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Trockenätzen vs. Nassätzen

2023-08-25

Bei der Halbleiterfertigung ist das Ätzen neben der Fotolithographie und der Dünnschichtabscheidung einer der Hauptschritte. Dabei werden unerwünschte Materialien mithilfe chemischer oder physikalischer Methoden von der Oberfläche eines Wafers entfernt. Dieser Schritt wird nach der Beschichtung, Fotolithografie und Entwicklung durchgeführt. Es wird verwendet, um das freigelegte Dünnfilmmaterial zu entfernen, sodass nur der gewünschte Teil des Wafers übrig bleibt, und anschließend den überschüssigen Fotolack zu entfernen. Diese Schritte werden mehrfach wiederholt, um komplexe integrierte Schaltkreise zu erstellen.



Das Ätzen wird in zwei Kategorien eingeteilt: Trockenätzen und Nassätzen. Beim Trockenätzen werden reaktive Gase und Plasmaätzen verwendet, während beim Nassätzen das Material in eine Korrosionslösung getaucht wird, um es zu korrodieren. Trockenätzen ermöglicht anisotropes Ätzen, was bedeutet, dass nur die vertikale Richtung des Materials geätzt wird, ohne die Querrichtung des Materials zu beeinträchtigen. Dies gewährleistet die originalgetreue Übertragung kleiner Grafiken. Im Gegensatz dazu ist das Nassätzen nicht kontrollierbar, was die Breite der Linie verringern oder sogar die Linie selbst zerstören kann. Dies führt zu qualitativ minderwertigen Produktionschips.




Trockenätzen wird basierend auf dem verwendeten Ionenätzmechanismus in physikalisches Ätzen, chemisches Ätzen und physikalisch-chemisches Ätzen eingeteilt. Physikalisches Ätzen ist stark gerichtet und kann anisotropes Ätzen, jedoch kein selektives Ätzen sein. Chemisches Ätzen nutzt Plasma in der chemischen Aktivität der Atomgruppe und des zu ätzenden Materials, um den Zweck des Ätzens zu erreichen. Es verfügt über eine gute Selektivität, aber die Anisotropie ist aufgrund des Ätzkerns oder der chemischen Reaktion schlecht.