MEMS濕法刻蝕和干法刻蝕的比較
濕法腐蝕是使用液態(tài)腐蝕劑系統(tǒng)化的有目的性的移除材料,在光刻掩膜涂覆后(一個(gè)曝光和顯影過的光刻膠)或者一個(gè)硬掩膜(一個(gè)光刻過的抗腐蝕材料)后緊接該步腐蝕。這個(gè)腐蝕步驟之后,通常采用去離子水漂洗和隨后的掩膜材料的移除工藝。
干法刻蝕的刻蝕劑是等離子體,是利用等離子體和表面薄膜反應(yīng),形成揮發(fā)性物質(zhì),或直接轟擊薄膜表面使之被腐蝕的工藝。
濕法腐蝕可替換工藝包括干法刻蝕,即使用一種或多種低壓力的反應(yīng)氣體,采用RF感應(yīng)激勵(lì)后進(jìn)行反應(yīng),然后再將反應(yīng)生成的氣態(tài)物質(zhì)抽出;非等離子干法刻蝕,例如雙氟化疝或氫氟酸的酸性蒸氣腐蝕,擁有各向同性濕法腐蝕的諸多特性,該腐蝕通常在一個(gè)有限的腔室內(nèi)完成。
很少有微機(jī)械化或集成化的器件是在沒有進(jìn)行一些濕法化學(xué)處理的情況下開發(fā)或制造的。不管器件是否是電氣的,機(jī)械的,電子的,集成的,光學(xué)的,光電子學(xué)的,生物的,聚合的,微流控的傳感器或執(zhí)行器,有關(guān)這些器件的制造工藝或過程的替換決定將對(duì)最終的技術(shù)和商業(yè)成功有重要影響。這些器件通常在硅襯底、化合物半導(dǎo)體、玻璃、石英、陶瓷或塑性材料上制造,可能涉及在這些材料上淀積一層或多層薄膜并光刻和腐蝕。這些層和淀積順序受工藝和用于開發(fā)和制造該器件的工藝單元限制,隨著層數(shù)的增長變的越來越復(fù)雜和相互影響。
近乎所有IC,MEMS,MOEMS,MST和NEMS類的器件的產(chǎn)生都很可能與一些濕法腐蝕工藝有關(guān)。整個(gè)工藝流程可被描述為一系列步驟或者序列,這些濕法腐蝕常用于選擇性的去除淀積薄膜的一部分,剝?nèi)ブT如硬掩膜和光刻膠等特定的材料,為以后的加工清洗和準(zhǔn)備襯底,去除犧牲層和部分襯底,以及形成三維結(jié)構(gòu)。一個(gè)濕法腐蝕工序需要考慮如下一些因素,包括有效的腐蝕劑,腐蝕選擇性,腐蝕速率,各向同性腐蝕,材料的兼容性,工藝的兼容性,花費(fèi),設(shè)備的可用性,操作人員的安全,技術(shù)支持和適當(dāng)?shù)膹U物處理。
干法刻蝕能實(shí)現(xiàn)各向異性刻蝕,保證細(xì)小圖形轉(zhuǎn)移后的高保真性。器件設(shè)計(jì)者,工藝設(shè)計(jì)師,或者制造商在工藝允許的情況下可能偏向使用一個(gè)完整的干法處理流程,但是許多標(biāo)準(zhǔn)的處理步驟例如光刻膠的顯影和圓片清洗仍然濕法的。與干法刻蝕相比,濕法腐蝕工序在成本,速度,性能發(fā)面更有優(yōu)勢(shì)。干法刻蝕的仿真還不可用,如常用的微結(jié)構(gòu)的選擇性鉆蝕或與晶向相關(guān)的腐蝕仿真等。考慮到干法刻蝕要求在一個(gè)昂貴的等離子區(qū)或者RIE腐蝕系統(tǒng)里有長的腐蝕時(shí)間,濕法腐蝕變得特別有吸引力,需要同時(shí)處理整盒圓片(25片裝圓片盒)或更多的圓片時(shí),濕法腐蝕在成本和時(shí)間上的效益更突出。
不管選擇干法還是濕法加工工藝,總是強(qiáng)烈受到在特定的加工環(huán)境下設(shè)備的可用性及對(duì)開發(fā)者有用的工藝限制。成功的設(shè)計(jì)者,開發(fā)者和制造商幾乎總是使用或修改趁手的工藝。除非是必須開發(fā)新工藝,安裝新設(shè)備,或者取得新的工藝技能,一般總是避免額外的需求。理解什么時(shí)候要應(yīng)用干法和濕法這兩個(gè)工藝并且在可能的情況下使用標(biāo)準(zhǔn)工藝是很重要的。下表總結(jié)比較濕法和干法刻蝕之間的一般注意事項(xiàng)。
標(biāo)簽:   微流控 刻蝕