Qu'est-ce que la gravure sèche?

La gravure sèche est l’un des deux principaux procédés de gravure utilisés en microélectronique et dans certains traitements semi-conducteurs. Contrairement à la gravure humide, la gravure sèche ne plonge pas le matériau à graver dans les produits chimiques liquides. Au lieu de cela, il utilise des gaz ou des processus physiques pour graver, ou créer de petits canaux coupés, dans le matériau. La gravure sèche est plus chère que la gravure humide mais permet une plus grande précision dans le type de canaux créé.

Les fabricants décident souvent d'utiliser des techniques de gravure sèche ou humide basées d'abord sur la précision requise dans les canaux gravés. Si les canaux doivent être particulièrement profonds, ou d'une forme spécifique - telle que celle ayant des côtés verticaux - une gravure sèche est souhaitée. Le coût, cependant, est également une considération, car la gravure sèche coûte beaucoup plus cher que la gravure humide.

En gravure sèche ou humide, la surface du matériau que le fabricant ne souhaite pas graver (généralement appelée plaquette dans le traitement microélectronique) est recouverte d'une substance non réactive ou masquée. Une fois masqué, le matériau est soit soumis à un type de gravure plasma, ce qui l’expose à un produit chimique gazeux tel que le fluorure d’hydrogène, soit soumis à un processus physique, tel que le broyage par faisceau ionique, qui crée la gravure sans utiliser de gaz.

Il existe trois types de gravure au plasma. Le premier, la gravure ionique à réaction (RIE), crée des canaux par une réaction chimique qui se produit entre les ions dans le plasma et la surface de la plaquette, ce qui élimine de petites quantités de la plaquette. RIE permet une variation de la structure du canal, de presque droite à complètement arrondie. Le second procédé de gravure au plasma, en phase vapeur, ne diffère du RIE que par sa configuration simple. La phase vapeur permet cependant moins de variation dans le type de canaux produits.

La troisième technique, la gravure par pulvérisation cathodique, utilise également des ions pour graver les plaquettes. Les ions présents dans la RIE et la phase vapeur reposent à la surface de la tranche et réagissent avec le matériau. La gravure par pulvérisation, au contraire, bombarde le matériau avec des ions pour délimiter les canaux spécifiés.

Les fabricants doivent toujours éliminer rapidement les sous-produits produits au cours du processus de gravure. Ces sous-produits peuvent empêcher la gravure complète de se produire s'ils se condensent à la surface de la plaquette. Ils sont souvent retirés en les ramenant à l'état gazeux avant la fin du processus de gravure.

Un attribut de la gravure sèche est la capacité de la réaction chimique à se produire dans une seule direction. Appelé anisotropie, ce phénomène permet de graver des canaux sans que la réaction ne touche les zones masquées de la tranche. Cela signifie généralement que la réaction a lieu dans une direction verticale.