MEMS湿法腐蚀工艺和过程
mems工艺技术路线
mems工艺技术路线MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）是一种将微电子技术与微机械技术相结合的新型技术，它能够在微米级别上制造出微小尺寸的机械结构。
MEMS技术在传感器、光学、生物医学等领域起着重要作用，因此MEMS技术的研究和发展受到了广泛关注。
MEMS工艺技术路线主要包括六个步骤：定义、制作图形、加工、建立结构、封装和测试。
首先是定义阶段，需要在硅片的表面上制作出所需的图形。
这一步主要依靠光刻技术，通过在硅片表面涂覆光刻胶，然后利用掩膜进行光阻曝光，再进行光刻胶的显影和刻蚀，最终形成所需图形。
这一步骤非常重要，也是MEMS工艺技术的核心。
接下来是制作图形阶段，即利用显影和刻蚀技术将所需图形转化为凹槽或凸起的结构。
这一步骤主要依靠湿法腐蚀和干法腐蚀技术来进行刻蚀，以形成所需的结构。
然后是加工阶段，需要对硅片进行剩余的加工处理。
这一步骤包括掺杂、扩散、沉积等工艺，以获得所需要的电学、磁学和光学特性。
建立结构阶段是通过层叠和结合不同材料形成完整的MEMS器件。
这一步骤需要利用薄膜沉积和刻蚀等工艺，将不同材料的层叠结合成为一体。
封装是将MEMS器件封装到特定的封装中，保护器件并提供良好的电气和机械性能。
这一步骤主要包括背面研磨、切割、粘接等工艺。
最后是测试阶段，对制造好的MEMS器件进行各种测试。
这一步骤主要包括电学测试、机械测试、光学测试等，以确保器件的性能符合设计要求。
总的来说，MEMS工艺技术路线是一个复杂而精细的过程，需要运用各种微加工和微细结构制造技术。
这一技术路线的研究与发展为MEMS技术的进一步应用和推广提供了重要的支持。
同时，MEMS工艺技术路线也需要不断地进行改进和创新，以适应不断发展的科技需求。
MEMS工艺(9腐蚀技术)
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 SiO3 2H
2
KOH的刻蚀机理
2.EDP system
腐蚀技术概述
因为缺乏对工件形状的控制手段，各向同性腐蚀 在微加工生产中总是很难达到技术要求
体硅腐蚀包括:各向异性腐蚀和 各向同性腐蚀
各向异性腐蚀的不足：
腐蚀速率比各项同性腐蚀慢，速率仅能 达到1um/min 腐蚀速率受温度影响 在腐蚀过程中需要将温度升高到100℃左 右，从而影响到许多光刻胶的使用
薄膜残余应力问题
薄膜应力引起结构破裂的问题，主要分为两 大类：
第一类是制造过程的残留热应力、高温淀积后回 归常温，由于热膨胀系数不同所产生的残留热应 力；这种残留热应力可由高温退火的方式达到一 定消除；
第二类是薄膜间因膨胀系数不同造成的残余应力
凸角腐蚀补偿
凸角腐蚀是指在硅岛或硅梁的腐蚀成型过 程中，凸角部分被腐蚀掉的现象，体硅各 向异性腐蚀时经常出现，这是因为对(100) 晶面的硅片体硅腐蚀时，凸角的边缘与[110] 方向平行，而腐蚀液对此方向的腐蚀速度 较快。若要腐蚀出带凸角的整齐的台面结 构，必须采取凸角补偿。
2 、重掺杂自停止腐蚀技术
KOH对硅的腐蚀在掺杂浓度超过阈值浓 N0(约为5×1019CM-3)时，腐蚀速率很小， 轻掺杂与重掺杂硅的腐蚀速率之比高达数 百倍，可以认为KOH溶液对重掺杂硅基本 上不腐蚀。
高掺杂硼有两个缺点：
与标准的CMOS工艺不兼容
导致高应力，使得材料易碎或弯曲
重掺杂硼的硅腐蚀自停止效应比重掺杂磷的 硅明显，所以工艺中常采用重掺杂硅作为硅 腐蚀的自停止材料。
湿法腐蚀工艺研究综述
湿法腐蚀工艺研究综述硅湿法腐蚀工艺的研究现状摘要：随着MＥMS技术的发展,通过光刻胶或硬掩膜窗口进行的湿法腐蚀工艺在MEMＳ器件制造的许多工艺过程中有大量的应用，本文介绍了湿法腐蚀工艺的发展历程,研究现状,以及未来的发展趋势,将湿法腐蚀工艺与干法腐蚀工艺进行对比，得出湿法腐蚀工艺的优缺点。
重点阐述了湿法腐蚀工艺的工艺过程,简单介绍了湿法腐蚀工艺在工业领域的一些应用。
关键词：MEMS 光刻胶湿法腐蚀工艺过程ResearcｈＳtａtｕs ｏｆWeｔEtcｈing Technology onSiliconAbｓtrａｃｔ:Witｈｔhe devｅｌoｐｍeｎt of Miｃrｏ-Elｅctr ｏ-Mｅcｈaniｃal Sｙsｔｅｍ(MＥMＳ) ｔechnology,Wｅt Etcｈing tecｈｎoloｇｙwith ｐhotｏresist oｒｈarｄmask winｄow has ａｌarｇe ｎuｍber oｆaｐplications iｎtｈe fabriｃatｉon ｏｆM ＥMS devices.Thｉs aｒtｉｃｌe dｅscrｉbes ｔｈe devｅlopmｅnt ｐｒoｃeｓｓof wｅｔeｔching ｐrocesｓ,as welｌａs thｅrｅｓｅａｒch statｕs anｄｆｕture trｅｎds，comparｉng tｈe Ｗet E ｔｃhing prｏｃeｓｓaｎｄdrｙetchｉｎg proｃｅss,we get the ａdvａnｔaｇeｓaｎd dｉsaｄｖantages of Wet Ｅtching.Thｉｓarｔicｌｅwiｌl fｏcuseｓon ｔhe proｃeｓs of Wｅt Etｃｈing,ａbrief inｔｒｏdｕcｔiｏn ｔo some apｐli ｃａtions oｆthe ｗｅt ｅｔch ｉnｇprｏcess ｉn thｅｉnduｓtriａl fieｌd.Ｋeyｗorｄs:MEMS Photｏreｓist WeｔEtchｉnｇProcess0前言在制造领域,人们对机械加工的的要求越来越高，工件尺寸越来越小，精度越来越高，功能却越来越多，这些要求促进了很多先进制造技术的产生,MEMS技术就是在这样的背景下产生的，MEＭS,其实就是是微机电系统——Ｍicro－Elｅcｔrｏ-Mｅchanical Sｙstems的缩写,它可以批量制作,是集微型机构、传感器和执行器以及控制电路、直至接口、通信和电源等电子设备于一体的微型器件或系统[1]。
MEMS湿法腐蚀释放工艺研究的开题报告
MEMS湿法腐蚀释放工艺研究的开题报告
题目：MEMS湿法腐蚀释放工艺研究
摘要：MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) 是微电子机械系统的缩写，指的是把微型机械制造技术和微电子制造技术相结合，制造出能够感知、处理、存储、输出信息的微型机械系统。
湿法腐蚀释放是MEMS 制造过程中的重要技术之一，本文将对 MEMS 湿法腐蚀释放工艺进行研究。
内容：
1. MEMS 制造技术简介
2. MEMS 湿法腐蚀释放工艺原理与分类
3. MEMS 湿法腐蚀释放工艺的关键技术及其应用
4. 湿法腐蚀释放工艺参数优化研究
5. 实验结果与分析
6. 讨论与结论
研究意义：MEMS 技术在生产制造、生命科学、环境检测、军事领域等多个行业有广泛的应用，其中湿法腐蚀释放作为 MEMS 技术中的核心制造技术之一，对 MEMS 的可制造性和出货率有着重要的影响。
通过对 MEMS 湿法腐蚀释放工艺进行研究，可优化 MEMS 制造流程，提高MEMS 制造效率和产品质量，具有重要的实际应用价值。
关键词：MEMS，湿法腐蚀释放，制造技术，参数优化。
MEMS工艺(9腐蚀技术)
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
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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
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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
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。
MEMS湿法腐蚀工艺和过程
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。
这些器件通常在硅衬底、化合物半导体、玻璃、石英、陶瓷或塑性材料上制造，可能涉及在这些材料上淀积一层或多层薄膜并光刻和腐蚀。
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。
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工艺技术
MEMS工艺技术MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）是一种将微型机械、电子元件和传感器集成在一起的技术，它具有体积小、功耗低、性能优良等优势。
MEMS工艺技术是制造MEMS器件所需的工艺流程，下面将介绍一下MEMS工艺技术的主要内容。
首先是薄膜沉积技术。
由于MEMS器件的尺寸很小，因此需要采用薄膜沉积技术来制造薄膜结构。
常见的薄膜沉积技术有化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等。
CVD采用气体在一定条件下发生化学反应，产生固态薄膜，常用于制备多晶硅和二氧化硅等材料。
PVD则是利用高能量粒子轰击靶材，使靶材的原子或分子从靶表面剥离，随后沉积在基片上形成薄膜。
其次是光刻技术。
光刻是MEMS工艺中的重要步骤，用于制作图案。
它利用紫外光照射感光胶，在感光胶上形成图案，然后通过后续的腐蚀或沉积等工艺步骤将图案转移至基片上。
光刻技术需要借助于掩膜，即光刻胶膜上的透光性与所需图案的形状相对应，通过控制光刻胶膜的曝光和显影，就能制作出所需的图案。
另外一个重要的工艺是湿法腐蚀。
湿法腐蚀是对特定区域的材料表面进行腐蚀，形成所需的结构。
常用的湿法腐蚀液有氢氟酸、氢氧化钠等，通过控制腐蚀时间和温度，可以得到所需的结构形状。
此外，还有离子注入、金属沉积、表面湿化等工艺，这些工艺技术在MEMS器件的制造中都起到了重要的作用。
离子注入用于改变材料的性质，比如使其导电性变化；金属沉积常用于制作电极和连接器；表面湿化用于改变材料表面的能量特性。
综上所述，MEMS工艺技术是制造MEMS器件所必需的技术，涵盖了薄膜沉积、光刻、湿法腐蚀等多个工艺步骤。
这些工艺技术的运用，使得MEMS器件具备了体积小、功耗低、性能优良等优势，广泛应用于生物医学、环境监测、智能手机等领域。
随着微纳技术的不断发展，相信MEMS工艺技术也将不断完善，为制造更加先进的MEMS器件提供更多可能。
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。
mems 工艺follow
mems 工艺follow一、MEMS技术简介微机电系统（MEMS，Micro Electro Mechanical System）是一种集微电子和微机械于一体的先进技术。
它利用微纳米制造技术，将电子、机械、光学等元件集成在微型结构中，实现各种功能。
MEMS技术在信息技术、生物医学、航空航天等领域具有广泛应用前景。
二、MEMS工艺流程概述MEMS工艺流程主要包括以下几个阶段：1.薄膜制备：通过溅射、化学气相沉积（CVD）等方法在硅基底上生长薄膜。
2.光刻：利用光刻技术在薄膜上形成微米级结构。
3.刻蚀：采用湿法或干法刻蚀技术，将不需要的薄膜部分去除，形成三维微结构。
4.填充：在微结构中填充导电、绝缘或磁性材料，以实现特定功能。
5.封装：对MEMS器件进行封装，以保护微结构并提高可靠性。
6.测试与分析：对成品进行性能测试和结构分析。
三、各阶段工艺详解1.薄膜制备：常用的方法有溅射、化学气相沉积（CVD）等。
薄膜材料包括硅、氮化硅、氧化硅等。
2.光刻：采用光刻胶覆盖薄膜，然后通过紫外光曝光、显影和洗涤等步骤，在薄膜上形成微米级结构。
3.刻蚀：根据光刻胶的性质，采用湿法或干法刻蚀技术，将不需要的薄膜部分去除，形成三维微结构。
4.填充：根据器件需求，在微结构中填充导电、绝缘或磁性材料。
如金属导线、电介质层、磁性材料等。
5.封装：采用塑料、陶瓷等材料对MEMS器件进行封装，保护微结构并提高可靠性。
6.测试与分析：通过各种测试方法和仪器，对成品进行性能测试和结构分析，如电学、力学、光学性能等。
四、应用领域及前景MEMS技术在众多领域具有广泛应用，如通信、消费电子、生物医学、汽车电子、航空航天等。
随着技术的不断发展，MEMS器件在智能手机、物联网、智能家居等市场的需求将持续增长，预计未来市场规模将达到百亿美元。
五、我国MEMS产业现状与挑战我国MEMS产业发展迅速，但仍存在以下挑战：1.产业链不完整：相较于国际先进水平，我国在MEMS设计、制造、封装、测试等环节存在一定差距。
MEMS工艺体硅微加工工艺课件
2 、重掺杂自停止腐蚀技术
➢KOH对硅的腐蚀在掺杂浓度超过阈值浓 N0(约为5×1019CM-3)时，腐蚀速率很小，轻 掺杂与重掺杂硅的腐蚀速率之比高达数百 倍，可以认为KOH溶液对重掺杂硅基本上 不腐蚀。
➢特点：蒸 气有毒，时效较差， P+选择性好
EDP腐蚀条件
➢腐蚀温度：115℃左右 ➢反应容器在甘油池内加热，加热均匀； ➢防止乙二胺挥发，冷凝回流； ➢磁装置搅拌，保证腐蚀液均匀； ➢在反应时通氮气加以保护。 ➢掩膜层：用SiO2，厚度4000埃以上。
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。
红光LED 蓝光LED 蓝宝石衬底
➢硅腐蚀方法：干法和湿法 ➢腐蚀方向选择性：各向同性和各向异性 ➢腐蚀材料选择性： 选择性刻蚀或非选择性
刻蚀
➢选择方法：晶向和掩模
➢多种腐蚀技术的应用：体硅工艺（三维技 术），表面硅工艺（准三维技术）
湿法腐蚀
➢湿法腐蚀——“湿”式腐蚀方法，基于溶液状 态的腐蚀剂。
KOH的刻蚀机理
2.EDP system
➢ Ethylenedamine 为有机淡黄色溶液，加入 pyrocatechol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；
➢具有分辨率高、各向异性腐蚀能力强、腐蚀的 选择比大、能进行自动化操作等
mems传感器的制造工艺
mems传感器的制造工艺MEMS传感器是一种微型电子设备，能够将力、压力、温度、湿度等物理量转换为电信号。
它们被广泛应用于移动设备、汽车、医疗设备和工业自动化等领域。
在这篇文章中，我将深入探讨MEMS传感器的制造工艺以及对其主要特征的理解。
首先，MEMS传感器的制造工艺是一个复杂而精细的过程。
它通常包括几个关键步骤：沉积、光刻、腐蚀和组装。
在沉积阶段，薄膜材料（如硅或聚合物）通过化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等方法被沉积在基底上。
光刻过程使用光刻胶和光刻掩膜，通过曝光、显影等步骤将图案转移到沉积层上。
腐蚀步骤用于去除不需要的沉积层，通常采用湿法腐蚀或干法蚀刻。
最后，组装阶段将器件、引脚和封装材料整合成完整的MEMS传感器。
在制造过程中，有几个关键的特征需要注意。
首先是MEMS传感器的微型化特征。
由于其工作原理对尺寸要求非常高，制造工艺必须能够在纳米、微米尺度上精确操作。
其次是多层结构的设计。
由于MEMS传感器通常需要集成多个功能，如感应、放大、滤波等，因此制造工艺必须能够实现多层结构的堆叠和相互连接。
此外，MEMS传感器的制造工艺还需要考虑材料的选择和表面处理，以提高传感器的性能和可靠性。
对于MEMS传感器的制造工艺，我的观点是：它是现代技术的杰作。
通过精密的工艺控制和复杂的设备，我们能够制造出微型化、高性能的传感器。
制造工艺的发展也为MEMS传感器在各个领域的应用提供了基础。
然而，制造工艺仍然面临一些挑战，如成本、可靠性和制造过程中的变异性。
因此，进一步的研究和改进是必要的，以提高MEMS传感器的制造效率和性能。
综上所述，MEMS传感器的制造工艺是一个复杂而精细的过程，要求在纳米、微米尺度上精确操作。
它具有微型化、多层结构和材料选择等特征。
通过制造工艺的发展，我们能够制造出微型化、高性能的MEMS传感器，并在各个领域得到广泛应用。
然而，制造工艺仍然面临一些挑战，需要进一步的研究和改进。
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MEMS湿法腐蚀工艺和过程MEMS湿法腐蚀工艺和过程第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。
这些器件通常在硅衬底、化合物半导体、玻璃、石英、陶瓷或塑性材料上制造，可能涉及在这些材料上淀积一层或多层薄膜并光刻和腐蚀。
这些层和淀积顺序受工艺和用于开发和制造该器件的工艺单元限制，随着层数的增长变的越来越复杂和相互影响。
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。
湿法腐蚀可替换工艺包括干法刻蚀，即使用一种或多种低压力的反应气体，采用RF感应激励后进行反应，然后再将反应生成的气态物质抽出。
非等离子干法刻蚀，例如双氟化疝或氢氟酸的酸性蒸气腐蚀，拥有各向同性湿法腐蚀的诸多特性，该腐蚀通常在一个有限的腔室内完成。
近乎所有IC,MEMS,MOEMS,MST和NEMS类的器件的产生都很可能与一些湿法腐蚀工艺有关。
整个工艺流程可被描述为一系列步骤或者序列，这些湿法腐蚀常用于选择性的去除淀积薄膜的一部分，剥去诸如硬掩膜和光刻胶等特定的材料，为以后的加工清洗和准备衬底，去除牺牲层和部分衬底，以及形成三维结构。
一个湿法腐蚀工序需要考虑如下一些因素，包括有效的腐蚀剂，腐蚀选择性，腐蚀速率，各向同性腐蚀，材料的兼容性，工艺的兼容性，花费，设备的可用性，操作人员的安全，技术支持和适当的废物处理。
尽管器件设计者，工艺设计师，或者制造商在工艺允许的情况下可能偏向使用一个完整的干法处理流程，但是许多标准的处理步骤例如光刻胶的显影和圆片清洗仍然湿法的。
与干法刻蚀相比，湿法腐蚀工序在成本，速度，性能发面更有优势。
干法刻蚀的仿真还不可用，如常用的微结构的选择性钻蚀或与晶向相关的腐蚀仿真等。
相比湿法腐蚀，人们可能更倾向于选择干法工艺，在一个装备好的工艺线或者如果湿法腐蚀效果不好的情况下尤其如此。
不管怎样，对湿法加工来说，其优点是器件可以在相对低成本，低劳务管理费用或者低的技术支持下开发和制造。
考虑到干法刻蚀要求在一个昂贵的等离子区或者RIE腐蚀系统里有长的腐蚀时间，湿法腐蚀变得特别有吸引力，需要同时处理整盒圆片（25片装圆片盒）或更多的圆片时，湿法腐蚀在成本和时间上的效益更突出。
不管选择干法还是湿法加工工艺，总是强烈受到在特定的加工环境下设备的可用性及对开发者有用的工艺限制。
成功的设计者，开发者和制造商几乎总是使用或修改趁手的工艺。
除非是必须开发新工艺，安装新设备，或者取得新的工艺技能，一般总是避免额外的需求。
理解什么时候要应用干法和湿法这两个工艺并且在可能的情况下使用标准工艺是很重要的。
表8.1总结比较湿法和干法刻蚀之间的一般注意事项。
表8.1湿法和干法刻蚀之间一般比较本章开始对湿法腐蚀的原理及工艺过程等进行了概述，然后一节讨论湿法腐蚀设施和工艺为本地和远程用户服务的评价和开发应用。
接下来的两节介绍在人工和实际部门中采用IC兼容材料和非标准材料的湿法腐蚀工艺，IC兼容材料已经被集成电路制造商普遍接受，非标准材料可能需要单独或专用设备，设施，后处理或其他特殊考虑。
其他部分包括硅的各向异性腐蚀和腐蚀自停止，采用湿法腐蚀液的牺牲层去除，多孔硅形成，及分层湿法腐蚀和缺陷测定湿法腐蚀。
湿法腐蚀技术和工艺的进一步讨论中可以在许多优秀的书籍和期刊[1-30]中找到。
8.2湿法腐蚀原理和流程架构在典型的工艺和制造流程中，半导体和MEMS加工的许多工艺都可归类为淀积，光刻和腐蚀三类工艺。
淀积工艺可能包括某些添加工艺如外延式生长，电子束蒸发，溅射，化学气相沉积（CVD），低压化学气相沉积（LPCVD），有机金属化学气相沉积法（MOCVD），等离子增强化学气相沉积（PECVD）或者包括其他工艺，如热氧化或离子注入。
光刻工艺一般包括旋涂光刻胶和采用接触对准机，步进机，或使用规定的光致抗蚀剂厚度和曝光时间的电子束光刻机系统的曝光。
尤其在薄膜高度变化大的情况下，光刻胶厚度和曝光时间可根据需要进行调节，以确保获得足够的特征线条。
腐蚀步骤一般基于等离子体或反应离子刻蚀。
在干法刻蚀不可用或对一个特定的腐蚀工艺不恰当时，可以在流程中引入湿法腐蚀。
通常是设计或开发一个MEMS器件时选择一个特定的湿法或干法刻蚀工艺，尽管当设备升级或转移到另一加工平台时这个选择可能被修改。
如图8.1所示，对MEMS器件来说，已经有多种可用的或研制出来的工艺方法，如完全集成或完全定制的工艺，半定制或标准的MEMS工艺，其他已成熟工艺的变种，多个工艺平台上的工艺单元模块等。
完全集成的MEMS 流程可基于已建立的CMOS，BiCMOS工艺，或化合物半导体工艺。
完全定制的流程一般是一个专用的工艺，掩膜次数极少，主要用于原型，最初的生产，或高产量的器件。
半定制流程包括面向特定器件的MEMS工艺，该工艺可能位于集成电路工艺之前或之后，也可能是圆片级也可能是芯片级。
标准MEMS工艺包括可靠的单层和多层多晶工艺，金属工艺，SOI或LIGA工艺，以及多用户和多器件工艺。
工艺变种包括对已定型工艺相对轻微的调整，如起始材料的变化，薄膜厚度或腐蚀深度的微小变化，从一个标准的流程中消除无关光刻步骤。
对于那些愿意将圆片在多个制造平台之间传递的人来说，工艺单元模块可能在一到多个具有专门加工能力的小工艺平台加工。
这些平台在诸如薄膜沉积，外延生长或离子注入，光刻和腐蚀，化学机械抛光，和后道工艺切割和包装等方面有专长。
如果需要，完全集成的和标准的MEMS工艺往往提供给用户选择任何腐蚀剂的决定权，因为这些加工工艺在一个特定的平台中已建立并规范化了。
用户可能不知道或不需要知道这些腐蚀工艺的详细信息。
一个完全集成的工艺范例是将集成电路工艺与认可的兼容MEMS工艺混合在一起。
全定制的MEMS工艺选择湿法和干法刻蚀工艺最自由，对于早期的器件开发，器件只需要几个光刻版，非常高产量的器件尤其如此。
半定制工艺允许MEMS 工艺放在已经制造的有源器件（即CMOS）工艺之前，更多放在之后，给开发人员选择湿法或干法刻蚀工艺的机会，以满足特定的薄膜刻蚀的要求。
工艺变化可包括对腐蚀步骤进行修改，以满足薄膜腐蚀的要求。
工艺单元的用户在湿法工艺的选择和使用方面最有发言权。
图 8.1 针对MEMS器件的工艺方案，包括全集成工艺、对标准集成电路或MEMS工艺的修改、半定制和全定制工艺、标准（如多器件和多用户）MEMS工艺及工艺单元。
湿法腐蚀工艺可以由所选工艺方案决定，对适合标准和全集成工艺的器件尤其如此。
特殊的湿法腐蚀工艺可能需要选择工艺参数、半定制、全定制或工艺单元。
许多公司提供代工服务，代工范围包括从任何地方单步加工工艺、工艺模块到成熟的已建立流程。
一些较大的代工厂提供MEMS服务，如有变更，请参考文献[31]。
例如，用户可能会提交一个CAD设计到外包服务，该服务可以提供对各种材料的顶部进行多层电镀形成多层金属结构[32]。
通过网上搜索，或与行业专家和代工厂的代表交流可以找到一些提供工艺单元的代工厂。
图8.2 湿法腐蚀选择和开发原则包括：确定有效性，显示出重复性和可靠性，如果可能采用已有工艺，确保工艺兼容和评估成本选择湿腐蚀工艺模块需要多方面的考虑，其中一些如图8.2所示。
对特定器件的一般工艺流程开发之后，腐蚀工艺要进行评估看是否应该是湿法或干法刻蚀。
湿法腐蚀的第一选择原则是，基于腐蚀选择性，腐蚀速率，侧壁上的工艺要求确定候选的腐蚀液或腐蚀工艺的有效性。
选择性必须足够高以便在对掩膜材料损伤最小的情况下能刻蚀所想要刻的材料，并且任何暴露出来的要刻蚀材料必须被刻干净。
在可能的情况下，腐蚀速率应选择在2-5分钟左右完成腐蚀：腐蚀时间要足够长以便将插入圆片和润湿的影响降到最小，时间又要足够短，以保持工作流程恰当和降低工艺单元成本。
专用腐蚀，如牺牲层腐蚀或衬底的各向异性刻蚀，可能需要几个小时或更长时间。
选择湿法腐蚀时，侧壁可以是一个重要的考虑因素。
湿法腐蚀和干法刻蚀相比，能显著钻蚀掩膜图案。
在湿法腐蚀中，精细线条，如相邻线和间隔等可能会完全消失。
对暗场掩膜来说，钻蚀也会导致器件特征尺寸变宽，影响设计规则，并在某些情况下限制了芯片尺寸。
在某些情况下，一般用湿法腐蚀产生的斜侧壁是有利的，它能允许后续薄膜沉积和图案有更好的台阶覆盖。
湿法腐蚀的第二个选择原则是，可证明重复性，可靠性，湿法腐蚀的鲁棒性。
举例来说，一个挑剔的腐蚀工艺要求操作者特别关注，甚至轻微的腐蚀变化就可以毁掉整个工艺。
一个良好的湿法腐蚀工艺必须有过腐蚀的能力，允许5-15％或以上的过腐蚀余量，同时对器件性能和产量的影响微乎其微。
一个理想的湿法腐蚀有自停止特性的过腐蚀能力，对其他暴露材料有近无限的选择性。
腐蚀工艺的一个更有利的优点是对操作者控制的腐蚀有一个可见的腐蚀终止点和能在线验证被腐蚀薄膜或底膜的薄膜厚度，这确保了所选材料在目标区域内彻底被腐蚀掉。