Jakie są zalety i wady trawienia na sucho i na mokro?

1. Czym jest trawienie na sucho i na mokro?

Trawienie na sucho to technika, która nie wykorzystuje żadnej cieczy, zamiast tego wykorzystuje plazmę lub gazy reaktywne do wytrawiania stałego materiału na powierzchni płytki. Metoda ta jest niezastąpiona przy produkcji większości produktów chipowych, takich jak pamięci DRAM i Flash, gdzie nie można zastosować trawienia na mokro. Z drugiej strony trawienie na mokro polega na użyciu ciekłych roztworów chemicznych do wytrawiania stałego materiału na powierzchni płytki. Chociaż trawienie na mokro nie ma uniwersalnego zastosowania do wszystkich produktów chipowych, jest szeroko stosowane w opakowaniach na poziomie płytek, MEMS, urządzeniach optoelektronicznych i fotowoltaice.

2. Jaka jest charakterystyka trawienia na sucho i na mokro?

Najpierw wyjaśnijmy pojęcia trawienia izotropowego i anizotropowego. Trawienie izotropowe odnosi się do szybkości trawienia, które jest jednakowe we wszystkich kierunkach na tej samej płaszczyźnie, podobnie jak zmarszczki rozprzestrzeniają się równomiernie, gdy kamień jest wrzucony do spokojnej wody. Trawienie anizotropowe oznacza, że ​​szybkość trawienia zmienia się w różnych kierunkach na tej samej płaszczyźnie.

Trawienie na mokro jest izotropowe. Kiedy płytka wchodzi w kontakt z roztworem trawiącym, trawi się w dół, powodując jednocześnie trawienie boczne. To boczne trawienie może mieć wpływ na określoną szerokość linii, prowadząc do znacznych odchyleń w trawieniu. Dlatego też precyzyjne sterowanie trawieniem na mokro w przypadku kształtów jest trudne, przez co jest mniej odpowiednie w przypadku elementów mniejszych niż 2 mikrometry.

Natomiast trawienie na sucho pozwala na bardziej precyzyjną kontrolę kształtu trawienia i oferuje bardziej elastyczne metody trawienia. Trawienie na sucho pozwala uzyskać zarówno trawienie izotropowe, jak i anizotropowe. Trawienie anizotropowe pozwala uzyskać profile stożkowe (kąt <90 stopni) i pionowe (kąt ≈90 stopni).

Podsumowując:

1.1 Zalety trawienia na sucho (np. RIE)

Kierunkowość: Może osiągnąć wysoką kierunkowość, co skutkuje pionowymi ścianami bocznymi i wysokimi współczynnikami kształtu.

Selektywność: Potrafi zoptymalizować selektywność trawienia, wybierając określone gazy i parametry trawienia.

Wysoka rozdzielczość: odpowiednia do drobnych elementów i głębokiego trawienia.

1.2 Zalety trawienia na mokro

Prostota i opłacalność: Płyny i sprzęt do trawienia są na ogół bardziej ekonomiczne niż te stosowane do trawienia na sucho.

Jednolitość: Zapewnia równomierne trawienie na całej płytce.

Nie jest potrzebny skomplikowany sprzęt: Zwykle wymaga jedynie kąpieli zanurzeniowej lub sprzętu do powlekania wirowego.

3. Wybór pomiędzy trawieniem na sucho i na mokro

Po pierwsze, biorąc pod uwagę wymagania procesowe produktu w postaci chipa, jeśli tylko trawienie na sucho może wykonać zadanie trawienia, wybierz trawienie na sucho. Jeżeli wymagania może spełnić zarówno trawienie na sucho, jak i na mokro, zazwyczaj preferowane jest trawienie na mokro ze względu na jego opłacalność. Jeśli wymagana jest precyzyjna kontrola szerokości linii lub kątów pionowych/zwężających się, wybierz trawienie na sucho.

Jednakże niektóre specjalne struktury muszą zostać wytrawione za pomocą trawienia na mokro. Na przykład w MEMS strukturę odwróconej piramidy wytrawionego krzemu można uzyskać jedynie poprzez trawienie na mokro.**