Semicon半导体工艺：干法刻蚀与湿法刻蚀的区别和特点

老虎说芯|Tiger Chip|

2024-08-16 16:22:12 971

半导体制造工艺中的刻蚀是利用物理和(/或)化学方法有选择性地从晶圆表面去除不必要材料的过程。刻蚀工艺通常位于光刻工艺之后，利用刻蚀工艺对定义图形的光阻层侵蚀少而对目标材料侵蚀大的特点，从而完成图形转移的工艺步骤。刻蚀工艺主要分为干法和湿法两种。

1、干法刻蚀

①定义

干法刻蚀是在真空环境(稀薄气体)下，将相关气体等离子体化，形成有效的离子态刻蚀反应物，与晶圆表面发生物理和(/或)化学反应形成气态产物，从而将目标材料去除。

干法刻蚀能够通过物理方式控制离子态刻蚀成分沿基本垂直于晶圆表面的方向轰击目标材料并强化化学刻蚀作用,从而具有*的方向性和刻蚀剖面可控性，能够形成各种沟槽和深孔等构造，保证细微图形转移的保真性，是半导体制造过程中最主要的图形转移方法。

②特点

干法刻蚀的优点是能够实现100纳米以下的精细图形转移，缺点是成本高、产能低、材料选择性不如湿法、等离子体可能对芯片造成电磁辐射损坏。刻蚀方向是各向异性。

图：干法刻蚀与湿法刻蚀的区别，来自kingsemi

2、湿法刻蚀

①定义

湿法刻蚀是在大气环境下，利用化学品溶液去除品圆表面的材料的工艺过程。湿法刻蚀主要利用溶液中的有效化学成份与目标材料之间的化学反应，生成可溶性产物而将目标材料去除。

由于缺乏有效的方向控制机理，湿法刻蚀大多数是各向同性的刻蚀，不能像干法刻蚀一样对刻蚀剖面进行精确控制，因此不能用于先进工艺中细微图形的转移。湿法刻蚀多用于先进工艺中干法刻蚀后残留物的去除，或者用于先进封装应用中微米级以上(大于3um)图形转移。

②特点

湿法刻蚀的优点是成本低、刻蚀速率高、材料选择性高，缺点是不能实现微米级以下的图形转移、化学品需要处理。刻蚀的方向性是各向同性。

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