Ätztechnik für Elektronikkomponenten

Im Rahmen der Halbleiterfertigung müssen die unterschiedlichsten Schichten geätzt werden, entweder zur ganzflächiger Entfernung oder auch zur Übertragung eines strukturierten Fotolackfilms in eine Schicht, die darunterliegt. Bei der dabei zur Anwendung kommenden Ätztechnik kann es sich entweder um das nasschemische Ätzen oder um das Trockenätzen handeln. Darüber hinaus gibt es weitere Unterscheidungen, und zwar zwischen den isotropen und den anisotropen Prozessen, sowie unter dem physikalischen und dem chemischen Charakter des Ätzprozesses selbst.

Isotroper und anisotroper Ätzprozess

Bei dem isotropen Prozess geschieht die Ätzung in alle Richtungen, sodass die Schichten nicht nur in der Dicke, sondern auch in der lateralen Ausdehnung abgetragen werden. Im Gegensatz dazu wird bei der anisotropen Ätzung die Schicht in nur einer Richtung entfernt. Es kann, je nach Prozess, entweder der eine oder der andere Ätzvorgang erwünscht sein.
Die Selektivität gilt als ein wichtiger Parameter der Ätzprozesse, da diese das Abtragverhältnis zweier Schichten angibt. Wenn eine Schicht doppelt so schnell abgetragen wird wie die andere, spricht man von einer Selektivität 2:1.

Nassätzen

Das Nassätzen funktioniert auf dem Prinzip, dass ein festes Material der Schicht in flüssige Verbindungen umgewandelt wird, und zwar mithilfe einer chemischen Lösung. In diesem Falle ist die Selektivität sehr hoch, da die Chemikalien, welche zum Einsatz kommen, auf die Schichten abgestimmt werden können. Diese darf jedoch nicht zu hoch sein, bzw. es muss weiterhin möglich sein, die Ätzung durch Verdünnung mit Wasser zu stoppen. Daneben muss die Ätzrate über lange Zeit konstant bleiben und es dürfen keine gasförmigen Reaktionsprodukte entstehen.

Einsatzgebiete der Nasschemie

Die Nasschemie wird nicht nur dazu verwendet, Schichten zu ätzen. Sie kommt ebenfalls bei einer Reihe anderer Prozesse zum Einsatz. So dient das Nassätzen zur ganzflächigen Entfernung dotierter und undotierter Oxidschichten. Zudem wird Nasschemie auch bei der Scheibenreinigung eingesetzt.

Zum Lackentfernen kommen ebenfalls nasschemische Entferner zum Einsatz. In manchen Fällen kann die Nasschemie nicht in diesem Bereich eingesetzt werden, aufgrund einer zu hohen Quervernetzung. In diesem Fall kann Fotolack auch trockenchemisch verbrannt werden.

Ein weiterer Einsatzbereich der Nasschemie ist die Rückseitenbehandlung. Hierbei handelt es sich um das Entfernen von Schichten, welche bei Ofenprozessen auf den Scheibenrückseiten entstanden sind. Zudem kommt die Nasschemie auch bei der Polymerentfernung zum Einsatz. Es handelt sich hierbei um die Entfernung von Nebenprodukten, welche bei dem Plasmaätzen entstehen und sich auf den Scheiben festsetzen.

Das Nassätzen kommt zur Strukturierung kaum Verwendung, da das Ätzprofil meist isotrop ist. Die einzige Ausnahme bildet in diesem Fall die Mikromechanik. Denn hier können aufgrund der Gitterstruktur von Silicium Kristallen definierte Strukturen mit nasschemischen Ätzlösungen erzeugt werden. Diese besitzen einen Flankenwinkel von beispielsweise 90° oder 54,74°.

Die Ätztechnik von Union Klischee fertigt Formätzteile aus allen gängigen Metallarten in unterschiedlichsten Materialstärken für fast jedes Anwendungsgebiet und jede Branche an.