化學(xué)腐蝕加工根據(jù)材料不同及蝕刻加工要求不同,可以選用酸性或者堿性蝕刻液,在蝕刻過程中不管是深的蝕刻或是淺的蝕刻,其蝕刻的切口都基本相同,都有一個可測量的層下橫向蝕刻和圓弧形的截面形狀。只有當(dāng)蝕刻加工繼續(xù)進(jìn)行到遠(yuǎn)離切入點時,才會形成工業(yè)上成為“直邊”的矩形截面。要做到這一步就必須在材料切透后還要再蝕刻一段時間,才能將突出部分完全切去。從這也可以看出,使用化學(xué)方法進(jìn)行精密切割只能適用于厚度很薄的金屬材料。
??? 化學(xué)腐蝕加工使斷面形成直邊的能力,主要取決于蝕刻加工所使用的設(shè)備。而這類設(shè)備通常所使用的加工方法,都具有恒定壓力的噴射裝置,其蝕刻的噴射力,將保證使暴露在它作用下的材料迅速溶解,這種溶解作用也包括前面談到的圓弧形中央突出的部位。
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在這里與被蝕刻金屬相適應(yīng)的強有力的腐蝕劑也是非常關(guān)鍵的。腐蝕劑的強度,噴射壓力機密度,蝕刻溫度,設(shè)備的傳送速度(或蝕刻時間)等。這五要素配合得當(dāng)。就能在較短的時間內(nèi),將中央的突出部分切掉而成為近似直邊,這樣就可以做到更高的蝕刻精度。
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在照相防蝕技術(shù)化學(xué)腐蝕加工中,最精密的一種是用來加工集成電路各種薄層的硅j晶片,其切口的幾何形狀在尺寸上也是極微小的,在蝕刻過程中為了保證半導(dǎo)體元件不受到任何的影響,所使用的各種化學(xué)品,比如各種清潔劑、各種腐蝕劑等都是非常高純度的化學(xué)試劑。
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腐蝕劑的選擇都是根據(jù)加工材料的不同來覺定的,如:硅片是用氫氟酸和?HNO3,氧化硅片則是用氫氟酸和?NH4F?。化學(xué)腐蝕加工集成電路時,其蝕刻加工切口的幾何形狀和航空航天工業(yè)中的化學(xué)蝕刻切口幾何形狀沒有什么不同。但是它們兩者之間在蝕刻深度上差了好幾個數(shù)量級,前者蝕刻深度不到1um。而后再可達(dá)幾毫米甚至更深。
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蝕刻介質(zhì)的不同也會得到不同的層下蝕刻速率,也就有了不同的蝕刻截面。不如在鋁合金蝕刻中,添加硝鹽酸的Na''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''OH蝕刻液的層下蝕刻速率低,截面弧形比單獨使用NaOH時小。同樣對集成電路的硅片,用傳統(tǒng)的酸性蝕刻會使截面呈現(xiàn)弧形,如果用堿性蝕刻得到的截面是一種近似于55度的斜邊。這兩種例子對于精密化學(xué)腐蝕加工來說是非常重要的,因為它可使同等的圖文蝕刻得更深,或者在單位面積內(nèi)可做到更精細(xì)的圖文。對于后者,在單位面積的硅片上,可以集成更多的電路單元。
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