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在半导体生产线上，高度一致的刻蚀速率是非常重要的。在一圆片之上，从圆片到圆片、从轮次到轮次以及对于功能尺寸和模式密度的任何变化，刻蚀速率必须是统一的。刻蚀速率的一致性由下式给定：
（最大刻蚀速率—最小刻蚀速率）
刻蚀速率的一致性（%）=————————————————× 100% 最大刻蚀速率+最小刻蚀速率
2.2.1二氧化硅的刻蚀
二氧化硅的湿法刻蚀通常利用稀释的氢氟酸溶液，其中也可以加入氟化铵（NH4F)。加入氟化铵是提供缓冲的HF溶液（BHF)，又称作缓冲氧化层刻蚀（buffered-oxide-etch,BOE)。HF加入NH4F可以控制酸碱值，并且可以补充氟离子的缺乏，这样可以维持稳定的刻蚀效果。二氧化硅的整体反应式：
SiO2+6HF → H2SiF6+2H2O
SiO2的刻蚀速率由腐蚀溶液，腐蚀剂的浓度、搅动与温度决定。另外，密度、表面多孔度、微结构与氧化物内含的杂质皆会影响刻蚀的速率。
腐蚀液温度一定时，SiO2的腐蚀速率取决于腐蚀液的配比及SiO2的掺杂程度，掺杂磷浓度越高，腐蚀速率越快，掺硼浓度越高，腐蚀速率越慢。
SiO2对腐蚀的温度十分敏感。温度越高，腐蚀越高，腐蚀速率越快。因此要严格控制腐蚀液的温度。
腐蚀液搅动对腐蚀速率有一定的影响，一般讲，硅片与腐蚀液的相对运动可以提高腐蚀速率和腐蚀均匀性。常见的方法有对流、鼓泡、机械振动(超声波)和喷雾等。喷雾腐蚀速率最快、均匀性好、侧向腐蚀最小，是一种很好的湿法刻蚀方法。超声波腐蚀易引起浮胶、侧向腐蚀严重，因此少用。
在腐蚀刚开始使用时，F—量多，但使用一段时间后，F—量逐渐减少，腐蚀效果明显消弱。为了提高F浓度，腐蚀液中加入少量的NH4F,它能及时补充F。因此，有人称它为缓冲剂。为了保证重复性好，腐蚀液要每天更换。腐蚀液的pH值、腐蚀液的温度、腐蚀时间之间关系要严格控制。
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2.2.2硅的刻蚀
在TTL（晶体管—晶体管逻辑）电路有一种介质隔离技术，那么这种隔离是如何形成的？一般用HF和HNO3
作为腐蚀液刻出槽来。其腐蚀速度与腐蚀液
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中两种酸的比例关系很大。腐蚀有两种方法进行。
1）先在硅表面上生长一层较厚且致密的SiO2层，然后利用光刻和刻蚀的方法把需要的刻槽上的SiO2腐蚀掉，这样就裸露出硅来，然后再放入配制好的腐蚀液中（HNO3：HF=8:1（体积比））。这种腐蚀速度十分快，经过2~3min，硅就被腐蚀出10~20μm深槽。腐蚀后去除表面SiO2层，就露出硅片表面，然后按照工艺重新生长SiO2作介质隔离之用或其他加工。在腐蚀液中加入少量冰醋酸起到缓冲作用。硝酸是强氧化剂，它将单质的硅氧化成SiO2，其反应如下：
3Si+4HNO3=3SiO2+2H2O+4NO↑
生成的SiO2不溶于水也不溶于HNO3，但能与HF生成可溶性络合物，这样硅就被腐蚀掉了。
2）用金属铝作掩护膜，由于Al对HNO3和HF的抗蚀能力较强，可以在硅片表面用蒸发或者溅射方法生长一Al层，然后用光刻和刻蚀方法把槽部分的Al层去掉而裸露出硅，然后再把硅片进入腐蚀液中腐蚀硅。
以上两种方法多都可以使用，但在使用时会发出大量热量来，如不注意散热或降温，其腐蚀效果不好，因此腐蚀时都放在冰水中进行。
2.2.3金属铝的刻蚀
在半导体干法刻蚀工艺中，根据待刻蚀材料的不同，可分为金属刻蚀、介质刻蚀和硅刻蚀。金属刻蚀又可以分为金属铝刻蚀、金属钨刻蚀和氮化钛刻蚀等。目前，金属铝作为连线材料，仍然广泛用于DRAM和flash等存储器，以及0.13um 以上的逻辑产品中。
金属铝刻蚀通常用到以下气体：Cl2、BCl3、Ar、 N2、CHF3和C2H4等。Cl2作为主要的刻蚀气体，与铝发生化学反应，生成的可挥发的副产物AlCl3被气流带出反应腔。BCl3一方面提供BCl3+，垂直轰击硅片表面，达到各向异性的刻蚀。另一方面，由于铝表面极易氧化成氧化铝，这层自生氧化铝在刻蚀的初期阻隔了Cl2和铝的接触，阻碍了刻蚀的进一步进行。添加BCl3 则利于将这层氧化层还原（如方程式1），促进刻蚀过程的继续进行。 \\ Al2O3 + 3BCl3 → 2AlCl3 + 3BOCl （1）
Ar电离生成Ar＋，主要是对硅片表面提供物理性的垂直轰击。 N2、CHF3和C2H4是主要的钝化气体，N2与金属侧壁氮化产生的AlxNy，CHF3和C2H4
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与光刻胶反应生成的聚合物会沉积在金属侧壁，形成阻止进一步反应的钝化层。 一般来说，反应腔的工艺压力控制在6~14毫托。压力越高，在反应腔中的Cl2浓度越高，刻蚀速率越快。压力越低，分子和离子的碰撞越少，平均自由程增加，离子轰击图形底部的能力增强，这样刻蚀反应速率不会降低甚至于停止于图形的底部。
目前金属刻蚀机台广泛采用双射频功率源设计，如应用材料公司DPS（decouple plasma source）金属刻蚀机台。偏置功率用来加速正离子，提供垂直的物理轰击，源功率用来提高反应腔体内的等离子体的浓度。这种双功率的设计可以实现对离子体的能量和浓度的独立控制，扩大了刻蚀工艺的工艺窗口和性能。
在金属铝的上下通常会淀积金属钛或氮化钛，形成氮化钛/铝/氮化钛/钛的结构。用来刻蚀铝的Cl2与钛反应生成挥发性相对较低的TiCl4，刻蚀氮化钛的速率只有刻蚀铝的1/3~1/4,因此减少Cl2或是增加BCl3和偏置功率，都有利于提高氮化钛和钛的刻蚀速率。
在金属铝中通常会加入少量的硅和铜来提高电子器件的可靠性。硅和Cl反应生成挥发性的SiCl4，很容易被带出反应腔。铜与Cl反应生成的CuCl2挥发性却不高，因此需要加大物理性的离子轰击把铜原子去掉，一般可以通过加大Ar和增加偏置功率来实现。
当铝刻蚀完成之后，硅片表面、图形侧壁和光刻胶表面残留的Cl，会和铝反应生成AlCl3， 继而与空气中的水分发生自循环反应（如方程式2），造成对铝的严重侵蚀（corrosion）。因此，在刻蚀工艺完成后，一般会用H2O和O2的等离子体把氯和光刻胶去除, 并且在铝表面形成氧化铝来保护铝。
2.2.4其他湿法刻蚀
1.氮化硅和多晶硅的刻蚀
氮化硅薄膜可以在室温下利用高浓度HF、缓冲HF溶液或是利用沸腾的磷
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酸溶液来腐蚀，由于浓度为85%的磷酸溶液在180℃时对二氧化硅的腐蚀非常慢，所以可利用它来作氮化硅相对二氧化硅的选择性腐蚀。它对氮化硅的腐蚀速率一般为10nm／min，而对二氧化硅则低于1nm／min。然而在使用沸腾的磷酸腐蚀氮化硅时，将会遇到抗蚀剂吸附力的问题。为了得到较好的抗蚀剂图案，我们可以在涂布抗蚀剂层前，在氮化硅薄膜上先淀积一薄膜氧化层，如此可先将抗蚀剂图案转移到氧化层；在接下来的氮化硅腐蚀中，此氧化层将当成掩蔽层使用。
腐蚀多晶硅与腐蚀单晶硅类似，然而因为多晶硅有较多的晶粒边界，可想而知多晶硅的腐蚀速率要快得多。为了确保栅极氧化层不被侵蚀，腐蚀溶液通常要加以调整。掺杂物的浓渡和温度可影响多晶硅的腐蚀速率。
2.砷化镓的刻蚀
砷化镓作为化合物半导体，在微电子产业也被广泛的应用。它的腐蚀与硅有很大差别。腐蚀砷化镓采用阳极氧化法，即氧化还原反应。也可以说，砷化镓被腐蚀液中OH－氧化成三氧化镓和三氧化砷。腐蚀液中的酸或碱再溶解这些氧化物，形成可溶性盐类或络化物。硅的腐蚀即有各向异性，也有各向同性。但是砷化镓的腐蚀几乎没有真正的各向同性。因为镓（111）面即砷（111）面地表面活性差异很大。表面为砷原子的砷面，每个原子有两个非饱和键，其活性比镓面高，而腐蚀速度也快。结果腐蚀液对砷面起抛光作用，而对镓的腐蚀要慢的多，并且会显示出表面特征及晶体缺陷倾向。因此，经腐蚀以后的镓会发雾或结霜。
2.3干法蚀刻
干法刻蚀种类很多，如光挥发、气相腐蚀、等离子体腐蚀等。其优点是：各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高。缺点是：成本高，设备复杂。干法刻蚀主要形式有纯化学过程，纯物理过程（如离子铣），物理化学过程，常用的有反应离子刻蚀RIE，离子束辅助自由基刻蚀ICP。
干蚀刻是一类较新型，但迅速为半导体工业所采用的技术。其利用电浆 (plasma) 来进行半导体薄膜材料的蚀刻加工。其中电浆必须在真空度约10至0.001Torr的环境下，才有可能被激发出来；而干蚀刻采用的气体，或轰击质量颇巨，或化学活性极高，均能达成蚀刻的目的。
干蚀刻基本上包括离子轰击与化学反应两部份蚀刻机制。偏离子轰击效应者
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使用氩气，加工出来之边缘侧向侵蚀现象极微。而偏化学反应效应者则采氟系或氯系气体(如四氟化碳CF4)，经激发出来的电浆，即带有氟或氯之离子团，可快速与芯片表面材质反应。
干蚀刻法可直接利用光阻作蚀刻之阻绝遮幕，不必另行成长阻绝遮幕之半导体材料。而其最重要的优点，能兼顾边缘侧向侵蚀现象极微与高蚀刻率两种优点，换言之，本技术中所谓活性离子蚀刻已足以满足次微米线宽制程技术的要求，而正被大量使用中。
2.3.1二氧化硅的干法刻蚀
SiO2在半导体器件制造中应用得十分广泛。主要应用在MOS器件起隔离作用的场氧化层、MOS元器件的栅电极氧化层、金属的介电材质、钝化层等。因此，对SiO2的干法刻蚀远比其他材质机会多。SiO2干法刻蚀大多采用含氟化碳的等离子体。早期使用四氧化碳（CE4），现在用CHF3、C2F6和C3F8。
现在CE4为例说明。在一个容器内充CE4，当压强与所提供的电压合适时，等离子体特有辉光放电现象立即产生，而CE4将等离子体内高能量电子（约10eV以上）所轰击，而产生各种离子原子等，其中F原子和CF4原子都要发生化学反应，其反应式如下：
这些反应就把SiO2的Si原子和F原子生成具有挥发的SiF4。
这种作用虽然有化学反应，但只要调整好CF4等离子体对硅片表面薄膜的离子轰击，所生的高分子化合物，就可以获得一个具有高刻蚀速率、高选择比、对SiO2进行等向刻蚀的反应刻蚀。
2.3.2氮化硅的干法刻蚀
氮化硅有两种用途：一是在SiO2表面在用LPCVD法淀积一层Si3N4层作为元器件的保护膜
Si3N4的干法刻蚀方法和SiO2一样，只不过Si-N键的键结强度介于Si-O键之间。如果用CF4或其他含氟的气体来进行刻蚀，则选择性较差。以CF3的等离
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