（04）刻蚀——选择刻蚀材料创建所需图形

01、光“堆叠”可不行

前期我们了解了如何制作“饼干模具”。本期，我们就来讲讲如何采用这个“饼干模具”印出我们想要的“饼干”。这一步骤的重点，在于如何移除不需要的材料，即“刻蚀（Etching）工艺”。

▲ 图1: 移除饼干中间部分，再倒入巧克力糖浆

让我们再来回想一下上一篇内容中制作饼干的过程。如果想在“幸福之翼”造型饼干中加一层巧克力夹心，要怎么做呢？最简单的方法就是把饼干中间部分挖出来，再倒入巧克力糖浆。挖出饼干的这一过程，在半导体制程中就叫做“刻蚀”，即在“幸福之翼”饼干上叠加中间被挖空的黄色模具（光刻胶），再喷洒只与饼干裸露部分产生反应的溶液，使其未受模具保护的部分被溶解腐蚀。随后便应移去模具，倒入巧克力糖浆。最后，清理残余的巧克力糖浆，再盖上一层饼干层，巧克力夹心饼干就制成了。

在半导体制程工艺中，有很多不同名称的用于移除多余材料的工艺，如“清洗”、“刻蚀”等。如果说“清洗”工艺是把整张晶圆上多余的不纯物去除掉，“刻蚀”工艺则是在光刻胶的帮助下有选择性地移除不需要的材料，从而创建所需的微细图案。半导体“刻蚀”工艺所采用的气体和设备，在其他类似工艺中也很常见。

02、刻蚀工艺的特性

“刻蚀”工艺具有很多重要的特性。所以，在了解具体工艺之前，有必要先梳理一下刻蚀工艺的重要术语，请见下图：

▲ 图2: 等向性刻蚀与非等向性刻蚀的特点

第一个关键术语就是“选择比”

该参数用于衡量是否只刻蚀了想刻蚀的部分。在反应过程中，一部分光刻胶也会被刻蚀，因此在实际的刻蚀工艺中，不可能100%只刻蚀到想移除的部分。一个高选择比的刻蚀工艺，便是只刻蚀了该刻去的部分，并尽可能少地刻蚀到不应该刻蚀材料的工艺。

第二个关键词，就是“方向的选择性”。

顾名思义，方向的选择性是指刻蚀的方向。该性质可分为等向性（Isotropic）和非等向性（Anisotropic）刻蚀两种：等向性刻蚀没有方向选择性, 除纵向反应外，横向反应亦同时发生；非等向性刻蚀则是借助具有方向性的离子撞击来进行特定方向的刻蚀，形成垂直的轮廓。试想一个包裹糖果的包装袋漏了一道口子，如果把整块糖连包装袋一起放入水中，一段时间后，糖果就会被溶解。可如果只向破口处照射激光，糖果就会被烧穿，形成一个洞，而不是整块糖果被烧没。前一现象就好比等向性刻蚀，而后一现象就如同非等向性刻蚀。