Vad är torr etsning?

Torr etsning är en av två huvudsakliga etsningsprocesser som används i mikroelektronik och viss halvledarbehandling. Till skillnad från våtetsning sänker inte torretsning materialet som ska etsas i flytande kemikalier. Istället använder den gas eller fysiska processer för att etsa eller skapa små klippta kanaler i materialet. Torr etsning är dyrare än våtetsning men möjliggör större precision i den typ av kanaler som skapas.

Tillverkarna bestämmer ofta mellan att använda torr eller våt etsningstekniker baserat först på den precision som krävs i de etsade kanalerna. Om kanalerna måste vara särskilt djupa eller av en specifik form - som att ha vertikala sidor - önskas torr etsning. Kostnad är emellertid också ett övervägande, eftersom torr etsning kostar betydligt mer än våtetsning.

I både våt och torr etsning täcks området på materialet som tillverkaren inte vill etsade - vanligtvis kallat ett skiva i mikroelektronisk bearbetning - med ett icke-reaktivt ämne eller maskerat. När det väl är maskerat utsätts materialet antingen för en typ av plasmaetsning, som utsätter det för en gasformig kemikalie som vätefluorid, eller utsätts för fysiska processer, såsom jonstrålfräsning, vilket skapar etsningen utan användning av gas.

Det finns tre typer av plasmaetsning. Den första, reaktionjonetsning (RIE), skapar kanaler genom en kemisk reaktion som inträffar mellan jonerna i plasma och skivans yta, vilket tar bort små mängder av skivan. RIE möjliggör en variation i kanalstrukturen, från nästan rak till helt rundad. Den andra processen med plasmaetsning, ångfas, skiljer sig från RIE endast i sin enkla uppsättning. Ångfas tillåter dock mindre variation i typen av producerade kanaler.

Den tredje tekniken, sputteretsning, använder också joner för att etsa skivorna. Jonerna i RIE- och ångfasen sitter på ytan på skivan och reagerar med materialet. Sputteretsning bombarderar däremot materialet med joner för att rista ut de angivna kanalerna.

Tillverkarna måste alltid snabbt ta bort biprodukter som produceras under etsningsprocessen. Dessa biprodukter kan förhindra att full etsning äger rum om de kondenserar på skivans yta. Ofta tas de bort genom att återföra dem till ett gasformigt tillstånd innan etsningsprocessen är klar.

Ett kännetecken för torr etsning är förmågan att den kemiska reaktionen sker i en riktning. Detta fenomen kallas anisotropi och gör det möjligt för etsning av kanaler utan att reaktionen rör vid de maskerade områdena på skivan. Vanligtvis betyder detta att reaktionen sker i vertikal riktning.