Processus de gravure
- gravure par voie humide dans laquelle le matériau est dissous lorsqu'il est immergé dans une solution chimique
- gravure à sec dans lequel le matériau est pulvérisé ou dissous à l'aide d'ions réactifs ou une attaque chimique en phase vapeur
Dans ce qui suit, nous discuterons brièvement les technologies les plus populaires pour la gravure humide et sèche.
La gravure humide
C'est la technologie de gravure plus simple. Tout ce qu'il faut est un récipient avec une solution liquide qui dissout la matière en question. Malheureusement, il y a des complications car, généralement, un masque est souhaité pour graver sélectivement le matériau. Il faut trouver un masque qui ne se dissout pas ou tout au moins décape beaucoup plus lent que le matériau à modelée. D'autre part, certains matériaux monocristallins, tels que le silicium, présentent une gravure anisotrope de certains produits chimiques. gravure anisotrope à la différence de gravure isotrope signifie différentes vitesses d'attaque dans des directions différentes dans le matériau. L'exemple classique est celui des parois latérales planes de cristaux qui apparaissent lors de la gravure d'un trou dans une plaquette de silicium dans un produit chimique tel que l'hydroxyde de potassium (KOH). Le résultat est un trou en forme de pyramide au lieu d'un trou avec des parois latérales arrondies avec un agent de gravure isotrope. Le principe de gravure par voie humide anisotrope et isotrope est illustré sur la figure ci-dessous.
Quand est-ce que je veux utiliser la gravure humide?
Ceci est une technologie simple, qui donnera de bons résultats si vous pouvez trouver la combinaison de matériel et un masque pour agent de gravure fonction de votre application. gravure par voie humide fonctionne très bien pour la gravure de couches minces sur des substrats, et peut aussi être utilisé pour graver le substrat lui-même. Le problème avec la gravure du substrat est que les processus isotropes provoquera attaque latérale de la couche de masque par la même distance que la profondeur de gravure. procédés permettent la gravure anisotrope pour arrêter sur certains plans cristallins dans le substrat, mais encore en résulte une perte d'espace, étant donné que ces plans ne peuvent pas être perpendiculaire à la surface lors de la gravure des trous ou des cavités. Si cela est une limite pour vous, vous devriez considérer la gravure sèche du substrat au lieu. Cependant, gardez à l'esprit que le coût par plaquette sera 1-2 ordres de grandeur pour effectuer la gravure sèche
Figure 1: Différence entre anisotrope et une gravure humide isotrope.
gravure sèche
La technologie de gravure à sec peut se diviser en trois catégories distinctes appelées gravure ionique réactive (RIE), la gravure par pulvérisation cathodique, et la gravure en phase vapeur.
Dans RIE, le substrat est placé à l'intérieur d'un réacteur dans lequel on introduit plusieurs gaz. Un plasma est frappé dans le mélange gazeux en utilisant une source de puissance RF, la rupture des molécules de gaz en ions. Les ions sont accélérés vers, et réagit à la surface du matériau qui est gravé pour former un autre matériau gazeux. Ceci est connu comme la partie chimique de gravure ionique réactive. Il y a aussi une partie physique qui est de nature similaire au processus de dépôt par pulvérisation cathodique. Si les ions ont assez haute énergie, ils peuvent frapper des atomes sur le matériau à graver sans réaction chimique. Il est une tâche très complexe pour développer des procédés de gravure à sec que chimique équilibre et gravure physique, car il y a beaucoup de paramètres à régler. En changeant l'équilibre, il est possible d'influer sur l'anisotropie de la gravure, étant donné que la partie chimique est isotrope et la partie physique anisotrope fortement la combinaison peut former des parois latérales qui ont des formes arrondies de la verticale. Une représentation schématique d'un système de gravure ionique réactive typique est représenté dans la figure ci-dessous.
la gravure par pulvérisation cathodique est essentiellement sans ions réactifs RIE. Les systèmes utilisés sont très similaires, en principe, aux systèmes de dépôt par pulvérisation cathodique. La grande différence est que le substrat est à présent soumis au bombardement ionique au lieu de la cible matériau utilisé dans le dépôt par pulvérisation.
gravure en phase vapeur est une autre méthode de gravure à sec, ce qui peut être fait avec un équipement plus simple que ce que RIE exige. Dans ce procédé, la plaquette à graver est placé dans une chambre, dans laquelle un ou plusieurs gaz sont introduits. Le matériau à graver est dissous à la surface dans une réaction chimique avec les molécules de gaz. Les deux technologies de gravure en phase vapeur les plus courants sont la gravure du dioxyde de silicium en utilisant du fluorure d'hydrogène (HF) et la gravure de silicium en utilisant difluorure de xénon (XeF2), qui sont tous deux isotrope en nature. En général, il faut prendre soin dans la conception d'un procédé en phase vapeur pour ne pas avoir sous-produits forment dans la réaction chimique qui se condensent sur la surface et interférer avec le processus de gravure.
Quand est-ce que je veux utiliser la gravure sèche?
Figure 2: à plaques parallèles Typique système de gravure ionique réactive.