Jaké jsou výhody a nevýhody suchého leptání a mokrého leptání?

1. Co je suché a mokré leptání?

Suché leptání je technika, která nezahrnuje žádnou kapalinu, místo toho využívá plazmu nebo reaktivní plyny k leptání pevného materiálu na povrchu plátku. Tato metoda je nepostradatelná při výrobě většiny čipových produktů, jako jsou DRAM a Flash paměti, kde nelze použít mokré leptání. Mokré leptání na druhé straně zahrnuje použití kapalných chemických roztoků k leptání pevného materiálu na povrchu destičky. I když to není univerzálně použitelné pro všechny čipové produkty, mokré leptání je široce používáno v obalech na úrovni plátků, MEMS, optoelektronických zařízeních a fotovoltaice.

2. Jaké jsou vlastnosti suchého a mokrého leptání?

Nejprve si ujasněme pojmy izotropní a anizotropní leptání. Izotropní leptání se týká rychlosti leptání, která je stejnoměrná ve všech směrech na stejné rovině, podobně jako se rovnoměrně šíří vlnky, když je kámen vhozen do klidné vody. Anizotropní leptání znamená, že rychlost leptání se mění v různých směrech ve stejné rovině.

Mokré leptání je izotropní. Když se plátek dostane do kontaktu s leptacím roztokem, leptá směrem dolů a zároveň způsobuje boční leptání. Toto boční leptání může ovlivnit definovanou šířku čáry, což vede k výrazným odchylkám od leptání. Mokré leptání je tedy náročné přesně ovládat pro leptání tvarů, takže je méně vhodné pro prvky menší než 2 mikrometry.

Naproti tomu suché leptání umožňuje přesnější kontrolu tvaru leptání a nabízí flexibilnější metody leptání. Suchým leptáním lze dosáhnout jak izotropního, tak anizotropního leptání. Anizotropní leptání může vytvářet zúžené (úhel <90 stupňů) a vertikální profily (úhel ≈90 stupňů).

Abych to shrnul:

1.1 Výhody suchého leptání (např. RIE)

Směrovost: Může dosáhnout vysoké směrovosti, což má za následek svislé boční stěny a vysoké poměry stran.

Selektivita: Může optimalizovat selektivitu leptání výběrem konkrétních leptacích plynů a parametrů.

Vysoké rozlišení: Vhodné pro jemné prvky a hluboké příkopové leptání.

1.2 Výhody mokrého leptání

Jednoduchost a hospodárnost: Tekutiny a zařízení pro leptání jsou obecně ekonomičtější než ty, které se používají pro suché leptání.

Jednotnost: Poskytuje jednotné leptání po celé destičce.

Není potřeba žádné složité vybavení: Obvykle vyžaduje pouze máčecí lázeň nebo zařízení pro odstředivé nanášení.

3. Volba mezi suchým a mokrým leptáním

Za prvé, na základě procesních požadavků čipového produktu, pokud lze leptací úkol splnit pouze suchým leptáním, zvolte suché leptání. Pokud mohou požadavky splnit suché i mokré leptání, je obecně preferováno mokré leptání kvůli jeho hospodárnosti. Pokud je potřeba přesné ovládání šířky čáry nebo vertikálních/zkosených úhlů, zvolte suché leptání.

Určité speciální struktury je však nutné leptat pomocí mokrého leptání. Například v MEMS lze struktury obrácené pyramidy leptaného křemíku dosáhnout pouze pomocí mokrého leptání.**