Che cos'è l'attacco a secco?

L'incisione a secco è uno dei due principali processi di incisione utilizzati nella microelettronica e nell'elaborazione di alcuni semiconduttori. Diversamente dall'incisione a umido, l'attacco a secco non immerge il materiale da incidere in sostanze chimiche liquide. Utilizza invece gas o processi fisici per incidere o creare piccoli canali di taglio nel materiale. L'incisione a secco è più costosa dell'incisione a umido ma consente una maggiore precisione nel tipo di canali creati.

I produttori spesso decidono di utilizzare tecniche di incisione a secco o a umido basate innanzitutto sulla precisione richiesta nei canali incisi. Se i canali devono essere particolarmente profondi o di una forma specifica, ad esempio con lati verticali, si desidera un'incisione a secco. Tuttavia, anche il costo è un fattore da tenere in considerazione, poiché i costi di attacco a secco sono notevolmente superiori a quelli a umido.

Sia nell'incisione a umido che a secco, l'area sul materiale che il produttore non desidera incidere - di solito chiamato wafer nella lavorazione microelettronica - è coperta con una sostanza non reattiva o mascherata. Una volta mascherato, il materiale viene sottoposto a un tipo di incisione al plasma, che lo espone a una sostanza chimica gassosa come il fluoruro di idrogeno, oppure sottoposto a processi fisici, come la fresatura del fascio ionico, che crea l'incisione senza l'uso di gas.

Esistono tre tipi di incisione al plasma. Il primo, attacco con ioni di reazione (RIE), crea canali attraverso una reazione chimica che si verifica tra gli ioni nel plasma e la superficie del wafer, che rimuove piccole quantità del wafer. RIE consente una variazione nella struttura del canale, da quasi dritto a completamente arrotondato. Il secondo processo di incisione al plasma, fase vapore, differisce dal RIE solo per la sua semplice configurazione. La fase vapore consente tuttavia una minore variazione del tipo di canali prodotti.

La terza tecnica, incisione a sputtering, utilizza anche ioni per incidere i wafer. Gli ioni in fase RIE e vapore si trovano sulla superficie del wafer e reagiscono con il materiale. L'incisione a spruzzo, al contrario, bombarda il materiale con ioni per ritagliare i canali specificati.

I produttori devono sempre rimuovere rapidamente i sottoprodotti prodotti durante il processo di incisione. Questi sottoprodotti possono impedire la completa incisione se si condensano sulla superficie del wafer. Spesso vengono rimossi riportandoli in uno stato gassoso prima che il processo di attacco sia completato.

Un attributo dell'attacco a secco è la capacità della reazione chimica di verificarsi in una sola direzione. Chiamato anisotropia, questo fenomeno consente di incidere i canali senza che la reazione tocchi le aree mascherate del wafer. Di solito questo significa che la reazione avviene in direzione verticale.