Gravure qui ne progresse que dans une direction donnée (principalement verticale). Indispensable pour la réalisation de motifs fins.
Nom japonais: 異方性エッチング
« Gravure anisotrope » apparaît dans 3 questions d'entraînement réparties sur 2 thèmes, dont Gravure, MEMS et capteurs.
Domaine: Gravure
L'anisotropie compare les vitesses de gravure latérale et verticale et s'exprime souvent par A = 1 − (vitesse latérale / vitesse verticale) : A = 1 correspond à une gravure parfaitement verticale, A = 0 à une gravure isotrope. En pratique, les ingénieurs indiquent l'angle de pente, c'est-à-dire l'angle du flanc par rapport à la surface, une valeur proche de 90° signifiant une forte anisotropie. La gravure anisotrope transfère la cote du masque dans le film quasiment sans sous-gravure, ce qui permet des motifs de quelques dizaines de nanomètres de large et de plusieurs micromètres de profondeur. Une gravure isotrope élargirait chaque ouverture d'environ la profondeur gravée de chaque côté.
Une électrode porte-plaquette alimentée en RF se charge à une autopolarisation continue négative de quelques dizaines à quelques centaines de volts, car les électrons, mobiles, l'atteignent plus facilement que les ions. Les ions positifs sont accélérés à travers la gaine presque perpendiculairement à la plaquette, surtout à basse pression où les collisions sont rares. Le bombardement ionique renforce fortement la gravure chimique là où il frappe : le fond des motifs se grave donc beaucoup plus vite que les flancs. Une passivation polymère ou de type oxyde sur les flancs bloque l'attaque latérale, tandis que les ions la retirent au fond. La gravure profonde du silicium alterne souvent une étape de gravure au SF6 et une étape de passivation au C4F8, c'est le procédé Bosch, qui laisse de petites ondulations (scallops) sur les parois.
Trop de passivation rétrécit le fond et donne un profil en pente ; trop peu laisse les radicaux et les ions diffusés creuser les flancs vers l'extérieur (bowing). Les ions réfléchis par les parois inclinées ou déviés par les effets de charge peuvent provoquer des micro-tranchées (microtrenching) aux coins du fond. La vitesse de gravure tend aussi à diminuer lorsque le facteur de forme augmente. La pente est choisie selon l'application : les motifs destinés à être remplis ensuite gagnent souvent à avoir environ 85° pour un remplissage sans cavité, tandis que les grilles et les ailettes sont réalisées presque verticales pour que les cotes au sommet et au fond soient égales.
Le terme désigne aussi la gravure humide du silicium monocristallin, dépendante de l'orientation cristalline. Les solutions alcalines comme le KOH ou le TMAH gravent les plans (111) beaucoup plus lentement que les plans (100) : sur une plaquette (100), elles forment des rainures en V et des cavités dont les flancs font environ 54,7° avec la surface. Cette anisotropie cristallographique est très utilisée dans les MEMS pour réaliser des cavités et des membranes, mais ce n'est pas l'anisotropie verticale pilotée par les ions qui sert à graver les motifs fins des circuits.
Réponse : A. La gravure progresse principalement dans la direction verticale et presque pas latéralement
En gravure anisotrope, le bombardement d'ions accélérés verticalement par le champ électrique et l'action d'une couche protégeant les flancs font progresser préférentiellement la gravure verticale, tandis que la gravure latérale sous le masque est quasi inexistante. Le motif du masque est ainsi transféré fidèlement sans changement de dimension, ce qui permet de réaliser des formes fines et verticales, par exemple de quelques dizaines de nm de large pour plusieurs µm de profondeur. Une gravure progressant à la même vitesse dans toutes les directions est une gravure isotrope.
La gravure anisotrope progresse principalement dans une seule direction, généralement verticalement, si bien que le motif conserve la largeur du masque. La gravure isotrope progresse de façon égale dans toutes les directions et sous-grave le masque, comme la plupart des gravures humides.
Oui, au sens cristallographique : le KOH ou le TMAH gravent le silicium beaucoup plus lentement selon les plans (111), ce qui produit des facettes inclinées à environ 54,7° sur les plaquettes (100). Pour obtenir des flancs verticaux dans des motifs fins, la gravure sèche par plasma est indispensable.
C'est une méthode de gravure ionique réactive profonde du silicium qui alterne de courtes étapes de gravure au SF6 et des étapes de passivation au C4F8. Elle permet de graver des tranchées verticales très profondes et des vias traversant le silicium, en laissant des flancs ondulés caractéristiques.
En gravure anisotrope, le bombardement d'ions accélérés verticalement par le champ électrique et l'action d'une couche protégeant les flancs font progresser préférentiellement la gravure verticale, tandis que la gravure latérale sous le masque est quasi inexistante.
Quelle est la définition de la gravure anisotrope ?La méthode qui creuse profondément le substrat lui-même par la face arrière pour former membranes et cavités est le micro-usinage en volume ; elle utilise la gravure anisotrope au KOH ou le Deep RIE et produit par exemple les membranes des capteurs de pression.
Quel procédé d’usinage MEMS réalise des structures mobiles …Cette différence de potentiel accélère les ions positifs du plasma vers la plaquette de façon quasi perpendiculaire, ce qui est exploité pour la gravure anisotrope.
Comment appelle-t-on, dans les équipements à plasma notamme…Gravure isotrope MEMS Procédé Bosch (Deep RIE) Plasma Autopolarisation (self-bias) Acide fluorhydrique tamponné (BHF) ALE (gravure de couches atomiques) ARDE (gravure dépendante du rapport d'aspect) Conditionnement de chambre (seasoning) Décapage plasma (ashing)