濕蝕刻

濕蝕刻是光刻之后的微細(xì)加工過程，該過程中使用化學(xué)物質(zhì)去除晶圓層。晶圓，也稱為基板，通常是平面表面，其中添加了薄薄的材料層，以用作電子和微流體設(shè)備的基礎(chǔ)；最常見的晶圓是由硅或玻璃制成的。濕法刻蝕是半導(dǎo)體制造，微機(jī)械和微流控設(shè)備中的重要過程，需要微尺度的特征來優(yōu)化性能或創(chuàng)建層流態(tài)，這在宏觀上幾乎是不可能獲得的。由于能夠通過改變蝕刻劑濃度和蝕刻時(shí)間來輕松控制z軸蝕刻，因此常用于分層應(yīng)用。缺點(diǎn)包括許多化學(xué)廢物，其中許多是高酸性和多步過程。

在蝕刻之前，需要掩蓋襯底的區(qū)域以獲得器件所需的詳細(xì)功能。在稱為光刻的過程中，將光敏光刻膠旋涂到晶圓上。然后將晶片預(yù)烘烤以除去光刻膠中多余的溶劑。然后將具有所需特征的切口的掩模放置在光致抗蝕劑的頂部，并使用紫外光固化任何曝光的光致抗蝕劑。現(xiàn)在可以對(duì)涂覆的晶片進(jìn)行濕法蝕刻以將所需的圖案雕刻到晶片中。

各向同性蝕刻

各向同性蝕刻，即在所有方向上均相等的蝕刻，是指基材的方向不影響蝕刻劑去除材料的方式。當(dāng)將腐蝕劑（一種腐蝕性化學(xué)品）施加到被掩膜的晶圓上時(shí)，在所有方向上未被掩膜覆蓋的區(qū)域中，蝕刻會(huì)以相同的速率發(fā)生，從而產(chǎn)生倒圓的邊緣。如果允許蝕刻劑反應(yīng)足夠長的時(shí)間，如圖1所示，蝕刻劑將蝕刻掉稱為掩模底切的掩模下的基板材料。可以通過在底切掩模前先沖洗掉蝕刻劑，然后在通道上施加光刻膠來避免這種情況。墻壁，然后添加更多的蝕刻劑。通過添加緩沖液以改變濃度或通過升高/降低溫度，可以容易地控制蝕刻速率。

當(dāng)需要微細(xì)加工精確特征時(shí)，各向同性蝕刻并不是理想的，因?yàn)樗姆较蛐圆粡?qiáng)且難以控制。

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各向異性蝕刻

各向異性蝕刻，即在不同方向上以不同速率發(fā)生的蝕刻，取決于襯底晶面的方向。

由于硅的單晶結(jié)構(gòu)，某些蝕刻劑能夠根據(jù)硅的取向沿著某些平面或角度選擇性地蝕刻硅。例如，使用KOH作為在<100>晶體方向上對(duì)硅進(jìn)行蝕刻的化學(xué)藥品，其選擇性比使用KOH在<111>方向上對(duì)硅進(jìn)行蝕刻的選擇率高400倍。通過改變時(shí)間，蝕刻化學(xué)物質(zhì)和硅晶體取向，可以在硅晶片中蝕刻許多不同的形狀和通道。

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為了各向異性地蝕刻諸如玻璃的非晶體材料，需要使用非蝕刻溶液的層流圍繞蝕刻化學(xué)物質(zhì)。這在襯底和蝕刻劑之間形成了屏障，并確保僅去除與蝕刻劑接觸的所需區(qū)域。確保僅對(duì)玻璃的特定區(qū)域進(jìn)行蝕刻。

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普通基材和蝕刻劑

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