引言
湿法刻蚀是将需要进行刻蚀的材料放入化学药液中浸泡，利用化学药液的腐蚀作用将没有覆盖光刻胶的部分腐蚀溶解，从而实现对晶片进行湿法刻蚀的目的。湿法刻蚀的腐蚀速度主要是受到进行腐蚀的化学试剂种类、腐蚀剂的配比、腐蚀过程的温度等影响。
湿法刻蚀的整个刻蚀过程可以分为三个阶段：①化学药液与晶片进行接触；②化学药液与晶片发生化学反应，进而达到对晶片进行腐蚀目的；③化学药液与晶片反应后的生成物脱离晶片的表面溶解到溶液中，并随溶液一起被排出。刻蚀均匀性是衡量湿法刻蚀工艺高低的刻蚀参数，刻蚀均匀性对刻蚀产品的质量影响非常大，不完全刻蚀或者过刻蚀都会造成产品的质量降低，甚至导致刻蚀产品报废。因此，在湿法刻蚀工作中需要严格控制刻蚀均匀性，从而保障刻蚀产品的质量[1]。
2 湿法刻蚀均匀性的影响因素[2]
2.1 去离子水
在湿法刻蚀过程中，去离子水的作用是冲洗晶片表面残余的化学腐蚀药液，避免残留的化学药液对晶片进行过度的腐蚀。化学药液对晶片的均匀性刻蚀可以通过调整各种参数进行有效的控制，确保化学药液在晶片表面分布均匀，从而达到对晶片的均匀刻蚀。但是，刻蚀完成后，剩余药液在晶片表面的分布难以进行有效的控制，随着晶片尺寸的减小，残余药液对晶片均匀性的影响也越来越大。通过实验发现，用去离子水对晶片进行清洗的时间越长，晶片的均匀性越好，因为清洗的时间越长，对晶片的清洁程度越高，晶片表面残留的化学药剂也越少，对晶片的影响也越小。
2.2 刻蚀温度
通过实验研究发现，较高温度对于湿法刻蚀的均匀性具有反作用。因此，在进行刻蚀的过程中保持较低的温度，但是随着温度的升高，能够提升去离子水的清洁能力，随着清洁能力的提升，能够提高湿法刻蚀的均匀性。因此，温度对于化学药剂的刻蚀均匀性和去离子水的清洗能力具有相反的作用，在实际的刻蚀工作过程中，要充分考虑实际情况，优选出一个适宜的温度，从而保障湿法刻蚀的均匀性。
3 提高湿法刻蚀均匀性的措施
3.1 进行适当的搅拌
通过在刻蚀槽内安装搅拌装置，在晶片进行刻蚀的过程中进行连续的搅拌，进而保障化学药剂的温度、浓度能够均匀的进行分布，进而提高湿法刻蚀的均匀性。搅拌装置可以采用电动机或者气缸，由于气缸的平稳性受到气源的严重影响，在搅拌过程中易造成溶液的扰动，导致晶片碎片率的大幅提升，因此，对搅拌装置要求较高的环境中优先采用电动机。搅拌方式可以分为垂直搅拌和水平搅拌两种，在搅拌方式的选择上应该充分考虑实际情况，确保搅拌的方向与晶片表面平行，从而减小搅拌阻力和进行全范围的搅拌。另外，对于配有噪声功能的刻蚀槽应该优先选用水平搅拌，因为，400kH以上的声波在纵向上不进行扩散传播，采用水平搅拌可以加大噪声能量所波及到的区域，从而进行全范围的覆盖。
3.2 化学药剂进行溢流循环
相对于化学药液在静止状态下的刻蚀，通过泵将化学药液进行溢流循环，能够提高湿法刻蚀的均匀性。通过溢流循环能够对化学药液的温度、浓度和流场状态进行均匀分布，从而提高湿法刻蚀的均匀性。溢流循环的过程为：化学药液由刻蚀槽的底部进入刻蚀槽内，再从刻蚀槽顶部溢流到溢流槽内，较后由溢流槽再流入刻蚀槽底部，通过不断地溢流循环，对化学药液进行均匀分布。为了提高溢流循环的效果，可以在管路中增设过滤器，用以除去刻蚀过程中生成的杂质，还可以在外部对循环的化学药剂进行加热或降温，进而提高刻蚀的均匀性[3]。
3.3 刻蚀过程中旋转晶片
在进行晶片的刻蚀处理过程中，晶片一般是装在晶片盒中的，但是晶片与晶片盒卡槽的接触位置，会影响化学药液对晶片的刻蚀效果，导致了晶片边缘与中心的刻蚀效果不一样，影响了湿法刻蚀的均匀性。在晶片的化学药液处理过程中，通过旋转晶片，避免了晶片的某一部分始终处于晶片盒的卡槽内，从而提高化学药液对晶片的腐蚀均匀性。可以通过在晶片的底部安装一根转轴，通过转轴带动晶片旋转。转轴的制作材料要选择耐腐蚀并且柔软的材料，例如，聚四氟乙烯，也可以在转轴上包裹聚氨酯或硅胶管以此来增加摩擦力[4]。
4 结束语
总而言之，湿法刻蚀是半导体制造过程中经常采用的工艺之一，被充分的应用于去除氧化硅、清除剩余物、进行表层脱离以及大尺寸图形的刻蚀等工作中。通过此工艺可以精确地控制薄膜的去除量，从而能够较大限度地保障产品的质量，而且湿法刻蚀的工艺过程对晶片的腐蚀量能够控制，损耗量较少。晶片湿法刻蚀的效果好坏受均匀性的影响，在实际的刻蚀过程中，均匀性受到多种干扰因素的影响。本文通过对干扰因素进行详尽的分析研究，并提出了提高湿法刻蚀均匀性的方法，对于从事湿法刻蚀工作的人员具有一定的参考价值，从而提高其湿法刻蚀工作的水平，从而推动我国半导体制造业的长远发展。来源于网络 百度文库仅限参考（作者：卢海笑
来源：《科学与信息化》2017年第16期）
