光刻工藝后，在硅片或晶圓上形成了光刻膠的圖形，下一步就是刻蝕 。刻蝕就是利用光刻膠或其它材料做掩蔽層，對沒有保護的區域進行腐蝕，最終實現將掩膜版上的圖形變成硅片（或晶圓）上的圖形，實現圖形轉移。

通俗來說， 刻蝕就是光刻后利用化學或物理的手段，對硅片本體精雕細琢的過程。刻蝕后在硅片上呈現出邏輯電路結構。 在本篇文章中，將重點闡述濕法刻蝕。（下圖中，Photoresist Mask光刻膠保護的部分，沒有被刻蝕掉。）

濕法刻蝕

在IC制造工藝中，刻蝕主要分為兩類， 干法刻蝕和濕法刻蝕 。濕法刻蝕使用液態化學品，讓硅片在強酸強堿溶液中刻蝕。干法刻蝕，利用氣體等離子體，讓硅片在化學氣體的離子轟擊下局部刻蝕。按照其反應的本質，可以分為化學方法，物理方法，化學與物理結合的方法。

首先，濕法刻蝕是純粹的化學反應，它是利用化學試劑，與被刻蝕材料發生化學反應生成可溶性物質或揮發性物質。濕法刻蝕的技能，在古代就得到了很多應用。比如在中世紀的時候，歐洲人會用酸性溶液在金屬盔甲上蝕刻雕花。在早期集成電路時代，工程師用強酸強堿來大規模刻出芯片。（下圖中，各種刻蝕方法呈現的溝槽效果）

芯片上還有硅、氧化硅、碳化硅、氮化鎵等各種介質。濕法刻蝕需要使用各種不同的強酸強堿去去除這些雜質。 比如硅比金屬穩定，需要使用濃硝酸和氫氟酸去溶解，外加乙酸調和，簡稱HNA溶劑 。其中氫氟酸非常危險，接觸皮膚后，會迅速滲入組織，侵蝕骨骼，俗稱化骨水。

HNO3+6HF+Si-->H2SiF6+HNO2+H2O+H2

不同的晶向的硅，腐蝕速率也不同，一般常用KOH腐蝕單晶硅。對于二氧化硅，常用NH4F作為緩沖液，防止HF對二氧化硅腐蝕太快。

SiO2+6HF-->H2SiF6+2H2O

關鍵指標

針對刻蝕的最終要求，圖形轉移時的保真度，選擇比，均勻性和刻蝕的清潔。刻蝕有幾個關鍵指標，刻蝕速率，選擇比，方向性。

刻蝕速率，是指單位時間內硅片表面被刻蝕的材料去除量 。通常是刻蝕厚度除以刻蝕時長，每分鐘損失多少微米的厚度，或者是每秒鐘損失多少納米的厚度。在濕法刻蝕中，刻蝕深度是使用刻蝕時長來控制。

選擇比，對不同的材料的刻蝕速率的比值 。比如硅和光刻膠的選擇比是10：1，那每刻蝕掉10微米的硅，就會損失1微米的光刻膠。所以選擇比越高，刻蝕越安全。

一般的濕法刻蝕沒有方向， 朝各個方向均勻腐蝕，簡稱為各向同性 。在業內，各向同性會導致鉆蝕，挖穿本應被光刻膠保護的區域，導致器件短路或開路。在芯片設計中，理 想情況是沒有橫向刻蝕，只有縱向刻蝕，這叫各向異性 。

現實情況中，橫向刻蝕無法避免，只能是減少。比如利用單晶硅在不同晶向上對氫氧化鉀的耐腐蝕性不同，溶液在底部平面的腐蝕速度，要比在側面斜面強數百倍。

總結

在21世紀初，集成電路開始進入幾十納米階段。濕法刻蝕因為其存在的局限性，退出了許多工藝制程。干法刻蝕，得到了工程師和設備商的青睞。