光刻湿法刻蚀研究教程文件
湿法刻蚀ppt课件
刻蚀溶液为硝酸（HNO3）与氢氟酸（HF）和水（或醋酸）
的混合溶液。 反应方程式：Si+ HNO3+6HF H2SiF6易溶于水。 醋酸有啥作用呢？ H2SiF6+HNO2+H2O+H2 加入醋酸可以抑制
硝酸的分解，使硝 酸的浓度维持在较 高的水平
刻蚀溶液为硝酸（HNO3）与氢氟酸（HF）混合溶液，当 硝酸的浓度较低时，这时有足够的HF来溶解SiO2，反应
●刻蚀溶液的浓度 ●刻蚀时间 ●反应温度 ●搅拌方式
刻蚀溶液的浓度越高、反应温度越高，薄膜的刻蚀速率就
越快。反应过程是一个放热、放气的反应。反应放热，造
成局部的温度升高，使反应速率增快；反应放气，产生气 泡，可以隔绝局部的薄膜和刻蚀溶液，使反应停止。 如何解决： ？？
搅拌，超声
大多数先采用强氧化剂对硅（Si）进行氧化，用氢氟酸 （HF）与二氧化硅反应去掉二氧化硅（SiO2）。常用的
通过缓冲氧化物刻蚀BOE（buffered 率
oxide etche）溶液可以控制反应速 怎样来控制反应速率呢？
BOE成分：HF:NH4F:H2O 其中,HF为45%的浓氢氟酸
NH4F在反应中作为缓冲剂，氟化铵通过分解反应产生HF，
从而维持了HF的恒定的浓度。 NH4F NH3+HF
●加热温度35-60摄，这里刻蚀就在（111）面
停止了，（111）面的轮廓即为刻
蚀轮廓。（仅作参考）
HF可以在室温下与SiO2快速反应，而不会刻蚀Si或多晶硅。 反应方程式：
SiO2+6HF
SiF6+H2O+H2
饱和浓度的HF在室温下的刻蚀率300A/S，这个速率对于 要求控制的工艺来说太快了（3000A的薄膜，10S搞定）
IC制造虚拟课件：刻蚀技术概述与湿法刻蚀
学习目标
熟悉刻蚀工艺作用 熟悉湿法刻蚀技术方法、原理
概述
• 光刻之后的第二次图形转移 • 有选择的去除一层材料中部分区域的工艺
• 干法刻蚀或湿法刻蚀 • 金属、介质、硅 • 有图形刻蚀、无图形剥离反刻
刻蚀参数
刻蚀速率：单位时 间内刻蚀的材料厚 度
刻蚀速率与表面积 成正比
刻蚀参数
生成溶于水的副产物。 优点∶简单、方便，成本低，选择性高。 缺点∶环境污染，横向腐蚀较大，小线条误
差大，有底膜区难腐蚀
自动刻蚀槽
刻蚀方法——湿法刻蚀
浸没腐蚀 主Βιβλιοθήκη 用于漂洗氧化硅、硼磷硅玻璃、表面剥
离等
THANKS
刻蚀剖面，刻蚀方向性导致不同剖面
刻蚀参数
选择比，不同材料刻蚀速率比
刻蚀参数
均匀性，要求刻蚀工艺中，不同图形，以及 不同图形密度的硅片上，刻蚀速率保持一致
理想的刻蚀工艺必须具有以下特点
×
各向异性刻蚀
√ 加工批量大，控制容易，成本低，对环境污 染少，适用于工业生产。
刻蚀方法——湿法刻蚀
用化学溶液腐蚀未被保护的膜
湿法刻蚀毕业论文
苏州市职业大学毕业设计（论文）说明书设计（论文）题目太阳能电池片湿刻蚀的应用系电子信息工程系专业班级08电气2姓名李华宁学号*********指导教师孙洪年月日太阳能电池片湿刻蚀的应用摘要湿刻就是湿法刻蚀，它是一种刻蚀方法，主要在较为平整的膜面上刻出绒面，从而增加光程，减少光的反射，刻蚀可用稀释的盐酸等。
湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术。
它是一种纯化学刻蚀，具有优良的选择性，刻蚀完当前薄膜就会停止，而不会损坏下面一层其他材料的薄膜。
着重研究各种化学品的流量对电池片刻蚀深度的影响。
首先查看各种资料，掌握本课题相关的知识:通过对氢氟酸，硝酸，盐酸，氢氧化钠等化学品流量，温度，湿度等对太阳能电池片的影响。
通过技术软件分析，优化工艺参数，得到最优参数。
关键词：湿法刻蚀；腐蚀；流量；太阳能电池Solar cell wet etching applicationAbstractWet carved is wet etching, it is a kind of etching method, mainly in the relatively flat membrane surface, thereby increasing suede carving out process, reduce light light reflection, etching available dilute hydrochloric acid etc. Wet etching is will etching materials soaked in a mordant within the corrosion of technology. It is a kind of pure chemical etching, has excellent selectivity, etching the current film will cease, and won't damaged following a layer of film to other materials. Research on various chemicals to the flow the influence of battery piece etching depth. First check all kinds of material, grasps this topic relevant knowledge: by hydrofluoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, sodium hydroxide etc chemicals flow, temperature, humidity and so on the influence of solar cell. Through technology software analysis, optimization of process parameters, obtain optimal parameters.Keyword:wet etching; Corrosion; Flow; Solar battery目录摘要 (1)目录 (3)第一章前言 (5)第二章湿法刻蚀及成长工艺 (8)2.1湿法刻蚀的基本过程 (8)2.2 主要的化学反应 (8)2.3 湿法刻蚀的生长工艺 (8)2.3.1湿法刻蚀的定义 (8)2.3.2 湿法刻蚀的原理 (8)第三章刻蚀的应用 (10)3.1 湿法刻蚀硅 (10)3.2 湿法刻蚀二氧化硅 (11)3.3 湿法刻蚀氮化硅 (11)3.4 湿法刻蚀铝 (12)3.5 图形生成的LIFT－OFF技术 (12)3.5.1 Lift-off的原理 (12)3.5.2 Lift-off的好处 (13)3.5.3 为lift-off而作的模板层 (13)3.5.4 lift-off工艺过程 (13)第四章刻蚀的重要参数 (15)4.1 刻蚀速率 (15)4.2 刻蚀剖面 (15)4.3 刻蚀偏差 (15)4.4 选择比 (15)4.5 均匀性 (16)4.6 残留物 (16)4.7 聚合物 (17)4.8 等离子体诱导损伤 (17)4.9 颗粒沾污 (17)第五章湿法刻蚀工艺技术 (18)5.1 简述 (18)5.2 湿法刻蚀 (18)5.3 湿法刻蚀的过程 (18)5.4 二氧化硅的湿法刻蚀 (18)5.4.1 影响腐蚀质量的因素 (19)5.5 硅的刻蚀 (19)第六章刻蚀技术新进展 (21)6.1 四甲基氢氧化铵(TMAH)湿法刻蚀 (21)6．2 软刻蚀 (21)6.3 终点检测 (22)6.3.1光学放射频谱分析 (22)6.3.2激光干涉测量 (22)6.3.3质谱分析法 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第一章前言湿刻就是湿法刻蚀：是刻蚀的一种方法,其他的有干刻蚀，等离子刻蚀等。
4.2 湿法刻蚀[11页]
![4.2 湿法刻蚀[11页]](https://img.taocdn.com/s3/m/72cd014b915f804d2b16c176.png)
湿法各向同性化学腐蚀
腐蚀因子：
FV X
△x
四、湿法刻蚀的工艺设备 1. 全自动湿法腐蚀操作设备
2. 手动湿法腐蚀操作设备
腐蚀液 腐蚀原理：
磷酸H3PO4——起主要的腐蚀作用 硝酸HNO3——改善台阶性能 醋酸——降低腐蚀液表面张力 水——调节腐蚀液浓度
PO4
3
3H 2
三、湿法刻蚀的特点
对下层材料有较高的选择比、对器件不会造成等离子体损伤、设备简单 ，各向同性刻蚀造成分辨率低，化学刻蚀槽的安全性。
集成电路制造工艺
--湿法刻蚀
单位：江苏信息职业技术学院 微电子教研室
本章 要点
第四章 刻蚀
刻蚀的基本概念 湿法刻蚀 干法刻蚀 去胶
本章 要点
第四章 刻蚀
刻蚀的基本概念 湿法刻蚀 干法刻蚀 去胶
刻蚀
湿法刻蚀
干法刻蚀
湿法刻蚀：目前主要用在漂去氧化硅、表层剥离及大尺寸 图形（3m 以上)腐蚀应用方面； 干法刻蚀：是亚微米和深亚微米尺寸下刻蚀器件的主要方法。
§4.2 湿法刻蚀
二、几种薄膜的湿法刻蚀
1. 二氧化硅的湿法刻蚀
腐蚀液：缓冲氢氟酸腐蚀液BHF或缓冲氧化硅腐蚀液BOE（Buffer of Etchant)
腐蚀的化学原理：
6HF SiO2 H2 SiF6 2H2O
NH4F作为缓冲剂减慢并稳定腐蚀过程，从而很好地控制腐蚀速率。
2.铝的湿法刻蚀
§4.2 湿法刻蚀
一、湿法刻蚀的基本概念
湿法刻蚀是利用一定的化学试剂与需刻蚀的薄膜反应从而在薄膜上显示一定的图形。
湿法刻蚀的优点： ✓ 高刻蚀的选择比； ✓ 不产生衬底损伤。
湿法刻蚀的缺点： ➢ 各向同性刻蚀，刻蚀后的线条宽度难以控制。 ➢ 通常伴有放热并产生气体。反应放热会造成局部
光刻湿法刻蚀研究
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04 光刻湿法刻蚀技术未来展 望
技术发展趋势
纳米精度控制
随着光刻技术的不断进步，湿法刻蚀技术将向纳米精度控制方向 发展，实现更精细的刻蚀效果。
干湿法结合
干法刻蚀和湿法刻蚀各有优缺点，未来光刻湿法刻蚀技术将与干法 刻蚀技术相结合，发挥各自优势，提高刻蚀效率和精度。
环保与可持续发展
随着环保意识的提高，光刻湿法刻蚀技术将更加注重环保和可持续 发展，减少对环境的负面影响。
VS
详细描述
优化刻蚀条件和后处理工艺可以有效降低 表面粗糙度。例如，采用低能电子束轰击 技术可以减小表面粗糙度，提高器件性能 。此外，适当的退火处理也可以改善表面 质量。
刻蚀速率提升
总结词
提高刻蚀速率是提高生产效率和降低成本的关键因素。
详细描述
通过优化刻蚀气体组成、压力和温度等工艺参数，可以显著提高刻蚀速率。此外，采用高活性的刻蚀气体和先进 的反应器设计也是提高刻蚀速率的有效途径。
涂胶与预烘
涂胶
将光刻胶涂覆在硅片表面，形成 一层均匀的光刻胶膜。
预烘
通过烘烤使光刻胶中的溶剂挥发 ，增强光刻胶与硅片之间的附着 性。
曝光与显影
曝光
通过紫外光照射使光刻胶中的特定分子发生化学反应，形成图案。
显影
将曝光后的光刻胶浸泡在显影液中，溶解未反应的光刻胶分子，形成所需图案。
刻蚀与退胶
刻蚀
使用化学或物理方法将硅片表面未被 光刻胶覆盖的区域去除，形成微结构。
总结词
刻蚀精度是光刻湿法刻蚀技术的关键指标，直接影响到器件性能和成品率。
详细描述
刻蚀精度受到多种因素的影响，如光刻胶厚度、曝光能量、刻蚀气体流量和压力等。为了提高刻蚀精 度，可以采用先进的工艺控制技术，如实时监测和反馈控制系统，以确保刻蚀深度和形状符合设计要 求。
湿法刻蚀工序作业指导书
保密级别C文件种类作业指导书文件编号LW－PT3－014－A0编制部门工艺技术部编制/日期修订/日期审核/日期批准/日期RENA湿法刻蚀工序作业指导书1 目的指导电池车间湿法刻蚀工序的生产操作。
2 适用范围本文件适用于90MW电池车间湿法刻蚀工序生产人员。
3 定义无4 职责和权限4.1 生产员工：若无工艺工程师许可严禁擅自对任何工艺参数进行修改与调整。
4.2 操作员4.2.1 在工艺工程师授权的情况下才能对工艺参数进行调整。
在未经工艺工程师授权时不得更改、调节、删除任何设备的工艺参数。
4.2.2 协助班组长对自己所操作机器的工艺参数进行监控，当发现工艺参数发生变化时应及时通知班组长，由班组长通知工艺工程师，或者主操作直接通知工艺工程师。
4.3 班组长4.3.1 班组长应该严格要求本组员工按工艺要求进行生产，对其操作进行监督，杜绝违反工艺规定现象出现。
4.3.2 当工艺工程师不在现场，且刻蚀后硅片的边缘电阻、边宽出现异常时对带速、流量、腐蚀温度、溶液浓度等在一定范围内进行微调。
当微调无效时，班组长应该通知工艺工程师进行调整。
4.3.3 当硅片出现异常，班组长应立即通知工艺人员。
班组长在未得到工艺工程师的授权时，不得对刻蚀工艺参数进行任何调整。
4.3.4 班组长应该配合工艺人员严格按照实验要求完成各项实验。
4.3.5 协助工艺人员对超净间的各种工艺进行监控，监督工艺质量，当发现工艺被修改时应及时通知工艺人员，由工艺人员进行确认处理。
4.3.6 实验单由班组长负责，监督本组员工如实、认真填写。
4.4 工艺工程师：4.4.1 保持超净车间的工艺稳定，保证超净车间生产的连续，当工艺出现重大波动且影响到生产质量时，应该及时采取相应的解决措施。
4.4.1.1 工艺工程师应该指导生产人员进行生产，保证生产的顺利进行；4.4.1.2 当工艺工程师对工艺进行优化时，应事先与主管工程师讨论确认方案的可行性，然后请求生产部协助，按计划进行实验；4.4.1.3 工艺人员的实验在没有成熟时不得进行大批量生产。
湿法刻蚀PPT课件
●优点 工艺设备简单、成本低、具有良好的刻 蚀选择比 ●缺点 各项异性刻蚀
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
刻蚀剂槽
甩，烘干
超纯水冲 洗
●定特征尺寸大于3 m
●各向异性刻蚀
●反应物扩散到被刻蚀薄膜的表面
●反应物与被刻蚀薄膜反应
●反应物的产物从反刻应蚀产表物面：扩气散体到，溶液
中
或者能溶于腐蚀剂 的物质
一般第二步的过程最慢，该步骤决定了
刻蚀速率
●用氧化剂将刻蚀材料氧化成氧化物 ●用另一种溶液将形成的氧化物溶解掉
●刻蚀溶液的浓度 ●刻蚀时间 ●反应温度 ●搅拌方式
刻蚀溶液的浓度越高、反应温度越高，薄膜的刻蚀速率就 越快。反应过程是一个放热、放气的反应。反应放热，造 成局部的温度升高，使反应速率增快；反应放气，产生气 泡，可以隔绝局部的薄膜和刻蚀溶液，使反应停止。 如何解决：
？？ 搅拌，超声
大多数先采用强氧化剂对硅（Si）进行氧化，用氢氟酸
一句话：速率取决于浓度较低者
硅属于两性氧化物，即可以和酸反应，又可以和碱反应， 用含KOH的溶液来对硅进行刻蚀，可以用KOH溶液和异 丙醇（IPA）相混合来进行。Si（100）面的刻蚀速率比Si
9.2 刻蚀技术-湿法刻蚀
9刻蚀技术—湿法刻蚀19.2 湿法刻蚀湿法腐蚀是化学腐蚀，晶片放在腐蚀液中（或喷淋），通过化学反应去除窗口薄膜，得到晶片表面的薄膜图形。
湿法刻蚀大概可分为三个步骤：①反应物质扩散到被刻蚀薄膜的表面②反应物与被刻蚀薄膜反应③反应后的产物从刻蚀表面扩散到溶液中，并随溶液排出。
湿法腐蚀特点湿法腐蚀工艺简单，无需复杂设备保真度差，腐蚀为各向同性，A=0，图形分辨率低 选择比高均匀性好清洁性较差湿法刻蚀参数参数说明控制难度浓度溶液浓度，溶液各成份的比例最难控制，因为槽内的溶液的浓度会随着反应的进行而变化时间硅片浸在湿法化学刻蚀槽中的时间相对容易温度湿法化学刻蚀槽的温度相对容易搅动溶液的搅动适当控制有一定难度批数为了减少颗粒并确保适当的浓度强度，相对容易一定批次后必须更换溶液9.2.1 硅的湿法腐蚀各向同性腐蚀Si+HNO3+6HF → H2SiF6+HNO2+H2O+H2硅的各向异性腐蚀技术 各向异性(Anisotropy)腐蚀液通常对单晶硅(111)面的腐蚀速率与(100)面的腐蚀速率之比很大（1：400）； 各向异性腐蚀Si+2KOH+H2O →K2SiO3+H2O各向异性腐蚀液腐蚀液：无机腐蚀液：KOH, NaOH, LiOH, NHOH等；4有机腐蚀液：EPW、TMAH和联胺等。
常用体硅腐蚀液：氢氧化钾(KOH)系列溶液；EPW(E：乙二胺，P：邻苯二酚，W：水)系列溶液。
硅以及硅化合物的典型腐蚀速率9.2.2 二氧化硅的湿法腐蚀262262SiO HF SiF H O H +→++HFNH F NH +↔34影响刻蚀质量的因素主要有：①黏附性光刻胶与SiO 2表面黏附良好，是保证刻蚀质量的重要条件②二氧化硅的性质③二氧化硅中的杂质④刻蚀温度⑤刻蚀时间9.2.3氮化硅的湿法腐蚀•加热180℃的H 3PO 4溶液或沸腾HF 刻蚀Si 3N 4•刻蚀速率与Si 3N 4的生长方式有关9.2.4 铝的湿法腐蚀3 23222Al 6HNO Al O 3H O 6NO +→++233442Al O 2H PO 2AlPO 3H O+→+9.2.5 铬的湿法腐蚀1、酸性硫酸高铈刻蚀4224324326()3()()Cr Ce SO Ce SO Cr SO +→+2、碱性高锰酸钾刻蚀42424226283324KMnO Cr NaOH K MnO Na MnO NaCrO H O++→+++3、酸性锌接触刻蚀()2424232Cr 3H SO Cr SO 3H +→+↑42242442424()CeOSO +H SO CeOSO 3Ce()SO Ce SO H O H O OH H +→+→↓+硫酸高铈易水解9.2.6 湿法刻蚀设备湿法刻蚀工艺的设备主要由刻蚀槽、水洗糟和干燥槽构成。
MEMS工艺中TMAH湿法刻蚀的研究
M EMS 加工技术主要有从半导体加工工艺中 发展起来的硅平面工艺和体硅工艺 。20 世纪 80 年 代中 期 , 利 用 X 射 线 光 刻 、电 铸 及 注 塑 的 L I GA (Lit hograp h Galvanformung und Abformug) 技术诞 生 ,形成了 M EMS 加工的另一个体系 。总的说来 , M EMS 工艺是在传统的微电子加工工艺基础上发 展起来的 ,后又发展了一些适合制作微机械的独特 技术 ,这些独特技术和常规集成电路工艺相结合实 现了 M EMS。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
液作为刻蚀液得不到光滑的刻蚀表面 。这个结果与 文献[ 3 ]报道的结果不完全一致 。图 3 (a) 和 ( b) 分 别是 TMA H 质量百分比在 20 %和 30 %时得到的刻 蚀面显微镜照片 。
3 TMA H + 硅酸 + 过硫酸铵刻蚀实 验
在 TMA H 中 添 加 硅 酸 ( H2 SiO3 ) 和 过 硫 酸 铵 ( (N H4) 2 S2O8) 或 IPA ,通过添加剂的强氧化作用 , 促使小丘不能形成 ,从而获得光滑的刻蚀表面[4 ,5 ] 。 报道的经过 TMA H + 硅酸 + 过硫酸铵混合液刻蚀 (100) 硅 125 min 后的结果如图 4 所示 。从图中可 以看到 ,在添加强氧化剂后 ,可以获得光滑的刻蚀表 面。
在我们进行的实验中 ,装置与参考文献[ 3 ]完全 相同 。进行了多次重复实验 ,结果与文献中给出的 刻蚀趋势是完全相同的 ,随着温度升高刻蚀速率增 加 ,随着质量百分比增加 ,刻蚀速率降低 。但在 90 ℃,质量百分比为 22 %时 ,刻蚀速率不能达到 1μm/ min ,而是小于 0. 82μm/ min 。当质量百分比降低到 5 % ,在 90 ℃时刻蚀速率也只有 0. 85μm/ min ,这与 文献 [ 3 ] 的 结 果 相 差 较 大 。同 时 , 在 我 们 改 变 TMA H 的刻蚀温度和质量百分比重复实验的时候 , 刻蚀表面的粗糙度情况始终不够理想 ,而是产生非 常密集的小丘 ,造成表面非常粗糙 。在质量百分比 达到 20 %之后 ,刻蚀表面呈现桔皮状 。也就是说 , 在 不增加任何添加剂的情况下 ,仅仅用 TMAH溶
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。
nm以下 湿法光刻
nm以下湿法光刻湿法光刻技术是一种常用于微电子制造中的重要工序，通过液体显影剂的运用，在光刻胶层上形成所需图案，为后续工艺步骤提供必要的引导。
本文将围绕湿法光刻展开，介绍其原理、工艺流程、应用领域，并分享一些有关操作技巧和优化方法。
首先，我们来了解湿法光刻的原理。
湿法光刻主要依靠光刻胶的特性，将光刻胶涂覆在硅片表面，然后通过掩膜对其进行曝光，从而在光刻胶层中形成所需的图案。
而后，通过将硅片浸入显影剂中，光刻胶的未曝光部分被显影剂溶解掉，暴露出硅片表面，最终形成所需的图案结构。
接下来，我们将详细介绍湿法光刻的工艺流程。
首先，在光刻机中将光刻胶均匀涂覆在硅片上，以确保光刻胶在硅片表面形成一层均匀且适当厚度的薄膜。
然后，将掩膜放置在光刻胶上，并进行曝光过程。
曝光过程中，掩膜上的图案将被透过曝光光源的光线投射到光刻胶层上，产生化学或物理反应。
完成曝光后，硅片将被浸入显影剂中进行显影。
显影剂溶解光刻胶的未曝光部分，使图案的结构从胶层中凸现出来。
显影结束后，需要进行一系列的清洗和后处理步骤，以去除残留的光刻胶和显影剂，并对硅片进行最后的表面处理。
除了在微电子制造领域广泛应用外，湿法光刻还在其他领域发挥着重要作用。
例如，在生物医学领域，湿法光刻技术可用于制造微流控芯片、生物传感器等微细结构，为生物实验和诊断提供支持。
在纳米科技领域，湿法光刻则被用于制备纳米缝隙、纳米线等纳米结构，为材料研究和器件制备提供基础。
若想在湿法光刻工艺中取得良好的效果，操作技巧和优化方法是关键。
首先，对光刻机的操作要熟悉，并保持设备的良好维护状态，以确保光刻胶的涂覆均匀性和曝光的准确性。
其次，光刻胶的选择要考虑到所需图案的特性和硅片表面的要求，以获得最佳的显影效果和结构质量。
此外，显影剂的选用和显影时间的控制也对图案的清晰度和边缘质量有影响。
综上所述，湿法光刻技术是一项重要、复杂而又精密的微电子制造工艺。
通过对原理、工艺流程、应用领域和操作技巧的全面介绍，希望能够为从事或研究相关领域的人们提供指导和参考价值。
微透镜阵列 湿法刻蚀-概述说明以及解释
微透镜阵列湿法刻蚀-概述说明以及解释1.引言1.1 概述微透镜阵列是一种具有微米级尺寸的透镜排列结构，可以用于光学成像、传感和光通信等领域。
湿法刻蚀是一种常用的制备微透镜阵列的方法，通过控制刻蚀液的成分和处理条件，可以实现对透镜结构的精确加工。
本文将介绍微透镜阵列的概念、湿法刻蚀原理以及制备方法，以期为相关研究提供参考和帮助。
1.2 文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分，具体结构如下：- 引言部分主要包括文章的概述，介绍微透镜阵列和湿法刻蚀的相关概念，以及文章的目的，即为读者提供对微透镜阵列和湿法刻蚀的全面了解。
- 正文部分分为三个小节，首先是介绍微透镜阵列的概念，阐述其在光学应用中的重要性和作用；接着是解释湿法刻蚀的原理，探讨湿法刻蚀在微透镜阵列制备中的作用和意义；最后是详细介绍微透镜阵列的制备方法，包括具体的步骤和工艺。
- 结论部分将对整篇文章进行总结，概括微透镜阵列和湿法刻蚀的重要性和应用前景，展望这两项技术在未来的发展方向和潜力。
通过以上结构的安排，读者可以系统地了解微透镜阵列和湿法刻蚀的相关知识，并对它们的制备和应用有一个清晰的认识。
1.3 目的：本文旨在探讨微透镜阵列在光学领域中的重要性和应用。
通过介绍微透镜阵列的概念、湿法刻蚀原理以及制备方法，希望能够帮助读者更深入地了解这一技术。
同时，通过对微透镜阵列的研究和应用前景进行展望，进一步探讨其在光学成像、激光加工、生物医学等领域中的潜在价值和发展方向。
通过本文的阐述，期望能够引起读者对微透镜阵列技术的兴趣，促进该领域的研究和应用的发展。
2.正文2.1 微透镜阵列概念微透镜阵列是一种具有微观尺寸的透镜阵列结构，通常由大量微小透镜组成，每个微透镜都可以独立地聚焦光线。
微透镜阵列的应用领域非常广泛，包括成像、激光加工、光通信等领域。
微透镜阵列通常由透镜和基底两部分构成。
透镜部分通常是由光学材料制成，如玻璃、硅等，而基底部分则用于支撑和固定透镜。
光刻与刻蚀工艺讲课文档
第八页，共119页。
洁净室（4）
第九页，共119页。
❖ 对一般的IC制造区 域，需要等级100的 洁净室，约比一般室 内空气低4个数量级。
❖ 在图形曝光的工作 区域，则需要等级10 或1的洁净室。
lithography
❖Introduction
第十三页，共119页。
Process flow optical litho
Resist coat (wafer track)
resist substrate
Expose (illumination tool)
positive tone Develop (wafer track)
etch (ion implantation)
▪ 甚远紫外线(EUV) （13.4nm) ▪ 电子束光刻 (波粒二相性，更多显示粒子性）
以上两种曝光光源比较有前景，可以对亚100nm， 亚50nm的特征尺寸进行光刻 ▪ X射线 ▪ 离子束光刻
第四十二页，共119页。
光学曝光方法
第四十三页，共119页。
光学曝光方法
❖遮蔽式曝光
▪ 接触式曝光
• 提供约1um的分辨率 • 对掩膜版造成损伤
步进式
第三十八页，共119页。
曝光光源
❖普通光源
▪ 光的波长范围大，图形边缘衍射现象严重，满 足不了特征尺寸的要求。
❖晶圆生产用的曝光光源
第三十九页，共119页。
曝光光源
❖晶圆生产用的曝光光源
▪ 最广泛使用的曝光光源是高压汞灯 ▪ 产生的光为紫外光（UV） ▪ 三条发射线
• I线(365nm) • H线(405nm) • G线(436nm)
9.2-刻蚀技术-湿法刻蚀
9刻蚀技术—湿法刻蚀19.2 湿法刻蚀湿法腐蚀是化学腐蚀，晶片放在腐蚀液中（或喷淋），通过化学反应去除窗口薄膜，得到晶片表面的薄膜图形。
湿法刻蚀大概可分为三个步骤：①反应物质扩散到被刻蚀薄膜的表面②反应物与被刻蚀薄膜反应③反应后的产物从刻蚀表面扩散到溶液中，并随溶液排出。
湿法腐蚀特点湿法腐蚀工艺简单，无需复杂设备保真度差，腐蚀为各向同性，A=0，图形分辨率低 选择比高均匀性好清洁性较差湿法刻蚀参数参数说明控制难度浓度溶液浓度，溶液各成份的比例最难控制，因为槽内的溶液的浓度会随着反应的进行而变化时间硅片浸在湿法化学刻蚀槽中的时间相对容易温度湿法化学刻蚀槽的温度相对容易搅动溶液的搅动适当控制有一定难度相对容易批数为了减少颗粒并确保适当的浓度强度，一定批次后必须更换溶液9.2.1 硅的湿法腐蚀各向同性腐蚀Si+HNO3+6HF → H2SiF6+HNO2+H2O+H2硅的各向异性腐蚀技术 各向异性(Anisotropy)腐蚀液通常对单晶硅(111)面的腐蚀速率与(100)面的腐蚀速率之比很大（1：400）； 各向异性腐蚀Si+2KOH+H2O →K2SiO3+H2O各向异性腐蚀液腐蚀液：无机腐蚀液：KOH, NaOH, LiOH, NHOH等；4有机腐蚀液：EPW、TMAH和联胺等。
常用体硅腐蚀液：氢氧化钾(KOH)系列溶液；EPW(E：乙二胺，P：邻苯二酚，W：水)系列溶液。
硅以及硅化合物的典型腐蚀速率9.2.2 二氧化硅的湿法腐蚀262262SiO HF SiF H O H +→++HFNH F NH +↔34影响刻蚀质量的因素主要有：①黏附性光刻胶与SiO 2表面黏附良好，是保证刻蚀质量的重要条件②二氧化硅的性质③二氧化硅中的杂质④刻蚀温度⑤刻蚀时间9.2.3 氮化硅的湿法腐蚀•加热180℃的H 3PO 4溶液或沸腾HF 刻蚀Si 3N 4•刻蚀速率与Si 3N 4的生长方式有关9.2.4 铝的湿法腐蚀3 23222Al 6HNO Al O 3H O 6NO +→++233442Al O 2H PO 2AlPO 3H O+→+9.2.5 铬的湿法腐蚀1、酸性硫酸高铈刻蚀4224324326()3()()Cr Ce SO Ce SO Cr SO +→+2、碱性高锰酸钾刻蚀42424226283324KMnO Cr NaOH K MnO Na MnO NaCrO H O++→+++3、酸性锌接触刻蚀()2424232Cr 3H SO Cr SO 3H +→+↑42242442424()CeOSO +H SO CeOSO 3Ce()SO Ce SO H O H O OH H +→+→↓+硫酸高铈易水解9.2.6 湿法刻蚀设备湿法刻蚀工艺的设备主要由刻蚀槽、水洗糟和干燥槽构成。
光刻湿法刻蚀研究PPT课件
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1
湿法刻蚀的特点
❖优点：选择比高（一般高于100：1）
❖
生产速率高
❖
设备比较便宜
❖缺点: 各向同性，不适合形成3um以下的图形
❖
化学试剂用量大，并且污染环境
❖
气泡形成及化学蚀刻液无法完全与晶圆表
面接触所造成的不完全及不均匀的蚀刻
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2
湿法刻蚀的用处
❖ 曾经在特征尺寸大于3um的时代广泛使用，现在被干法刻 蚀替代
❖ 药液配比： H2SO4（浓）：H2O2=10：1（体积比）120℃ （+-10℃）
❖ H2SO4/H2O2去胶工艺不适用于AL后去胶
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11
氧化去胶工艺-SC1工艺
❖ 药液配比：
❖ NH4OH：H2O2：H2O≈1：1：5或1：2：10（体积比）
❖ 去胶原理：SC-1液中的H2O2具有很强的氧化性，可以把 有机物和无机物等杂质氧化成高价离子和氧化物而清除 。氨水是充当络合剂的作用，与杂质离子形成络合物溶 于水中被清除。
❖ 由于NH4OH易挥发、H2O2易分解，因此，该药液的有 效时间较短，目前，规定换液2小时（1：1：5，75+-5 ℃）或12小时（1：2：10，50+-5 ℃）内有效；
❖ 该去胶工艺主要用于SDG、POLY及SD注入后的去胶清洗（ 即干法去胶后去表面的胶丝或POLYMER清洗）
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12
❖ 双氧水会和Si反应生成SiO2，如需保护Si，则要阻挡层。
❖
自对准钛硅化物的形成
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9
光刻胶的湿法刻蚀
光刻胶湿法刻蚀方法比较多，大体分为两种 ❖ 氧化去胶 ❖ 溶剂去胶
湿法刻蚀提高硅刻蚀均匀性技术研究
湿法刻蚀提高硅刻蚀均匀性技术研究祝福生; 夏楠君; 赵宝君; 黄鑫亮; 王文丽【期刊名称】《《电子工业专用设备》》【年(卷),期】2019(048)005【总页数】4页(P13-16)【关键词】湿法刻蚀; 各向同性刻蚀; 各向异性刻蚀; 刻蚀均匀性【作者】祝福生; 夏楠君; 赵宝君; 黄鑫亮; 王文丽【作者单位】中国电子科技集团公司第四十五研究所北京101601【正文语种】中文【中图分类】TN305.7刻蚀是把进行光刻前所淀积的薄膜中未被光刻胶覆盖的部分用化学或物理的方式去除，用以完成掩模图像的转移。
刻蚀是半导体器件和集成电路的基本制造工艺，分为湿法刻蚀和干法刻蚀。
湿法刻蚀是通过化学刻蚀液和被刻蚀物质之间的化学反应将被刻蚀物质剥离下来的方法；干法刻蚀的刻蚀剂是等离子体，是利用等离子体和表面薄膜反应，形成挥发性物质，或直接轰击薄膜表面使之被腐蚀的工艺。
虽然湿法刻蚀在保证细小图形转移后的保真性方面不如干法刻蚀，但由于生产成本低、产能高、适应性强、表面均匀性好、对硅片损伤少、其优良的选择比在去氧化硅、去除残留物、表层剥离以及大尺寸图形刻蚀等方面有着广泛的应用。
湿法刻蚀的特点是：反应生成物必须是气体或能溶于刻蚀剂的物质，否则会造成反应物沉淀，影响刻蚀的正常进行；湿法刻蚀一般为各向同性，即水平方向和垂直方向的速率是相同的，这样会导致侧向出现腐蚀。
因此，刻蚀后得到的图形结构不是理想的垂直墙；湿法刻蚀过程常伴有放热和放气现象，影响刻蚀速率，使得刻蚀效果变差。
硅湿法刻蚀是常用的刻蚀工艺，广泛应用于实际生产中。
除湿法刻蚀工艺外，湿法刻蚀设备性能及工艺槽结构，是影响硅湿法刻蚀均匀性的重要因素，提高湿法刻蚀设备性能指标、优化工艺槽结构，是改善刻蚀均匀性的重要途径。
1 硅的湿法刻蚀原理最常见的硅刻蚀是各向同性刻蚀，刻蚀剂是HNO3、HF和水（或CH3COOH）的混和液。
刻蚀过程：首先由HNO3在硅表面反应生成一层致密的SIO2薄膜，该层薄膜不溶于HNO3和水，利用HF可将SIO2溶解掉，这样的过程连续不断地进行。
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❖ 现在用于：
❖
漂去氧化膜
❖
去除残留物
❖
无图形薄膜的去除
❖
大尺寸图形刻蚀
二氧化硅的湿法刻蚀
❖ HF酸溶液（极高的选择比）
❖ 化学反应:SiO2 + 6HF → H2SiF6(氟硅酸) + 2H2O
❖ 氢氟酸对二氧化硅的蚀刻速率相当高，在制程上很难控 制，因此在实际应用上都是使用稀释后的氢氟酸溶液， 或是添加氟化铵作为缓冲剂的混合液，来进行二氧化硅 的蚀刻
❖ 总反应式：Si + HNO3（浓） + 6HF =H2SiF6 + HNO2 + H2↑ + H2O
❖ 上述的反应中可添加醋酸作为缓冲剂，以抑制硝酸的解 离。而蚀刻速率的调整可藉由改变硝酸与氢氟酸的比例 ，并配合醋酸添加与水的稀释加以控制
❖ （注：单纯的浓硝酸不能和硅片直接反应，因为反应生 成的SiO2薄膜会阻挡反应继续进行）
铝的湿法刻蚀
❖ 80% 磷酸, 5% 乙酸, 5% 硝酸和 10 % 水的热溶液 (42 to 45°C)
❖ 2Al+6（H+）=2（Al+）+3H2↑
❖ 蚀刻反应的机制是藉由硝酸将铝氧化成为氧化铝，接着 再利用磷酸将氧化铝予以溶解去除，如此反复进行以达 蚀刻的效果。
❖ 温度越高蚀刻速率越快，一般而言蚀刻速率约为10003000 Å /min，而溶液的组成比例、不同的温度及蚀刻过 程中搅拌与否都会影响到蚀刻的速率。
氮化硅的湿法刻蚀
❖ 热 (150 to 200 °C) (85%)H3PO4溶液
❖ 对硅、二氧化硅有高选择比。
❖ 应用于 “硅的局部氧化”（LOCOS） 和 STI氮化硅去除。
❖ Si3N4 + 4 H3PO4 →Si3(PO4)4 + 4NH3↑
❖ 其蚀刻速率与氮化硅的成长方式有关，以PVD辅助CVD形 成之氮化硅，由于组成结构(SixNyHz相较于Si3N4) 较以高 温低压化学气相沉积方式形成之氮化硅为松散，因此蚀 刻速率较快许多。但在高温热磷酸溶液中光阻易剥落， 因此在作氮化硅图案蚀刻时，通常利用二氧化硅作为屏 蔽。一般来说，氮化硅的湿式蚀刻大多应用于整面氮化 硅的剥除。对于有图案的氮化硅蚀刻，最好还是采用干 式蚀刻为宜。
❖ 典型的缓冲氧化硅蚀刻液(BOE : Buffer Oxide Etcher)(体积 比6:1之氟化铵(40%)与氢氟酸(49%))对于高温成长氧化层 的蚀刻速率约为1000Å /min。
Si 湿法刻蚀呢
？
Si的湿法刻蚀
❖ 在半导体制程中，单晶硅与复晶硅的蚀刻通常利用硝酸 与氢氟酸的混合液来进行。此反应是利用硝酸将硅表面 氧化成二氧化硅，再利用氢氟酸将形成的二氧化硅溶解
湿法刻蚀
湿法刻蚀的特点
❖优点：选择比高（一般高于100：1）
❖
生产速率高
❖
设备ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ较便宜
❖缺点: 各向同性，不适合形成3um以下的图形
❖
化学试剂用量大，并且污染环境
❖
气泡形成及化学蚀刻液无法完全与晶圆表
面接触所造成的不完全及不均匀的蚀刻
湿法刻蚀的用处
❖ 曾经在特征尺寸大于3um的时代广泛使用，现在被干法刻 蚀替代
❖ 药液配比： H2SO4（浓）：H2O2=10：1（体积比）120℃ （+-10℃）
❖ H2SO4/H2O2去胶工艺不适用于AL后去胶
氧化去胶工艺-SC1工艺
❖ 药液配比：
❖ NH4OH：H2O2：H2O≈1：1：5或1：2：10（体积比）
❖ 去胶原理：SC-1液中的H2O2具有很强的氧化性，可以把 有机物和无机物等杂质氧化成高价离子和氧化物而清除 。氨水是充当络合剂的作用，与杂质离子形成络合物溶 于水中被清除。
❖ 由于NH4OH易挥发、H2O2易分解，因此，该药液的有 效时间较短，目前，规定换液2小时（1：1：5，75+-5 ℃）或12小时（1：2：10，50+-5 ℃）内有效；
❖ 该去胶工艺主要用于SDG、POLY及SD注入后的去胶清洗（ 即干法去胶后去表面的胶丝或POLYMER清洗）
溶剂去胶
❖ 溶剂去胶主要是利用在溶剂中使聚合物溶胀并分解，溶 于该溶剂，从而达到去胶的目的。
❖ 双氧水会和Si反应生成SiO2，如需保护Si，则要阻挡层。
❖
自对准钛硅化物的形成
光刻胶的湿法刻蚀
光刻胶湿法刻蚀方法比较多，大体分为两种 ❖ 氧化去胶 ❖ 溶剂去胶
氧化去胶-H2SO4/H2O2工艺
❖ 该去胶工艺主要是利用H2SO4/H2O2的强氧化性，将胶中 的主要成分C、H氧化形成CO2和H2O，从而达到去胶的 目的。
❖ 湿式蚀刻铝的同时会有氢气泡的产生，这些气泡会附着 在铝的表面，而局部地抑制蚀刻的进行，造成蚀刻的不 均匀性，可在蚀刻过程中予于搅动或添加催化剂降低接 口张力以避免这种问题发生。
钛的湿法刻蚀
❖ 1:1 双氧水 (H2O2) 和硫酸 (H2SO4) 混合溶液。
❖ Ti+2H2O2+2H2SO4=Ti(SO4)2+4H2O
❖ 溶剂：丙酮（50度），MSDS_EKC-270，IPA清洗剂，NMP （N-甲基吡咯烷酮），异丙酮，。。。。
❖ 去胶后有可能有胶丝残留