在上一篇文章中，我們介紹了光刻工藝，即利用光掩模將設計好的電路圖案投影到塗有光刻膠的晶圓表面。下一步是在晶圓上執行蝕刻工藝，以去除不需要的材料並僅保留所需的圖案。

蝕刻：本身就是一種藝術形式

當您上藝術課時，您可能創作過“版畫”，這是一種通過在木材、金屬或石頭表面繪製形狀，然後塗上墨水或油漆並將其壓在紙張或織物上而創建的藝術品。半導體蝕刻製程與版畫技術具有相似的原理。

在版畫製作中，將防腐材料塗在金屬板上，然後使用鋒利的工具將所需的設計雕刻到金屬板上。然後將板浸入硝酸等腐蝕性材料中，控制腐蝕程度以形成所需的圖案。

類似地，在半導體製造中，蝕刻製程使用液體或氣體蝕刻劑來選擇性地去除不需要的材料，直到在晶片表面上留下所需的電路圖案。透過蝕刻劑去除沒有光阻區域的材料，從而在晶圓上形成電路圖案。蝕刻過程完成後，去除光阻。這些步驟需要在不同層重複多次。

乾式蝕刻，用於蝕刻工藝，可分為兩種： 乾蝕刻和濕蝕刻，取決於所使用的材料。乾式蝕刻使用反應氣體和離子選擇性地去除不需要的材料，而濕蝕刻則使用化學溶液。

與濕式蝕刻相比，乾蝕成本更高，製程也更複雜。然而，隨著奈米級半導體技術的進步，電路變得更加精細複雜。因此，乾蝕應用較為廣泛，成品率也較高（指成品率）。

乾式蝕刻，也稱為等離子蝕刻，用於去除不需要的基板材料。
等離子體是透過將氣體注入壓力低於大氣壓力的真空室中然後提供電能而產生的。等離子體是由大量自由電子、離子和中性粒子或電離氣體組成的物質狀態（類似固體、液體和氣體）。當物質被電離時，表示中子或分子透過失去或獲得電子而改變了其電荷狀態。

當電能產生的足夠強的磁場施加到氣體上時，導致氣體分子碰撞並電離，形成等離子體。換句話說，自由電子被磁場加速，隨後的高能量電子與中子或分子碰撞，將它們電離。

這種電離級聯（稱為雪崩效應）會導致離子數量呈指數增加。這就是我們所說的「等離子體狀態」。自由基原子從該等離子體狀態解離並從晶片表面蒸發，從而去除先前未受光致抗蝕劑塗層保護的表面材料。

乾式蝕刻製程有幾點需要注意。

第一，統一性。 均勻性表示整個晶圓表面蝕刻速率的一致性。如果晶圓不同區域的蝕刻速率不一致，蝕刻深度就會不同，這可能會導致晶片故障。

第二，蝕刻速率。 這是指在給定時間內去除的表面材料的量。蝕刻速率可以根據反應原子和離子的數量以及引起表面反應發生的離子攜帶的能量而變化。換句話說，我們需要嚴格控制這些因素來提高整體良率。

此外，選擇性（目標材料的蝕刻速率與其他材料的蝕刻速率的比率）和蝕刻輪廓也被認為是乾蝕刻的重要因素。

現在您對建造半導體電路圖案的蝕刻製程有了更好的了解。半導體是積體電路技術的縮影，透過在矽基板上重複沉積所需材料、施加保護層以及選擇性蝕刻不必要的部分來製造。整個過程都是在以安全為設計理念的儀器中進行的。

在下一篇文章中，我們將介紹沉積和離子注入工藝，透過這些技術賦予晶圓電性能。