去层技术广泛应用于芯片生产、失效分析和逆向设计等领域。去层技术分为干法去层法和湿法去层法两种。湿法去层法是通过特定的化学溶液去除不需要的薄膜层次，留下所需要的薄膜层次的方法。与干法去层法相比，湿法去层法具有操作简单、设备低廉、效率高的优点，但是也存在对部分薄膜层次去除效果不佳或者是不能去除的缺点。干法去层法目前主要是利用反应离子刻蚀（RIE）设备进行去层。该方法几乎可以对芯片所有层次进行去除，去层效果好，但是该方法具有成本昂贵、设备操作复杂、配套设施较多、去层效率低下等缺点，大部分晶圆制造厂和专业实验室都不具备这些条件。
常见的芯片去层包括：单一层次的去除，保留关键层次的去除，其他层次的去除。
1 单一层次的去除
单一层次去除包括氧化硅层的去除，金属层的去除和介质层的去除。
1.1 钝化层去除
氮化硅（Si3N4）层起保护芯片内部结构的作用。去除Si3N4层是进行湿法去层的第一步，当然，去除Si3N4层也可以判断颗粒或者划伤等异常现象是否发生在Si3N4层。150nm晶圆厂生产的CMOS，DMOS，MG，BCD等产品的Si3N4层厚度一般在0.3μm左右。由于热磷酸对Si3N4层腐蚀具有很好的均匀性和较高的选择比，常用磷酸作为Si3N4层的蚀刻液。同样，利用此性质，可以对覆盖在芯片最外层的Si3N4层进行去除。
在上述反应过程中，参与反应的主要物质是水，磷酸只是一种催化剂。去除的速率受到溶液浓度，温度等因素的影响。对于0.3μm的Si3N4层，一般采用75%左右的磷酸，在160℃下去除约10min。去除过程中，会对下方的SiO2层略有腐蚀。去除Si3N4层之后的样品在金相显微镜下呈红色。
1.2 金属层的去除
金属层一般为Al层，并掺杂了少量的Si、Cu元素。Al层的去除比较简单，稀释之后的硝酸、硫酸、盐酸均可以进行Al层去除，而不腐蚀四周的介质层。在操作中一般进行过度腐蚀，以保证Al层完全去除。与硝酸化学反应式如下：
如果去除Al层之后，介质层上方有Si核残留，如果影响观察，可以通过超声波震荡或者硝酸与氢氟酸混合溶液去除，后者需把握好腐蚀时间，防止过度腐蚀。
1.3 介质层的去除
介质层的成分为SiO2，一般由较多膜组成，不同层次的成膜方式不同，如干氧生长、湿氧生长、淀积产生等等。部分层次需要掺杂其他元素，所以各个薄膜层次的去除速率并不一致，但是都可以用氢氟酸溶液去除：
通常会在氢氟酸溶液中加入一定的氟化铵溶液作为缓冲剂，使反应平稳进行：
2 保留关键层次的去除方法
保留关键层次的去除方法包括保留金属层的其他层次去除、保留多晶硅（Poly）层的其他层次去除和保留硅衬底的其他层次去除。该方法需要完全去除所要保留的关键层次上方和附近的其他层次，有需要保留其下方的部分层次，对溶液性质和去层条件要求比较严格。
2.1 保留金属层的其他层次去除
金属层上方和周围均为介质层，金属层之间用通孔（Via）进行连接，最下层金属层与多晶硅（poly）或者Si衬底通过孔（contact）连接。保留金属层的其他层次去除，首先需要对最外层的Si3N4层进行去除，露出金属条周围覆盖的介质层，然后将样品浸入HF酸与缓冲剂的混合溶液中。缓冲剂溶液如醋酸与氟化铵溶液，缓冲剂提高HF酸与铝层和介质层反应的选择比，并保持反应速率的一致，该混合溶液对铝层几乎没有腐蚀。该方法对时间要求比较严格,对于多金属层的CMOS产品，既要将金属层上方、金属层之间和金属层周围的介质层去除，又要保留下层金属层下方的部分介质层，以使金属层有所依托。所以，对溶液性质和去层条件要求较严格。时间过长，金属层会随着其下方的SiO2过度腐蚀而脱落;时间过短，金属层附近的SiO2就会去除不干净。两者都会影响对铝层形貌的判断。具体去除时间需要根据具体产品介质层的厚度调整。
2.2 保留多晶硅层的其他层次去除
多晶硅(poly)层上方为Si3N4层、介质层与金属层，周围是介质层，其下方为栅氧( Gate Oxide)和硅的局部氧化层( LOCOS)，成分为SiO2和Al，去层至多晶层仍需要先去除最表面的Si3N4层，然后用HF酸溶液完全去除多晶硅层上方与周围的层次，但要保留多晶硅层下方部分栅氧和 LOCOS，以使多晶硅层不至脱落。对于CMOS产品，用25%HF溶液去除约2min，即可达到效果。
2.3 保留硅衬底层的其他层次去除
硅衬底上方有较多层次，成分主要为SiO2，金属、多晶硅、Si3N4。其中，SiO2与金属均与HF反应，多晶硅和Si3N4可以通过去除其下方的SiO2而达到去除目的，由于HF与Si衬底反应很弱，因此可以对样品进行过度腐蚀，以达到完全去除Si衬底上方所有层次的目的。对于CMOS产品，用25%的HF溶液去除约3min即可达到效果。
3 其他层次的去除
其他层次的去除主要包括一些非关键层次的去除或者保留，如保留Ti/TiN层的其他层次去除，钨层的去除和钛层的去除。
3.1 保留Ti/TiN层的其他层次去除
Ti/TiN层生长于金属下方，起阻止上下层薄膜相互扩散和增加上下层薄膜结合能力的作用。该方法仍然需要先去除Si3N4层，再用HF溶液将金属上方的介质层去除，然后使用盐酸将金属层去除。由于盐酸不与Ti/TiN层反应，从而保留钛Ti/TN层。该方法对去除时间要求较为严格，时间过长，会去除掉金属层下方的介质层，从而导致Ti/TiN层脱落。
保留Ti/TiN层的其他层次去除的目的主要是为了观察金属在刻蚀过程中是否正常，是否会在高台阶处产生Ti/TiN的残留。
3.2 钨层的去除
钨层主要用来制作钨塞，起连接上下层金属、金属与硅衬底、金属与多晶硅层之间的作用。淀积钨塞时，会在介质层表面形成一层钨层，后续工序需要回刻，仅保留通孔或者孔内钨。
钨层去除可以采用氢氟酸、硝酸和醋酸的混合溶液或者EDTA，过氧化氢和氨水的混合溶液。由于钨层下方为TiN层，而TiN层化学性质稳定，可以进行过度腐蚀。金属钨去除后留下的TiN层表面干净。该方法可用来判断异常颗粒，划伤等异常现象的产生层次。
3.3 钛层的去除
钛层起电气连接或加强金属层与介质层结合能力的作用。可以采用双氧水与氨水的混合溶液去除钛层，而不腐蚀下方的介质层。该方法可用来观察钛层下方形貌以及解决异常物质的层次确定等问题。
干法去层法：
深圳市世纪芯集成电路有限公司
世纪芯采用先进的刻蚀设备和成熟的刻蚀方法进行芯片层次去除，满足各种芯片的去层次需求，包括去除聚酰亚氨层（Polyimide）、去除oxide氧化层（SIO2、SI3N4）、去除passivation钝化层（SIO2、SI3N4）、去除Metal金属层（Al 、CU、W）、以及去除poly器件层以利染色或观察衬底。
芯片去层的具体步骤：
采用RIE的铜和低k材料的芯片去层工艺须经权衡,以优化刻蚀的选择性,并防止RIE毛刺和表面粗糙。
在背面FA工艺中有三个主要步骤:背面取样预备、背面缺陷定位和背面物理分析
注：RIE（Reactive ion etching）反应离子腐蚀技术是一种各向异性很强、选择性高的干法腐蚀技术。它是在真空系统中利用分子气体等离子来进行刻蚀的，利用了离子诱导化学反应来实现各向异性刻蚀，即是利用离子能量来使被刻蚀层的表面形成容易刻蚀的损伤层和促进化学反应，同时离子还可清除表面生成物以露出清洁的刻蚀表面的作用。但是该刻蚀技术不能获得较高的选择比，对表面的损伤大，有污染，难以形成更精细的图形
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