¿Qué es el grabado en seco?

El grabado en seco es uno de los dos principales procesos de grabado utilizados en microelectrónica y algunos procesamientos de semiconductores. A diferencia del grabado húmedo, el grabado seco no sumerge el material que se grabará en productos químicos líquidos. En su lugar, utiliza procesos físicos o de gas para grabar o crear pequeños canales de corte en el material. El grabado en seco es más costoso que el grabado en húmedo, pero permite una mayor precisión en el tipo de canales creados.

Los fabricantes a menudo deciden entre usar técnicas de grabado en seco o húmedo basadas primero en la precisión requerida en los canales grabados. Si los canales deben ser particularmente profundos, o de una forma específica, como tener lados verticales, se desea un grabado en seco. Sin embargo, el costo también es una consideración, ya que el grabado en seco cuesta considerablemente más que el grabado en húmedo.

Tanto en el grabado húmedo como en seco, el área del material que el fabricante no desea grabar, generalmente llamada oblea en el procesamiento microelectrónico, está cubierta con una sustancia no reactiva o enmascarada. Una vez enmascarado, el material se somete a un tipo de grabado con plasma, que lo expone a una sustancia química gaseosa como el fluoruro de hidrógeno, o se somete a procesos físicos, como la molienda por haz de iones, que crea el grabado sin el uso de gas.

Hay tres tipos de grabado con plasma. El primero, el grabado iónico de reacción (RIE), crea canales a través de una reacción química que ocurre entre los iones en el plasma y la superficie de la oblea, que elimina pequeñas cantidades de la oblea. RIE permite una variación en la estructura del canal, desde casi recto hasta completamente redondeado. El segundo proceso de grabado con plasma, la fase de vapor, difiere de RIE solo en su configuración simple. Sin embargo, la fase de vapor permite una menor variación en el tipo de canales producidos.

La tercera técnica, el grabado por pulverización catódica, también utiliza iones para grabar las obleas. Los iones en RIE y en fase de vapor se sientan en la superficie de la oblea y reaccionan con el material. El grabado de Sputter, por el contrario, bombardea el material con iones para tallar los canales especificados.

Los fabricantes siempre deben eliminar rápidamente los subproductos que se producen durante el proceso de grabado. Estos subproductos pueden evitar que se produzca el grabado completo si se condensan en la superficie de la oblea. A menudo se eliminan devolviéndolos a un estado gaseoso antes de que se complete el proceso de grabado.

Un atributo del grabado en seco es la capacidad de que la reacción química ocurra en una sola dirección. Llamado anisotropía, este fenómeno permite que los canales se graben sin que la reacción toque las áreas enmascaradas de la oblea. Por lo general, esto significa que la reacción tiene lugar en una dirección vertical.