干法刻蚀去除硬化光刻胶的原理

4、⼲法蚀刻（dryetch）原理介绍前⾯已经简单介绍⼲法蚀刻的基本过程，这⼀节深⼊介绍⼲法蚀刻的基本原理，包括物理蚀刻，化学蚀刻，和反应离⼦蚀刻。

物理蚀刻主要是⽤plasma轰击wafer表⾯，粒⼦与粒⼦之间发⽣碰撞，达到蚀刻的⽬的，整个过程全部是物理变化，没有新的物质⽣成。

物理蚀刻是各向异性的，蚀刻⽅向沿着plasma速度⽅向，其他⽅向基本没有蚀刻，物理蚀刻没有选择性，⾼能离⼦可能会损伤器件。

化学蚀刻主要是⽤plasma与wafer表⾯材料发⽣化学反应，⽣成副产物，然后被抽⾛的过程，化学蚀刻有个要求就是副产物主要是⽓体，容易被抽⾛，化学蚀刻是各项同性的，但蚀刻过程中会产⽣聚合物polymer，会沉积在侧壁，实现各向异性的效果，通过调节化学蚀刻⽓体⽐例可以实现不同flim的选择⽐。

反应离⼦蚀刻的原理是综合物理和化学蚀刻的过程，⼀般的⼲法蚀刻都是反应性离⼦蚀刻，单纯的物理和化学蚀刻很少在⼯业上应⽤。

图1 physical etching ⽰意图图2 chemical etching⽰意图图3 reactive ion etching ⽰意图物理蚀刻主要是⽤氩⽓（Ar）轰击wafer表⾯材料，由于Ar是惰性⽓体，不会影响plasma的化学性质，物理蚀刻效果明显。

化学蚀刻主要⽤含碳氟⽓体（CXFY），基本原理是F⾃由基与Si结合⽣成⽓态的SiF4，副产物容易被抽⾛。

碳氟⽓体（CF4，CHF3，C3F8等）在化学蚀刻过程中⽣成的不饱和物质会发⽣链化反应⽣成聚合物（polymer），沉积在侧壁的polymer会阻⽌横向蚀刻的进⾏，这对吃出⾼的深宽⽐形貌有利，但沉积在电极和chamber⾥的polymer是defect source，掉下来就会形成surface particle 和pattern fail，这是dry etch 两种典型的defect。

氟碳⽐（F/C）决定polymer的⽣成，其中F/C越⼩，⽣成的polymer越多，反之F/C越⼤，⽣成的polymer越少，其中的原理是F主要与Si反应⽣成 SiF4， C是形成polymer的源头，C含量越⾼，polymer越多，⾄于为什么是碳⽣成polymer，这涉及到⾼分⼦材料的知识，这⾥不仔细介绍，感兴趣的朋友可以私底下找我交流。

干法刻蚀原理嘿，你问干法刻蚀原理啊？那咱就好好唠唠。

这干法刻蚀啊，听起来挺高深，其实也不难理解。

咱先说说这是干啥用的吧。

在制造芯片啥的高科技玩意儿的时候，就得用干法刻蚀来在材料上刻出各种图案和形状。

就像在一块板子上雕花一样，不过这花可小得很，得用特别的方法才能刻好。

那它是咋工作的呢？首先呢，有一些特殊的气体。

这些气体就像一群小魔法师，能变出各种神奇的效果。

把这些气体放进一个密封的容器里，然后加上电场或者磁场啥的。

接着呢，这些气体在电场或者磁场的作用下，就会变成一种很厉害的东西，叫等离子体。

这等离子体可不得了，就像一群小炮弹，能把材料表面的东西打掉。

然后呢，这些小炮弹会朝着要刻蚀的材料冲过去。

它们会和材料发生反应，把材料一点一点地刻掉。

就像用小凿子在石头上凿洞一样，不过这可精细多了。

在刻蚀的过程中，还得控制好各种条件。

比如说，气体的流量啊、电场或者磁场的强度啊啥的。

要是控制不好，刻出来的东西就不好看啦。

就像炒菜的时候，火大了小了都不行，得掌握好火候。

还有哦，不同的材料需要用不同的气体和条件来刻蚀。

就像不同的菜要用不同的调料和做法一样。

得根据材料的特点来选择合适的方法。

最后呢，刻蚀完了，还得检查一下刻得好不好。

要是有问题，就得调整方法，重新刻。

就像做完作业得检查一下，有错就改。

总之呢，干法刻蚀就是用特殊的气体变成等离子体，然后用等离子体来刻蚀材料。

虽然听起来有点复杂，但是只要掌握好方法，就能刻出漂亮的图案和形状。

希望大家都能了解这个神奇的技术。

加油吧，小伙伴们！让我们一起看看干法刻蚀是怎么工作的。

刻蚀后去胶工艺
刻蚀后去胶工艺是半导体制造过程中的重要步骤，主要分为湿法去胶和干法去胶。

湿法去胶是将带有光刻胶的晶圆片浸泡在适当的有机溶剂中溶解或者分解光刻胶，将晶圆表面的光刻胶去除。

在湿法刻蚀前，光刻胶的表面都经过了表面加固处理，这使得光刻胶在大部分去胶液中都不溶解或者很难完全溶解。

这种情况下，在进行湿法去胶前还需要用等离子体去掉最上面的一层胶。

湿法去胶的主要缺点是去胶周期长，容易引进无机杂质，并且操作麻烦。

干法去胶主要是等离子去胶，通常采用等离子体氧化或分解等方式去除光刻胶。

等离子去胶机，是广泛应用于去胶的设备。

去胶机通过氧原子和光刻胶在等离子体环境中发生反应来去除光刻胶。

光刻胶的基本成分是碳氢聚合物，氧原子可以很快地和光刻胶反应生成一氧化碳、二氧化碳和水等，这些生成物会被真空系统抽走。

干法去胶既不需要化学试剂，也不需要加温。

干法去胶工艺中必须关注的是由于离子轰击对晶圆片表面器件的损伤。

总的来说，去胶工艺对半导体制程至关重要，清洗是否彻底干净以及表面是否受损会影响后续工艺和整体生产制造及性能。

一个良好的处理工艺可以显著提高产品质量和利润。

干法蚀刻设备原理# 干法蚀刻设备原理## 1. 引言嘿，你有没有想过，那些微小的芯片或者高科技的电子元件是怎么被精准加工制造出来的呢？难道都是靠一些超级精密的魔法工具吗？哈哈，当然不是啦。

今天呢，咱们就来一起深入了解一下干法蚀刻设备原理，从它的基础概念开始，一直到它在各种领域的应用，中间还会给大家讲讲容易产生的误解以及一些有趣的相关知识哦。

## 2. 核心原理### 2.1基本概念与理论背景干法蚀刻呢，简单来说，就是一种在制作电子元件过程中用来去除材料的技术。

它的根源啊，可以追溯到人们对微观加工技术的需求。

随着电子设备越来越小，功能越来越强大，就需要更精准的加工手段来制造那些超级小的电路元件。

在理论上，干法蚀刻是利用等离子体或者化学反应气体来去除材料的。

比如说，等离子体就像是一群非常活跃的小粒子军团，它们有着很强的能量。

这个技术发展到现在，经历了不少的阶段呢。

最开始的时候，可能只是一些比较简单的尝试，到后来逐渐变得更加复杂和精准。

### 2.2运行机制与过程分析那干法蚀刻设备到底是怎么工作的呢？咱们来一步一步看。

首先是产生等离子体。

这就好比是在一个特殊的小天地里，给气体施加能量，就像给一群安静的小动物打了一针兴奋剂一样，让它们变得超级活跃，形成等离子体。

然后呢，这些等离子体就会冲向需要被蚀刻的材料。

打个比方，这就像是一群小士兵冲向敌人的堡垒，每个小士兵都有自己的任务。

等离子体中的粒子会和材料表面发生反应。

如果是化学反应蚀刻的话，就像是不同的化学物质见面了，然后互相作用，把不需要的部分变成其他的物质，这样就可以被轻松地去除掉了。

如果是物理蚀刻的话，就有点像用小锤子一下一下地把多余的部分敲掉。

在整个过程中，设备还得精确控制各种参数呢，比如说气体的流量啊、能量的大小啊，就像厨师做菜的时候要精确控制火候和调料的用量一样，不然做出来的东西可就不对味啦。

## 3. 理论与实际应用### 3.1日常生活中的实际应用你可能想不到，干法蚀刻设备原理在我们日常生活中的应用还挺多的呢。

后段工艺干法去除光刻胶研究赖海长;郭兴龙【摘要】干法去胶是用等离子体将光刻胶剥除,相对于湿法去胶,干法去胶的效果更好、速度更快.在现代集成电路制造中,干法去胶工艺加氟可有效地提高去除光刻胶的能力,特别是在离子注入之后的去胶工艺,含氟气体产生的氟离子可以防止光刻胶硬化.但在后段干法去胶工艺中,由于含氟气体的引入,会产生一系列的问题.因此,文中提出了对去胶气体组合配比进行改良,大量氧气加少量氮气的气体组合可以得到稳定的灰化率,且能减少机器零部件损耗并解决缺陷问题.提高晶圆反应温度可以大幅度提高灰化率,从而提高去胶设备的产能,降低工艺成本.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2011(011)006【总页数】4页(P23-26)【关键词】光刻胶;去胶;灰化;灰化率【作者】赖海长;郭兴龙【作者单位】上海交通大学微电子学院,上海,200240;上海交通大学微电子学院,上海,200240【正文语种】中文【中图分类】TN305.71 引言半导体光刻胶去除工艺，一般意义上说分成两种：传统的湿法去光刻胶和先进的干法去光刻胶，它们都是通过化学反应来去除光刻胶，进行的反应也都是各向同性[1]。

半导体去光刻胶工艺早期是将整盒晶圆一起浸入酸槽，由酸液将光刻胶去除，这种方法的优点是可以将光刻胶去除得很干净，但是缺点也同样明显，速度太慢、生产效率低，并且由于酸液的各向同性腐蚀，对多晶硅和金属刻蚀后去光刻胶的特征尺寸控制极为不利[2]。

所以，目前已经很少使用了，更多的是作为干法去光刻胶的一种补充和作为干法去光刻胶后的清洗存在于业界。

与传统的湿法去胶法相比，干法去胶法具有去胶灰化率高、可靠性高的优点。

其工艺过程特点在于要经由等离子和气体扩散进行真空腔体反应。

由于光刻胶的主要成分是树脂、感光材料和有机溶剂，它们的分子结构都是由长链的碳、氢、氧组成，氧等离子体去胶工艺是利用氧等离子体中的高反应活性的单原子氧极易与光刻胶中的碳氢氧高分子化合物发生聚合物反应，从而生成易挥发性的反应物，最终达到去除光刻胶层的目的[3]。

干法刻蚀原理干法刻蚀是一种常用的微纳加工技术，它通过化学气相沉积和干法刻蚀两个基本步骤来实现对材料表面的加工。

在干法刻蚀中，刻蚀气体和反应产物都以气态存在，不需要溶液的介入，因此得名“干法刻蚀”。

干法刻蚀技术广泛应用于半导体、光电子器件、生物芯片等领域，对于微纳加工领域具有重要意义。

干法刻蚀的原理主要包括两个方面，刻蚀气体的选择和刻蚀过程的控制。

首先，刻蚀气体的选择对于干法刻蚀的效果至关重要。

刻蚀气体通常是一种活性气体，比如氟化氢、氯气、氧气等，它们能够与被刻蚀材料发生化学反应，形成气态的产物，从而实现对材料表面的刻蚀。

其次，刻蚀过程的控制也是干法刻蚀的关键。

在刻蚀过程中，需要控制刻蚀气体的流量、压力、温度等参数，以及对被刻蚀材料的表面进行保护，避免不必要的刻蚀损伤。

在干法刻蚀中，刻蚀气体与被刻蚀材料表面发生化学反应，生成气态的产物，然后被抽走，从而实现对材料表面的刻蚀。

这种刻蚀过程具有很高的选择性，能够实现对特定材料的精确加工。

同时，干法刻蚀还具有高速、高效、低污染等优点，适用于对微细结构的加工。

因此，干法刻蚀技术在微纳加工领域得到了广泛的应用。

需要指出的是，干法刻蚀也存在一些局限性。

首先，刻蚀气体的选择和刻蚀过程的控制对于刻蚀效果有着至关重要的影响，需要经过一定的工艺优化和参数调整。

其次，干法刻蚀的刻蚀速率通常较低，对于一些需要大面积刻蚀的应用来说，可能不太适用。

因此，在实际应用中需要根据具体的加工要求选择合适的加工技术。

总的来说，干法刻蚀作为一种重要的微纳加工技术，具有很高的加工精度和选择性，广泛应用于半导体、光电子器件、生物芯片等领域。

随着微纳加工技术的不断发展，相信干法刻蚀技术在未来会有更广阔的应用前景。

干法蚀刻原理
干法蚀刻是一种在半导体制造中常用的加工方法，其原理是利用化学反应在晶圆表面形成蚀刻物质，在特定条件下去除表面物质，从而达到加工效果。

干法蚀刻的主要特点是使用气体或等离子体作为反应介质，不需要使用液体溶液，因此可以避免液体蚀刻中出现的污染和激光硅晶片表面毛刺缺陷的问题。

干法蚀刻的反应过程主要有三种：物理反应、化学反应和生物反应。

物理反应是指利用高能粒子进行物理撞击，使表面物质受到磨蚀和削减。

化学反应是指利用化学反应使物质在表面发生化学变化，形成新的化合物，从而达到腐蚀效果。

生物反应是指利用生物体的代谢产物，通过生化反应来发生腐蚀作用。

干法蚀刻在半导体制造中的应用非常广泛，可以制造出各种微细结构和纳米级别的元器件。

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刻蚀相关知识点总结刻蚀技术主要分为湿法刻蚀和干法刻蚀两种。

湿法刻蚀是在溶液中通过化学反应去除材料表面的工艺，而干法刻蚀是在气相中通过物理或化学反应去除材料表面的工艺。

下面将详细介绍刻蚀的相关知识点。

一、刻蚀的基本原理1. 湿法刻蚀原理湿法刻蚀是利用化学溶液对材料表面进行腐蚀或溶解的工艺。

湿法刻蚀的原理是在溶液中加入具有特定功能的化学试剂，使其与被刻蚀物质发生化学反应，从而去除材料表面的部分物质。

湿法刻蚀通常可以实现较高的刻蚀速率和较好的表面质量，但需要考虑溶液中的成分和温度对环境的影响。

2. 干法刻蚀原理干法刻蚀是利用气相中的等离子体或化学反应对材料表面进行腐蚀或清除的工艺。

干法刻蚀的原理是在高能离子束或化学气体的作用下，使被刻蚀物质表面发生物理或化学反应，从而去除材料表面的部分物质。

干法刻蚀通常可以实现更高的加工精度和更好的表面质量，但需要考虑设备的复杂性和成本的影响。

二、刻蚀的工艺参数1. 刻蚀速率刻蚀速率是刻蚀过程中单位时间内去除的材料厚度，通常以单位时间内去除的厚度为单位。

刻蚀速率的选择需要综合考虑刻蚀材料的性质、刻蚀条件、刻蚀设备和加工要求等因素。

2. 刻蚀选择性刻蚀选择性是指在多种材料叠加或混合结构中选择性地去除某一种材料的能力。

刻蚀选择性的选择需要考虑被刻蚀材料和其它材料之间的化学反应性和物理性质的差异，以实现精确的刻蚀。

3. 刻蚀均匀性刻蚀均匀性是指在整个刻蚀过程中去除材料的厚度分布情况。

刻蚀均匀性的选择需要考虑刻蚀设备和刻蚀条件对被刻蚀物质的影响，以实现均匀的刻蚀。

4. 刻蚀深度控制刻蚀深度控制是指在整个刻蚀过程中去除材料的深度分布情况。

刻蚀深度控制的选择需要综合考虑刻蚀设备和刻蚀条件对被刻蚀物质的影响，以实现精确的刻蚀深度。

5. 刻蚀环境控制刻蚀环境控制是指在整个刻蚀过程中对刻蚀环境（如溶液中的成分、气相中的气体、温度和压力等）的控制。

刻蚀环境控制的选择需要考虑被刻蚀材料的特性和加工的要求，以实现良好的刻蚀效果。

干法刻蚀设备原理
嘿，朋友们！今天咱们来聊聊干法刻蚀设备的原理。

想象一下，干法刻蚀设备就像是一个超级精细的雕刻大师。

它的工作原理呢，其实就像是在一块材料上进行精准的雕琢。

它通过产生一些特殊的气体，这些气体就像是一群带着“任务”的小精灵。

然后利用各种能量，比如等离子体啦，来让这些小精灵变得活跃起来。

这些活跃的小精灵会和材料表面发生反应，就像小工匠一点点地去除不需要的部分。

它们非常精准，能在纳米级别的尺度上进行操作，是不是超级厉害呀！
比如说，我们想要在一个小小的芯片上刻出复杂的电路图案，干法刻蚀设备就能派上大用场啦。

它能按照我们设计好的要求，精确地把多余的材料去掉，留下我们需要的图案。

就好像我们在捏泥巴，我们知道要捏出一个特定的形状，就会小心翼翼地去掉多余的泥巴，让它变成我们想要的样子。

干法刻蚀设备也是这样，只不过它的操作更加精细、更加复杂。

总之，干法刻蚀设备的原理虽然有点复杂，但只要我们想象一下它像个精细的雕刻大师在工作，就会觉得好理解多啦！。