什么是蝕刻設(shè)備？蝕刻設(shè)備的應(yīng)用及原理

什么是蝕刻設(shè)備？

蝕刻設(shè)備是用于蝕刻加工的設(shè)備，蝕刻加工是半導(dǎo)體和其他產(chǎn)品的制造工藝。

蝕刻是指通過切割或熔化的方式對(duì)物體表面進(jìn)行加工的技術(shù)。蝕刻設(shè)備對(duì)半導(dǎo)體晶圓上形成的薄膜進(jìn)行蝕刻處理，對(duì)于制造CPU等電子設(shè)備至關(guān)重要。

近年來，隨著電子設(shè)備變得越來越復(fù)雜，需要更精細(xì)的蝕刻。工藝也變得越來越復(fù)雜，通常需要使用多臺(tái)蝕刻機(jī)來制造一個(gè)電子元件。

蝕刻設(shè)備的應(yīng)用

蝕刻設(shè)備是制造電子器件的設(shè)備。具體用途如下。

• 集成電路，例如 PC 的 CPU

• 印制板

• 液晶顯示面板

• 等離子顯示面板

光刻法用于制造這些。光刻是一種通過將光照射到感光材料表面來處理物體表面的技術(shù)，而蝕刻是光刻的一種工藝。

在蝕刻過程中，晶圓上氧化膜上涂有抗蝕劑的區(qū)域保留下來，而沒有抗蝕劑的區(qū)域則剝落。凹凸不平，形成圖案。

蝕刻設(shè)備原理

蝕刻設(shè)備分為濕法蝕刻和干法蝕刻兩種。

1. 濕法蝕刻

該過程使用酸性或堿性化學(xué)品來溶解氧化膜。可一次加工大量板材，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。

由于化學(xué)溶液相對(duì)便宜，因此可以以低成本制造。然而，該方法不允許垂直加工，因?yàn)槲g刻方向沿一個(gè)方向進(jìn)行。 1μm左右的加工是極限。

2.干法蝕刻

干法蝕刻是一種不使用化學(xué)品的蝕刻工藝。在干法刻蝕方法中，等離子刻蝕應(yīng)用最為廣泛。這是一種在真空下通過高壓將氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體的方法。

等離子體產(chǎn)生方法有兩種：感應(yīng)耦合和微波，并且都使用高頻電源。該方法利用產(chǎn)生的等離子體來刮削物體的表面，其特點(diǎn)是比濕法蝕刻成本更高。然而，可以加工100nm至1000nm的細(xì)槽。

除了等離子蝕刻之外，還有利用離子碰撞的離子蝕刻、利用氣體的氣體蝕刻等其他方法。兩者都需要真空裝置。

有關(guān)蝕刻設(shè)備的其他信息

1、蝕刻設(shè)備市場(chǎng)及份額

全球電子市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大，支撐其的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)變得越來越重要。盡管經(jīng)歷了雷曼沖擊等經(jīng)濟(jì)衰退，但全球半導(dǎo)體市場(chǎng)仍在持續(xù)擴(kuò)張。

近年來，通過創(chuàng)建 3D 結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步小型化存儲(chǔ)介質(zhì)的技術(shù)得到了積極的發(fā)展。因此，蝕刻設(shè)備作為3D生產(chǎn)的核心技術(shù)變得愈加重要。

2018年蝕刻設(shè)備消費(fèi)市場(chǎng)規(guī)模為13893億日元。按地區(qū)劃分的消費(fèi)份額為韓國(guó)（28%）、中國(guó)（19%）、日本（19%）、中國(guó)臺(tái)灣（14%）和美國(guó)（10%）。 2018年，按供應(yīng)商國(guó)籍劃分的市場(chǎng)是美國(guó)（64%）和日本（32%）。截至2018年，該市場(chǎng)由美國(guó)和日本公司主導(dǎo)。

參考：2019財(cái)年安全貿(mào)易管制措施項(xiàng)目

2、干法刻蝕設(shè)備與3D NAND市場(chǎng)

干法蝕刻是微細(xì)加工技術(shù)之一，市場(chǎng)上有多種類型的設(shè)備，具體取決于所加工的材料。然而，主流是以半導(dǎo)體和金屬為主的設(shè)備，例如硅和金屬布線。一般半導(dǎo)體工廠中，絕緣膜干蝕刻設(shè)備的使用率很高。

2015年以來，干法刻蝕設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模已成為最大，超過了半導(dǎo)體制造設(shè)備中最大市場(chǎng)的曝光設(shè)備規(guī)模。 2017年，干法刻蝕設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為107億美元。

干法刻蝕設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模之所以迅速擴(kuò)大，得益于存儲(chǔ)器的3D結(jié)構(gòu)化。隨著小型化的進(jìn)展，干法蝕刻工藝的數(shù)量增加，并且開發(fā)了閃存的三維結(jié)構(gòu)。

形成 3D NAND 閃存單元需要各種處理步驟。特別是通道孔的深孔鉆削是困難的并且需要較長(zhǎng)的蝕刻過程。在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器工廠中，每小時(shí)處理的芯片數(shù)量非常重要。因此，我們將通過增加干蝕刻設(shè)備的安裝數(shù)量來確保處理能力。