湿法蚀刻和干法蚀刻有什么区别？选干法蚀刻还是选湿法蚀刻？

在半导体制造中，刻蚀工序是必不可少的环节。而刻蚀又可以分为干法刻蚀与湿法刻蚀，那么这两者有什么区别呢？

一、什么是干法刻蚀和湿法刻蚀？

干法刻蚀，就是没有液体的参与，利用等离子体或反应气体来刻蚀晶圆表面固体材料表面的刻蚀技术。在绝大多数芯片产品中都有干法刻蚀的身影，比如DRAM和Flash存储器等就必须用干法刻蚀的刻蚀方法，而不能用湿法刻蚀的方法。

湿法刻蚀，需要溶液的参与，利用液态化学溶液来刻蚀晶圆表面固体材料表面的技术。但是湿法刻蚀并不是对所有的芯片产品通用的，一般在晶圆级封装，mems，光电子器件，光伏等方面用途十分广泛。

二、干法刻蚀和湿法刻蚀各有什么特点？

首先，要明确一下什么是各向异性与各向同性。各向同性就是在同一平面上，每个方向上的刻蚀速率是一样的。就像平静的水面上投下一颗石子，激起的波纹在每个方向上扩散的距离是相同的。而各向异性则是表示在同一平面上，不同方向上的刻蚀速率不同。

湿法刻蚀只有各向同性。当晶圆接触到刻蚀溶液后，溶液在向下刻蚀的同时，还会产生侧蚀。侧蚀就会产生一个问题，就是对设定的线宽造成影响，即刻蚀偏差过大，因此湿法刻蚀很难精确控制刻蚀的形貌，一般来说，在小于2um尺寸的刻蚀中，湿法刻蚀并不太适用。

而干法刻蚀对于形貌的控制更精确，刻蚀的方法更灵活。干法刻蚀既可以实现各向同性，又能实现各向异性的刻蚀功能。在各向异性中，可以刻锥型（角度<90度），刻垂直形貌（角度≈90度）等。

三、湿法蚀刻和干法蚀刻有什么区别？

在光刻工艺之后，曝光的基板在蚀刻工艺中进行湿法蚀刻或干法蚀刻。

湿法蚀刻使用溶液腐蚀和刮掉表面。虽然这种方法可以快速且廉价地加工，但它的缺点是加工精度略低。因此，干法蚀刻诞生于1970年左右。干法蚀刻不使用溶液，而是使用气体撞击基板表面进行刮擦，其特点是加工精度高。

1、使用化学品的湿蚀刻

湿蚀刻利用化学品和基板之间的化学反应。采用这种方法，虽然各向异性刻蚀并非不可能，但比各向同性刻蚀要困难得多。溶液和材料的组合有很多限制，必须严格控制基板温度、溶液浓度、添加量等条件。

无论条件调整得多么精细，湿法蚀刻都难以实现1μm以下的精细加工。其原因之一是需要控制侧面蚀刻。

侧蚀是一种也称为底切的现象。即使希望通过湿式蚀刻仅在垂直方向（深度方向）溶解材料，也不可能完全防止溶液撞击侧面，因此材料在平行方向的溶解将不可避免地进行。由于这种现象，湿蚀刻随机产生比目标宽度窄的部分。这样，在加工需要精密电流控制的产品时，再现性低，精度不可靠。

2、干法刻蚀适用于微细加工的原因

适用于各向异性蚀刻的干法蚀刻用于需要高精度加工的半导体制造工艺中。干法刻蚀常指反应离子刻蚀（RIE），广义上可能还包括等离子刻蚀和溅射刻蚀，但本文将重点介绍RIE。

为了解释为什么干法蚀刻更容易进行各向异性蚀刻，让我们仔细看看RIE工艺。将干法蚀刻刮除基板的过程分为“化学蚀刻”和“物理蚀刻”两种，就很容易理解了。

化学蚀刻分三个步骤进行。首先，反应气体被吸附在表面上。然后由反应气体和底物材料形成反应产物，最后反应产物被解吸。在随后的物理蚀刻中，通过垂直向基板施加氩气来垂直向下蚀刻基板。

化学蚀刻各向同性地发生，而物理蚀刻可以通过控制气体应用的方向而各向异性地进行。由于这种物理蚀刻，干法蚀刻比湿法蚀刻更能控制蚀刻方向。

干湿法也和湿法蚀刻一样需要严格的条件，但它比湿法蚀刻具有更高的再现性，并且有许多更容易控制的项目。因此，毫无疑问，干法刻蚀更有利于工业化生产。

四、选干法蚀刻还是选湿法蚀刻？

选择湿法刻蚀的场景：

大面积材料的去除。

需要较高刻蚀选择性和成本敏感型的应用。

适用于对深度控制要求不高的生产。

对于易腐蚀的材料，如硅氧化物或金属膜，湿法刻蚀能够提供较好的效果。

选择干法刻蚀的场景：

高精度刻蚀，尤其是在微米、纳米级的结构上。

需要控制刻蚀深度、形状及方向性要求较高的应用。

小规模生产或高要求工艺的应用，特别是在先进的半导体或MEMS器件制造中。

五、PFA产品在刻蚀设备中有哪些作用

PFA产品在半导体刻蚀设备中发挥着至关重要的作用，主要体现在以下几个方面：

1.高纯度化学品输送

在半导体刻蚀过程中，需要使用各种腐蚀性化学品，如强酸、强碱、有机溶剂等。PFA产品（如管、接头、阀门）由于其出色的耐化学腐蚀性，能够确保这些化学品在输送过程中不会与管道材料发生反应，从而保持化学品的高纯度和稳定性。

2.气体传输

半导体工艺中常需输送高纯度的气体，如氧气、氮气、氢气等。丹凯PFA产品（如管、接头、阀门）因其优异的惰性表面和低粒子释放性，使其非常适合用于高纯度气体的传输，以防止任何可能的污染，确保刻蚀过程的精确性和可靠性。

3.制作各种工具和容器

PFA产品可以制成各种工具和容器，如PFA花篮、PFA浸泡桶、PFA烧杯等，以确保蚀刻溶液和清洗溶液的高纯度，从而保证高生产效率。此外，PFA制成的容器可在一定程度上防止浆料中的杂质与晶圆接触，减少产品缺陷。

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