以電化學濕蝕刻進行高深寬比結構之研究

Abstract

在電化學蝕刻的過程中，對於N型矽晶圓而言，電化學蝕刻設備中之照光系統至晶圓背面之熱分佈，對矽晶圓電化學蝕刻之後的形貌與蝕刻速率，佔有非常重要的地位，因此本論文特別針對高深寬比電化學蝕刻研究提出一項創新研發的照光系統。透過所設計之照光系統，我們可以隔絕降低部分熱源、傳導光源而且不導熱，使矽晶圓能夠最有效率、最均勻的被光照射並產生電子電洞對，進行高深寬比之電化學蝕刻，而不受溫度影響其蝕刻形貌與速率。依此，本研究順利自行開發出電化學蝕刻所需之相關設備與最佳製程參數，實驗結果顯示，我們可以在50分鐘內，蝕刻深度達到約150μm、結構深寬比可達將近30、垂直度為88°-89°，並且換算其蝕刻速率約為3μm /min，而一般購置成本從新台幣幾百萬到幾千萬、維護成本與人力更是驚人的感應耦合電漿離子蝕刻反應機的蝕刻速率約為2-3μm /min、結構深寬比約20-30，本研究發開發出來的電化學蝕刻相關設備與最佳製程參數，能夠達到快速蝕刻、成本低廉、結構形貌佳之研究目標。