¿Cuáles son las ventajas y desventajas del grabado en seco y en húmedo?

1. ¿Qué es el grabado seco y húmedo?

El grabado en seco es una técnica que no utiliza ningún líquido, sino que utiliza plasma o gases reactivos para grabar el material sólido en la superficie de la oblea. Este método es indispensable en la producción de la mayoría de los productos de chips, como la memoria DRAM y Flash, donde no se puede utilizar el grabado húmedo. El grabado húmedo, por otro lado, implica el uso de soluciones químicas líquidas para grabar el material sólido en la superficie de la oblea. Si bien no es universalmente aplicable a todos los productos de chips, el grabado húmedo se usa ampliamente en empaques a nivel de oblea, MEMS, dispositivos optoelectrónicos y energía fotovoltaica.

2. ¿Cuáles son las características del grabado seco y húmedo?

Primero, aclaremos los conceptos de grabado isotrópico y anisotrópico. El grabado isotrópico se refiere a una tasa de grabado que es uniforme en todas las direcciones en el mismo plano, similar a cómo las ondas se propagan uniformemente cuando se arroja una piedra a aguas tranquilas. El grabado anisotrópico significa que la tasa de grabado varía en diferentes direcciones en el mismo plano.

El grabado húmedo es isotrópico. Cuando la oblea entra en contacto con la solución de grabado, se graba hacia abajo y al mismo tiempo provoca un grabado lateral. Este grabado lateral puede afectar al ancho de línea definido y provocar desviaciones importantes en el grabado. Por lo tanto, el grabado en húmedo es difícil de controlar con precisión para grabar formas, lo que lo hace menos adecuado para características de menos de 2 micrómetros.

Por el contrario, el grabado en seco permite un control más preciso de la forma del grabado y ofrece métodos de grabado más flexibles. El grabado en seco puede lograr un grabado tanto isotrópico como anisotrópico. El grabado anisotrópico puede producir perfiles cónicos (ángulo <90 grados) y verticales (ángulo ≈90 grados).

Para resumir:

1.1 Ventajas del grabado en seco (p. ej., RIE)

Direccionalidad: Puede lograr una alta direccionalidad, lo que resulta en paredes laterales verticales y relaciones de aspecto altas.

Selectividad: Puede optimizar la selectividad del grabado eligiendo gases y parámetros de grabado específicos.

Alta resolución: Adecuado para rasgos finos y grabado de zanjas profundas.

1.2 Ventajas del grabado húmedo

Simplicidad y rentabilidad: los líquidos y equipos de grabado son generalmente más económicos que los utilizados para el grabado en seco.

Uniformidad: Proporciona un grabado uniforme en toda la oblea.

No se necesitan equipos complejos: normalmente solo requiere un baño de inmersión o un equipo de recubrimiento por centrifugación.

3. Elegir entre grabado seco y húmedo

Primero, según los requisitos del proceso del producto de chip, si solo el grabado en seco puede realizar la tarea de grabado, elija el grabado en seco. Si tanto el grabado seco como el húmedo pueden cumplir los requisitos, generalmente se prefiere el grabado húmedo debido a su rentabilidad. Si se necesita un control preciso sobre el ancho de la línea o los ángulos verticales/cónicos, opte por el grabado en seco.

Sin embargo, ciertas estructuras especiales deben grabarse mediante grabado húmedo. Por ejemplo, en MEMS, la estructura piramidal invertida del silicio grabado sólo se puede lograr mediante grabado húmedo.**