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关于碱性蚀刻添加系统的特性都有哪些?

发布时间：

2021/09/15 00:00

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考虑由于蚀刻液中包含Cu而导致的蚀刻表面粗糙化机理，在用碱性水溶液（7）蚀刻硅的反应中，从蚀刻表面产生氢，在这种情况下，由于碱性水溶液中的Cu含量是非常少量的ppb级，因此认为Cu作为离子存在。考虑到Cu离子与从蚀刻表面产生的氢接触的情况，Cu的氧化还原电位高于氢，因此Cu离子被氢还原，此外，由于在蚀刻表面上产生氢，所以认为Cu被还原并沉积在蚀刻表面上。

在过去的几十年中，深碱性硅蚀刻已经广泛用于微机电系统(MEMS)工业。有机和无机碱性溶液中硅微加工的各向异性本质是由于单晶硅不同刻面的溶解速率的显著差异[1，2]。与硅的深度垂直等离子体蚀刻相比，碱性蚀刻不需要昂贵的设备，并且允许同时处理大量晶片。因此，优选的是批量生产各种MEMS，这些MEMS包含具有不高纵横比的简单矩形拓扑的体结构。这些是压力传感器、热传感器、加速度计、微流体芯片等。同类型的MEMS包括用于芯片级原子钟(CSAC)的气室。

但是通过合适的掩模设计来补偿凸角的底切是可能的。在拐角补偿方法中，在掩模布局设计中的所有凸角处添加称为补偿结构的额外特征，以硅的碱性蚀刻期间凸角处的变形。使用各种几何形状的补偿结构——三角形、正方形，

所述设计的电池主要由硅的等离子体蚀刻制成。硅的碱性蚀刻非常适合单室电池制造。然而，由于在掩模的凸角处，即在过滤通道连接到空腔的地方的过度底切，很难通过碱性蚀刻形成光程长度约为1mm的紧凑的两室单元。通过碱性蚀刻形成电池的内部体积可以分两个阶段进行，以分别形成贯穿晶片的空腔和浅沟道。然而，这种方法需要在具有深浮雕的表面上进行沉积和去除掩模涂层、精确的图案对准和光刻的几个操作。

氟化化合物中添加硫酸或硝酸提高了蚀刻速度，特别是NH4HF2中添加硫酸的情况下，蚀刻速度大大提高，蚀刻后的玻璃表面状态也相对良好。

为了降低原子电池技术的成本，已经开发了用于同时形成贯穿晶片的空腔和过滤通道的单步碱性蚀刻。为了减少沟道欠蚀刻，已经通过实验确定了合适的蚀刻溶液，并且已经开发了具有凸角欠蚀刻补偿结构的掩模布局的设计。

为了进一步研究腐蚀位置的发展，现在将这种方法应用于酸性和碱性溶液中的腐蚀，KOH蚀刻的表面结构较软，但蚀刻点的密度与图中观察到的类似，这与之前的结论一致。

铝的蚀刻似乎包括两个过程:天然氧化铝层的去除和铝的蚀刻。据报道，使用BCS有助于去除氧化层，但是单独使用BCS蚀刻铝相对较慢。然而，铜和BCS的混合物:发现以高速率(1.2p/min)蚀刻铝，但各向同性。各向异性蚀刻可以用这种混合物在高蚀刻速率(4000埃/分钟)下实现，然而，在这种情况下，在过蚀刻期间通常会导致底切。通过添加CHC/3等物质，各向异性蚀刻是可能的。这种添加被认为以类似于用CCLi蚀刻的方式保护侧壁，其中观察到铝的各向异性蚀刻与在蚀刻的铝边缘上形成薄膜相关。在其他系统中也提出了类似的侧壁保护促进各向异性的建议。

从数据中，提取了不同蚀刻步骤的线迹，虽然攻击点在盐酸蚀刻中变得更加明显，但攻击点通常已经在氢氧化钾蚀刻中存在，由于氧化锌是一种两性氧化物，所以它在碱性和酸性溶液中同时蚀刻也就不足为奇了，有趣的是，这些溶液攻击相同的点，而在单晶中，O端和锌表面分别禁止在碱和锌端表面蚀刻，只有在缺陷时才可能。

由此可见，含有HF的溶液特别是随温度升高的蚀刻速率变化非常大，这意味着即使是微小的温度变化，蚀刻速率也会有很大的变化，控制起来非常困难；另一方面，对于NH4F来说，添加硫酸或硝酸并没有显著增加蚀刻速率，温度的影响也微乎其微，NH4HF2硫酸或硝酸的添加效果较高，温度的影响也在较易控制的范围内，被饲料为最有用的替代HF的成分。

使用重新定位方法，已经能够在小的蚀刻步骤之间成像相同的位置，利用这种技术，研究了多晶ZnO上HCl腐蚀的演化，以及在酸性和碱性溶液中腐蚀的关系，具体来说，观察到停止和重新开始蚀刻过程不会改变侵蚀点，酸性和碱性溶液都会侵蚀相同的点，结果我们排除了靠近膜表面的溶液状态和作为蚀刻催化剂的吸附分子，因为这两个因素在蚀刻步骤之间会改变，还排除了局部化学效应，如锌微晶的极性，因为在酸性和碱性溶液中蚀刻的攻击点不同，我们得出结论，在生长过程中，在薄膜中存在引起加速蚀刻的特殊缺陷，并且这些缺陷可以以与单晶ZnO中的螺旋位错类似的方式延伸部分或全部穿过薄膜。

在铝及合金碱性蚀刻溶液中添加适量的硫化钠可明显改善蚀刻表面质量，同时也可用于碱性蚀刻液中锌等碱溶性重金属杂质的去除。电镀行业：硫化钠还可用于直接电镀中导电层的处理，通过硫化钠与钯反应生成胶体硫化钯来达到在非金属表面形成良好导电层的目的。其他：用作缓蚀剂。也是硫代硫酸钠、多硫化钠、硫化染料等的原料；用于制造硫化染料，皮革脱毛剂，金属冶炼，照相，人造丝脱硝等。

氢氧化钾(KOH)是一种用于各向异性湿法蚀刻技术的碱金属氢氧化物，是用于硅晶片微加工的最常用的硅蚀刻化学物质之一。各向异性蚀刻优先侵蚀衬底。也就是说，它们在某些方向上的蚀刻速度比在其他方向上的蚀刻速度快，而各向同性蚀刻(如HF)会向所有方向侵蚀。使用KOH工艺是因为其在制造中的可重复性和均匀性，同时保持了较低的生产成本。异丙醇(IPA)经常添加到溶液中，以改变从壁的选择性，并提高表面光滑度。

在此，在对决定的各向异性蚀刻速度的主要因素--基板温度和溶液浓度依赖性进行简单叙述的同时，还涉及对蚀刻速度的各向异性产生影响的界面活性剂的添加效果。图4是的各面方位的蚀刻速度的溶液（基板）温度依赖性。由于反应控制速度，因此蚀刻速度对温度敏感。这意味着蚀刻槽内的严密的温度管理是必要的。

因此，这种添加剂允许以恒定和高速率连续蚀刻。这允许在降低的HF浓度下提高蚀刻速率(=提高抗蚀剂剥离的稳定性)。

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自1999年成立以来专注于高端精密金属蚀刻加工，以客户为中心，于2007年加入，为了中国蚀刻行业的技术进步,先后同美国，德国，英国，日本，韩国，台湾的蚀刻同行进行学习交流，时实掌握国际上和最的蚀刻技术，在国内技术引领和先进设备引进方面一直同行。2016年在参观日本蚀刻同行时，在交流过程中时发现该公司的药水再生回用率达到80%，完全实现了在线自动添加循环，将蚀刻液的使用寿命和脏污的问题从根本上彻底解决。同时公司作为一家为使命的企业来说，节能减排，提升蚀刻液的利用率，减少环境污染，也是应尽的社会责任。

与湿法蚀刻不同，即使在最严密监控的RIE系统中，盘形夹也总是具有从芯片边缘向中心的蚀刻梯度。也不同于湿法蚀刻，RIE室受到反应组分和吸收气体在室内壁上的积聚的困扰，特别是如果工具不仅仅用于钨蚀刻，这些积聚需要在均匀蚀刻之前进行清洁和室调节。虽然这些都是影响RIE工具的考虑因素、室内蚀刻特性的仔细评估和RIE蚀刻结果的分析可以产生在某些情况下优于湿法蚀刻的技术。

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