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化学蚀刻

文章出处:本站  责任编辑:Editor  人气:540  发表时间:2018-8-24 9:13:05  【

 化学蚀刻(Chemical etching)

蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。

蚀刻技术可以分为『湿蚀刻』(wet etching)及『干蚀刻』(dry etching)两类。

通常所指蚀刻也称光化学蚀刻(photochemical etching),指通过曝光制版、显影后,将要蚀刻区域的保护膜去除,在蚀刻时接触化学溶液,达到溶解腐蚀的作用,形成凹凸或者镂空成型的效果。

化学蚀刻加工可用来制造铜版、锌版等印刷凹凸版,也广泛地被使用于减轻重量(Weight Reduction)仪器镶板,传统加工法难以加工之薄形工件等之加工;经过不断改良和工艺设备发展,亦可以用于航空、机械、化学工业中电子薄片零件精密蚀刻产品的加工,特别在半导体制程上,蚀刻更是不可或缺的技术。

 

化学蚀刻技术是利用特定的溶液与薄膜间所进行的化学反应来去除薄膜未被光阻覆盖的部分,而达到蚀刻的目的,这种蚀刻方式也就是所谓的湿式蚀刻。因为湿式蚀刻是利用化学反应来进行薄膜的去除,而化学反应本身不具方向性,因此湿式蚀刻过程为等向性,一般而言此方式不足以定义3微米以下的线宽,但对于3微米以上的线宽定义湿式蚀刻仍然为一可选择采用的技术。

蚀刻加工的优势:

低成本、高可靠性、高产能及优越的蚀刻选择比。但相对于干式蚀刻,除了无法定义较细的线宽外,湿式蚀刻仍有以下的缺点:1) 需花费较高成本的反应溶液及去离子水;2) 化学药品处理时人员所遭遇的问题;3) 光阻附着性问题;4) 气泡形成及化学蚀刻液无法完全与晶圆表面接触所造成的不均匀的蚀刻;5) 废气及潜在的爆炸性。

湿式蚀刻过程可分为三个步骤:1) 化学蚀刻液扩散至待蚀刻材料之表面;2) 蚀刻液与待蚀刻材料发生化学反应; 3) 反应后之产物从蚀刻材料之表面扩散至溶液中,并随溶液排出(3)。三个步骤中进行慢者为速率控制步骤,也就是说该步骤的反应速率即为整个反应之速率。

 

大部份的蚀刻过程包含了一个或多个化学反应步骤,各种形态的反应都有可能发生,但常遇到的反应是将待蚀刻层表面先予以氧化,再将此氧化层溶解,并随溶液排出,如此反复进行以达到蚀刻的效果。如蚀刻硅、铝时即是利用此种化学反应方式。

湿式蚀刻的速率

通常可藉由改变溶液浓度及温度予以控制。溶液浓度可改变反应物质到达及离开待蚀刻物表面的速率,一般而言,当溶液浓度增加时,蚀刻速率将会提高。而提高溶液温度可加速化学反应速率,进而加速蚀刻速率。

除了溶液的选用外,选择适用的屏蔽物质亦是十分重要的,它与待蚀刻材料表面有很好的附着性、并能承受蚀刻溶液的侵蚀且稳定而不变质。而光阻通常是一个很好的屏蔽材料,且由于其图案转印步骤简单,因此常被使用。但使用光阻作为屏蔽材料时也会发生边缘剥离或龟裂的情形。边缘剥离乃由于蚀刻溶液的侵蚀,造成光阻与基材间的黏着性变差所致。解决的方法则可使用黏着剂来增加光阻与基材间的黏着性,如Hexamethyl-disilazane (HMDS)。龟裂则是因为光阻与基材间的应力差异太大,减缓龟裂的方法可利用较具弹性的屏蔽材质来吸收两者间的应力差。

蚀刻化学反应过程中所产生的气泡常会造成蚀刻的不均匀性,气泡留滞于基材上阻止了蚀刻溶液与待蚀刻物表面的接触,将使得蚀刻速率变慢或停滞,直到气泡离开基材表面。因此在这种情况下会在溶液中加入一些催化剂增进蚀刻溶液与待蚀刻物表面的接触,并在蚀刻过程中予于搅动以加速气泡的脱离。

 

 

 蚀刻加工的工序由这么几道工序组成:

  1、来料检验当接到客户需要加工的工件时,首先我们要经过检查,也就是我们目前IQC工序所要做的工作,把接到客户的加工工件抹干净,然后进行仔细检验,把来料中存在的不良品剔除出来,保证投入的产品是良品。

  2、静电除尘、喷感光油、检查当来料加工的工件经过IQC检验合格后,就交给下一道工序:喷感光油,但在喷感光油前要进行静电除尘,因为产品在生产过程和我们抹试的过程中,不同程度上会存在静电,而静电是可以吸付灰尘的,所以经过静电除尘,把静电去除后灰尘才不会吸付在产品上面,完成静电除后就进行下一步工作:喷感光油,喷感受光油的作用主要是为下一道工序感光(爆光)做好准备,将产品前后都喷上感光油,完成喷油工作后,对产品进行仔细检查,检查的目的是产品在喷油过程中有没有喷到油、有没有存留油渣等不良现象出现,当产品检查OK后就要流入下一个工序:感光(爆光)。

  3、感光、显影 感光(爆光)是将菲林放在已经喷了感光油的产品上面,主要的目的是通过爆光让菲林上的图案在产品上形成,感光(爆光)过程中要特别注意夹具要放好,菲林不能歪斜,否则产品图案就会出现歪斜现象,从而产生不良品,而菲林也要定期检查,不能出现折叠现象,否则也会出现不良品。感光(爆光)完成后就要进行下一步工作:显影;显影的目的是通过显影药水将未爆光的地方冲走,经过爆光的地方固化,形成蚀刻图案,经过显影后质检员对产品进行检查,把显影不到的地方或图案不良的产品挑选出来,良品则进入下一道工序:封油。

  4、封油 所谓封油就是将产品在喷油过程中产品边缘的位置、喷不到油的地方进行人工补油,补油过程中产品的金属部位不可有外露现象,否则经过蚀刻后将会产生不良品,补油完成后再对产品进行烘干,烘干完成后对产品进行检查,检查OK后才可以放入下一道工序:蚀刻。

  5、蚀刻、清洗 蚀刻是整个生产流程的关键工序,主要是将产品通过化学溶液的化学作用将产品经过爆光显影后外露的不锈钢部位进行腐蚀,从而形成我们想要的图案,蚀刻工作完成后对产品进行清洗,将多余的油漆清洗掉,然后经过慢拉机等的清洗设备完成产品的加工过程。

  6、出货检验 经过蚀刻清洗工序完成后的产品即是我们想要的产品,但还要进行FQC检验,将生产过程中的不良品剔除出来后才可以交成品仓库安排出货。

化学蚀刻选南通卓力达

南通卓力达金属科技有限公司是华东地区设备先进、规模较大的腐蚀加工厂,自加入世界蚀刻行业协会后,引进大量的进口设备,专做高端的精密蚀刻,开拓创新的卓力达人紧跟市场的需求,依托华南的深圳精密蚀刻-深圳市卓力达电子有限公司的成功经验,于201507月在南通高新技术产业开发区,成立了南通卓力达金属科技有限公司。南通卓力达金属科技有限公司注册资本5000万元,初始投资总金额达到1.5亿元人民币。公司在环境控制方面投入巨资,建设了废水处理系统,废水回用率达90%

 

南通卓力达金属科技有限公司拥有美国CHEMCUT、德国奥宝、法国AUTOMA全自动卷对卷曝光机等国际知名品牌的先进生产设备,设备和工艺处于国内领先水平,日产能达1000余平方米。南通卓力达金属科技有限公司目前生产的产品广泛应用于:消费电子、精密过滤,精密五金、通讯产品、汽车精密零件过滤,装饰板、医疗器械、航空航天、石油化工、军事设备、实验科研、家用电器,应用元件等行业。

 

 

 

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