Wat is droog etsen?
Droog etsen is een van de twee belangrijkste etsprocessen die worden gebruikt in micro-elektronica en sommige halfgeleiderprocessen. In tegenstelling tot nat etsen dompelt droog etsen het te etsen materiaal niet onder in vloeibare chemicaliën. In plaats daarvan gebruikt het gas of fysische processen om in het materiaal te etsen of kleine snijkanalen te creëren. Droog etsen is duurder dan nat etsen, maar zorgt voor grotere precisie in het type gecreëerde kanalen.
Fabrikanten kiezen vaak tussen het gebruik van droge of natte etstechnieken, eerst gebaseerd op de vereiste precisie in de geëtste kanalen. Als de kanalen bijzonder diep moeten zijn, of een specifieke vorm hebben - zoals verticale zijden - is droog etsen gewenst. Kosten zijn echter ook een overweging, omdat droog etsen aanzienlijk meer kost dan nat etsen.
Bij zowel nat als droog etsen is het gebied op het materiaal dat de fabrikant niet wil etsen - meestal een wafel genoemd in micro-elektronische verwerking - bedekt met een niet-reactieve stof of gemaskeerd. Eenmaal gemaskeerd, wordt het materiaal ofwel onderworpen aan een soort plasma-etsen, waardoor het wordt blootgesteld aan een gasvormige chemische stof zoals waterstoffluoride, of wordt het onderworpen aan fysische processen, zoals ionenstraalmalen, dat de ets creëert zonder het gebruik van gas.
Er zijn drie soorten plasma-etsen. De eerste, reactie-ionenetsen (RIE), creëert kanalen door een chemische reactie die optreedt tussen de ionen in het plasma en het oppervlak van de wafel, waardoor kleine hoeveelheden van de wafel worden verwijderd. RIE zorgt voor een variatie in kanaalstructuur, van bijna recht tot volledig afgerond. Het tweede proces van plasma-etsen, dampfase, verschilt alleen van RIE in zijn eenvoudige opzet. Dampfase maakt echter minder variatie mogelijk in het type geproduceerde kanalen.
De derde techniek, sputteretsen, maakt ook gebruik van ionen om de wafels te etsen. De ionen in RIE en dampfase zitten op het oppervlak van de wafel en reageren met het materiaal. Sputter etsen bombardeert het materiaal daarentegen met ionen om de gespecificeerde kanalen uit te snijden.
Fabrikanten moeten altijd snel bijproducten verwijderen die tijdens het etsproces worden geproduceerd. Deze bijproducten kunnen voorkomen dat het volledige etsen plaatsvindt als ze condenseren op het oppervlak van de wafel. Vaak worden ze verwijderd door ze terug te brengen naar een gasvormige toestand voordat het etsproces is voltooid.
Een kenmerk van droog etsen is het vermogen van de chemische reactie om in slechts één richting op te treden. Dit wordt anisotropie genoemd en zorgt ervoor dat kanalen kunnen worden geëtst zonder dat de reactie de gemaskeerde gebieden van de wafel raakt. Meestal betekent dit dat de reactie in verticale richting plaatsvindt.