Что такое сухое травление?

Сухое травление является одним из двух основных процессов травления, используемых в микроэлектронике и некоторых полупроводниковых процессах. В отличие от влажного травления, сухое травление не погружает материал для травления в жидкие химикаты. Вместо этого он использует газовые или физические процессы для травления или создания небольших режущих каналов в материале. Сухое травление дороже, чем мокрое травление, но обеспечивает большую точность в типе создаваемых каналов.

Производители часто выбирают методы сухого или мокрого травления, основанные на точности, необходимой для травления каналов. Если каналы должны быть особенно глубокими или иметь определенную форму, например иметь вертикальные стороны, желательно сухое травление. Однако стоит учитывать и стоимость, поскольку сухое травление стоит значительно дороже, чем мокрое травление.

Как при влажном, так и при сухом травлении область на материале, которую производитель не хочет травить - обычно называемая пластиной в микроэлектронной обработке - покрыта нереакционноспособным веществом или замаскирована. После маскировки материал либо подвергается типу плазменного травления, при котором он подвергается воздействию газообразного химического вещества, такого как фтористый водород, либо подвергается физическим процессам, таким как ионно-лучевое измельчение, которое создает травление без использования газа.

Существует три типа плазменного травления. Первая, реакция ионного травления (RIE), создает каналы посредством химической реакции, которая происходит между ионами в плазме и поверхностью пластины, которая удаляет небольшое количество пластины. RIE позволяет варьировать структуру канала от почти прямой до полностью округлой. Второй процесс плазменного травления, паровая фаза, отличается от RIE только своей простой настройкой. Однако паровая фаза позволяет меньше изменять тип создаваемых каналов.

Третий метод, травление распылением, также использует ионы для травления пластин. Ионы в RIE и паровой фазе находятся на поверхности пластины и реагируют с материалом. Травление распылением, напротив, бомбардирует материал ионами, чтобы вырезать указанные каналы.

Производители всегда должны быстро удалять побочные продукты, которые образуются в процессе травления. Эти побочные продукты могут предотвратить полное травление, если они конденсируются на поверхности пластины. Часто их удаляют, возвращая их в газообразное состояние до завершения процесса травления.

Одним из признаков сухого травления является способность химической реакции происходить только в одном направлении. Этот феномен, называемый анизотропией, позволяет травить каналы без реакции, касающейся замаскированных областей пластины. Обычно это означает, что реакция происходит в вертикальном направлении.