光刻和刻蝕是兩個(gè)不同的加工工藝，但因?yàn)檫@兩個(gè)工藝只有連續(xù)進(jìn)行，才能完成真正意義上的圖形轉(zhuǎn)移，而且在工藝線上，這兩個(gè)工藝經(jīng)常是放在同一工序，因此，有時(shí)也將這兩個(gè)步驟統(tǒng)稱為光刻。

    刻蝕就是將涂膠前所淀積的薄膜中沒(méi)有被光刻膠（經(jīng)過(guò)曝光和顯影后）覆蓋和保護(hù)的部分去除掉，達(dá)到將光刻膠上的圖形轉(zhuǎn)移到其下層材料上的目的。

    刻蝕工藝主要有濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕是利用液體化學(xué)試劑與待刻材料反應(yīng)生成可溶性化合物，達(dá)到刻蝕的目的，是一種純化學(xué)腐蝕，具有優(yōu)良的選擇性，但屬于各向同性因此對(duì)線條尺寸控制性差。干法刻蝕是利用等離子體與待刻材料相互作用（物理轟擊和化學(xué)反應(yīng)），從而除去未被光刻膠保護(hù)的材料而達(dá)到刻蝕的目的。

    目前在圖形轉(zhuǎn)移中，干法刻蝕占據(jù)主導(dǎo)地位。例如，氮化硅、多晶硅、金屬以及合金材料等均采用干法刻蝕技術(shù)，而二氧化硅采用濕法刻蝕技術(shù)，有時(shí)金屬鋁也采用濕法刻蝕技術(shù)。

1.濕法刻蝕

濕法刻蝕是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液內(nèi)進(jìn)行腐蝕的技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是中學(xué)化學(xué)課中化學(xué)溶液腐蝕的概念，它是一種純化學(xué)刻蝕，具有優(yōu)良的選擇性，刻蝕完當(dāng)前薄膜就會(huì)停止，而不會(huì)損壞下面一層其他材料的薄膜。由于所有的半導(dǎo)體濕法刻蝕都具有各向同性，所以無(wú)論是氧化層還是金屬層的刻蝕，橫向刻蝕的寬度都接近于垂直刻蝕的深度。這樣一來(lái)，上層光刻膠的圖案與下層材料上被刻蝕出的圖案就會(huì)存在一定的偏差，也就無(wú)法高質(zhì)量地完成圖形轉(zhuǎn)移和復(fù)制的工作，因此隨著特征尺寸的減小，在圖形轉(zhuǎn)移過(guò)程中基本不再使用。

    目前，濕法刻蝕一般被用于工藝流程前面的晶圓片準(zhǔn)備、清洗等不涉及圖形的環(huán)節(jié)，而在圖形轉(zhuǎn)移中干法刻蝕已占據(jù)主導(dǎo)地位。

2.干法刻蝕

RIE刻蝕效果

等離子刻蝕機(jī)

干法刻蝕是用等離子體進(jìn)行薄膜刻蝕的技術(shù)。當(dāng)氣體以等離子體形式存在時(shí)，它具備兩個(gè)特點(diǎn)：一方面等離子體中的這些氣體化學(xué)活性比常態(tài)下時(shí)要強(qiáng)很多，根據(jù)被刻蝕材料的不同，選擇合適的氣體，就可以更快地與材料進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)刻蝕去除的目的；另一方面，還可以利用電場(chǎng)對(duì)等離子體進(jìn)行引導(dǎo)和加速，使其具備一定能量，當(dāng)其轟擊被刻蝕物的表面時(shí)，會(huì)將被刻蝕物材料的原子擊出，從而達(dá)到利用物理上的能量轉(zhuǎn)移來(lái)實(shí)現(xiàn)刻蝕的目的。因此，干法刻蝕是晶圓片表面物理和化學(xué)兩種過(guò)程平衡的結(jié)果。

干法刻蝕又分為三種：物理性刻蝕、化學(xué)性刻蝕、物理化學(xué)性刻蝕。其中物理性刻蝕又稱為濺射刻蝕。很明顯，該濺射刻蝕靠能量的轟擊打出原子的過(guò)程和濺射非常相像。（想象一下，如果有一面很舊的土墻，用足球用力踢過(guò)去，可能就會(huì)有墻面的碎片從中剝離）

這種極端的刻蝕方法方向性很強(qiáng)，可以做到各向異性刻蝕，但不能進(jìn)行選擇性刻蝕。

化學(xué)性刻蝕利用等離子體中的化學(xué)活性原子團(tuán)與被刻蝕材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)刻蝕目的。由于刻蝕的核心還是化學(xué)反應(yīng)（只是不涉及溶液的氣體狀態(tài)），因此刻蝕的效果和濕法刻蝕有些相近，具有較好的選擇性，但各向異性較差。

人們對(duì)這兩種極端過(guò)程進(jìn)行折中，得到目前廣泛應(yīng)用的一些物理化學(xué)性刻蝕技術(shù)。例如反應(yīng)離子刻蝕（RIE --Reactive Ion Etching）和高密度等離子體刻蝕（HDP）。這些工藝通過(guò)活性離子對(duì)襯底的物理轟擊和化學(xué)反應(yīng)雙重作用刻蝕，同時(shí)兼有各向異性和選擇性好的優(yōu)點(diǎn)。目前RIE已成為超大規(guī)模集成電路制造工藝中應(yīng)用最廣泛的主流刻蝕技術(shù)。