什么是蝕刻設備？蝕刻設備的應用及原理

什么是蝕刻設備？

蝕刻設備是用于蝕刻加工的設備，蝕刻加工是半導體和其他產品的制造工藝。

蝕刻是指通過切割或熔化的方式對物體表面進行加工的技術。蝕刻設備對半導體晶圓上形成的薄膜進行蝕刻處理，對于制造CPU等電子設備至關重要。

近年來，隨著電子設備變得越來越復雜，需要更精細的蝕刻。工藝也變得越來越復雜，通常需要使用多臺蝕刻機來制造一個電子元件。

蝕刻設備的應用

蝕刻設備是制造電子器件的設備。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，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域保留下來，而沒有抗蝕劑的區域則剝落。凹凸不平，形成圖案。

蝕刻設備原理

蝕刻設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品來溶解氧化膜。可一次加工大量板材，生產質量穩定。

由于化學溶液相對便宜，因此可以以低成本制造。然而，該方法不允許垂直加工，因為蝕刻方向沿一個方向進行。 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品的蝕刻工藝。在干法刻蝕方法中，等離子刻蝕應用最為廣泛。這是一種在真空下通過高壓將氣體轉變為等離子體的方法。

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

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。

有關蝕刻設備的其他信息

1、蝕刻設備市場及份額

全球電子市場持續擴大，支撐其的半導體產業變得越來越重要。盡管經歷了雷曼沖擊等經濟衰退，但全球半導體市場仍在持續擴張。

近年來，通過創建 3D 結構來進一步小型化存儲介質的技術得到了積極的發展。因此，蝕刻設備作為3D生產的核心技術變得愈加重要。

2018年蝕刻設備消費市場規模為13893億日元。按地區劃分的消費份額為韓國（28%）、中國（19%）、日本（19%）、中國臺灣（14%）和美國（10%）。 2018年，按供應商國籍劃分的市場是美國（64%）和日本（32%）。截至2018年，該市場由美國和日本公司主導。

參考：2019財年安全貿易管制措施項目

2、干法刻蝕設備與3D NAND市場

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

2015年以來，干法刻蝕設備的市場規模已成為最大，超過了半導體制造設備中最大市場的曝光設備規模。 2017年，干法刻蝕設備市場規模為107億美元。

干法刻蝕設備市場規模之所以迅速擴大，得益于存儲器的3D結構化。隨著小型化的進展，干法蝕刻工藝的數量增加，并且開發了閃存的三維結構。

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的蝕刻過程。在半導體存儲器工廠中，每小時處理的芯片數量非常重要。因此，我們將通過增加干蝕刻設備的安裝數量來確保處理能力。