1.化学湿法刻蚀化学湿法刻蚀是一种利用氧化剂、还原剂或酸碱物质等进行反应，从而使材料表面的杂质层脱离材料表面。

MEMS工艺(9腐蚀技术)

乙二胺(NH2(CH2) 2NH2) 邻苯二酚(C6H4(OH) 2) 水(H2O)
1.KOH system
KOH是目前在微机电领域中最常使用的非等向蚀刻液，为一碱金属之强碱蚀刻液，其金属杂质会破坏CMOS的氧化层电性，所以不兼容于IC制程；但因其价格低廉、溶液配制简单、对硅(100) 蚀刻速率也较其它的蚀刻液为快，更重要的是操作时稳定、无毒性、又无色，可以观察蚀刻反应的情况，是目前最常使用的蚀刻液之一。
在物理腐蚀方法中，利用放电时所产生的高能惰性气体离子对材料进行轰击，腐蚀速率与轰击粒子的能量、通量密度以及入射角有关；在化学腐蚀中，惰性气体（如四氟化碳）在高频或直流电场中受到激发并分解（如形成氟离子），然后与被腐蚀材料起反应形成挥发性物质；在物理化学结合的方法中，既有粒子与被腐蚀材料的碰撞，又有惰性气体与被腐蚀材料的反应。
Ethylenedamine 为有机淡黄色溶液，加入 pyrocatochol后颜色会变成暗褐色，随着反应的进行，颜色会加深，故不易观察蚀刻表面的反应过程，蚀刻速率也会改变，这是因为蚀刻液接触到空气中的氧氧化所引起，此一氧化过程会使得化合物 pyrazine (C4H4N2)增加而改变其蚀刻速率； EDP不具碱金属离子，可与IC制程相容，且对蚀刻停止所需的硼掺杂浓度较低，大约为7 x 1019 离子 /cm-3，但是EDP具有毒性，蚀刻操作温度须在摄氏一百多度，危险性较高，操作及废液处理的困难度亦较高，故在一般微机电制程中不常使用。
5、 P－N 结自停止腐蚀
（1）电钝化腐蚀：各向异性腐蚀液
（2）PN结自停止：
N-Si
P-Si
腐蚀保护技术
如果硅晶片表面已经形成一些图案，其中部分薄膜会被腐蚀液所影响，所以必须利用腐蚀保护技术来保护已完成的结构。目前常用的保护技术有两种：

MEMS工艺体硅微加工工艺

➢
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
➢ TMAH的蚀刻反应过程会因操作参数不同而有极大的差异，且长时间蚀刻蚀刻液亦不稳定。此外，适用于硅微加工的高浓度TMAH(>15%)价格高昂，都是无法广泛应用的原因。
腐蚀设备
冷凝水出口
氮气出口氮气
冷凝洄流管道冷凝水
温控温度计
冷凝水入口气体流量控制计
磨沙密封口
氮气入口
腐蚀液
硅片
甘油池
➢
11、一个好的教师，是一个懂得心理学和教育学的人。21.7.1215:50:3915:50Jul- 2112-J ul-21
➢
12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。15:50:3915:50:3915:50Monday, Juence is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021
腐蚀工艺简介——腐蚀工艺重要性
➢大部分的微加工工艺基于“Top-Down”的加工思想。
➢“Top-Down”加工思想：通过去掉多余材料的方法，实现结构的加工。（雕刻——泥人）

(完整版)MEMS的主要工艺类型与流程

MEMS的主要工艺类型与流程（LIGA技术简介）目录〇、引言一、什么是MEMS技术1、MEMS的定义2、MEMS研究的历史3、MEMS技术的研究现状二、MEMS技术的主要工艺与流程1、体加工工艺2、硅表面微机械加工技术3、结合技术4、逐次加工三、LIGA技术、准LIGA技术、SLIGA技术1、LIGA技术是微细加工的一种新方法，它的典型工艺流程如上图所示。

2、与传统微细加工方法比，用LIGA技术进行超微细加工有如下特点：3、LIGA技术的应用与发展4、准LIGA技术5、多层光刻胶工艺在准LIGA工艺中的应用6、SLIGA技术四、MEMS技术的最新应用介绍五、参考文献六、课程心得〇、引言《微机电原理及制造工艺I》是一门自学课程，我们在王跃宗老师的指导下，以李德胜老师的书为主要参考，结合互联网和图书馆的资料，实践了自主学习一门课的过程。

本文是对一学期来所学内容的总结和报告。

由于我在课程中主讲LIGA技术一节，所以在报告中该部分内容将单列一章，以作详述。

一、什么是MEMS技术1、MEMS的概念MEMS即Micro-Electro-Mechanical System，它是以微电子、微机械及材料科学为基础，研究、设计、制造、具有特定功能的微型装置，包括微结构器件、微传感器、微执行器和微系统等。

一般认为，微电子机械系统通常指的是特征尺度大于1μm小于1nm，结合了电子和机械部件并用IC集成工艺加工的装置。

微机电系统是多种学科交叉融合具有战略意义的前沿高技术，是未来的主导产业之一。

MEMS技术自八十年代末开始受到世界各国的广泛重视，主要技术途径有三种，一是以美国为代表的以集成电路加工技术为基础的硅基微加工技术；二是以德国为代表发展起来的利用X射线深度光刻、微电铸、微铸塑的LIGA( Lithograph galvanfomung und abformug)技术，；三是以日本为代表发展的精密加工技术，如微细电火花EDM、超声波加工。

MEMS器件湿法腐蚀工艺均匀性的提升技术

MEMS器件湿法腐蚀工艺均匀性的提升技术
闾新明;姚阳文
【期刊名称】《电子工艺技术》
【年(卷),期】2024(45)3
【摘要】针对湿法腐蚀工艺下晶圆面内均匀性大于5%、湿法工艺无法兼容低成本和高质量的难点,研究了湿法工艺各个参数对片内均匀性的影响。

分别讨论了腐蚀槽温度、晶圆进出腐蚀槽时间、晶圆出腐蚀槽到进水槽的时间间隔以及腐蚀槽循环流量对8英寸晶圆腐蚀均匀性的影响。

综合单一因素对比结果,确认了优化后8英寸MEMS电容式麦克风的湿法腐蚀工艺条件。

优化后,晶圆片内均匀性可以由原来的6.17%提升到3.47%,突破了晶圆内大面积湿法腐蚀片内均匀性大于5%的难点。

麦克风重要特征参数吸合电压良率也从原来的91%提升到99%,满足规模化大批量生产的要求,为后续器件性能提升提供了新的研究思路。

【总页数】4页(P17-20)
【作者】闾新明;姚阳文
【作者单位】芯联集成电路制造股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN305
【相关文献】
1.一种从器件三维实体到工艺版图的MEMS CAD技术
2.MEMS器件牺牲层腐蚀释放技术研究
3.RF-MEMS器件及其关键工艺技术
4.石英MEMS传感器湿法刻蚀工艺及设备制造技术研究
5.MEMS器件制造工艺中的高深宽比硅干法刻蚀技术
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湿法清洗及腐蚀工艺

湿法清洗及湿法腐蚀目录一：简介二：基本概念三：湿法清洗四：湿法腐蚀五：湿法去胶六：在线湿法设备及湿法腐蚀异常简介七．常见工艺要求和异常一：简介众所周知，湿法腐蚀和湿法清洗在很早以前就已在半导体生产上被广泛接受和使用，许多湿法工艺显示了其优越的性能。

伴随IC集成度的提高,硅片表面的洁净度对于获得IC器件高性能和高成品率至关重要, 硅片清洗也显得尤为重要.湿法腐蚀是一种半导体生产中实现图形转移的工艺,由于其高产出,低成本,高可靠性以及有很高的选择比仍被广泛应用.二基本概念腐蚀是微电子生产中使用实现图形转移的一种工艺，其目标是精确的去除不被MASK 覆盖的材料，如图1：图 1腐蚀工艺的基本概念：E T C H R A T E (E /R ) ------腐蚀速率：是指所定义的膜被去除的速率或去除率，通常用Um/MIN ，A/MIN 为单位来表示。

E /R U N IF O R M I T Y ------ 腐蚀速率均匀性,通常用三种不同方式来表示:U N I F O R M I T Y A C R O S S T H E W A F E RW A F E R T O W A F E RL O T T O L O T腐蚀速率均匀性计算U N I F O R M I T Y =（E R H I G H - E R L O W ）/（E R H I G H + E R L O W ）*100% S E L E C T I V I T Y -------选择比是指两种膜的腐蚀速率之比,其计算公式如下:S E L A /B = （E /R A ）/（E /R B ）选择比反映腐蚀过程中对另一种材料（光刻胶或衬底）的影响，在腐蚀工艺中必须特别注意SEL ，这是实现腐蚀工艺的首要条件。

G o o d s e l e c t i v i t y P o o r s e l e c t i v i t y (U n d e r c u t )I S O T R O P Y -------各向同性：腐蚀时在各个方向上具有相同的腐蚀速率；如湿法腐蚀就是各向同性腐蚀。

半导体湿法工艺流程

半导体湿法工艺流程引言：半导体湿法工艺是制造半导体器件的一种重要工艺方法。

它使用湿法化学反应来形成、改变或去除半导体材料的特定部分，以实现器件的制备和性能调整。

本文将详细介绍半导体湿法工艺的流程和相关步骤。

一、清洗和去除有机物半导体湿法工艺的第一步是对半导体衬底进行清洗和去除有机物的处理。

首先，将衬底放入清洗槽中，使用有机溶剂如丙酮、醇类等进行超声波清洗，以去除衬底表面的有机污染物。

然后，将衬底放入去极化槽中，使用去离子水进行去极化处理，去除衬底表面的有机物残留。

二、表面氧化表面氧化是半导体湿法工艺的关键步骤之一。

它可以通过氧化剂与半导体材料发生化学反应，形成氧化层。

常用的氧化剂有湿氧、干氧等。

将衬底放入氧化炉中，控制温度和时间，使氧化剂与衬底表面发生反应，生成氧化层。

氧化层的厚度可以通过控制氧化时间来调节。

三、掺杂掺杂是在半导体湿法工艺中引入杂质的过程，以改变半导体材料的导电性能。

常用的掺杂方法包括扩散法和离子注入法。

在扩散法中，将掺杂源放入扩散炉中，加热到一定温度，使掺杂源中的杂质扩散到半导体材料中。

而离子注入法则是将掺杂源中的离子注入到半导体材料中，通过控制注入能量和剂量来实现掺杂。

四、蚀刻蚀刻是半导体湿法工艺中去除特定部分的步骤。

常用的蚀刻方法有湿法蚀刻和干法蚀刻。

湿法蚀刻是使用酸性或碱性溶液，在特定条件下将半导体材料表面的特定部分溶解掉。

干法蚀刻则是通过高能粒子轰击或化学气相反应来去除半导体材料的特定部分。

蚀刻条件的选择和控制对于器件的性能和结构至关重要。

五、清洗和干燥在半导体湿法工艺的最后阶段，需要对器件进行清洗和干燥处理。

清洗的目的是去除蚀刻剩余物和表面污染物，以确保器件的质量和性能。

常用的清洗方法包括超声波清洗、喷洗等。

清洗后，将器件进行干燥处理，以去除水分和其他溶剂残留。

结论：半导体湿法工艺是制造半导体器件的重要方法之一，通过清洗和去除有机物、表面氧化、掺杂、蚀刻以及清洗和干燥等步骤，实现了半导体器件的制备和性能调整。

MEMS湿法腐蚀工艺和过程(DOC 99页)

MEMS湿法腐蚀工艺和过程(DOC 99页)第8章 MEMS湿法腐蚀工艺和过程David W. Burns摘要：通过光刻胶或硬掩膜窗口进行的湿法化学腐蚀在MEMS器件制造的许多工艺过程中大量存在。

本章针对400多种衬底和淀积薄膜的组合介绍了800多种湿法腐蚀配方, 着重介绍了在大学和工业界超净间中常见的实验室用化学品。

另外给出了600多个有关选择或开发制造MEMS器件的新配方的文献。

也给出了近40个内部整合的材料和腐蚀特性的图表，方便读者迅速寻找和比较这些配方。

有关目标材料和腐蚀特性的缩略语为方便比较都进行了统一。

腐蚀速率和对其他材料的腐蚀选择性也给出了。

除了重点讨论在MEMS领域常用的硅和其他常用材料外，III-V化合物半导体和更新的材料也有涉及。

本章讨论主题涉及湿法腐蚀原理与过程；整合湿法腐蚀步骤的工艺方法；湿法腐蚀过程的评估和开发及侧重安全的设备和向代工厂转移的预期；氧化物，氮化物，硅，多晶硅，和锗各向同性腐蚀；标准金属腐蚀；非标准绝缘介质，半导体和金属腐蚀；光刻胶去除和硅片清洗步骤；硅化物腐蚀；塑料和聚合物刻蚀；硅各向异性刻腐蚀，体硅和锗硅自停止腐蚀；电化学腐蚀和自停止；光助腐蚀和自停止；薄膜自停止腐蚀；牺牲层去除；多孔硅形成；用于失效分析的层显；缺陷判定；针对湿法化学腐蚀的工艺和过程，给出了几个实际的案例。

对器件设计人员和工艺研发人员，本章提供了一个实际和有价值的指导，以选择或发展一个对许多类型MEMS和集成MEMS器件的腐蚀。

D．W．BurnsBurns Engineering, San Jose, CA, USAe-mail:dwburns@8.1引言很少有微机械化或集成化的器件是在没有进行一些湿法化学处理的情况下开发或制造的。

不管器件是否是电气的，机械的，电子的，集成的，光学的，光电子学的，生物的，聚合的，微流控的传感器或执行器，有关这些器件的制造工艺或过程的替换决定将对最终的技术和商业成功有重要影响。