刻蚀工艺

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把未被抗蚀剂掩蔽的薄膜层除去,从而在薄膜上得到与抗蚀剂膜上完全相同图形的工艺。在集成电路制造过程中,经过掩模套准、曝光和显影,在抗蚀剂膜上复印出所需的图形,或者用电子束直接描绘在抗蚀剂膜上产生图形,然后把此图形精确地转移到抗蚀剂下面的介质薄膜(如氧化硅、氮化硅、多晶硅)或金属薄膜(如铝及其合金)上去,制造出所需的薄层图案。刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法,有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去,从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形。 刻蚀技术主要分为干法刻蚀与湿法刻蚀。干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀;湿法刻蚀主要利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀。

把未被抗蚀剂掩蔽的薄膜层除去,从而在薄膜上得到与抗蚀剂膜上完全相同图形的工艺。在集成电路制造过程中,经过掩模套准、曝光和显影,在抗蚀剂膜上复印出所需的图形,或者用电子束直接描绘在抗蚀剂膜上产生图形,然后把此图形精确地转移到抗蚀剂下面的介质薄膜(如氧化硅、氮化硅、多晶硅)或金属薄膜(如铝及其合金)上去,制造出所需的薄层图案。刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法,有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去,从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形。 刻蚀技术主要分为干法刻蚀与湿法刻蚀。干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀;湿法刻蚀主要利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀。收起

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  • 为什么单晶硅的湿法刻蚀是各向异性?
    各向异性刻蚀是指材料在不同方向上刻蚀速度显著不同的加工方法。单晶硅湿法刻蚀因其内部原子排列结构差异,展现出强烈各向异性,其中(100)面易被腐蚀,而(111)面几乎不受影响。这种特性导致在硅片表面刻蚀后形成倒金字塔形V槽,斜面与表面夹角固定为54.74度。
  • 单晶硅湿法刻蚀用什么做掩膜?
    在单晶硅湿法刻蚀中,选择掩膜材料需考虑刻蚀液类型、刻蚀深度与时间。氮化硅是最广泛适用的深层刻蚀掩膜,适用于碱性和酸性刻蚀液;二氧化硅适合浅层碱性刻蚀,但在高 KOH 下易失效;金属掩膜如金铂则适用于特殊强碱、强酸或电化学刻蚀环境;光刻胶不适合作为主刻蚀工艺掩膜,因其在碱性和酸性刻蚀液中易损坏。
  • 湿法刻蚀的侧蚀能够完全消除吗?
    湿法腐蚀的侧蚀难以完全消除,主要由于其各向同性的化学性质。唯一能有效控制侧壁的是利用晶体材料的晶格特性进行各向异性腐蚀,例如单晶硅在KOH中的腐蚀。产线上可通过掩膜尺寸补偿、防过刻控制和调整药液体系等方式尽量减小侧蚀影响。
  • 硅的湿法刻蚀常用的碱
    在晶圆厂湿法工艺中,工艺工程师选择刻蚀液的核心考量标准包括CMOS兼容性、刻蚀速率与选择比以及EHS合规性。根据这些标准,刻蚀液可分为三大阵营:含碱金属离子的无机碱(如KOH),无金属离子的有机碱(如TMAH),以及高选择比但高危的特殊溶剂(如EDP和联胺)。其中,KOH因成本低和工艺成熟成为主流,而TMAH则因其CMOS兼容性和安全性受到青睐。特殊溶剂虽然工艺性能优异,但由于其危险性被淘汰。
  • 泛林VS中微公司,刻蚀对决
    刻蚀工艺在半导体制造中的重要性日益凸显,尤其是在3D架构和异质集成的发展背景下,干法刻蚀特别是等离子体刻蚀成为主流。泛林和中微公司作为行业领头羊,分别通过技术创新和差异化策略在不同领域取得领先地位。泛林在3D NAND和GAA制程方面占据优势,而中微公司则在逻辑制程和CCP刻蚀领域表现突出。未来,AI算力芯片和3D存储堆叠将成为竞争焦点,双方将继续加大研发投入,争夺市场主导权。
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  • 从芯片到量子计算,半导体刻蚀技术如何推动行业革新?
    刻蚀技术在半导体制造中的重要性日益凸显,尤其是在纳米级微缩阶段,其精度和稳定性至关重要。最新进展包括低损伤刻蚀、选择性刻蚀和智能化调控,应用于3D NAND存储、量子计算和先进封装等领域。未来,精度和智能化将成为刻蚀技术发展的重点方向,推动半导体产业和前沿技术的进步。
  • 【半导体设备】刻蚀进入原子时代,ALE设备产业的竞争与未来
    原子层刻蚀(ALE)技术正在成为半导体制造的关键驱动力,尤其是在FinFET向GAAFET升级过程中,其精确的单原子层移除能力解决了传统干法刻蚀的局限性。ALE通过自限制反应实现高效、精确的刻蚀,适用于GAAFET、3D NAND和DRAM等先进制程。尽管面临量产挑战,ALE正朝着集成化、智能化和绿色化的方向发展,未来将成为芯片架构创新的重要技术支持。
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  • 空间选择性ALE的两种工艺路径
    空间选择性原子层刻蚀(ALE)是一种在同一片晶圆上仅对指定区域进行刻蚀的技术,分为离子驱动和自由基驱动两种路线。离子驱动通过离子注入实现各向异性刻蚀;自由基驱动则依赖自由基的扩散特性实现各向同性刻蚀。这两种方法分别适用于不同应用场景,有效提高刻蚀精度和效率。
  • 不同频率的电源在干法刻蚀中的应用
    干法刻蚀有哪些频率的电源? 常见的电源频率直流电源:DC低频段(LP):40kHz,400kHz,2 MHz等高频段 (HF):13.56 MHz,27.12 MHz,40.68 MHz等甚高频段(VHF):60 MHz,100 MHz / 162 MHz等微波段:2.45GHz等电源频率与离子动能的关系 频率直接决定了等离子体的两个核心参数:离子能量(物理撞击力)和离子密度(化学反应量)。即:频
  • 日本金泽大学团队发现金刚石刻蚀新机制:氮气是关键
    日本金泽大学的研究揭示了氮在氢等离子体刻蚀金刚石过程中起到的关键作用,证实氮基活性物种能显著提高刻蚀速率并改善表面形貌,同时不影响晶向选择性,这对金刚石量子器件和功率电子制造有重要意义。
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  • 一文了解湿法刻蚀与干法刻蚀应用及常见异常
    半导体加工领域的刻蚀技术主要分为湿法刻蚀和干法刻蚀两大类。湿法刻蚀通过化学溶液去除材料,干法刻蚀则利用等离子体或激光实现精确去除。干法刻蚀包括物理刻蚀和化学刻蚀,各有优劣。物理刻蚀适合各向异性要求高的场合,但易损侧壁;化学刻蚀选择性好,但各向同性差。ICP刻蚀系统因其高效、高精度的特点,在半导体制造中得到广泛应用。常见的问题包括刻蚀沟槽、横向刻蚀、刻蚀图案锥型化和刻蚀侧壁驻脚,可通过调节工艺参数解决。
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  • 半导体工艺的“雕刻大师”-- 聊聊刻蚀工艺的原理和关键点难点
    刻蚀作为芯片制造的关键工序,通过精确去除材料表面不需要部分来实现微观器件结构的形成。刻蚀技术主要包括湿法和干法两种,其中干法刻蚀因其高精度和边缘整齐的特点,在现代芯片制造中占据主导地位。具体而言,干法刻蚀又分为电容性和电感性等离子体刻蚀,分别适用于不同材料的刻蚀。此外,针对3D NAND和DRAM等特定工艺的需求,刻蚀工艺也有其独特的要求和挑战。全球刻蚀设备市场竞争激烈,主要由几家大型企业主导,技术壁垒高。
    1.1万
    2025/10/24
  • 刻蚀设备,正成为中美日科技博弈的新战场!
    刻蚀技术是芯片制造的关键,决定着芯片性能。中美日三国围绕这项核心技术展开激烈竞争,应用材料和泛林集团掌握高端刻蚀市场。中国企业在刻蚀设备领域进步迅速,中微公司、北方华创、盛美上海和屹唐股份逐渐崛起。未来刻蚀设备的发展方向将是平台化和原子级制造,以应对更精细的芯片制造需求。
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  • 什么是 Ion Beam Etching(离子束刻蚀)?
    本文介绍了Ion Milling(离子铣刻)的概念及其工作原理,强调了其物理性刻蚀的特点,并详细解释了低压环境下离子束如何通过惰性气体注入、RF电极激发等离子体、离子加速与定向轰击以及材料移除的过程。此外,还提到了近期联合行业专家推出的聚焦离子束(FIB)在先进半导体检测中的应用课程,适合半导体工程师、设备维护人员及科研高校师生参加。最后,提供了联系方式以便加入相关技术交流群组。
  • 一文了解半导体刻蚀技术及常见缺陷
    集成电路制造工艺中,刻蚀工艺是关键环节之一,涉及半导体衬底的选择性去除。湿法刻蚀通过化学反应实现,适用于大面积晶圆的批量处理,但易受溶液稳定性影响。干法刻蚀利用等离子体实现物理与化学双重作用,尤其适合高深宽比结构的精细刻蚀。常见的异常现象包括微沟槽效应、侧壁弯曲、底切效应和负载效应,这些都需要通过优化工艺参数和技术手段来克服。ICP技术因其高密度等离子体和良好的选择性,成为先进器件制造中的关键技术。
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  • 深硅刻蚀:瀑布效应
    瀑布效应是深硅刻蚀过程中的一种典型侧壁缺陷,它的名字形象地描绘了沟槽侧壁在上部突然内收的轮廓变化,如同瀑布边缘那一瞬间的陡然垂落。 在理想的深硅刻蚀中,人们期望获得垂直且光滑的侧壁结构,以便后续的填充、封装或器件性能不受影响。 然而在实际工艺中,瀑布效应常常打破这一理想状态,成为必须控制的工艺难点之一。 这种效应的根源来自于刻蚀和钝化之间的平衡失控。在Bosch工艺中,刻蚀和钝化以循环的方式交替进
  • 【半导体设备】9家非上市半导体刻蚀设备企业竞争力解析
    刻蚀设备市场概况 刻蚀(Etch)是半导体制造工艺、微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中一种重要步骤,指通过化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程,并保证在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。 据Mordor Intelligence 数据统计,2024 年全球半导体刻蚀设备市场规模预计为238 亿美元,预计到 2029 年增长至 343.2 亿美元,年复合增长率为 7.60%。 在之
    【半导体设备】9家非上市半导体刻蚀设备企业竞争力解析
  • 刻蚀选择:干法与湿法
    干法刻蚀(Dry Etching)和湿法刻蚀(Wet Etching)是半导体制造中用于图形转移的重要步骤,它们各自有不同的机理、优劣势和适用场景。干法刻蚀是利用气相等离子体或反应性气体对材料进行各向异性刻蚀,其原理主要是通过等离子体、离子轰击或化学反应去除材料。包括反应性离子刻蚀(RIE)、深反应离子刻蚀(DRIE)、离子束刻蚀(IBE)等。
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  • 氧化铝在半导体工艺中一般用什么气体进行刻蚀?
    在半导体制造中,氧化铝(Al₂O₃)因具有高介电常数、良好的化学稳定性和绝缘性,被广泛用于栅极介质、隔离层、钝化层等关键结构(如 3D NAND 的电荷陷阱层、FinFET 的隔离氧化层)。对氧化铝的刻蚀需满足高精度(纳米级尺寸控制)、高各向异性(垂直侧壁)和高选择性(不损伤衬底或相邻材料),其刻蚀气体的选择与作用机理如下:
  • 一文了解芯片(光刻、注入、薄膜、刻蚀)四大工艺
    这一篇文章介绍几种芯片加工工艺,在Fab里常见的加工工艺有四种类型,分别是图形化技术(光刻)、掺杂技术、镀膜技术和刻蚀技术。具体工艺包括光刻(lithography)、离子注入(ion implantation)、快速退火(rapid thermal process, RTP)、等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)、溅射(sputtering)、干法刻蚀和湿法腐蚀等。
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