Hva er tørt etsing?

Tørsetning er en av to viktige etseprosesser som brukes i mikroelektronikk og noe halvlederbehandling. I motsetning til våtetsing, senker tørt etsing ikke materialet som skal etses i flytende kjemikalier. I stedet bruker den gass eller fysiske prosesser for å etse, eller lage små kuttede kanaler, i materialet. Tør etsing er dyrere enn våt etsing, men gir større presisjon i den type kanaler som opprettes.

Produsenter bestemmer ofte mellom å bruke tørr eller våt etseteknikk først basert på presisjonen som kreves i kanalene. Hvis kanalene må være spesielt dype, eller av en spesifikk form - som for eksempel å ha vertikale sider - ønskes tørt etsing. Kostnad er imidlertid også et hensyn, siden tørt etsing koster betydelig mer enn våtetsing.

I både våt og tørr etsing er området på materialet som produsenten ikke ønsker etset - vanligvis kalt en skive i mikroelektronisk prosessering - dekket med et ikke-reaktiv stoff, eller maskert. Når det er maskert, blir materialet enten utsatt for en type plasmaetsing, som utsetter det for et gassformig kjemikalie som hydrogenfluorid, eller utsatt for fysiske prosesser, for eksempel fresing av ionstråler, som skaper etsen uten bruk av gass.

Det er tre typer plasmaetning. Den første, reaksjonsionetsing (RIE), skaper kanaler gjennom en kjemisk reaksjon som oppstår mellom ionene i plasma og skivens overflate, som fjerner små mengder av skiven. RIE gir mulighet for en variasjon i kanalstruktur, fra nesten rett til helt avrundet. Den andre prosessen med plasmaetsing, dampfase, skiller seg bare fra RIE i sin enkle oppsetting. Dampfase tillater mindre variasjon i typen produserte kanaler.

Den tredje teknikken, sputter-etsing, bruker også ioner for å etse vaflene. Ionene i RIE- og dampfasen sitter på overflaten til skiven og reagerer med materialet. Sputteretsing bombarderer derimot materialet med ioner for å skjære ut de spesifiserte kanalene.

Produsenter må alltid raskt fjerne biprodukter som produseres under etseprosessen. Disse biproduktene kan forhindre full etsing hvis de kondenserer på skivens overflate. Ofte blir de fjernet ved å føre dem tilbake i gassform før etseprosessen er fullført.

Et kjennetegn ved tørr etsing er muligheten for at den kjemiske reaksjonen skal skje i bare en retning. Dette fenomenet, som kalles anisotropi, gjør det mulig å etse kanaler uten at reaksjonen berører de maskerte områdene på skiven. Vanligvis betyr dette at reaksjonen finner sted i vertikal retning.