一、湿法刻蚀工艺概述

湿法刻蚀通过化学试剂选择性溶解材料，实现微纳结构的精准成型。其核心在于化学反应控制（选择性、速率、均匀性）与材料兼容性。与干法刻蚀（等离子体）相比，湿法刻蚀具有成本低、通量高、设备简单等优势，但受限于各向同性刻蚀特性，适用于精度要求适中的场景。

二、湿法刻蚀工艺步骤详解

1. 准备阶段

• 基片预处理：

• 抗蚀剂涂覆：

• 前烘（Soft Bake）：

• 曝光：

• 显影：

• 后烘（Hard Bake）：

• 二氧化硅（SiO₂）：氢氟酸缓冲液（BHF: HF + NH₄F）  

• 单晶硅：KOH各向异性刻蚀（54.7°斜面角）  

• 金属铝：磷酸/硝酸/醋酸混合液（H₃PO₄:HNO₃:CH₃COOH=16:1:1） 

• 温度：±1℃精度（如KOH刻蚀需80-90℃）  
• 时间：通过终点检测（如光学膜厚监控）或经验公式计算  
• 搅拌：磁力搅拌或兆声波（Megasonic）增强均匀性  

• 有机溶剂剥离（丙酮超声）  

• 氧等离子体灰化（适用于耐溶剂结构）  

• 高温热解（>400℃，可能影响底层材料） 

• 热氧化生长50nm SiO₂层  
• 光刻定义栅极区域  
• BHF湿法刻蚀（选择性>100:1，确保不损伤硅基底）  
• 去胶后离子注入形成源漏极  

• 侧向钻蚀（Undercut）：各向同性导致线宽偏差，需通过光刻胶补偿设计（如扩大掩模尺寸）。 
• 表面粗糙度：过度刻蚀引发缺陷，需优化刻蚀液浓度（如6:1 BHF）及时间控制。

• 分辨率限制：横向刻蚀导致最小特征尺寸>3μm，难以满足10nm以下节点需求。
• 材料限制：对多层异质结构（如High-k介质）选择性不足。

• 电化学刻蚀（如金属的阳极氧化）控制三维形貌。 

• 生物基刻蚀剂（如柠檬酸替代HF）降低毒性。 

• 与原子层沉积（ALD）结合，实现选择性区域再生长的“刻蚀-沉积”循环。