蚀刻技术
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蚀刻的原理蚀刻是一种常见的加工方法,它通过化学腐蚀或电化学腐蚀的方式,在材料表面形成微小的凹槽或图案。
蚀刻技术被广泛应用于半导体制造、微电子器件制造、光刻制程等领域。
蚀刻的原理是通过控制腐蚀剂的浓度、温度、时间和腐蚀速率等参数,使得材料表面的特定部分被腐蚀,从而实现对材料的加工和改性。
蚀刻的原理可以分为化学蚀刻和电化学蚀刻两种方式。
化学蚀刻是指利用化学腐蚀剂对材料表面进行腐蚀,常用的蚀刻剂有酸、碱、氧化剂等。
在化学蚀刻中,腐蚀剂与材料表面发生化学反应,使得材料表面被腐蚀,形成所需的结构或图案。
而电化学蚀刻则是利用电化学腐蚀的原理,通过在腐蚀过程中加入电场或电流,控制腐蚀速率和腐蚀位置,实现对材料的加工和改性。
蚀刻的原理基于材料的化学性质和电化学性质。
不同的材料对不同的腐蚀剂表现出不同的腐蚀性能,这取决于材料的晶体结构、晶界、晶格缺陷等因素。
在蚀刻过程中,腐蚀剂与材料表面发生化学反应,使得材料表面被腐蚀,形成所需的结构或图案。
同时,电化学蚀刻还涉及到电化学反应和电极过程,通过控制电场或电流的作用,可以实现对材料表面的精确加工和改性。
蚀刻的原理还与腐蚀剂的选择、浓度、温度、腐蚀时间等参数密切相关。
不同的腐蚀剂对材料的腐蚀速率和腐蚀位置有不同的影响,因此在蚀刻过程中需要精确控制腐蚀剂的浓度和温度,以及腐蚀时间,从而实现对材料的精确加工和改性。
总的来说,蚀刻的原理是通过化学腐蚀或电化学腐蚀的方式,在材料表面形成微小的凹槽或图案,实现对材料的加工和改性。
蚀刻技术在微纳加工、半导体制造、光刻制程等领域有着重要的应用,对于制备微小结构和器件具有重要意义。
深入理解蚀刻的原理,对于提高蚀刻技术的精度和效率,具有重要的理论和实际意义。
蚀刻工艺流程蚀刻工艺是一种常见的微纳加工技术,广泛应用于集成电路制造、光学器件制造、微机械系统等领域。
蚀刻工艺通过化学溶液或者等离子体对材料表面的刻蚀,实现对微纳结构的加工。
本文将介绍蚀刻工艺的基本流程,以及常见的蚀刻方法和注意事项。
1. 蚀刻工艺流程。
蚀刻工艺的基本流程包括准备工作、蚀刻加工和后处理三个主要环节。
1.1 准备工作。
在进行蚀刻加工之前,首先需要准备好待加工的衬底材料。
通常情况下,衬底材料是硅片、玻璃片或者其他基片材料。
在准备工作中,需要对衬底表面进行清洁处理,以去除表面的杂质和污染物,保证蚀刻加工的质量和精度。
1.2 蚀刻加工。
蚀刻加工是蚀刻工艺的核心环节,通过化学溶液或者等离子体对材料表面进行刻蚀,实现对微纳结构的加工。
蚀刻加工的关键是选择合适的蚀刻溶液或者蚀刻气体,控制加工时间和温度,以及保证加工过程中的稳定性和一致性。
1.3 后处理。
蚀刻加工完成后,需要对加工后的样品进行后处理。
后处理工作包括清洗去除残留的蚀刻溶液或者蚀刻气体,以及对加工表面进行保护处理,防止表面氧化或者其他不良影响。
2. 常见蚀刻方法。
蚀刻工艺根据加工原理和加工方法的不同,可以分为干法蚀刻和湿法蚀刻两种基本方法。
2.1 干法蚀刻。
干法蚀刻是利用等离子体或者化学气相反应进行刻蚀的一种加工方法。
干法蚀刻具有加工速度快、加工精度高、污染少等优点,广泛应用于集成电路制造和光学器件制造等领域。
2.2 湿法蚀刻。
湿法蚀刻是利用化学溶液对材料表面进行刻蚀的一种加工方法。
湿法蚀刻具有操作简单、成本低廉等优点,适用于对材料表面进行精细加工和微纳结构加工。
3. 注意事项。
在进行蚀刻工艺时,需要注意以下几个方面的问题:3.1 安全防护。
蚀刻工艺涉及到化学溶液和气体的使用,操作人员需要做好相应的安全防护工作,避免接触有害物质对人体造成伤害。
3.2 设备维护。
蚀刻设备需要定期进行维护保养,保证设备的稳定性和加工精度。
3.3 加工参数。
蚀刻技术(Etching)蚀刻技术是一种把制程中不要的薄膜部分蚀尽目前广泛应用之半导体制程的蚀刻技术湿式蚀刻(Wet Etching)利用化学溶液和薄膜间产生化学反应乾式蚀刻(Dry Etching)利用物理作用(如电浆中离子去撞击晶片表面)把制程中不要的部分蚀刻乾净等向性蚀刻非等向性蚀刻8-1 湿式蚀刻技术影响湿式蚀刻反应的效果,有下面几个参数:(1)溶液之浓度(2)反应温度(3)蚀刻时间(4)溶液的搅拌目前最常被使用之搅拌技术有:气泡(Bubble) 方式或者是超音波振荡(Ultrasonic Agitation)方式.二氧化矽(SiO2)的蚀刻二氧化矽(Silicon Dioxide, SiO2)层不仅可作为绝缘层更可作为介电层.以目前薄膜成长技术而言,是一种相当稳定且成熟之技术.此材料之蚀刻液是氢氟酸(Hydrofluoric Acid, HF)最为有效率.若遭HF溶液触及皮肤应尽速用葡萄酸钙涂抹患部数分钟,而后再用清水冲洗之以防止氢氟酸所衍生之骨蒸病(蚀骨症)缓冲氢氟酸(Buffer HF,BHF或者称BOE,Buffer Oxide Etcher) :氟化氨(NH4F)和水混合作为二氧化矽之蚀刻液,可作为氢氟酸之缓冲剂以补充氟离子在溶液因蚀刻反应所消耗之量,并有助於控制溶液之pH 值氮化矽(Silicon Nitride,Si3N4)之蚀刻氮化矽材料又是一种半导体制程应用中,常用之材料,主要可做场氧化层(Field Oxide)制程时之光罩,绝缘层,保护层(Passivation Layer)等.湿式蚀刻法利用49%HF和70%硝酸以体积比例3:10加以混合;或加热磷酸但氮化矽是一种结构很强之化合物,湿式蚀刻律很慢,大部分是使用电浆之乾式蚀科技术来进行矽材料之蚀刻矽材料本身没有高选择性之蚀刻液,通常是使用硝酸(HNO3)与氢氟酸(HF)二者之混合液来进行,利用亚硝酸将矽表面矽原子氧化成二氧化矽,然后再利用氢氟酸将生成之二氧化矽移除.Si+HNO3+6HF→H2SiF6+HNO2+H2+H2OSi2++2OH-→Si(OH)2→SiO2+H2H2O OH-+H+Si+2h+→Si2+其化湿式蚀刻之制程配方8-2 乾式蚀刻技术所谓乾式蚀刻,是以气体配合电浆(Plasma)技术来蚀刻表面原子的过程,在此制程中并不使用任何化学溶液.电浆来源是来自:(1)一个是带正电荷的离子(2)另外是带负电的电子团目前常用之电浆蚀刻技术有:1.活性离子蚀刻(Reactive Ion Etching, RIE).2.磁强化活性离子蚀刻(Magnetically Enhanced RIE, MERIE).3.活性离子蚀刻(Feactive Ion Beam Etching, RIBE).4.低电压及电密度之电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance, ECR).5.螺旋波(Helicoid Wave).6.螺旋共振器(Helicoid Resonator).7.感应耦合电浆(Inductively Coupled Plasma, ICP).电浆之基本性质电浆可视为离子化之气态,这些带正负电粒子藉著静电力之交互作用,而呈现出集体化行为(Collective Behavior)激发气体成离子化态之方式有二种方式:(1)直流电浆(DC Plasma)(2)射频交流电浆(AC Plasma) :(1)无电荷蓄积现象及(2)离子化之效果比DC方式来的强(3)反应腔真空度不必太高乾式蚀刻方法1. 电浆蚀刻技术:2. 反应性离子蚀刻技术(Reactive lon Etching, RIE)为半导体制程之主流(结合物理和化学去除薄膜之机构,具非等向性蚀刻优点和选择性蚀刻技术)有下列几种蚀刻机制:(1)非活性粒子的物理溅击作用.(2)活性粒子的物理溅击作用.(3)电浆之化学反应.(4)活性离子之化学反应.物理作用化学作用基本上,乾蚀刻依反应器对操作形态可分下面几种:1.电容耦合式电浆反应器:2.磁加强性反应式离子蚀刻法(Magnetically Enchanced RIE, MERIE):3.电子回旋共振蚀刻技术(Electron Cyclotron Resonance, ECR):4.螺旋波(Helicoin Wave)蚀刻技术:5.感应耦合电浆蚀刻技术(Inductively Coupled Plasma, ICP):电浆蚀刻之主要效应1. 氢气效应(Hydrogen Effect):CF4电浆是蚀刻Si ,SiO2最常用到之气体,二者之蚀刻率非常接近,若加入少量氢气, Si的蚀刻率随加入H2量增加而急剧下降,而SiO2之蚀刻率却缓慢下降.H2分解成自由基及离子,H自由基和F自由基结合成HF以降低F自由基浓度,而降低对Si蚀刻率Si + 4F SiF4SiO2 + 4F SiF4 + O22. 氧气效应(Oxygen Effect):CF4+O COF2+2F含氧的生成物消耗电浆内的碳原子,使F/C比例升高,因此CF4+O2的电浆对Si之蚀刻率比单纯以CF4快3. 选择性之蚀刻:控制电浆的气体贮组成,控制CF4内之H2和O2含量H(g)+F(g)→HF(g)4. 负载效应(Loading Effect):整体负载效应: 和所要蚀刻之基材面积有关,蚀刻率和晶片数成反比微负载效应(区域负载效应) :由於蚀刻活性种传输不平均所致5. 深宽比之外观效应(Aspect Ratio Dependent Etching, ARDE): 不同宽度的深沟所蚀刻的深度不尽相同,宽度较宽蚀刻后之深度较深6. 电浆蚀刻之天线效应(Antenna Effect):8-3 蚀刻技术未来走向乾式蚀刻技术之发展,在确保半导体制程线宽0.2μm以下扮演极为重要之角色,以目前所研发蚀刻技术之重点,不外乎在改善蚀刻机之非等向性,选择性与蚀刻率之问题.让电浆内离子密度和能量独立进行控制和调整以强化乾式蚀刻之非等向性,选择性与蚀刻率。
蚀刻技术蚀刻技术属于感光化学技术领域, 是用光刻腐蚀加工薄形精密金属制品的一种方法。
其基本原理是利用化学感光材料的光敏特性, 在基体金属基片两面均匀涂敷感光材料采用光刻方法, 将胶膜板上栅网产显形状精确地复制到金属基片两面的感光层掩膜上通过显影去除未感光部分的掩膜, 将裸露的金属部分在后续的加工中与腐蚀液直接喷压接触而被蚀除, 最终获取所需的几何形状及高精度尺寸的产品技术蚀刻技术蚀刻一共有两大类:1:干式蚀刻; 2:湿式蚀刻。
最早的蚀刻技术是利用特定的溶液与薄膜间所进行的化学反应来去除薄膜未被光阻覆盖的部分,而达到蚀刻的目的,这种蚀刻方式也就是所谓的湿式蚀刻。
因为湿式蚀刻是利用化学反应来进行薄膜的去除,而化学反应本身不具方向性,因此湿式蚀刻过程为等向性,一般而言此方式不足以定义3微米以下的线宽,但对于3微米以上的线宽定义湿式蚀刻仍然为一可选择采用的技术。
湿式蚀刻的优点:低成本、高可靠性、高产能及优越的蚀刻选择比。
但相对于干式蚀刻,除了无法定义较细的线宽外,湿式蚀刻仍有以下的缺点:1) 需花费较高成本的反应溶液及去离子水;2) 化学药品处理时人员所遭遇的安全问题;3) 光阻附着性问题;4) 气泡形成及化学蚀刻液无法完全与晶圆表面接触所造成的不完全及不均匀的蚀刻;5) 废气及潜在的爆炸性。
湿式蚀刻过程可分为三个步骤:1) 化学蚀刻液扩散至待蚀刻材料之表面;2) 蚀刻液与待蚀刻材料发生化学反应;3) 反应后之产物从蚀刻材料之表面扩散至溶液中,并随溶液排出(3)。
三个步骤中进行最慢者为速率控制步骤,也就是说该步骤的反应速率即为整个反应之速率。
大部份的蚀刻过程包含了一个或多个化学反应步骤,各种形态的反应都有可能发生,但常遇到的反应是将待蚀刻层表面先予以氧化,再将此氧化层溶解,并随溶液排出,如此反复进行以达到蚀刻的效果。
如蚀刻硅、铝时即是利用此种化学反应方式。
湿式蚀刻的速率通常可藉由改变溶液浓度及温度予以控制。
玻璃体的蚀刻原理与应用1. 玻璃体蚀刻的基本原理蚀刻是一种在表面上进行化学或物理处理的技术,通过使用一种腐蚀剂或激光等工具,可以在玻璃体表面刻上各种形状、图案或文字。
蚀刻工艺在玻璃器皿的制作、电子元件的加工和装饰品的设计等方面都有广泛的应用。
玻璃体的蚀刻主要基于以下原理:1.化学蚀刻:通过与玻璃表面发生化学反应,溶解或腐蚀玻璃表面,实现蚀刻效果。
化学蚀刻通常使用酸性或碱性的蚀刻液,其中酸性蚀刻液常用的有氢氟酸、硫酸、硝酸等;碱性蚀刻液常用的有氢氧化钠、氢氧化钾等。
2.物理蚀刻:通过物理方法将玻璃体表面的材料移除,实现蚀刻效果。
常用的物理蚀刻方法包括激光蚀刻、喷砂蚀刻和机械蚀刻等。
蚀刻过程中,需要注意蚀刻液的浓度、温度和蚀刻时间等参数的控制,以获得所需的蚀刻效果。
2. 玻璃体蚀刻的应用领域玻璃体蚀刻在各个领域都有重要的应用,主要包括以下几个方面:2.1 玻璃器皿制作蚀刻技术可用于玻璃器皿的制作,例如玻璃杯、花瓶、酒具等。
通过在玻璃表面进行蚀刻,可以刻上各种图案、文字或纹理,增加器皿的美观性和独特性。
2.2 电子元件加工蚀刻技术在电子元件加工中也有广泛应用。
例如,在半导体器件制造过程中,常使用化学蚀刻方法去除多余的材料,形成不同的电极、导线或阻焊层等。
2.3 装饰品设计玻璃体蚀刻被广泛应用于装饰品的设计和制作。
通过蚀刻技术,可以在玻璃体上刻上各种图案、文字或浮雕,制作出具有艺术性和独特风格的装饰品,例如玻璃摆件、首饰等。
2.4 玻璃艺术品创作蚀刻技术在玻璃艺术品的创作中起到了重要的作用。
艺术家可以通过蚀刻技术在玻璃表面刻上各种形状、图案或文字,使作品表现出独特的视觉效果和艺术感。
2.5 光学元件加工在光学领域,玻璃体蚀刻常被用于光学元件的加工。
通过控制化学或物理蚀刻过程,可以制作出具有特定形状和表面特性的光学元件,例如透镜、棱镜等。
3. 玻璃体蚀刻技术的发展趋势随着科学技术的不断进步和应用需求的增加,玻璃体蚀刻技术也在不断发展。
玻璃加工中的玻璃蚀刻制作技术玻璃蚀刻是一种通过化学反应将玻璃表面腐蚀掉一层,从而形成图案或文字的制作技术。
这种技术在玻璃装饰、玻璃艺术品、广告牌、指示牌等方面得到了广泛的应用。
本文将介绍玻璃蚀刻制作技术的基本原理、工具及步骤。
一、基本原理蚀刻技术是一种化学反应,它将混合酸液溶解掉玻璃表面的一层,让其与玻璃本体不同的质感和颜色形成对比。
其原理是通过将氢氟酸(HF)和硝酸(HNO3)混合,制成一定的浓度,使其具有相对稳定的腐蚀性。
当玻璃表面涂上特制的玻璃蚀刻膜后,亦即刻膜与表面形成化学键,是蚀刻液只影响铝箔不能影响其余玻璃。
此时,让其在蚀刻腐蚀液中短暂停留,等待表面形成一定程度的凹陷后,将玻璃蚀刻液冲洗掉,然后用水清洗,将蚀刻膜清除即可完成整个制作过程。
二、工具及材料玻璃蚀刻工具简单而实用,基本上只需要以下几样:1. 玻璃蚀刻喷雾器:其中,玻璃蚀刻液通常为霧狀,需通过喷雾器均匀喷涂。
2. 蚀刻刀和蚀刻锉:用于将玻璃蚀刻膜制成所需要的形状。
3. 清洁剂、抹布和水:用于清洗喷嘴和工作表面。
三、步骤制作玻璃蚀刻涂层的步骤如下:1. 深入了解要制作的图案或字体并制定方案。
2. 清洗玻璃,并在其表面上喷上玻璃蚀刻涂层。
这里的关键是均匀地涂布蚀刻涂层。
3. 根据设计要求将蚀刻涂层蚀刻掉要展示出来的部分。
这里涉及到刻膜制作的过程。
4. 在刻膜形成后,将玻璃置于玻璃蚀刻液中,直到表面形成凹陷为止。
5. 将蚀刻液冲洗掉,并用清水清洗玻璃,以防蚀刻液残留在表面。
6. 将蚀刻涂层涂抹在玻璃上。
7. 将玻璃静置一段时间使其干燥。
最后,可以根据需要用油漆来突出和描绘蚀刻图案。
总结以上就是玻璃蚀刻制作技术的基本原理、工具及步骤。
玻璃蚀刻是基于化学反应的一种玻璃加工技术,通过将玻璃表面腐蚀掉一层,从而形成图案或文字。
通过了解蚀刻的基本原理,加工过程中的所有环节都将变得比较简单。
希望通过本文的介绍能够对大家有所帮助。
高精度蚀刻操作方法与技术
高精度蚀刻操作方法与技术主要包括以下几个方面:
1. 选择合适的蚀刻液:不同材料需要使用不同的蚀刻液,选择合适的蚀刻液对于蚀刻过程的控制非常重要。
2. 控制蚀刻时间:蚀刻过程中,控制蚀刻时间可以控制材料的蚀刻深度,可以根据实际需要进行调整。
3. 控制蚀刻温度:蚀刻温度对蚀刻速度及蚀刻结果也有一定影响,一般需要在合适的温度范围内进行蚀刻。
4. 侧向蚀刻抑制技术:侧向蚀刻是常见的问题,通过合适的蚀刻液浓度、蚀刻时间控制以及添加抑制剂等方法可以减轻侧向蚀刻。
5. 使用掩膜技术:通过在需要保护的区域上覆盖掩膜,可以避免在蚀刻过程中蚀刻掉不需要的部分。
6. 反复检查与调整:蚀刻过程中需要反复检查蚀刻结果,根据需要进行调整和修正,确保达到所需的高精度蚀刻效果。
需要注意的是,高精度蚀刻操作需要有一定的技术经验和专业知识,对于不熟悉
的人来说可能较为困难,建议在专业人士的指导下进行操作。
蚀刻工艺技术蚀刻工艺技术是一种通过化学反应来加工材料表面的方法。
它广泛应用于制造业中的微细加工领域,例如电子器件、光学器件、生物医学设备等领域。
蚀刻工艺技术能够制作出精确而复杂的结构,具有高精度、高效率和低成本的优势。
蚀刻工艺技术的基本原理是利用化学物质对材料表面的特定部分进行化学反应,使其被蚀刻。
在蚀刻过程中,需要对材料表面进行保护,以防止被蚀刻的部分扩散到其他区域。
常用的蚀刻工艺方法包括湿蚀刻和干蚀刻两种。
湿蚀刻是将材料浸泡在含有特定化学物质的液体中,使其发生化学反应,从而蚀刻材料表面。
常用的湿蚀刻液包括酸性腐蚀液、碱性腐蚀液和氧化液等。
酸性腐蚀液可用于蚀刻金属,碱性腐蚀液可用于蚀刻硅片等。
湿蚀刻的优点是可以制作出高质量的表面和复杂的结构,但其过程相对比较慢。
干蚀刻是通过喷射气体和化学物质的混合物来蚀刻材料表面。
干蚀刻技术具有蚀刻速度快、适用于大面积加工和复杂结构等优点。
常用的干蚀刻方法有物理干蚀刻和化学气相蚀刻。
物理干蚀刻利用高能粒子或能量较高的光束,直接作用于表面材料进行蚀刻。
化学气相蚀刻则是利用气体化学反应来蚀刻材料表面。
蚀刻工艺技术在微电子制造中有着广泛的应用。
例如,制造半导体芯片时,需要通过蚀刻来形成电路结构。
常用的蚀刻方法是将芯片表面和图案涂上光致蚀刻剂,然后使用紫外线照射,经过开发、蚀刻等步骤,最终形成所需的结构。
蚀刻工艺技术也在光学器件制造中扮演重要角色。
例如,在制造激光光纤时,需要使用蚀刻工艺来形成光纤的波导结构和光栅。
蚀刻工艺技术能够精确控制结构的大小和形状,使得光纤具有更好的光传输性能。
此外,蚀刻工艺技术还被广泛应用于生物医学领域。
例如,在制造微流控芯片时,蚀刻工艺可以用来形成微通道和微结构,以实现精确的液体控制和细胞分析。
这种微流体芯片在诊断和药物筛选等领域有着重要的应用前景。
总之,蚀刻工艺技术是一种能够实现高精度、高效率和低成本加工的技术。
它在微电子制造、光学器件制造和生物医学领域等方面发挥着重要作用。
蚀刻(ETCH)微影只是将光罩图案转移到光阻上,接下来利用这层光阻为罩幕(mask),以便对光阻下的薄膜或Si片进行选择性蚀刻或离子注入。
蚀刻即是利用化学反应或物理作用,把光阻上的图案转移到薄膜上。
蚀刻的机制,按发生顺序可概分为「反应物接近表面」、「表面氧化」、「表面反应」、「生成物离开表面」等过程。
所以整个蚀刻,包含反应物接近、生成物离开的扩散效应,以及化学反应两部分。
整个蚀刻的时间,等于是扩散与化学反应两部分所用时间的总和。
二者之中孰者所用时间较长,整个蚀刻快慢也卡在该者,故有「reaction limited」与「diffusion limited」两类蚀刻之分。
1.湿蚀刻最普遍、也是设备成本最低的蚀刻方法,主要有三方面因素影响蚀刻速率 (etching rate):蚀刻液浓度、蚀刻液温度、及搅拌 (stirring) 的有无。
定性而言,增加蚀刻温度与加入搅拌,均能有效提高蚀刻速率,但浓度影响则较不明确。
一个选用湿蚀刻配方的重要观念是「选择性」(selectivity),指进行蚀刻时,对被蚀物去除速度与连带对其他材质(如蚀刻掩膜「etching mask」或承载被加工薄膜基板「substrate 」) 的腐蚀速度之比值。
一个具有高选择性的蚀刻系统,应该只对被加工薄膜有腐蚀作用,而不伤及一旁蚀刻掩膜或其下的基板材料。
(1) 等向性蚀刻 (isotropic etching)大部分的湿蚀刻液均是等向性,换言之,对蚀刻接触点的任何方向腐蚀速度并无明显差异。
故一旦定义好蚀刻掩膜的图案,暴露出来的区域,便是往下腐蚀的所在;只要蚀刻配方具高选择性,便应当止于所该止之深度。
然而有鉴于任何被蚀薄膜皆有其厚度,当其被蚀出某深度时,蚀刻掩膜图案边缘的部位渐与蚀刻液接触,故蚀刻液也开始对蚀刻掩膜图案边缘的底部,进行蚀掏,这就是所谓的下切或侧向侵蚀现象(undercut)。
该现象造成的图案侧向误差与被蚀薄膜厚度同数量级,换言之,湿蚀刻技术因而无法应用在类似「次微米」线宽的精密制程技术!(2) 非等向性蚀刻 (anisotropic etching)湿蚀刻「选择性」观念,是以不同材料的受蚀快慢程度来说明。
第九章蝕刻技術(Etching Technology)9-1 前言蝕刻是將材料使用化學反應或物理撞擊作用而移除的技術。
蝕刻技術可以分為『濕蝕刻』(wet etching)及『乾蝕刻』(dry etching)兩類。
在濕蝕刻中是使用化學溶液,經由化學反應以達到蝕刻的目的,而乾蝕刻通常是一種電漿蝕刻(plasma etching),電漿蝕刻中的蝕刻的作用,可能是電漿中離子撞擊晶片表面的物理作用,或者可能是電漿中活性自由基(Radical)與晶片表面原子間的化學反應,甚至也可能是這兩者的複合作用。
在航空、機械、化學工業中,蝕刻技術廣泛地被使用於減輕重量(Weight Reduction)儀器鑲板,名牌及傳統加工法難以加工之薄形工件等之加工。
在半導體製程上,蝕刻更是不可或缺的技術。
9-2 濕蝕刻(Wet etching)濕蝕刻是將晶片浸沒於適當的化學溶液中,或將化學溶淬噴灑至晶片上,經由溶液與被蝕刻物間的化學反應,來移除薄膜表面的原子,以達到蝕刻的目的。
濕蝕刻三步驟為擴散→反應→擴散出 如圖(一)所示圖(一) 以濕式法進行薄膜蝕刻時,蝕刻溶液(即反應物)與薄膜所進行的反應機制。
濕蝕刻進行時,溶液中的反應物首先經由擴散通過停滯的邊界層(boundary layer),方能到達晶片的表面,並且發生化學反應與產生各種生成物。
蝕刻的化學反應的生成物為液相或氣相的生成物,這些生成物再藉由擴散通過邊界層,而溶入主溶液中。
就濕蝕刻作用而言,對一種特定被蝕刻材料,通常可以找到一種可快速有效蝕刻,而且不致蝕刻其它材料的『蝕刻劑』(etchant),因此,通常濕蝕刻對不同材料會具有相當高的『選擇性』(selectivity)。
然而,除了結晶方向可能影響蝕刻速率外,由於化學反應並不會對特定方向有任何的偏好,因此濕蝕刻本質上乃是一種『等向性蝕刻』(isotropic etching)。
等向性蝕刻意味著,濕蝕刻不但會在縱向進行蝕刻,而且也會有橫向的蝕刻效果。
9-1 前言蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。
蚀刻技术可以分为『湿蚀刻』(wet etching)及『干蚀刻』(dry etching)两类。
在湿蚀刻中是使用化学溶液,经由化学反应以达到蚀刻的目的,而干蚀刻通常是一种电浆蚀刻(plasma etching),电浆蚀刻中的蚀刻的作用,可能是电浆中离子撞击芯片表面的物理作用,或者可能是电浆中活性自由基(Radical)与芯片表面原子间的化学反应,甚至也可能是这两者的复合作用。
在航空、机械、化学工业中,蚀刻技术广泛地被使用于减轻重量(Weight Reduction)仪器镶板,名牌及传统加工法难以加工之薄形工件等之加工。
在半导体制程上,蚀刻更是不可或缺的技术。
9-2 湿蚀刻(Wet etching)湿蚀刻是将芯片浸没于适当的化学溶液中,或将化学溶淬喷洒至芯片上,经由溶液与被蚀刻物间的化学反应,来移除薄膜表面的原子,以达到蚀刻的目的。
湿蚀刻三步骤为扩散→反应→扩散出如图(一)所示图(一)以湿式法进行薄膜蚀刻时,蚀刻溶液(即反应物)与薄膜所进行的反应机制。
湿蚀刻进行时,溶液中的反应物首先经由扩散通过停滞的边界层(boundary layer),方能到达芯片的表面,并且发生化学反应与产生各种生成物。
蚀刻的化学反应的生成物为液相或气相的生成物,这些生成物再藉由扩散通过边界层,而溶入主溶液中。
就湿蚀刻作用而言,对一种特定被蚀刻材料,通常可以找到一种可快速有效蚀刻,而且不致蚀刻其它材料的『蚀刻剂』(etchant),因此,通常湿蚀刻对不同材料会具有相当高的『选择性』(selectivity)。
然而,除了结晶方向可能影响蚀刻速率外,由于化学反应并不会对特定方向有任何的偏好,因此湿蚀刻本质上乃是一种『等向性蚀刻』(isotropic etching)。
等向性蚀刻意味着,湿蚀刻不但会在纵向进行蚀刻,而且也会有横向的蚀刻效果。
横向蚀刻会导致所谓『底切』(undercut)的现象发生,使得图形无法精确转移至芯片,如图(二)所示。
蚀刻蚀刻的定义:蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。
蚀刻的分类:蚀刻技术可以分为湿蚀刻(wet etching)和干蚀刻(dry etching)两类。
蚀刻的原理:通常所指蚀刻也称光化学蚀刻(photochemical etching),指通过曝光制版、显影后,将要蚀刻区域的保护摸去处,在蚀刻时接触化学溶液,达到溶解腐蚀的作用,形成凹凸或者镂空成型的效果。
在湿蚀刻中是使用化学溶液,经由化学反应以达到蚀刻的目的,而干蚀刻通常是一种电浆蚀刻(plasma etching),电浆蚀刻中的蚀刻的作用,可能是电浆中离子撞击芯片表面的物理作用,或者可能是电浆中活性自由基(Radical)与芯片表面原子间的化学反应,甚至也可能是这两者的复合作用。
半导体制程中常见几种物质的湿式蚀刻:硅、二氧化硅、氮化硅。
硅的湿式蚀刻:在半导体制程中,单晶硅与复晶硅的蚀刻通常利用硝酸与氢氟酸的混合液来进行。
此反应是利用硝酸将硅表面氧化成二氧化硅,再利用氢氟酸将形成的二氧化硅溶解去除。
反应式:Si + HNO3 + 6HF à H2SiF6 + HNO2 + H2 + H2O上述的反应中可添加醋酸作为缓冲剂(Buffer Agent),以抑制硝酸的解离。
而蚀刻速率的调整可藉由改变硝酸与氢氟酸的比例,并配合醋酸添加与水的稀释加以控制。
在某些应用中,常利用蚀刻溶液对于不同硅晶面的不同蚀刻速率加以进行。
例如使用氢氧化钾与异丙醇的混合溶液进行硅的蚀刻。
这种溶液对硅的(100)面的蚀刻速率远较(111)面快了许多,因此在(100)平面方向的晶圆上,蚀刻后的轮廓将形成V型的沟渠。
而此种蚀刻方式常见于微机械组件的制作上。
二氧化硅的湿式蚀刻:在微电子组件制作应用中,二氧化硅的湿式蚀刻通常采用氢氟酸溶液加以进行。
而二氧化硅可与室温的氢氟酸溶液进行反应,但却不会蚀刻硅基材及复晶硅。
应式:SiO2 + 6HF à H2 + SiF6 + 2H2O由于氢氟酸对二氧化硅的蚀刻速率相当高,在制程上很难控制,因此在实际应用上都是使用稀释后的氢氟酸溶液,或是添加氟化铵作为缓冲剂的混合液,来进行二氧化硅的蚀刻。
原子层蚀刻技术原理
原子层蚀刻(atomic layer etching, ALE)是一种高精度、可控制的蚀刻技术,其原理如下:
1. ALE通过一系列的气体反应和表面修复循环,以原子为单位逐层地蚀刻薄膜。
与传统的物理或化学蚀刻不同,ALE保证每个表面原子都被蚀除或修复。
2. ALE过程一般分为两个步骤:蚀刻步骤和修复步骤。
在蚀刻步骤中,一种气体(通常是工作气体)与表面进行反应,导致表面原子被蚀刻或转化为气相物质。
然后,修复步骤中引入另一种气体(称为修复气体),与表面反应,将气相物质沉积在表面,填充蚀刻的空洞,修复表面形貌。
3. 关键在于控制蚀刻步骤和修复步骤的持续时间和气体压力。
每个步骤需要非常短的时间,以确保每个原子层都得到适当的蚀刻或修复。
利用不同材料的化学反应速率差异,可以精确控制蚀刻深度。
4. ALE的控制性能非常高。
通过适当选择蚀刻气体和修复气体,可以选择性地蚀刻某种材料而不影响其他材料。
此外,由于每个原子层的蚀刻和修复都是以原子为单位进行的,因此获得的表面平整度和精度非常高。
总之,原子层蚀刻技术通过逐层地蚀刻和修复薄膜,以原子为单位实现高精度、可控制的蚀刻,具有广泛的应用前景。
蚀刻在医学领域的应用
在医学领域中,蚀刻技术(Etching)被广泛应用于制备微型结构、生物传感器、微流体芯片等方面。
以下是蚀刻在医学领域的一些应用:
1. 微型结构制备:蚀刻技术可以用来制备微米级别的结构,如微通道、微阵列、微柱、微孔等,这些结构可以被用于制备微流体芯片、微器件、微电极阵列等,用于医学诊断、药物传输、组织工程等领域。
2. 生物传感器制备:蚀刻技术可以制备出具有特定形状和尺寸的微电极、生物传感器阵列等,用于检测生物分子、细胞、蛋白质等生物样本,广泛应用于生物医学检测、生物传感、生物成像等领域。
3. 神经电刺激器件:蚀刻技术可以制备出微型电极阵列,用于神经电刺激和神经信号记录,例如用于神经科学研究、脑机接口技术、神经调控治疗等方面。
4. 微流体芯片:蚀刻技术可以制备出微米级别的通道和结构,用于构建微型流体系统,实现微型反应器、药物筛选、细胞培养、生物分析等应用。
5. 医用器械加工:蚀刻技术可以用于制备微型医疗器械,如微型显微针、微型针筒、微型探测器等,用于微创手术、药物递送、组织采集等医疗应用。
总的来说,蚀刻技术在医学领域的应用涵盖了生物医学检测、生物传感、微流体系统、神经科学研究、微创医疗等多个方面,为医学科研和临床治疗提供了重要的技术支持。
铝箔刻蚀技术
铝箔刻蚀技术是一种通过化学反应将铝箔的表面进行腐蚀,从而实现特定图案或纹理的加工方法。
这项技术主要包括以下几个步骤:
1. 准备工作:选择适当的蚀刻液和蚀刻设备,同时确保操作环境安全。
2. 图案设计:根据需求设计出所需的图案或纹理,并转换为蚀刻模板。
3. 铝箔处理:将铝箔清洗干净,并确保表面没有任何油脂或污渍。
4. 蚀刻过程:将蚀刻液涂抹在铝箔的表面,可以使用喷涂、刷涂或浸涂等方法,使蚀刻液均匀覆盖整个铝箔表面。
5. 控制时间和温度:根据所使用的蚀刻液和所需的腐蚀深度,控制蚀刻的时间和温度,以确保得到理想的效果。
6. 去除蚀刻液:蚀刻结束后,用清水或中性溶剂将蚀刻液从铝箔表面洗净,以防止继续腐蚀。
7. 打磨和整理:将蚀刻后的铝箔进行打磨和整理,以获得平滑的表面和清晰的图案。
需要注意的是,铝箔刻蚀技术属于一种特殊的加工方法,要求操作者具备相关的专业知识和经验,并严格遵守安全操作规程。
在实际应用中,还需要根据具体需求选择合适的蚀刻液和参数,以确保获得满意的效果。
聊城方圆金属标牌技术培训
一、蚀刻液类
1,铝标牌蚀刻液配方A
含手工蚀刻和机器蚀刻两种配方。
2,不锈钢、钛金、铜标牌通用型蚀刻液配方A
含手工蚀刻和机器蚀刻两种配方。
3,可控型不锈钢、钛金板大面积均匀蚀刻配方D 适合手工蚀刻,即使201材质经过蚀刻后也完全达到均匀柔白效果,一步到位,无需进行后期处理。
4,模具钢蚀刻液配方A
制作工业用压花、咬花、皮纹等蚀刻类模具。
二、处理液类
1,铝标牌常温药白液配方A
兼具药白和细砂面处理效果。
2,常温型铝标牌感光油墨脱膜液配方B
脱膜、除黑二合一,速度快,可以批量处理,不怕标牌叠压,溶液可以反复使用。
3,铜材双色处理液配方C
处理后生成亚光的表面效果,跟高亮度花边、字边形成鲜明对比,呈现典雅高档的整体效果。
4,铜材仿镀金处理液配方D
无需电镀,经过几分钟的浸泡处理,完全达到电镀仿金的效果,操作简单,成本低。
适合制作各类金黄色镭射铜牌,砂面铜牌,胸牌胸章等。
5,不锈钢蚀刻后高效漂白液配方D
适合201、304等各种材质大面积蚀刻后的发黑发花的漂白处理,简单浸泡,速度快,漂白液可以重复利用。
适合制作奖牌、授权牌、奶报箱面板、高档科室牌等。
6,去钛液配方C
去钛彻底,速度快,不钻边、不会损伤油墨、不干胶。
7,不锈钢仿镀镍镀银处理液配方D
完全不走电镀流程,绝对达到电镀亮镍、亮银的效果,时间只需几分钟。
处理液成本低,可以反复使用。
适合制作各类胸章、工号牌、银砂面标牌等。
说明:
1,以上技术配方根绝技术含量分为A\B\C\D四个等级。
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3,以上配方为标牌行业常用配方,如有特殊效果的配方要求,可以进一步详谈。
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