【精品】蚀刻技术.doc

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1、蚀刻技术蚀刻技术属于感光化学技术领域，是用光刻腐蚀加工薄形精密金属制品的一种方法。其基本原理是利用化学感光材料的光将胶膜板上栅网产显形状精确地复制到金属基片两面的感光层掩膜上通过显影去除未感光部分的掩膜，将裸露的金属部分在后续的加工中与腐蚀液直接喷压接触而被蚀除，最终获取所需的几何形状及高精度尺寸的产品技术蚀刻技术蚀刻一共有两大类：1:干式蚀刻；2:湿式蚀刻。最早的蚀刻技术是利用特走的溶液与薄膜间所进行的化学反应来去除薄膜未被光阻覆盖的部分，而达到蚀刻的目的，这种蚀刻方式也就是所谓的湿式蚀刻。因为湿式蚀刻是利用化学反应来进行薄膜的去除,而化学反应本身不具方向性，因此湿式蚀刻

2、过程为等向性，一般而言此方式不足以定义3微米以下的线宽,但对于3微米以上的线宽定义湿式蚀刻仍然为一可选择采用的技术。湿式蚀刻的优点：低成本、高可靠性、高产能及优越的蚀刻选择比。但相对于干式蚀刻，除了无法定义较细的线宽外，湿式蚀刻仍有以下的缺点：1）需花费较高成本的反应溶液及去离子水；2）化学药品处理时人员所遭遇的安全问题；3）光阻附着性问题；4）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；5）废气及潜在的爆炸性。湿式蚀刻过程可分为三个步骤：1）化学蚀刻液扩散至待蚀刻材料之表面；2）蚀刻液与待蚀刻材料发生化学反应；3）反应后之产物从蚀刻材料之表面扩

3、散至溶液中，并随溶液排出G）。三个步骤中进行最慢者为速率控制步骤，也就是说该步骤的反应速率即为整个反应之速率。大部份的蚀刻过程包含了一个或多个化学反应步骤，各种形态的反应都有可能发生，但常遇到的反应是将待蚀刻层表面先予以氧化，再将此氧化层溶解，并随溶液排出,如此反复进行以达到蚀刻的效果。如蚀刻硅、铝时即是利用此种化学反应方式。湿式蚀刻的速率通常可藉由改变溶液浓度及温度予以控制。溶液浓度可改变反应物质到达及离开待蚀刻物表面的速率，一般而言，当溶液浓度增加时,蚀刻速率将会提高。而提高溶液温度可加速化学反应速率，进而加速蚀刻速率。除了溶液的选用外，选择适用的屏蔽物质亦是十分重要的

4、,它必须与待蚀刻材料表面有很好的附着性、并能承受蚀刻溶液的侵蚀且稳定而不变质。而光阻通常是一个很好的屏蔽材料，且由于其图案转印步骤简单，因此常被使用。但使用光阻作为屏蔽材料时也会发生边缘剥离或龟裂的情形。边缘剥离乃由于蚀刻溶液的侵蚀，造成光阻与基材间的黏着性变差所致。解决的方法则可使用黏着促进剂来增加光阻与基材间的黏着性，如Hexamethyl-disilazane(HMDS)O龟裂则是因为光阻与基材间的应力差异太大，减缓龟裂的方法可利用较具弹性的屏蔽材质来吸收两者间的应力差。蚀刻化学反应过程中所产生的气泡常会造成蚀刻的不均匀性，气泡留滞于基材上阻止了蚀刻溶液与待蚀刻物表面

5、的接触,将使得蚀刻速率变慢或停滞，直到气泡离开基材表面。因此在这种情况下会在溶液中加入一些催化剂增进蚀刻溶液与待蚀刻物表面的接触，并在蚀刻过程中予于搅动以加速气泡的脱离。光阻光阻光阻，亦称为光阻剂，是一个用在许多工业制程上的光敏材料。像是光刻技术，可以在材料表面刻上一个图案的被覆层。光阻的类别光阻有两种，正向光阻(positivephotoresist)和负向光阻(negativephotoresist)正向光阻是光阻的一种，其照到光的部分会溶于光阻显影液，而没有照到光的部份不会溶于光阻显影液。负向光阻是光阻的一种，其照到光的部分不会溶于光阻显影液，而没有照到光的部份会溶于

6、光阻显影液。在紫外线和短波长的吸收光阻通常使用在紫外光波段或更小的波长(小于400纳米)。例如DNQ在300纳米到450纳米间有很强的吸收。正型光阻剂及负型光阻剂主要是应用在LED芯片制造的金属电极蒸镀Lift-off制程中，由于LED电极所使用的金属材料不易经由蚀刻的方式制作电路图形，所以利用拔起(Lift-off)微影制程，得到突起的(Overhang)光阻图形，使金属在蒸镀过程中不会连续性满布在光阻剂上，再用去光阻剂的方式将未遭金属布盖的光阻部份拔起，完成金属电极的图案。半导体制程常用的正型光阻剂，在光学曝光方式下，光阻剂上层接受能量较下层光阻高，使得正型光阻剂成像大

7、部份图形为上窄下宽，无法经一次曝光方式即得到0verhang的图形，而负型光阻剂的成像恰好与正型光阻剂图像相反，所以负型光阻剂是lift-off制程的最佳选择。作者：LED小知识光阻液光阻材料简介光阻主要由树脂(resin),感光剂(sensitizer),溶剂(solvant)三种成分混合而成。光阻种类：光阻分为正光阻及负光阻两种。1.正光阻：光阻本身难溶于显影液，曝光后解离成小分子，形成容易溶于显影液的结构。2.负光阻：曝光后形成不容易溶于显影液的结构。—般Arrayphotoprocess对正型光阻的需求如下