【正文】 ching rate) 的因素有三：蝕刻液濃度、蝕刻液溫度、及攪拌 (stirring) 之有無。舉例來說，以49%的HF蝕刻SiO2，當然比BOE (BufferedOxide Etch；HF：NH4F =1：6) 快的多；但40%的KOH蝕刻Si的速率卻比20%KOH慢！ 濕蝕刻的配方選用是一項化學的專業(yè)，對于一般不是這方面的研究人員，必須向該化學專業(yè)的同儕請教。一個具有高選擇性的蝕刻系統(tǒng)，應該只對被加工薄膜有腐蝕作用，而不傷及一旁之蝕刻掩膜或其下的基板材料。故一旦定義好蝕刻掩膜的圖案，暴露出來的區(qū)域，便是往下腐蝕的所在；只要蝕刻配方具高選擇性，便應當止于所該止之深度。該現(xiàn)象造成的圖案側向誤差與被蝕薄膜厚度同數(shù)量級，換言之，濕蝕刻技術因之而無法應用在類似「次微米」線寬的精密制程技術！ (2)非等向性蝕刻 (anisotropic etching) 先前題到之濕蝕刻「選擇性」觀念，是以不同材料之受蝕快慢程度來說明。 這部份將在體型微細加工時再詳述。其利用電漿 (plasma) 來進行半導體薄膜材料的蝕刻加工。 干蝕刻基本上包括「離子轟擊」(ionbombardment)與「化學反應」(chemical reaction) 兩部份蝕刻機制。而偏「化學反應」效應者則采氟系或氯系氣體(如四氟化碳CF4)，經激發(fā)出來的電漿，即帶有氟或氯之離子團，可快速與芯片表面材質反應。而其最重要的優(yōu)點，能兼顧邊緣側向侵蝕現(xiàn)象極微與高蝕刻率兩種優(yōu)點，換言之，本技術中所謂「活性離子蝕刻」(reactive ion etch；RIE) 已足敷「次微米」線寬制程技術的要求，而正被大量使用中。但誠如干蝕法補足濕蝕法在次微米制程能力不足一樣，此地另有離子植入法，來進行圖案更精細，濃度更為稀少精準的雜值攙入。不過因為深度很淺，一般還是簡單認定大部份離子是攙雜在表面上，然后進一步利用驅入（drivein）來調整濃度分布，并對離子撞擊過的區(qū)域，進行結構之修補。 (五)化學氣相沉積 (Chemical Vapor Deposition；CVD) 到目前為止，只談到以高溫爐管來進行二氧化硅層之成長。 既是化學反應，故免不了「質量傳輸」與「化學反應」兩部份機制。換言之，整體沉積速率卡在質量傳輸 (diffusionlimited)；而此部份事實上隨溫度之變化，不像化學反應般敏感。 然而高制程溫度有幾項缺點： 高溫制程環(huán)境所需電力成本較高。 高溫成長之薄膜，冷卻至常溫后，會產生因各基板與薄膜間熱脹縮程度不同之殘留應力 (residual stress)。 以下，按著化學氣相沉積的研發(fā)歷程，分別簡介「常壓化學氣相沉積」、「低壓化學氣相沉積」、及「電漿輔助化學氣相沉積」： 常壓化學氣相沉積 (Atmospheric Pressure CVD；APCVD) 最早研發(fā)的CVD系統(tǒng)，顧名思義是在一大氣壓環(huán)境下操作，設備外貌也與氧化爐管相類似。所以基本上，化學氣相沉積就是大自然「輸送現(xiàn)象」(transport phenomena) 的應用。另外若晶圓不采水平擺放的方式 (太費空間)，薄膜之厚度均勻性 (thickness uniformity)不佳。 在晶圓豎放于晶舟已不可免之情況下，降低化學蒸氣之環(huán)境壓力，是一個解決厚度均勻性的可行之道。有趣的是紊流不易分離，換言之，其為一亂中有序之流動，故盡管化學蒸氣變得稀薄，使沉積速度變慢，但其經過數(shù)十片重重的晶圓后，仍無分離逆流的現(xiàn)象，而保有厚度均勻，甚至質地致密的優(yōu)點。) 電漿輔助化學氣相沉積 (Plasma Enhanced CVD；PECVD) 盡管LPCVD已解決厚度均勻的問題，但溫度仍太高，沉積速度也不夠快。由于低壓對于厚度均勻性的必要性，開發(fā)低壓環(huán)境之電漿能量輔助 (電漿只能存在于10~ Torr 下)，恰好補足低溫環(huán)境下供能不足的毛病，甚至于輔助之電漿能量效應還高于溫度之所施予，而使沉積速率高過LPCVD。) PECVD 與 RIE 兩機臺之運作原理極為相似，前者用電漿來輔助沉積，后者用電漿去執(zhí)行蝕刻?！?(六)金屬鍍膜 (Metal Deposition) 又稱物理鍍膜 (Physical Vapor Deposition；PVD)，依原理分為蒸鍍(evaporation) 與濺鍍 (sputtering) 兩種。 一般的機械式抽氣幫浦，只能抽到103Torr的真空度，之后須再串接高真空幫浦 (機械式幫浦當作接觸大氣的前級幫浦)，如：擴散式幫浦 (diffusion pump)、渦輪式幫浦 (turbo pump)、或致冷式幫浦 (cryogenic pump)，才能達到106 ~107Torr的真空程度。 蒸鍍 蒸鍍就加熱方式差異，分為電阻式 (thermal coater) 與電子槍式 (Egun evaporator) 兩類機臺。因加熱鎢絲耐熱能力與供金屬熔液攀附空間有限，僅用于低熔點的金屬鍍著，如鋁，且蒸著厚度有限。待金屬蒸氣壓超過臨界限度，也開始徐徐蒸著至四周 (包含晶圓)。 蒸鍍法基本上有所謂階梯覆披 (step coverage) 不佳的缺點，如圖212所示。另外，多片晶圓的大面積鍍著也存在厚度均勻的問題。 濺鍍 濺鍍雖是物理鍍膜的方法，但與蒸發(fā)毫無關系。由于靶材是一整面而不是一點接受轟擊，所以噴濺出來的材質，也有可能填塞到芯片表面階梯死角的部位，而比較沒有斷線不連續(xù)或所謂階梯披覆的問題?；旧?，兩種濺鍍機都可鍍著金屬薄膜。 金屬薄膜圖形定義 利用光蝕術定義妥之光阻，泡入適當酸液中，可蝕出金屬線路，此與蒸鍍抑或濺鍍并無關連。 另一個令人更擾人的問題在于：酸液有側向侵蝕的現(xiàn)象，所以無法制作出次微米之金屬線。但學術研發(fā)單位，在沒有干蝕刻機情況下，一樣可以作出次微米之金屬線，這個方法稱為「金屬剝離或舉離法」(liftoff)。此時，大部份金屬可能都鍍著在光阻上。 不過，金屬剝離也不是完全沒缺點： 金屬蒸鍍，會對芯片產生加溫效果，若蒸鍍時間較長或厚度較高，有可能烤干光阻，而在最后泡丙酮時，無法掀離金屬。 圖213 金屬蒸鍍的「舉離」法：(a)光阻曝光 (b)顯影 169。 光阻邊緣必須確保垂直或甚至有側凹 (也是undercut) 的特征，以便金屬舉離時，不會發(fā)生藕斷絲