金属铝刻蚀工艺简介
金属蚀刻工艺及实例
金属蚀刻工艺是一种精细的金属加工技术，它通过化学或电化学的方法将金属表面上的部分材料进行溶解去除，以达到制造出特定的图案或文字的目的。
这种工艺广泛应用于电子、航空、医疗、珠宝等领域。
在蚀刻工艺中，首先需要对金属表面进行预处理，包括清洗、抛光等操作，以确保表面干净且具有足够的附着力。
然后，使用蚀刻剂或电解液对金属表面进行腐蚀或电解，以达到所需的图案或文字效果。
具体的蚀刻工艺流程可以因材料、工艺要求等因素而有所不同。
例如，对于不锈钢等不易被腐蚀的金属，可以采用反应离子蚀刻或等离子蚀刻等高级工艺。
而对于铜、铝等易被腐蚀的金属，可以采用化学蚀刻或电化学蚀刻等工艺。
在蚀刻过程中，需要注意控制蚀刻速度和深度，以及保持工艺稳定性和重复性。
同时，还需要注意安全问题，因为蚀刻剂多为酸碱溶液，具有一定的腐蚀性和毒性，需要采取相应的防护措施。
总之，金属蚀刻工艺是一种精细且实用的金属加工技术，它可以制造出高精度、高质量的金属制品，广泛应用于各种领域中。
金属蚀刻工艺流程
金属蚀刻工艺流程
金属蚀刻是一种通过化学物质作用于金属材料表面实现图案刻写的工艺，它主要应用于电子元器件、工艺品、装饰品等领域。
下面将详细介绍金属蚀刻的工艺流程。
首先，准备好所需的工具和材料。
这包括腐蚀液、金属材料、蚀刻底板等。
腐蚀液是金属蚀刻的重要物质，常用的有硫酸、盐酸等。
金属材料可以选择铜、铝、钢等。
接下来，将金属材料固定在蚀刻底板上。
这可以使用夹具或胶水等方法，确保金属材料牢固地固定在底板上，以免在蚀刻过程中出现移动或变形。
然后，将腐蚀液倒入浅盘中。
根据不同的材料和蚀刻要求选择合适的腐蚀液，并注意腐蚀液的浓度和温度。
接着，将蚀刻底板放入浅盘中的腐蚀液中，使金属材料完全浸没其中。
蚀刻的时间根据蚀刻要求的深度和速度来决定，一般需要几分钟至几小时不等。
在蚀刻过程中，需要定期检查金属材料的蚀刻情况。
可以使用显微镜等工具观察并判断是否达到了要求的蚀刻深度或图案效果。
当达到预期的蚀刻效果后，将蚀刻底板从腐蚀液中取出，并立即用水冲洗干净，以停止蚀刻过程。
这也有助于防止腐蚀液对金属材料的进一步腐蚀。
最后，用溶剂或清洁剂将蚀刻底板上的残留物清洗干净。
这样可以确保金属表面整洁，同时也有助于后续的涂装、上光或其他处理工艺。
总结起来，金属蚀刻工艺流程包括准备材料、固定金属材料、倒入腐蚀液、浸泡蚀刻、检查蚀刻效果、冲洗蚀刻底板和清洗残留物等步骤。
这个流程需要严格控制每个环节的条件和操作，以确保蚀刻效果符合要求。
金属蚀刻文档
金属蚀刻1. 引言金属蚀刻是一种常见的金属加工技术，通过在金属表面制造出一系列图案、文字或设计来达到装饰、标识或防腐的目的。
金属蚀刻技术具有精确性高、持久耐用、易于维护等特点，在许多领域得到广泛应用。
本文将介绍金属蚀刻的原理、过程和应用，并对常见的蚀刻材料、设备和注意事项进行探讨。
2. 原理金属蚀刻的基本原理是利用化学反应将金属表面一定部分区域上的金属材料溶解或氧化，从而形成所需的图案或文字。
一般来说，金属蚀刻主要通过以下两种方法来实现：2.1. 酸蚀刻酸蚀刻是最常见的金属蚀刻方法之一，常用的酸液有盐酸、硝酸等。
酸蚀刻的原理是将金属放入蚀刻液中，酸液将与金属表面发生化学反应，使得金属表面上的部分金属被蚀刻掉。
通过控制蚀刻液中的酸液浓度、腐蚀时间等参数，可以实现对金属表面的精细刻画。
2.2. 电化学蚀刻电化学蚀刻利用电解液和电源的作用，通过在金属表面施加一定电压，在阳极和阴极之间引起电流流动，从而腐蚀金属表面。
与酸蚀刻相比，电化学蚀刻可以更精确地控制金属的蚀刻深度和速度。
电化学蚀刻常用于对微细线路、电路板等进行蚀刻，具有较高的精度和可重复性。
3. 蚀刻过程金属蚀刻的过程一般包括以下几个步骤：3.1. 表面处理在蚀刻之前，需要对金属表面进行一些必要的处理，以保证蚀刻效果的良好和稳定。
常见的表面处理方法包括清洗、去油、打磨和抛光等。
清洗可使用碱性溶液或有机溶剂，去除金属表面的尘土和杂质。
去油可以使用酸洗或有机溶剂去除金属表面的油脂。
打磨和抛光可以提高金属表面的光洁度和平整度。
3.2. 蚀刻材料准备金属蚀刻需要用到适当的蚀刻液或电解液。
根据所需的蚀刻效果和金属材料的不同，选择合适的蚀刻液很重要。
常见的金属蚀刻液有硝酸、盐酸、硫酸、氟化液等。
蚀刻液的配比和浓度应根据具体情况进行调整。
3.3. 蚀刻操作蚀刻操作的具体步骤包括将金属样品放入蚀刻液中，控制蚀刻时间和温度，定时搅拌蚀刻液等。
对于大型或复杂的金属蚀刻任务，可能需要使用自动蚀刻设备或特殊的操作技术。
Metal Corrosion
光罩透射率对铝金属蚀刻腐蚀缺陷的影响 铝金属蚀刻工艺中最重要的缺陷是作铝者金：属姚残涛锋留，和上铝海金交属通大腐学蚀微。电铝子学金院属残留往往取决蚀刻腔体的环境， 而铝金属腐蚀往往要复杂的多，而造成起复杂性的一个重要原因就是在干法蚀刻工艺（主蚀刻步骤， 图1）中，它是一个使用氯等离子体的金属蚀刻工艺 (参见公式1) 。 Al + Cl2 => AlCl3 (可挥发性,主蚀刻气体) (1) BCl3=> BCl3+ + BClx(轰击) (2) BClx + Cl => BClx+1 (消耗侧壁上的氯) (3) CHF3 /CH4 =>生成聚合物层保护侧壁 (4)
金属铝刻蚀工艺简介
和 Ｃ２Ｈ４ 与光刻胶反应生成的聚合物会沉积在金
属侧壁，形成阻止进一步反应的钝化层。
一般来说，反应腔的工艺压力控制在 ６－１４
毫托。压力越高，在反应腔中的Ｃｌ２ 浓度越高，刻 蚀速率越快。压力越低，分子和离子的碰撞越
少，平均自由程增加，离子轰击图形底部的能力
增强，这样刻蚀反应速率不会降低甚至于停止于
前者的主要特点是各向同性刻蚀；后者是利用等
离子体来进行各向异性刻蚀，可以严格控制纵向
和横向刻蚀。
干法的各向异性刻蚀，可以用表面损伤和侧
壁钝化两种机制来解释。表面损伤机制是指，与
硅片平行的待刻蚀物质的图形底部，表面的原子
键被破坏，扩散至此的自由基很容易与其发生反
应，使得这个方向的刻蚀得以持续进行。与硅片
表面损伤机制是指与硅片平行的待刻蚀物质的图形底部表面的原子键被破坏扩散至此的自由基很容易与其发生反应使得这个方向的刻蚀得以持续进行
基础知识 HOW TO MAKE A CHIP
金属铝刻蚀工艺简介
在 集成电路的制造过程中，刻蚀就是利 用化学或物理方法有选择性地从硅片 表面去除不需要的材料的过程。从工
艺上区分，刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀。
高电子器件的可靠性。硅和Ｃｌ反应生成挥发性的
ＳｉＣｌ ，很容易被带出反应腔。铜与Ｃｌ反应生成的 ４
ＣｕＣｌ２ 挥发性却不高，因此需要加大物理性的离 子轰击把铜原子去掉，一般可以通过加大 Ａｒ 和
增加偏置功率来实现。
当铝刻蚀完成之后，硅片表面、图形侧壁和
光刻胶表面残留的Ｃｌ，会和铝反应生成ＡｌＣｌ３， 继 而与空气中的水分发生自循环反应（如方程式
在金属铝的上下通常会淀积金属钛或氮化
钛，形成氮化钛 ／ 铝 ／ 氮化钛 ／ 钛的结构。用来刻
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金属蚀刻金属蚀刻是一种常用的金属加工技术，利用化学反应将金属物体的表面局部腐蚀，以产生不同的图案或文字。
它在工艺美术、印刷制版以及电子工业等领域广泛应用。
本文将介绍金属蚀刻的原理、工艺和应用。
一、金属蚀刻的原理金属蚀刻是通过在金属物体表面刻上图案或文字，使其成为一种装饰品，它的实现方法是利用金属物体与蚀刻剂之间的化学反应。
蚀刻剂是一种能够与金属发生反应的化学溶液，例如硝酸、硫酸等。
金属蚀刻的过程主要包括以下几个步骤：1. 表面处理：将金属物体表面的污垢、油脂等清洗干净，以便更好地与蚀刻剂反应。
2. 图案制作：在金属表面上绘制出所需的图案或文字，可以使用针尖、铅笔或特殊的蚀刻画笔等工具进行。
3. 埋镂：将绘制的图案或文字用蚀刻剂浸渍，使其与金属发生反应，产生局部腐蚀。
埋镂时间长短和蚀刻剂的浓度都会影响腐蚀的深度。
4. 清洗处理：将蚀刻完的金属物体用清水清洗，去除残留的蚀刻剂，以防止进一步的腐蚀。
5. 上光抛光：为了使蚀刻部分更加明亮、平滑，可以使用研磨、抛光等手段进行表面处理。
二、金属蚀刻的工艺金属蚀刻的工艺包括准备工作、蚀刻设计和加工步骤等。
1. 准备工作：选取适合蚀刻的金属材料，对金属材料进行清洗，去除表面的污垢和油脂。
同时，准备蚀刻剂和所需的工具。
2. 蚀刻设计：根据需求，设计出所需的图案或文字，并在金属表面上进行绘制。
可以使用铅笔、针尖或者特殊蚀刻画笔进行绘制、涂抹。
3. 加工步骤：根据所绘制的图案和文字，将蚀刻剂浸渍在金属表面，让其与金属发生反应，进行局部腐蚀。
通常情况下，需要多次浸渍和处理，以达到所期望的蚀刻效果。
4. 清洗处理：蚀刻过程完成后，对金属物体进行彻底清洗，去除蚀刻剂残留，以免产生进一步的腐蚀。
5. 上光抛光：蚀刻完的金属物体可以进行上光抛光的处理，使其表面更加光滑、明亮，并且提高装饰效果。
三、金属蚀刻的应用金属蚀刻技术有着广泛而多样的应用，下面将介绍一些常见的应用领域：1. 工艺美术：金属蚀刻常用于工艺品的制作，如首饰、勋章、奖牌等。
金属蚀刻工艺，其实很多工程师都不了解
金属蚀刻工艺，其实很多工程师都不了解“蚀刻”二字，从字面上看表示通过侵蚀、腐蚀等方法去除物体上部分材料的意思。
其原理可能不是专业人士理解起来有点困难，但是下面这个词相信很多人都能听过：水滴石穿。
水滴石穿这个成语最早出自东汉班固的《汉书·枚乘传》，原文为“水非石之钻，索非木之锯，渐靡使之然也'，指不断滴落的水滴可以滴穿石头，比喻只要坚持不懈，即使力量微弱也能达成艰巨的任务。
这是文学上的解释，但从科学的角度上看，被水“滴穿”的那部分石头，到底是怎样消失掉了呢？由于“水滴石穿”现象发生的时间跨度大，其形成的环境因素很多（物理因素、化学因素等），由于物理因素跟本文主题关系不大就不细说了，但是有一化学因素是存在的：那就是被水腐蚀了，那水是怎么样腐蚀石头的呢？我们知道，石头常见的成分有碳酸钙(CaCO₃)、硅酸盐（如CaSiO₃)和二氧化硅（SiO₂）等。
当水滴落的过程中，遇到空气中的二氧化碳（CO₂），就会生成碳酸（H₂CO₃），当然，这里可能还跟其他气体生成其他的酸性物质，碳酸和碳酸钙反应生成可溶的碳酸氢钙，化学式如下：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca(HCO₃)₂，由于碳酸是一种弱酸，且生成的量少，所以石头被水“滴穿”的过程是很缓慢的，所以在自然环境下，只有不断滴落的水滴才能慢慢腐蚀掉部分石头，这种现象其实就是简单的蚀刻。
完美的分割线金属蚀刻，业内通常称蚀刻，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。
蚀刻加工技术分为湿式蚀刻与干式蚀刻，湿式蚀刻最为常用，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，所以本文重点介绍的也是湿式蚀刻。
蚀刻加工可快速、低成本地生产具有凹凸图案或纹理的金属零件，以及某些其它加工技术可能不适合加工的薄金属网孔零件。
Metal干法刻蚀工艺介绍
Metal结构：
• 根据工艺的不同，Metal结构也各有不同: -- Al -- AlCu -- AlSiCu -- Ti/TiN/AlCu/TiN 另外在一些工艺中, 使用: -- W (Plug) -- Cu (Cu制程) -- Ta (barrier)
Metal成分：
• 一般AL的成分： Al-Si(1.0%)、Al-Si(0.75%)-Cu(0.5%)、AlCu（0.5%）
均为ESC(Electrostatic Chuck)类型设备；
• P5K Metal：APPLIED公司产品, 高压力，单功率源设备. • DPS Metal：APPLIED公司产品，与TCP9600 同一代设备，
工作原理一致，都是低压力，双功率源设备。
TCP9600：
TCP9600：
TCP9600 圆 片 传 输 主 要 有 以 下7个步骤：
• Step1 从上料片盒取出圆 片；
• Step2 圆片自调整和找平 边；
• Step3 圆 片 通 过 上 料 腔 （ ELL ） 传 到 刻 蚀 腔 （Main Chamber）；
• Step4 从刻蚀腔中取出圆 片；
• Step5 圆 片 在 去 胶 腔 （DSQ）,去胶腔同时也是 下料腔（XLL）；
等离子腐蚀是依靠高频辉光放电形成的化学活性游离基 与被腐蚀材料发生化学反应的一种选择性腐蚀方法。气 体中总存在微量的自由电子，在外电场的作用下，电子 加速运动。当电子获得足够的能量后与气体分子发生碰 撞，使气体分子电离发出二次电子，二次电子进一步与 气体分子发生碰撞电离，产生更多的电子和离子。当电 离与复合过程达到平衡时，出现稳定的辉光放电现象， 形成稳定的等离子体（PLASMA）。等离子体中包括有 电子、离子、还有处于激发态的分子，原子及各种原子 团（统称游离基）。游离基具有高度的化学活性，正是 游离基与被腐蚀材料的表面发生化学反应，形成挥发性 的产物，使材料不断被腐蚀。
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在金属铝中通常会加入少量的硅和铜来提
高电子器件的可靠性。硅和Ｃｌ反应生成挥发性的
ＳｉＣｌ ，很容易被带出反应腔。铜与Ｃｌ反应生成的 ４
ＣｕＣｌ２ 挥发性却不高，因此需要加大物理性的离 子轰击把铜原子去掉，一般可以通过加大 Ａｒ 和
ＡｌＣｌ 被气流带出反应腔。ＢＣｌ 一方面提供ＢＣｌ ＋，
３
３
３
垂直轰击硅片表面，达到各向异性的刻蚀。另一
方面，由于铝表面极易氧化成氧化铝，这层自生
氧化铝在刻蚀的初期阻隔了 Ｃｌ 和铝的接触，阻 ２
碍了刻蚀的进一步进行。添加 ＢＣｌ 则利于将这 ３
层氧化层还原（如方程式 １），促进刻蚀过程的继
续进行。
基础知识 HOW TO MAKE A CHIP
金属铝刻蚀工艺简介
在 集成电路的制造过程中，刻蚀就是利 用化学或物理方法有选择性地从硅片 表面去除不需要的材料的过程。从工
艺上区分，刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀。
前者的主要特点是各向同性刻蚀；后者是利用等
离子体来进行各向异性刻蚀，可以严格控制纵向
和横向刻蚀。
蚀和氮化钛刻蚀等。目前，金属铝作为连线材
料，仍然广泛用于 ＤＲＡＭ 和 ｆｌａｓｈ 等存储器，以
及 ０．１３ｕｍ 以上的逻辑产品中。本文着重介绍金
属铝的刻蚀工艺。
金属铝刻蚀通常用到以下气体：Ｃｌ 、ＢＣｌ 、
２
３
Ａｒ、 Ｎ 、ＣＨＦ 和 Ｃ Ｈ 等。Ｃｌ 作为主要的刻蚀气
２
３
２４
２
体，与铝发生化学反应，生成的可挥发的副产物
物，以及侧壁表面的氧化物或氮化物会在待刻蚀
物质表面形成钝化层。图形底部受到离子的轰
击，钝化层会被击穿，露出里面的待刻蚀物质继
续反应，而图形侧壁钝化层受到较少的离子轰
击，阻止了这个方向刻蚀的进一步进行。
在半导体干法刻蚀工艺中，根据待刻蚀材
料的不同，可分为金属刻蚀、介质刻蚀和硅刻
蚀。金属刻蚀又可以分为金属铝刻蚀、金属钨刻
Al2O3 + 3BCl3 → 2AlCl3 + 3BOCl （１） Ａｒ 电离生成 Ａｒ＋，主要是对硅片表面提供物
理性的垂直轰击。 Ｎ 、ＣＨＦ 和 Ｃ Ｈ 是主要的钝
２
３
２４
化气体，Ｎ２ 与金属侧壁氮化产生的 ＡｌｘＮｙ，ＣＨＦ３
和 Ｃ２Ｈ４ 与光刻胶反应生成的聚合物会沉积在金
属侧壁，形成阻止进一步反应的钝化层。
ｓｏｕｒｃｅ）金属刻蚀机台。偏置功率用来加速正离
子，提供垂直的物理轰击，源功率用来提高反应
腔体内的等离子体的浓度。这种双功率的设计可
以实现对离子体的能量和浓度的独立控制，扩大
了刻蚀工艺的工艺窗口氮化
钛，形成氮化钛 ／ 铝 ／ 氮化钛 ／ 钛的结构。用来刻
蚀铝的 Ｃ ｌ 与钛反应生成挥发性相对较低的 ２
增加偏置功率来实现。
当铝刻蚀完成之后，硅片表面、图形侧壁和
光刻胶表面残留的Ｃｌ，会和铝反应生成ＡｌＣｌ３， 继 而与空气中的水分发生自循环反应（如方程式
２），造成对铝的严重侵蚀（ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）。因此，在
刻蚀工艺完成后，一般会用 Ｈ ２Ｏ 和 Ｏ ２ 的等离子 体把氯和光刻胶去除， 并且在铝表面形成氧化铝
一般来说，反应腔的工艺压力控制在 ６－１４
毫托。压力越高，在反应腔中的Ｃｌ２ 浓度越高，刻 蚀速率越快。压力越低，分子和离子的碰撞越
少，平均自由程增加，离子轰击图形底部的能力
增强，这样刻蚀反应速率不会降低甚至于停止于
图形的底部。
目前金属刻蚀机台广泛采用双射频功率源
设计，如应用材料公司 ＤＰＳ（ｄｅｃｏｕｐｌｅ ｐｌａｓｍａ
干法的各向异性刻蚀，可以用表面损伤和侧
壁钝化两种机制来解释。表面损伤机制是指，与
硅片平行的待刻蚀物质的图形底部，表面的原子
键被破坏，扩散至此的自由基很容易与其发生反
应，使得这个方向的刻蚀得以持续进行。与硅片
垂直的图形侧壁则因为表面原子键完整，从而形
态得到保护。侧壁钝化机制是指，刻蚀反应产生
的非挥发性的副产物，光刻胶刻蚀产生的聚合
来保护铝。
2Al + 3Cl → 2AlCl
2
3
AlCl + 3H O → Al(OH) + 3HCl
3
2
3
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
(2)
唐晓多 应用材料（中国）有限公司
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