下载文档原格式
集成电路制作流程集成电路制作流程是将微型电子器件与电路元器件集成在一起，形成单个芯片，从而实现电路功能的技术过程。
集成电路的制作涉及多个步骤和工艺流程，下面将详细介绍。
1. 芯片设计需要进行芯片设计。
芯片设计是将电路功能转化为电路图形，确定每个电路元器件的尺寸、位置和形状，以及确定电路板的层次结构和电路元器件的连接方式。
芯片设计需要使用电子设计自动化工具（EDA）进行实现。
2. 掩膜制作接下来，需要进行掩膜制作。
掩膜是将芯片电路图形转化为掩膜图形的过程。
掩膜制作需要使用电子束曝光系统，将芯片电路图形转化为掩膜图形，并通过化学加工和蚀刻等工艺，制作出用于制造芯片的掩膜。
3. 晶圆制备晶圆制备是将硅片或其他半导体材料制备成晶圆的过程。
晶圆制备需要通过多个步骤，如清洗、抛光、薄片切割、晶体生长、掺杂和扩散等工艺，制备出符合芯片设计要求的晶圆。
4. 光刻制程光刻制程是将掩膜图形转移到晶圆表面的过程。
光刻制程需要使用光刻机，将掩膜图形转移到光刻胶上，再通过化学加工等工艺，将光刻胶转移到晶圆表面。
5. 蚀刻制程蚀刻制程是将晶圆表面的材料蚀刻掉，形成电路元器件和电路结构的过程。
蚀刻制程需要使用化学蚀刻工艺，将晶圆表面的材料蚀刻掉，形成电路元器件和电路结构。
6. 清洗制程清洗制程是将蚀刻后的晶圆表面进行清洗，去除残留的光刻胶和化学材料的过程。
清洗制程需要使用超音波清洗机，将晶圆表面进行清洗，去除残留的光刻胶和化学材料。
7. 氧化制程氧化制程是将晶圆表面进行氧化处理，形成氧化层的过程。
氧化制程需要使用化学气相沉积和热氧化工艺，将晶圆表面进行氧化处理，形成氧化层。
8. 金属化制程金属化制程是将晶圆表面进行金属化处理，形成电路的金属元器件和电路结构的过程。
金属化制程需要使用化学气相沉积和物理气相沉积工艺，将金属材料沉积在晶圆表面，形成电路的金属元器件和电路结构。
9. 测试和封装需要进行测试和封装。
测试是将制造好的芯片进行测试，确保其符合设计要求。
光化学腐蚀加工介绍
光化学腐蚀加工是一种非传统的减材加工工艺，通过照相和化学技术对金属工件进行成形。
这种加工方式在工件上形成设计图像，并使用强化学溶液选择性地腐蚀并去除未受保护区域的多余材料，从而留下完美且清晰的图像或零件。
具体来说，光化学腐蚀加工分干蚀刻制程和湿蚀刻制程两种方式。
在蚀刻过程中，通过对不锈钢进行制版曝光、显影后，对不锈钢需要蚀刻的区域进行保护膜去除。
然后，通过化学药剂对不锈钢进行腐蚀，使用两个阳性图形通过从两面的化学研磨达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型的效果。
光化学腐蚀加工的工艺流程包括清洗、滚涂、曝光、显影、蚀刻、退膜、清洗和检测等步骤。
这种加工方式的优势在于，与传统加工方法相比，它提供了许多优势，例如更高的精度和更小的公差，而且被广泛应用于各个行业。
光化学腐蚀加工的具体应用会因行业和工件的要求而有所不同。
在某些领域中，这种加工方式可以用于制造具有复杂形状和精细细节的零件，例如精密仪器、医疗器械和航空航天部件等。
此外，由于其高精度和可控性，光化学腐蚀加工也可以用于制造微电子器件和集成电路等高技术产品。
总的来说，光化学腐蚀加工是一种先进的金属加工技术，能够提供高精度、高效率和小公差的加工效果，因此在许多行业中都有广泛的应用前景。
蚀刻(Etching)概念简介一. 前言:集成电路(IC)的制造流程,犹如一场精致细密的建筑结构施工,建筑师(Designer & Device Owner)将设计蓝图(LayOut)和施工流程(Process Flow)设计出来,经过工程部门(模块Module)制定施工法则(Setup Process)后,交由施工单位(制造部MFG)来执行建筑工事.空白的硅晶圆就像一块平整的大工地,经过不断的整地(平坦化;离子植入),灌浆混沙填土上钢架(薄膜沉积),再经过砌墙挖坑打洞筑沟(显影&蚀刻)等重复的制程(Process),一层一层堆栈而上,制作成拥有复杂结构和完善功能的集成电路.“晶圆”这块”工地”有多大呢? 这个超现代”工地”的大小尺吋演进,正代表着人类科技突飞猛进的新里程碑.从三吋晶圆到目前的十二吋晶圆,可用面积增加了16倍,在一个process cycle 后,晶粒产出量也提升了数十倍.基本上,一套Process flow约需经过数百个不同步骤(step),耗时一,二个月才得以完成.而模块(Module)工程师的任务就是负责开发(Setup),维护(Maintain)和改良(Improve)各个步骤.而蚀刻模块在这项工事中占有不可或缺的重要角色.本章将针对蚀刻制程作一简略介绍.二. 蚀刻技术概论:集成电路的制造需要在晶圆上做出极细微尺寸的图案(Pattern).而这些图案最主要的形成方式,乃是使用蚀刻(Etching)技术,将微影(Lithography)技术所产生的光阻图形,无论是线(Line),面(EtchBack)或是孔洞(Hole),以化学腐蚀反应(Chemical)的方式，或物理撞击(Physical)的方式，或上述两种方式的综合，忠实无误的移转到薄膜上,以定义出整个集成电路所需的复杂结构.下图是最基本的集成电路制作流程(Process Flow):a. 薄膜沉积(Film Deposition)b. 蚀刻制程(Etching)& 微影制程(Photo Lithography)2-1. 湿蚀刻(Wet Etching)与干蚀刻(Dry Etching):蚀刻方式主要分成湿蚀刻(Wet Etching)与干蚀刻(Dry Etching)两种方式.早期半导体制程是使用湿蚀刻的方法,也就是利用合适的化学溶液,腐蚀所要蚀刻的材质未被光阻覆盖的部分,并在完成蚀刻反应后,由溶液带走腐蚀物。
酸性蚀刻也叫氯化铜酸性蚀刻系统，通常使用于单面板蚀刻，多层板的内层蚀刻或Tenting流程的外层蚀刻上，因这些制程都用干膜或液态感光油墨作为蚀刻阻剂，而这几种感光材料相对而言均为耐酸不耐碱性的特性，故选用酸性蚀刻。
酸性蚀刻的种类：
1.H2O2/HCI系列。
2.NaCIO3/HCI系列。
酸性蚀刻制作流程：
1、单面板
铜面前处理→印刷线路烘烤→固化酸性蚀刻→去膜
2、内层和外层（Tenting流程）
铜面前处理→压膜→爆光→显影→酸性蚀刻→去膜
深圳市卓力达电子有限公司是一家专注于精密金属蚀刻、研发应用与生产，公司集化学蚀刻、激光切割、电蚀加工（EDM）、是唯一一家具有多种工艺全面组合生产的高新技术企业。
目前主要生产以下金属精密零件：
IC引线框架、密封陶瓷罩、码盘、复印机消静带电、防尘网、烟雾报警器用防虫网、接触片、弹片、仪器板、雨刮承运的组成部分、电刷载架配件。
FPC补强钢片、机械部件、垫片和间隔垫圈、高性能密封垫片、过滤器、喷油器、安全气囊组件、缸盖垫片、离合器组件、燃料
电池件、金属雾化片。
医疗设备用金属精密元件，X射线机用网格，专用手术刀刀片、血液和液体过滤器组件、精密植入、支架、心脏起搏器组件、骨重建元件、机械部分、叶片、底盘零件、垫片、筋膜板。
光电编码器、垫圈、垫片、孔口板、电池盖、时钟秒针、网格、分子筛、光学元件、光学网罩。
碱性蚀刻制程讲义目录一、碱性蚀刻流程二、为什么要蚀刻三、碱性蚀刻制程需求四、制程及产品介绍五、特性及优点六、制程控制七、洗槽及配槽程序八、问题及对策九、信赖度测试方法十、药水分析方法一、碱性蚀刻流程剥膜→水洗→蚀刻→子液洗→水洗→剥锡→水洗→烘干二、为什么要蚀刻将基板上不需要的铜,以化学反应方式予以除去,以形成所需要的电路图形三、蚀刻制程需求1.适宜的抗蚀剂类型2.适宜的蚀刻液类型3.可实现自动控制4.蚀刻速度要快5.蚀刻因子要大,侧蚀少6.蚀刻液能连续运转和再生7.溶铜量要大,溶液寿命长四、制程及产品介绍PTL-503B为全溶碱性蚀刻液,适用于图形电镀金属抗蚀层,如镀覆镍.金.锡铅合金.锡镍合金及锡的印制电路板蚀刻1.剥膜成份:NaOH功能:剥除铜面上之干膜,露出底层铜面特性:强碱性,适用于水平及垂直设备2.碱性蚀刻主要成份:NH3H2O NH3Cl Cu(NH3)4Cl2①.Cu(NH3)4Cl2:具有蚀刻能力,与板面Cu反应,生成不具蚀刻能力之Cu(NH3)2Cl,在过量氨水和氯离子存在的情况下,Cu(NH3)2Cl很快被空气氧化生成具有蚀刻能力之Cu(NH3)4Cl2②.:提供蚀刻所需之碱性环境,并与NH4Cl一道完对Cu(NH3)2Cl之氧化再生③.NH4Cl:提供再生时之Cl-氧化 氧化 氧化 氧化 反应原理: Cu+Cu(NH 3)4Cl 2→2Cu(NH 3)2Cl2Cu(NH 3)2Cl+2NH 4Cl+2NH 4OH+O 2→2Cu(NH 3)4Cl 2+2H 2O Cu+2NH 4Cl+2NH 4OH+O 2→Cu(NH 3)4Cl 2+2H 2O3. 剥锡铅:PTL-601D/605 PTL-602A/602B 1功能:剥除线路板表面锡金属抗蚀层,露出线路板之铜面,并保持铜面之光泽 主要成份:HNO 3①. 双液型:PTL-602A/602B 1 A. A 液a. 氧化剂:用以将Sn/Pb 氧化成PbO/SnOb. 抗结剂:将PbO/SnO 转成可溶性结构,避免饱和沉淀c. 抑制剂:防止A 液咬蚀锡铜合金 B. B 液a. 氧化剂:用以咬蚀铜锡合金b. 抗结剂:防止金属氧化物沉淀c. 护铜剂:保护铜面,防止氧化 ②. 单液型a. 氧化剂:用以将Sn/Pb 氧化成PbO/SnOb. 抗结剂:将PbO/SnO 转成可溶性结构c. 护铜剂:保持铜面,防止氧化 反应原理: 1. 咬Sn/PbSn/Pb SnO/PbO SnL/PbL H 2SnO 3(H 2O)X (a) 2. 铜锡合金剥除Cu 6Sn 5 Cu 2++Sn 2+(溶解) Cu 3Sn Cu 2++Sn 2+(溶解)五、特性及优点六、制程控制1.操作参数表补充:蚀刻液比重超过或铜含量超过160g/L时,抽出1/5槽液并添加PTL-501B 到原液位管理:A.定期检查自动控制之比重和槽液比重是否符合而做适当校正B.定期分析槽液PH值,铜含量,氯含量,并作成管制图C.每日下班时使用子液冲洗蚀铜机前后进出之滚轮,避免干燥氢氧化铜之累积D.长期不使用时,可多添加3-5%子液,避免NH3过量损失E.停机超过45-60日以上时,清洗蚀刻机槽维护如下:a.将槽液排出到预备槽b.用水喷洗5分钟后排放c.用3%(V/V)HCl清洗并喷洗5分钟后排放d.检查喷洒情况是否正常e.用水再清洗一次并检查加热器,冷却水管及滤钢板f.加水与约2%氨水或子液混合后喷洗5分钟后排放g.将槽液抽回F.氯化铵添加时请先在槽外以槽液溶解后,再加入蚀铜机内G.(氯离子标准值-分析值)×NH4Cl/Cl×槽体积(L)×1000=添加氯化铵Kg量H.PH值在50℃时与常温会呈现不同的值,换算公式如下:PH(50)=PH(X)×(50-X)/10例如:24℃时PH=,问50℃时的PH值是多少I.值的误差影响因素:温度越低,PH值越高,50℃与常温有时会差约电极会慢慢老化,而此过程中无法得知不同厂牌或不同电极,会差约校正用标准液会吸收空气中的CO2形成碳酸,若溶入标准液时,则影响准确性用与用做校正,也会不同J.蚀铜液的PH值变数太多,通常只作参考,用滴定碱当量法是比较准确的K.比重在50℃的值与常温时约差,比重差时,铜含量约差10g/L50℃25℃铜(g/L)140150160165七、洗槽及配槽程序1.新线洗槽程序a.以清水清洗所有药水槽及水洗槽,然后排放b.将各水洗槽及药水槽注满清水,加入5-10g/L片碱,开启循环过滤系统,维持四小时以上然后将废液排除c.用清水冲洗各槽体,并排放d.将各槽注满清水,循环30分钟后排放e.将各槽注入1/2槽体积水,加入1-2%槽体积H2SO4,然后注满清水,开启循环过滤系统,维持1-2小时后排放f.用清水冲洗各槽体,并将水排放g.以清水注满各槽,开启循环过滤系统,维持30分钟后排放h.剥膜槽用5-10g/L NaOH,蚀刻槽用1-2% ,剥锡槽用1-2% HNO3再次循环清洗1小时后,即可进行全线配槽2.配槽程序A.剥膜槽a.注入1/2槽体积清水,加入50g/L NaOH(NaOH需预先溶解后再加入槽内,以免堵塞管道)b.补充水至标准液位,循环20-30分钟c.分析调整药水浓度d.升温至50℃B.蚀刻槽a.取蚀刻母液PTL-503A(可由旧蚀刻线接取),加入蚀刻槽内b.分析调整母液浓度c.升温至50℃C.剥锡铅槽a.单液型剥锡铅液:直接将剥锡铅液原液加入槽内(PTL-601D,PTL-605),搅拌均匀b.双液型剥锡铅液:(PTL-602A/PTL-602B1)①.将PTL-602A原液加入剥锡铅线A段②.将95%槽体积PTL-602B1加入剥锡铅线B段,并缓慢加入5%槽体积H2O2(35%)③.将槽液搅拌均匀八、问题与对策:1.蚀铜液常见问题与对策2.剥锡/铅液常见问题及对策九、 信赖度测试方法1. 蚀刻均匀性测试a. 取1PNL 24”×18”之2/2 OZ 含铜基板,两面至少各分为25个方格b. 测各小方格内铜厚H 1并依次作好记录c. 以正常之蚀板速度,将2/2 OZ 基板进行蚀刻d. 测蚀刻后各小方块内铜厚H 2,并与蚀刻前所测铜厚,相对应作记录e. 以蚀刻前之铜厚H 1,减去蚀刻后之铜厚H 2,即为蚀刻之铜厚hf. 以蚀刻掉铜厚之最小值H min 除去蚀刻掉铜厚之最大值H max ,即为蚀刻之均匀性均匀性= >80%g. 若上下两面蚀去之铜厚不均,可调整上下喷压,若同一面均匀性差,可调整板面各区压力分布来改变2. 蚀刻速率测定a. 取一2/2 OZ 含铜基板,称重W 1(g)b. 将板放入蚀刻线,按正常之生产速度进行蚀刻后,取出洗净,吹干称重W 2(g),c. 计算: mil/mind. 计算:蚀刻速率3. 蚀刻因子测定方法a. 取一做完电镀铜锡之PCB 板,要求该板具有朝向各个方向之线路,并有不同线宽线距(3/3mil 至10/10mil)在全板纵横分布b. 将测试板放入蚀刻线,走完蚀刻后出c. 对不同线宽线距之线路作切片分析,如下图d. 蚀刻因子蚀刻因子通常控制在3-54. 蚀刻点测试a. 取1/1 OZ 之含铜基板数片(宽度与机台同宽,基板数量应能使基板覆盖整个蚀刻段)b. 将喷压固定,并将速度调整至正常蚀刻之速度c. 将含铜基板逐一放入蚀刻段,板与板之间距须一致,当第一片基板走出蚀刻段后,立即关闭蚀刻之喷淋,待水洗后将蚀刻板逐一按顺序取出d. 将蚀刻板逐一按原蚀刻放置顺序摆放好,观察经由喷洒所造成之残铜是否形成均匀之波峰波谷e. 观察残铜之波峰是否落于蚀刻段长度之70-80%内,若在此范围内,则表示蚀刻点正常,蚀刻速度合适,若不在此范围内则需调整速度,使蚀刻点落于蚀刻段长70-80%范围内十、分析方法㈠. 剥膜液NaOH化学分析试剂:酚酞指示剂HCl方法:a. 取槽液5ml于250ml锥形瓶中b. 加50ml纯水c. 加3-5滴酚酞指示剂d. 用1N HCl滴定,溶液由红色变成无色为终点计算:NaOH=×1N HCl滴定ml数㈡. 蚀刻液PTL-503B化学分析①.铜离子含量分析试剂:PH=10缓冲液PAN指示剂(1%) EDTA方法:a.取槽液10ml于100ml容量瓶中,加纯水至刻度线b.从上述溶液中取5ml于250ml锥形瓶中c.加入30ml纯水并加入20ml PH=10缓冲液d.加入4-6滴PAN指示剂e.用EDTA滴定,溶液由蓝色变成草绿色为终点计算:Cu2+(g/L)=×EDTA滴定ml数②.氯离子含量分析试剂:20% 乙酸20% K2CrO4AgNO3方法:a.取槽液10ml于100ml容量瓶中,加纯水至刻度线b.从上述溶液中取5ml于250ml锥形瓶中c.加入30ml纯水并加入20ml 20%乙酸,15ml 20% K2CrO4缓冲液d.用AgNO3滴定,溶液中沉淀细碎并呈粉红色为终点计算:[Cl-](N)=×AgNO3滴定ml数③.剥锡/铅液PTL-601D化学分析试剂:酚酞指示剂(1%) NaOH方法:a. 取槽液2ml于250ml锥形瓶中b. 加入20ml纯水并加入3-5滴酚酞指示剂c. 用NaOH滴定,溶液由无色变成粉红色为终点计算:[H+](N)=×NaOH滴定ml数④.剥锡/铅液PTL-605化学分析试剂:酚酞指示剂(1%) NaOH方法:a. 取槽液2ml于250ml锥形瓶中b. 加入20ml纯水并加入3-5滴酚酞指示剂c. 用NaOH滴定,溶液由无色变成粉红色为终点计算:[H+](N)=×NaOH滴定ml数⑤.剥锡/铅液PTL-602A/B1化学分析A. PTL-602A含量分析试剂:甲基红指示剂%) 1N NaOH方法:a.取5ml槽液于250ml锥形瓶中b.加入50ml纯水c.加入3-5滴甲基红指示剂d.用1N NaOH溶液滴定,颜色由红色变成黄色为终点计算:PTL-602A(N)=×1N NaOH含量分析←酸当量分析试剂:甲基红指示剂%) 1N NaOH方法:a. 取5ml槽液于250ml锥形瓶中b. 加入50ml纯水c. 加入3-5滴甲基红指示剂d. 用1N NaOH溶液滴定,颜色由红色变成黄色为终点计算:PTL-602B1(N)=×1N NaOH滴定ml数↑双氧水含量分析试剂:35% H2SO4KMnO4方法:a.取1ml槽液于250ml锥形瓶中b.加入50ml纯水c.加入20ml 35% H2SO4溶液d.用KMnO4溶液滴定,颜色由无色变成微红色为终点计算:35% H2O2(%)=×KMnO4滴定ml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。
蚀刻制程一、前言电路板使用铜作为导电材料，制作过程中大多采用先进电镀再蚀刻的方式使电路成型。
一般而言，可概分为减成法(subtractive process)及加成法（additive process），前者是以铜箔基板为基材经印刷或压模、曝光、显影等程序在基板上形成一线路图案再将板面上线路部分以外的铜箔蚀刻掉，最终剥除覆盖在线路上的感光性干膜阻剂或油墨，以形成电子线路的方法；而后者则采未压铜膜的基板，以化学沉铜沉积的反反复，在基板上欲形成线路的部分进行铜沉积，以形成导电线路。
减成法又可细分为全板镀铜法（pannel plating）及线路镀铜法（pattern plating），另外还有上述两种制造方法折衷改良的局部加成发法（partial additive）。
目前电路板制造上还是多以减成法为主。
无论哪种制造方式，蚀刻皆是其制造流程中不可或缺的一部分，尤其是减成法最为重要。
二、蚀刻液之分类与说明蚀刻液一般可分为酸性蚀刻液与碱性蚀刻液两类，酸性蚀刻液会攻击以锡或锡铅为主的阻抗液金属阻剂层，对干膜攻击力较低；反之，碱性蚀刻液则会攻击干膜，对金属阻剂的攻击力较低，所以目前酸性及碱性蚀刻液在电路板制程上的选用大致上十分清楚；有干膜的流程，如内层蚀刻走酸性蚀刻，有金属阻剂的制程，如外层蚀刻则走碱性蚀刻。
2.1 酸性蚀刻液酸性蚀刻液主要用在内层蚀刻以氯酸钠、氯化铜以及氯化铁为主，以下针对这几种酸性蚀刻液作介绍：2.1.1 氯化铁蚀刻液氯化铁蚀刻液是利用铁离子、氯离子以及铜离子作为主要蚀刻力产生源之蚀刻液。
配制上时利用铁金属（来源之一为钢铁工厂制程副产品），与盐酸作用而得之氯化亚铁为主成分。
由于铁离子的还原电位较铜高所以铜会被其侵蚀，被蚀刻后的铜以离子态存在于蚀刻液中又会再蚀刻铜。
氯化铁蚀刻液可用于单面板及内层板之蚀刻。
其蚀刻速率约（20-25μm/min），蚀刻能力约（60-80g/l）。
氯化铁系统因具药水再生性，所以可以降低制程成本；其最大的问题在于制程中会在设备上以及工作场所造成不易去除且有颜色之污垢，且槽液中不纯物很多，尤其铁、铜离子同时存在，大大影响其废液之回收价值，因此在单面板和内层板之蚀刻领域中，大多被氯化铜蚀刻液取代。
目前多使用于铁/镍合金蚀刻，例如导线架业，一般电路板厂较少使用。
其系统可以视为氯化铁/盐酸系统：其氯化铁约占40w/w%，HCI约占5%其反应式如下：FeCl3 +Cu0→FeCl2 +CuCl （1）FeCl3 +CuCl →FeCl2+CuCl2(2)CuCl2+Cu0→2CuCl (3)见反应式（1）-（3），三价铁会将于表面接触到的铜氧化成一价铜，此一价铜之后会再被三价铁氧化成二价铜，此二价铜本身具备将铜面氧化的能力，整个过程中的金属离子仅有二价铁不具蚀刻力，因此需要将二价铁再氧化成三价铁以维持槽液的活性，详见下式（4）、（5）：4FeCl2+O2+4HCl→4FeCl3+2H2O (4)FeCl3+H2O→Fe（OH）3+3HCl （5）由（4）、（5）两式可知在氧气（空气）充足的情况下添加盐酸可以将二价铁氧化成三价铁，且当盐酸消耗过多时会产生氧化铁沉淀，因此控制酸含量对于氯化铁蚀刻液的系统来说十分重要，一般而言PH通常控制在0.5-1之间。
2.1.2 氯化铜蚀刻液利用二价铜离子和氯离子为主轴的铜蚀刻液，通常由氯化铜、盐酸、氯化钠或氯化铵配成，通常以氯酸钠或双氧水等氧化剂的系统连续再生而成，成本较氯化铁蚀刻液便宜，废液亦有回收价值。
氯化铜蚀刻液有良好的蚀刻因子，再生控制适当时，其蚀刻速率、蚀刻状态都不错。
但若氯化不足，则蚀刻速率降低，且水洗会产生白色氯化亚铜沉淀；若氯化过量，则会产生游离氯气，极易侵蚀蚀刻机的金属零件。
冷却时，喷嘴容易因结晶被堵塞，需常清洗。
对一般金属，有腐蚀作用，故耐蚀膜也只能采用耐酸油墨或干膜，因此仅适用于单面板及内层板的蚀刻。
氯化铜的使用值得注意的是残留铜面的亚铜离子，会形成氯离子之铜错盐溶解于槽液中。
2.1.3 氯酸钠系统本系统与氧化铜之系统十分相似，一样具有二价铜供给铜面的反应产生，但是其再生反应是以添加氯酸钠（NaClO3）的方式来再生，此杂声反应需要盐酸的配合，反应之副产物为盐巴，值得一提的是在Cu+不足的情况如果PH低于0.5加入氯酸钠会有下式之反应发生：2NaClO3+4HCl →2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O由上式可以知道盐酸与氯化钠直接反应会生成次氯酸和氯气；可以想象，如果槽液的状态或甚至温度改变，都有可能造成次氯酸气体和氯气的产出；其中次氯酸容易溶于水中，氯气的产出则较危险，另外氯化钠和铜离子亦会同时存在。
高浓度的氯酸钠蚀刻液必须注意安全：PH为十分重要的控制因子，简而言之，PH高时会再生反应，PH过低则会发生氯气，操作中PH控制于1.3-1.5之间，PH 3以上还会有氢氧化铜产生。
先前的酸性蚀刻因为要维持高蚀刻速度的关系必须在高酸下运作（＞2.5N），因此相对之下有产生氯气的风险，目前，友缘化学所推出的新一代酸性蚀刻液可以在低酸下（1-2N）之间达到更高的产速，因此几无氯气产生的风险。
2.2碱性蚀刻液2.2.1 碱性氯化铵之铵铜蚀刻液（即碱性氨系蚀刻液）首先针对一般的碱性蚀刻而言作介绍：一般的碱性蚀刻液是以氯化铜、氯化铵、氯水以及界面活性剂、湿润剂和氧化抑制剂等配制而成，并额外添加辅助成分如氯化钠、碳酸铵、磷酸铵、硝酸铵、乙酸酰胺、氰氨、胺基硫酸或其他含硫化合物，以加强蚀刻液的功能性；对于线宽30μm以下的超细线路蚀刻则另外添加策蚀刻抑制剂（蚀刻速度的要求和一般蚀刻差异剖大，因此其余成分亦须调整）。
碱性蚀刻液多年以来无论在使用方法、操作条件、蚀刻液性能、回收性等，一直在改良、进步中，并因此能于业界产品不断变化的情形下生存，且已取代上述几种蚀刻液而成为双面板及多层板蚀刻液的主流。
碱性是蚀刻液稳定、安全性好、蚀刻速率快（最快可达70μm/min以上）、蚀刻能量大（可达170g/l以上）、蚀刻因子佳，各种材料的有机及金属抗蚀刻膜除银外均可适用。
碱性蚀刻液可藉由自动控制器对槽液比重、PH进行监控、添加、排放，因此可以连续大量生产并维持稳定的线速。
只要蚀刻液中有足够的氯和氨含量，氯化二氨亚铜随即与氧作用氧化，不会有亚铜的累积，影响蚀刻速率。
须注意的是碱性氨系蚀刻液有刺鼻气味，所以必须注意通风与设备抽风。
2.2.2 碱性蚀铜液的反应机构a.基本反应式：2Cu+2Cu（NH3）4Cl2→4Cu（NH3）2Cl（亚铜错合物）b.再生反应之反应式：4Cu（NH3）2+2NH4Cl+2NH4OH+O2→4Cu（NH3）4Cl2+2H2Oc.总反应式：合并a.b两反应式a反应式之中间态亚铜离子之溶解度很差，是一种污泥状的沉淀物，若未迅速除掉时，会在板面上形成蚀铜的障碍，因而造成板面或孔壁的污染，必须辅助以氨水、氯离子及空气中大量的氧，使其继续氧化成可溶性的二价铜离子，而又再成为蚀铜的氧化剂，周而复始的继续蚀铜，直到铜量太多而减慢为止。
2.2.3碱性蚀刻液特性说明a. 氨铜系统说明：碱性蚀刻液特定的控制范围内铜含量越高（比重越大）或PH愈低则侧蚀性愈小，蚀铜时药液和铜面产生溶解度小的保护膜Cu（NH3）2+,此种保护膜物理性质弱，在喷压的作用下侧面保护膜的维持度比垂直蚀铜好，因此在游离铵离子减弱时，则有降低侧蚀功用，PH高意味着游离铵离子多，此时保护膜则容易化成溶解度大的Cu（NH3）42+离子而离开铜面，因此在PH高或低含铜量蚀刻时，往往造成过蚀现象。
b.侧蚀抑制剂添加侧蚀抑制剂，能够在铜侧面维持一定的保护膜，此种溶解度低的保护膜在压力悬殊时形成很大的差别，压力大时容易断裂，侧蚀压力小于一定值时不易断裂，由于喷压在侧边较低所以抑制剂可以维持较久的时间并保护侧边的铜不被蚀刻液攻击因此侧蚀可减少20-30%，侧蚀抑制剂对细线路蚀刻的线路品质尤其重要。
c.碱性蚀刻之操作与特性（1）抽风：以喷洒室内质空气呈负压为原则，使空气能与药液充分混合，并提供充足的氧气以满足完成反应之所需。
（2）喷嘴：喷嘴依照喷出之形状可分类为扇形，实锥形、空锥形，一般理想的设计是上喷嘴呈锥形下喷嘴呈扇形，不过近来实测发现对于超细线路上下皆扇形有较佳的蚀刻均匀度，另外值得一提的是后蚀刻（post etch）对于蚀刻均匀度有很大的影响。
（3）摆动：摆动有定点摇摆式，来回摇摆式。
（最佳组合需经实测才能找出最佳条件）。
（4）喷管：喷管与前进方向呈顺置、横置、斜置配置。
（5）温度：在可作业情形下，越低越好。
（6）压力：针对一般电路板喷压以1.2-1.5Kg/cm2就大致足够，太高易打断保护膜，不过对于超细线路而言，其喷压以1.6Kg/cm2较适合，上述所提供的喷压与设备帮浦到喷嘴的设计有关，因此需要依照设备状况调整而非绝对值；板子上面会有积水而有水池效应，所以上压要比下压稍高，因难度较高之线路面宜朝下，且线路顺走之侧蚀大于横走之方向（喷嘴定点摇摆式）。
（7）蚀刻速度与设备之线速度：通常设定在蚀刻槽3/4距离处蚀刻完成，以有效长度1.0m 为例，一般电路板的蚀刻速度大约设定在60-80μm/min，针对超细线路而言是蚀刻速度大约设定在20-30μm/min，而线速会影响电路板与蚀刻药水中的滞留时间。
（8）化学性：PH低，铜含量高，氯离子低，护岸剂多对侧蚀有改善。
（9）抗蚀性：对碱性蚀刻而言抗蚀性关系为：Sn＞Sn/Pb＞Ni＞Au＞Ink＞Dryfilm按上列顺序，所以镀金板及干膜在蚀刻时，必须控制PH值及Cl-值以免被攻击。
（10）添加剂：常用高分子型或含氮型之界面活性剂当润湿剂（或并用）a.使用强有力的含硫、含氮护岸剂b.使用亚铜错合剂或有机物能与亚铜错盐产生加成衍生物者，达到改变蚀铜速度与护岸之效果。
c.有效的PH缓术剂，稳定PH及控制储存时NH3挥发。
（11）铜皮结构与厚度：etching是蚀去一次铜与底铜，可见80%之蚀刻表现取决于基材铜箔，因此使用薄铜箔或铜箔结晶细致及一次铜厚度均匀者，可得到较佳的侧蚀因子。
2.3 其他蚀刻液2.3.1硫酸---双氧水系列对金属铜而言，双氧水是一种极佳的蚀刻药液，但由于其本身的性质不够安定，容易分解而影响蚀刻的效果，所以一般均与硫酸并用，并在其中加入适量的安定剂与促进剂，以维持并提升蚀刻液的性能。
硫酸—双氧水法因为以下数点特色而被国外电路板业者采用：a.无刺激性的氨味b，无铜错合剂 c.无铵离子 d.回收容易 e.废水处理容易但此蚀刻液最大的问题就是双氧水的安定问题，尤其在开始蚀刻之后双氧水的铜离子开始增加，双氧水的分解速度是会大幅提升，其次是蚀铜量偏低。
因为使用双氧水为氧化剂，成本自然也偏高，目前在台湾大多只用于除铜面之氧化物而已。
