Das Ätzen ist ein wichtiger Schritt in der Prozessierung von Halbleiterstrukturen mit Einsatz:
- in der Strukturierung einzelner Schichten, bei dem bestimmte Bereiche mit einem Fotolack abgedeckt sind und somit mehr oder weniger gut von der Ätzlösung geschützt werden
- Zur Abtragung verunreinigter oder in der Kristallreinheit gestörter Schichten
- zur Entfernung von Lacken, von Adsorptionsschichten oder von Schmutzpartikeln (z.B. Polymerpartikel, die beim Plasmaätzen entstehen)
Folgende Parameter sind für das Ätzen von großer Bedeutung:
Eine bestimmte Säure oder Lauge ätzt meist nicht nur die Schicht, die entfernt werden soll, sondern greift beispielsweise auch eine danebenliegende Lackschicht oder eine darunterliegende Siliziumschicht an, die allerdings möglichst erhalten bleiben sollten. Die Selektivität S ist eine dimensionslose Größe und gibt das Verhältnis an, zwischen der Abtragung der zu ätzenden Schicht und der Abtragung der zu erhaltenden Schicht. Wenn eine zu ätzende Schicht zehnmal so schnell geätzt wird, wie z.B. eine danebenliegende Lackschicht, ergibt das eine Selektivität von 10:1 zwischen diesen Materialien. Man ist stets bestrebt eine möglichst hohe Selektivität zwischen Substrat- und Lackschicht zu erzielen.
Zudem unterscheidet man isotrope und anisotrope Ätzvorgänge.
Beim anisotropen Ätzen breitet sich der Ätzstoff in alle Richtungen gleichförmig aus. Er kann sich damit auch unter eine Maske vorarbeiten, so dass die dadurch vorgegebene Struktur nur ungenau übertragen wird. Dies wird beim anisotropen Ätzen vermieden, wo der Ätzstoff das Material lediglich in vertikaler Richtung abträgt und damit die Maskenstruktur exakt auf die zu strukturierende Schicht weitergibt. Dies ist vor allem bei miniaturisierten Strukturen, bei denen man sehr präzise arbeiten muss von Vorteil.
Grundsätzlich kann man zwei Verfahren unterscheiden, die in den beiden folgenden Unterkapiteln erklärt werden: Das nasschemische und das trockenchemische Ätzverfahren.