刻蚀（Etching）
核心原理是：利用物理化学方法，通过光刻胶（或硬掩模，如氧化物、氮化物）作为掩模，选择性去除基材表面不需要的部分，使保留的区域形成预设图案。
要求：
选择比：对目标材料的刻蚀速率和掩模材料和底层材料的速率比例；（图2）
方向性：控制刻蚀在纵向和横向的速率比；（图3）
刻蚀速率：是指单位时间内材料被去除的速度。
均匀性：保证大面积刻蚀的一致性，避免局部过刻或欠刻。
分类：
一、湿法刻蚀（Wet Etching）
原理：利用化学溶液与被刻蚀材料发生化学反应，生成可溶的化学产物，通过溶液溶解作用去除材料。
特点：
刻蚀过程为各向同性，易产生侧蚀，精度较低；
操作简单、成本低、适合大面积刻蚀；
选择性高。
典型应用与刻蚀液：
硅刻蚀：氢氟酸（HF）+硝酸（HNO₃）+醋酸（CH₃COOH）混合液（HF提供F-，HNO₃氧化Si为SiO₂，再被HF溶解）；
二氧化硅刻蚀：用稀释的HF溶液；
金属刻蚀：用酸性溶液；
光刻胶去除：用有机溶液（丙酮）。
二、干法刻蚀（Dry Etching）
原理：在真空环境中，通过气体等离子体（含活性离子、自由基）与材料作用，或通过物理轰击去除材料。
根据机制不同，干法刻蚀可细分：
1. 化学干法刻蚀（纯化学刻蚀）
原理：利用等离子体中的活性自由基（如F·、Cl·）与材料发生化学反应，生成挥发性产物（如SiF₄、SiCl₄），被真空泵抽走。
特点：各向同性，刻蚀速率快、选择性高，但精度有限；
应用：SiO₂刻蚀（用CF₄、CHF₃等离子体，生成CO、SiF₄等）。
2. 物理干法刻蚀（纯物理刻蚀，离子铣刻蚀）（图4）
原理：高能离子（如Ar⁺）在电场加速下轰击材料表面，通过动量转移“溅射”去除原子。
特点：各向异性，但选择性差；
应用：需要严格控制横向刻蚀的场景（如金属细线刻蚀）。
3. 物理化学干法刻蚀（混合刻蚀）（图5）
原理：结合化学自由基的反应与离子轰击的物理作用，平衡选择性与各向异性，是目前最常用的干法刻蚀类型。
典型技术：
反应离子刻蚀（RIE）：等离子体中，活性自由基与材料反应，同时离子轰击增强反应速率并抑制横向刻蚀（各向异性），选择性和精度均较好，广泛用于半导体刻蚀（如硅、金属、介质）；
- 深层反应离子刻蚀（DRIE）：通过交替进行刻蚀与钝化（沉积聚合物保护侧壁），实现超高深宽比（如100:1）结构刻蚀；
- 电感耦合等离子体刻蚀（ICP）：通过电感耦合产生高密度等离子体，提高刻蚀速率和均匀性，适合大面积、高精度刻蚀。（图6）
核心原理是：利用物理化学方法，通过光刻胶（或硬掩模，如氧化物、氮化物）作为掩模，选择性去除基材表面不需要的部分，使保留的区域形成预设图案。
要求：
选择比：对目标材料的刻蚀速率和掩模材料和底层材料的速率比例；（图2）
方向性：控制刻蚀在纵向和横向的速率比；（图3）
刻蚀速率：是指单位时间内材料被去除的速度。
均匀性：保证大面积刻蚀的一致性，避免局部过刻或欠刻。
分类：
一、湿法刻蚀（Wet Etching）
原理：利用化学溶液与被刻蚀材料发生化学反应，生成可溶的化学产物，通过溶液溶解作用去除材料。
特点：
刻蚀过程为各向同性，易产生侧蚀，精度较低；
操作简单、成本低、适合大面积刻蚀；
选择性高。
典型应用与刻蚀液：
硅刻蚀：氢氟酸（HF）+硝酸（HNO₃）+醋酸（CH₃COOH）混合液（HF提供F-，HNO₃氧化Si为SiO₂，再被HF溶解）；
二氧化硅刻蚀：用稀释的HF溶液；
金属刻蚀：用酸性溶液；
光刻胶去除：用有机溶液（丙酮）。
二、干法刻蚀（Dry Etching）
原理：在真空环境中，通过气体等离子体（含活性离子、自由基）与材料作用，或通过物理轰击去除材料。
根据机制不同，干法刻蚀可细分：
1. 化学干法刻蚀（纯化学刻蚀）
原理：利用等离子体中的活性自由基（如F·、Cl·）与材料发生化学反应，生成挥发性产物（如SiF₄、SiCl₄），被真空泵抽走。
特点：各向同性，刻蚀速率快、选择性高，但精度有限；
应用：SiO₂刻蚀（用CF₄、CHF₃等离子体，生成CO、SiF₄等）。
2. 物理干法刻蚀（纯物理刻蚀，离子铣刻蚀）（图4）
原理：高能离子（如Ar⁺）在电场加速下轰击材料表面，通过动量转移“溅射”去除原子。
特点：各向异性，但选择性差；
应用：需要严格控制横向刻蚀的场景（如金属细线刻蚀）。
3. 物理化学干法刻蚀（混合刻蚀）（图5）
原理：结合化学自由基的反应与离子轰击的物理作用，平衡选择性与各向异性，是目前最常用的干法刻蚀类型。
典型技术：
反应离子刻蚀（RIE）：等离子体中，活性自由基与材料反应，同时离子轰击增强反应速率并抑制横向刻蚀（各向异性），选择性和精度均较好，广泛用于半导体刻蚀（如硅、金属、介质）；
- 深层反应离子刻蚀（DRIE）：通过交替进行刻蚀与钝化（沉积聚合物保护侧壁），实现超高深宽比（如100:1）结构刻蚀；
- 电感耦合等离子体刻蚀（ICP）：通过电感耦合产生高密度等离子体，提高刻蚀速率和均匀性，适合大面积、高精度刻蚀。（图6）