刻蝕（或蝕刻）是從晶圓表面去除特定區域的材料以形成相應微結構。但是，在目標材料被刻蝕時，通常伴隨著其他層或掩膜的刻蝕。如何確保只有目標區域被刻蝕，而臨近的其他微結構保持不變呢？這時我們就要考慮，目標材料和其他材料的刻蝕選擇性的問題。那么刻蝕選擇比怎么計算？受哪些因素的影響呢？

1 什么是刻蝕的選擇性？

刻蝕選擇性（Etch Selectivity）是描述在刻蝕過程中，所需材料與不應被刻蝕的材料之間刻蝕速率的比值。公式為：

刻蝕選擇性可以用來描述掩膜和目標材料的蝕刻速率之間的相對蝕刻速率，也可以是不同材料層之間的相對蝕刻速率。如果一個目標材料被刻蝕的速度是掩膜或基底材料的10倍，那么刻蝕選擇比就是10:1。

在半導體行業中，對掩模層進行圖案化后，需要對目標材料進行精確刻蝕以復制掩模圖案，然后去除掩膜。這一系列步驟通常會根據設計的具體要求重復多次。因此蝕刻選擇性對于確定掩膜厚度和精確控制蝕刻結果非常重要。

2 刻蝕選擇性的高低代表什么？

刻蝕選擇性越高，表示目標材料被刻蝕的速率很快，但是掩膜或相鄰層刻蝕的速率很慢。高的刻蝕選擇性確保掩膜在刻蝕過程中幾乎不被消耗，并且在刻蝕完目標材料后反應停止，不會再刻蝕相鄰層。一般來說，>5:1 的選擇性被認為是高選擇性。在某些情況下，選擇性可能為 100:1。

刻蝕選擇性越低，兩種材料以相對相似的速率蝕刻。當選擇性較低時，掩膜將無法為目標材料提供盡可能多的保護。這意味著必須使用更厚的掩膜來刻蝕到所需的深度，這樣就提高了掩膜制作的難度或成本。另一方面，當目標材料被刻蝕完后，仍然會對底層材料進行刻蝕，這些都是我們所不想要的。

3 刻蝕選擇比越高越好嗎？

刻蝕選擇性越大通常被認為越好，但是也存在一些特殊情況。

高選擇性意味著掩膜或非目標材料的刻蝕速率非常慢。這可能導致刻蝕的目標材料產生的刻蝕產物在非目標材料或掩膜上堆積，尤其是在深孔的底部。這些產物可能阻礙刻蝕劑進一步接觸目標材料，導致刻蝕停止或速度下降。

4 低選擇比刻蝕有哪些應用？

當刻蝕選擇性為1:1時，意味著目標材料和掩膜材料的刻蝕速率是相同的。這被稱為“等速蝕刻”。在這種情況下，無論刻蝕方向如何，兩種材料都以相同的速率被移除。在微透鏡的制造中，等速刻蝕特別有用。通過使用特定形狀的掩膜，可以在目標材料上再現出所需的透鏡形狀，例如球形、柱形等。

審核編輯：劉清