单/多晶硅层刻蚀技术优化方案

在半导体工艺中，硅和多晶硅的去除可以使用HNO3与HF的混合溶液进行。其原理是利用HNO3将表面的Si氧化成SiO2，然后用HF把生成的SiO2层除去，其刻蚀原理包含两个反应步骤

硅的非等向性刻蚀多用来进行（100）面刻蚀，常用在以硅片为基底的微机械器件制备工艺中，一般是使用稀释的KOH溶液在约80℃下进行刻蚀反应，多晶硅的刻蚀实际上多使用HNO3、HF及CH3COOH三种成分的混合溶液，先利用HNO3的强酸性使多晶硅氧化成为SiO2，再用HF将SiO2去除，而CH3COOH则起类似缓冲溶液的作用，提供H离子，使刻蚀速率能保持稳定。这种通称为“Poly-Etch”的混合溶液也常作为晶片回收时的刻蚀液。

在上式的反应过程中，可以利用HAC作为缓冲剂来抑制HNO3的解离。可以通过改变HNO3及HF的比例，再配合HAC的添加或是水的稀释来控制刻蚀速率的大小。此外，也可以使用含KOH的溶液来进行Si的刻蚀。这种溶液对Si（100）面的刻蚀速率比（111）面快了许多，所以刻蚀后的轮廓将成为V型的沟渠。不过这种湿法刻蚀大多用在微机械器件的制造上，在传统IC的工艺上并不多见。(www.xing528.com)

随着半导体器件向更高精密度及“轻薄短小”的方向发展，晶背刻蚀（backside etching）已逐渐取代传统机械式晶背研磨（grinding）工艺，晶背刻蚀除了能降低硅片应力（stress）、减少缺陷（defect）外，还能有效清除晶背的不纯物，避免其污染到正面。由于晶背表层常包含有各类材料，如SiO2、多晶硅、有机物、金属、Si3N4等，因此湿法晶背刻蚀液也由多种无机酸类组成，包括：H3PO4，HNO3，H2SO4及HF等，如此才能有效去除复杂的晶背表层的物质。