刻蝕的案例
5分鐘看懂刻蝕工藝：干法刻蝕、濕法刻蝕、刻蝕設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程......
刻蝕主要分為干法刻蝕和濕法刻蝕， 關(guān)于具體定義及原理如下：
目前干法刻蝕市場(chǎng)占比90%，濕法刻蝕占比10%，濕法刻蝕一般適用于尺寸較大的情況下（大于3微米）以及用來(lái)腐蝕硅片上某些層或用來(lái)去除干法刻蝕后的殘留物。其余，生產(chǎn)中大部分采用干法刻蝕。
干法刻蝕與濕法腐蝕工藝?yán)盟幰禾幚淼脑聿煌煞?em>刻蝕在刻蝕表面材料時(shí)，既存在化學(xué)反應(yīng)又存在物理反應(yīng)。因此在刻蝕特性上既表現(xiàn)出化學(xué)的等方性，又表現(xiàn)出物理的異方性。所謂等方性，是指縱橫兩個(gè)方向上均存在刻蝕。而異方性，則指單一縱向上的刻蝕。
干法刻蝕用于高精度的圖形轉(zhuǎn)移。目前我國(guó)刻蝕工藝以及刻蝕設(shè)備相對(duì)于光刻而言，已經(jīng)能夠達(dá)到世界較為前列的水平。能夠達(dá)到較高的刻蝕選擇性、更好的尺寸控制、低面比例依賴刻蝕和更低的等離子體損傷。
刻蝕也可以分成有圖形刻蝕和無(wú)圖形刻蝕。有圖形刻蝕采用掩蔽層（有圖形的光刻膠）來(lái)定義要刻蝕掉的表面材料區(qū)域，只有硅片上被選擇的這一部分在刻蝕過(guò)程中刻掉。有圖形刻蝕可用來(lái)在硅片上制作多種不同的特征圖形，包括柵、金屬互連線、通孔、接觸孔和溝槽。無(wú)圖形刻蝕、反刻或剝離是在整個(gè)硅片沒(méi)有掩模的情況下進(jìn)行的，這種刻蝕工藝用于剝離掩模層（如STI氮化硅剝離和用于制備晶體管注入側(cè)墻的硅化物工藝后鈦的剝離）。
干法刻蝕也可以根據(jù)被刻蝕的材料類型來(lái)分類。按材料來(lái)分，刻蝕主要分成三種：金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。介質(zhì)刻蝕是用于介質(zhì)材料的刻蝕，如二氧化硅。接觸孔和通孔結(jié)構(gòu)的制作需要刻蝕介質(zhì)，從而在ILD中刻蝕出窗口，而具有高深寬比（窗口的深與寬的比值）的窗口刻蝕具有一定的挑戰(zhàn)性。硅刻蝕（包括多晶硅）應(yīng)用于需要去除硅的場(chǎng)合，如刻蝕多晶硅晶體管柵和硅槽電容。金屬刻蝕主要是在金屬層上去掉鋁合金復(fù)合層，制作出互連線。
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刻蝕主要分為干法刻蝕和濕法刻蝕， 關(guān)于具體定義及原理如下：
目前干法刻蝕市場(chǎng)占比90%，濕法刻蝕占比10%，濕法刻蝕一般適用于尺寸較大的情況下（大于3微米）以及用來(lái)腐蝕硅片上某些層或用來(lái)去除干法刻蝕后的殘留物。其余，生產(chǎn)中大部分采用干法刻蝕。
干法刻蝕與濕法腐蝕工藝?yán)盟幰禾幚淼脑聿煌煞?em>刻蝕在刻蝕表面材料時(shí)，既存在化學(xué)反應(yīng)又存在物理反應(yīng)。因此在刻蝕特性上既表現(xiàn)出化學(xué)的等方性，又表現(xiàn)出物理的異方性。所謂等方性，是指縱橫兩個(gè)方向上均存在刻蝕。而異方性，則指單一縱向上的刻蝕。
干法刻蝕用于高精度的圖形轉(zhuǎn)移。目前我國(guó)刻蝕工藝以及刻蝕設(shè)備相對(duì)于光刻而言，已經(jīng)能夠達(dá)到世界較為前列的水平。能夠達(dá)到較高的刻蝕選擇性、更好的尺寸控制、低面比例依賴刻蝕和更低的等離子體損傷。
刻蝕也可以分成有圖形刻蝕和無(wú)圖形刻蝕。有圖形刻蝕采用掩蔽層（有圖形的光刻膠）來(lái)定義要刻蝕掉的表面材料區(qū)域，只有硅片上被選擇的這一部分在刻蝕過(guò)程中刻掉。有圖形刻蝕可用來(lái)在硅片上制作多種不同的特征圖形，包括柵、金屬互連線、通孔、接觸孔和溝槽。無(wú)圖形刻蝕、反刻或剝離是在整個(gè)硅片沒(méi)有掩模的情況下進(jìn)行的，這種刻蝕工藝用于剝離掩模層（如STI氮化硅剝離和用于制備晶體管注入側(cè)墻的硅化物工藝后鈦的剝離）。
干法刻蝕也可以根據(jù)被刻蝕的材料類型來(lái)分類。按材料來(lái)分，刻蝕主要分成三種：金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。介質(zhì)刻蝕是用于介質(zhì)材料的刻蝕，如二氧化硅。接觸孔和通孔結(jié)構(gòu)的制作需要刻蝕介質(zhì)，從而在ILD中刻蝕出窗口，而具有高深寬比（窗口的深與寬的比值）的窗口刻蝕具有一定的挑戰(zhàn)性。硅刻蝕（包括多晶硅）應(yīng)用于需要去除硅的場(chǎng)合，如刻蝕多晶硅晶體管柵和硅槽電容。
展開(kāi) 一文看懂半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備
干法刻蝕主要利用反應(yīng)氣體與等離子體進(jìn)行刻蝕，利用等離子體與表面薄膜反應(yīng)，形成揮發(fā)性物質(zhì)，或者直接轟擊薄膜表面市值被腐蝕的工藝。干法刻蝕的最大優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)各向異性刻蝕，即刻蝕時(shí)可控制僅垂直方向的材料被刻蝕，而不影響橫向材料，從而保證細(xì)小圖形轉(zhuǎn)移后的保真性。因此在小尺寸的先進(jìn)工藝中，已經(jīng)基本采用干法刻蝕工藝。濕法刻蝕工藝主要是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液內(nèi)進(jìn)行腐蝕，該刻蝕方法會(huì)導(dǎo)致材料的橫向縱向同時(shí)腐蝕，會(huì)導(dǎo)致一定的線寬損失。
因此，濕法刻蝕由于可是方向的不可控性，導(dǎo)致其在高制程很容易降低線寬寬度，甚至破壞線路本身設(shè)計(jì)，導(dǎo)致生產(chǎn)芯片品質(zhì)變差。目前來(lái)看，干法刻蝕在半導(dǎo)體刻蝕中占據(jù)絕對(duì)主流低位，市場(chǎng)占比達(dá)到90%。
刻蝕機(jī)主要分類：電容電感兩種方式，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
刻蝕按照被刻蝕材料劃分，主要分為硅刻蝕、介質(zhì)刻蝕以及金屬刻蝕。不同的刻蝕材質(zhì)其所使用的的刻蝕機(jī)差距較大。干法刻蝕的刻蝕機(jī)的等離子體生成方式包括CCP
（電容耦合）
以及ICP
（電感耦合）
。而由于不同方式技術(shù)特點(diǎn)的不同，他們?cè)谙掠紊瞄L(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域上也有區(qū)分。CCP技術(shù)能量較高、但可調(diào)節(jié)性差，適合刻蝕較硬的介質(zhì)材料
（包括金屬）
；ICP能量低但可控性強(qiáng)，適合刻蝕單晶硅、多晶硅等硬度不高或較薄的材料。
展開(kāi) 科普 | 半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備國(guó)產(chǎn)化
來(lái)源：TechSugar
作為半導(dǎo)體制造工藝的核心設(shè)備之一，刻蝕設(shè)備也是掌握半導(dǎo)體市場(chǎng)命脈的關(guān)鍵點(diǎn)。然而，根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，刻蝕設(shè)備由Lam Research、TEL、AMAT三大巨頭把控，合計(jì)全球市場(chǎng)占有率高達(dá)91%。國(guó)內(nèi)刻蝕設(shè)備雖然占比甚微，但好在有所依托。當(dāng)前，中國(guó)刻蝕設(shè)備國(guó)產(chǎn)化重任由中微公司、北方華創(chuàng)、屹唐半導(dǎo)體共同擔(dān)起，根據(jù)三方數(shù)據(jù)，2020年國(guó)內(nèi)刻蝕龍頭中微公司、北方華創(chuàng)的刻蝕業(yè)務(wù)都取得了較高收入增長(zhǎng)。
刻蝕原理及分類
刻蝕是用化學(xué)、物理或兩者結(jié)合的方法有選擇地去除沒(méi)有被抗蝕劑掩蔽的薄膜層，從而將圖形從光刻膠轉(zhuǎn)移到待刻蝕的薄膜上。按照工藝劃分，刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕，由于濕法刻蝕在小尺寸及復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的局限性，當(dāng)前市場(chǎng)應(yīng)用以干法刻蝕為主，市占率高達(dá)90%以上。濕法刻蝕是用液體化學(xué)劑去除襯底表面的材料，各向異性差，隨著器件特征尺寸縮小、結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，刻蝕精度難以保證。目前，濕法刻蝕主要用于清洗干法刻蝕殘留物。
展開(kāi) 
深度解讀：半導(dǎo)體的“雕刻刀”——刻蝕設(shè)備的發(fā)展與突破
晶圓加工環(huán)節(jié)設(shè)備又可進(jìn)一步分為刻蝕設(shè)備、光刻設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備和其他沉積設(shè)備等。根據(jù)SEMI的統(tǒng)計(jì)，
其中刻蝕設(shè)備投資占比第一，
2017年占晶圓加工環(huán)節(jié)設(shè)備銷售額的24%。
在半導(dǎo)體制造工藝中，薄膜沉積、光刻、刻蝕三大工藝是半導(dǎo)體制造流程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接決定了芯片的分層結(jié)構(gòu)、表面電路圖形等，顯著影響芯片的電學(xué)參數(shù)和應(yīng)用性能。
其中，刻蝕是用化學(xué)或者物理方法將晶圓表面不需要的材料逐漸去除的過(guò)程， 決定了晶圓上的芯片電路能否與光掩模版上的芯片電路保持一致，是圖形化工藝中的重點(diǎn)。主要考慮的參數(shù)有刻蝕速率、刻蝕剖面
（各向同性/各向異性）
、刻蝕偏差、選擇比
（對(duì)兩種不同材料刻蝕速率的比值大小）
、均勻性、殘留物等。
按照工藝劃分，刻蝕主要分為濕法刻蝕和干法刻蝕兩大類。
濕法刻蝕：
濕法刻蝕主要利用化學(xué)試劑與被刻蝕材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行刻蝕，由于采用化學(xué)方法刻蝕，因此其刻蝕是各向同性的
（橫向縱向的材料均會(huì)被腐蝕）
，側(cè)壁容易產(chǎn)生橫向刻蝕造成刻蝕偏差，通常用于工藝尺寸較大的應(yīng)用
（局限于3μm以上的圖形尺寸）
；此外，濕法刻蝕還存在后續(xù)沖洗和干燥、液體化學(xué)品有毒害、潛在的工藝污染等問(wèn)題。
干法刻蝕：
干法刻蝕主要利用反應(yīng)氣體與等離子體進(jìn)行刻蝕，具有各向異性
（刻蝕的時(shí)候可以控制僅垂直方向的材料被刻蝕，而不影響橫向的材料）
的優(yōu)點(diǎn)，適用于尺寸較小的先進(jìn)制造工藝。同時(shí)其以氣體為主要媒介，不需要液體化學(xué)品或沖洗。
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晶圓加工環(huán)節(jié)設(shè)備又可進(jìn)一步分為刻蝕設(shè)備、光刻設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備和其他沉積設(shè)備等。根據(jù)SEMI的統(tǒng)計(jì)，其中刻蝕設(shè)備投資占比第一，2017年占晶圓加工環(huán)節(jié)設(shè)備銷售額的24%。
在半導(dǎo)體制造工藝中，薄膜沉積、光刻、刻蝕三大工藝是半導(dǎo)體制造流程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接決定了芯片的分層結(jié)構(gòu)、表面電路圖形等，顯著影響芯片的電學(xué)參數(shù)和應(yīng)用性能。
其中，刻蝕是用化學(xué)或者物理方法將晶圓表面不需要的材料逐漸去除的過(guò)程， 決定了晶圓上的芯片電路能否與光掩模版上的芯片電路保持一致，是圖形化工藝中的重點(diǎn)。主要考慮的參數(shù)有刻蝕速率、刻蝕剖面（各向同性/各向異性）、刻蝕偏差、選擇比（對(duì)兩種不同材料刻蝕速率的比值大小）、均勻性、殘留物等。
按照工藝劃分，刻蝕主要分為濕法刻蝕和干法刻蝕兩大類。
濕法刻蝕：濕法刻蝕主要利用化學(xué)試劑與被刻蝕材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行刻蝕，由于采用化學(xué)方法刻蝕，因此其刻蝕是各向同性的（橫向縱向的材料均會(huì)被腐蝕），側(cè)壁容易產(chǎn)生橫向刻蝕造成刻蝕偏差，通常用于工藝尺寸較大的應(yīng)用（局限于3μm以上的圖形尺寸）；此外，濕法刻蝕還存在后續(xù)沖洗和干燥、液體化學(xué)品有毒害、潛在的工藝污染等問(wèn)題。
干法刻蝕：干法刻蝕主要利用反應(yīng)氣體與等離子體進(jìn)行刻蝕，具有各向異性（刻蝕的時(shí)候可以控制僅垂直方向的材料被刻蝕，而不影響橫向的材料）的優(yōu)點(diǎn)，適用于尺寸較小的先進(jìn)制造工藝。同時(shí)其以氣體為主要媒介，不需要液體化學(xué)品或沖洗。
展開(kāi) 造出國(guó)產(chǎn)頂尖刻蝕機(jī)
刻蝕是用化學(xué)或物理方法對(duì)襯底表面或表面覆蓋薄膜進(jìn)行選擇性腐蝕或剝離的過(guò)程。目前干法刻蝕在半導(dǎo)體刻蝕中占據(jù)絕對(duì)主流地位，市場(chǎng)占比超過(guò)90%。據(jù)東方財(cái)富研報(bào)，刻蝕設(shè)備作為半導(dǎo)體設(shè)備的中堅(jiān)力量，有望率先完成國(guó)產(chǎn)替代。
從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，刻蝕機(jī)尤其是介質(zhì)刻蝕機(jī)，是我國(guó)最具優(yōu)勢(shì)的半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，也是國(guó)產(chǎn)替代占比最高的重要半導(dǎo)體設(shè)備之一。我國(guó)目前在刻蝕設(shè)備商代表公司為中微公司、北方華創(chuàng)等。
在等離子體刻蝕設(shè)備市場(chǎng)中主要是兩類的設(shè)備：CCP（Capacitively Coupled Plasma）電容性高能等離子體刻蝕機(jī)和ICP（Inductively Coupled Plasma）電感性低能等離子體刻蝕機(jī)。CCP設(shè)備主要是刻蝕深寬比較高的、較硬的介質(zhì)材料；而ICP主要是刻蝕尺度小，厚度薄的較軟的材料。由于微觀器件越做越小，薄膜厚度越來(lái)越薄，線寬控制越來(lái)越嚴(yán)，ICP刻蝕機(jī)取代以往的CCP刻蝕設(shè)備成為市場(chǎng)規(guī)模占主導(dǎo)地位的設(shè)備。
一顆芯片要想從PPT到成品，核心設(shè)備并非光刻機(jī)一種，刻蝕機(jī)的重要性不言而喻。可能大家還分不清楚，光刻機(jī)和刻蝕機(jī)的區(qū)別，通俗的講，光刻機(jī)把電路圖投影到覆蓋有光刻膠的硅片上面，刻蝕機(jī)則是繼續(xù)對(duì)這些電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行雕刻般的細(xì)微調(diào)整，將畫了電路圖的硅片上的多余電路圖腐蝕掉。
也就是說(shuō)，這些細(xì)微調(diào)整將是直接影響芯片的性能關(guān)鍵步驟。
展開(kāi) 投入占比超光刻機(jī)，揭秘走在國(guó)產(chǎn)替代前列的刻蝕設(shè)備
看點(diǎn)：為何近些年來(lái)刻蝕設(shè)備的價(jià)值占比不斷上升？中國(guó)刻蝕設(shè)備發(fā)展如何？
光刻機(jī)、刻蝕機(jī)和薄膜沉積設(shè)備是芯片制造過(guò)程中的三大核心設(shè)備，如果把芯片比作一幅平面雕刻作品，那么光刻機(jī)是打草稿的畫筆，刻蝕機(jī)是雕刻刀，沉積的薄膜則是構(gòu)成作品的材料。光刻的精度直接決定了元器件刻畫的尺寸，刻蝕和薄膜沉積的精度則決定了光刻的尺寸能否實(shí)際加工，因此光刻、刻蝕和薄膜沉積設(shè)備是芯片加工過(guò)程中最重要的三類主設(shè)備，價(jià)值占前道設(shè)備的近 70%。
在高端光刻領(lǐng)域，浸沒(méi)式光刻是干法光刻的替代技術(shù)，新舊技術(shù)的替代帶來(lái)了光刻機(jī)的完全壟斷。ICP 刻蝕并不是 CCP刻蝕的替代技術(shù)，而是各有所長(zhǎng)，側(cè)重了不同工藝步驟，新舊技術(shù)共存形成了刻蝕領(lǐng)域的寡頭競(jìng)爭(zhēng)。光刻機(jī)的技術(shù)瓶頸推動(dòng)刻蝕市場(chǎng)發(fā)展。在光刻技術(shù)停滯不前的情況下，想要繼續(xù)提升制程大體有兩個(gè)思路，即雙重光刻+刻蝕，或多重薄膜+刻蝕，無(wú)論用哪種思路都離不開(kāi)刻蝕步驟的增加。芯片設(shè)計(jì)的變化帶來(lái)刻蝕設(shè)備需求的提升，近幾年來(lái) 3D NAND 等新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用導(dǎo)致在存儲(chǔ)器制造過(guò)程中刻蝕步驟大幅增加。
本期的智能內(nèi)參，我們推薦東興證券的報(bào)告《半導(dǎo)體設(shè)備：刻蝕機(jī)走在國(guó)產(chǎn)替代前列》， 詳解刻蝕設(shè)備的發(fā)展歷程，以及中國(guó)刻蝕設(shè)備的逆襲邏輯。
本期內(nèi)參來(lái)源：東興證券
原標(biāo)題：
《半導(dǎo)體設(shè)備：刻蝕機(jī)走在國(guó)產(chǎn)替代前列》
作者：劉慧影 劉奕司
半導(dǎo)體設(shè)備推動(dòng)芯片制造業(yè)的發(fā)展
1、 半導(dǎo)體設(shè)備推動(dòng)摩爾定律的實(shí)現(xiàn)
半導(dǎo)體是指在某些條件下導(dǎo)電某些條件下不導(dǎo)電的一類材料，生活中常用“半導(dǎo)體”一詞來(lái)泛指半導(dǎo)體電子元器件。集成電路是最重要的一類半導(dǎo)體器件，又稱為芯片。
展開(kāi) 中微半導(dǎo)體5納米刻蝕機(jī)通過(guò)臺(tái)積電驗(yàn)證
日前上觀新聞報(bào)道，中微半導(dǎo)體自主研制的5納米等離子體刻蝕機(jī)經(jīng)臺(tái)積電驗(yàn)證，性能優(yōu)良，將用于全球首條5納米制程生產(chǎn)線。
據(jù)了解，在晶圓制造眾多環(huán)節(jié)中，薄膜沉積、光刻和刻蝕是三個(gè)核心環(huán)節(jié)，三種設(shè)備合計(jì)可占晶圓制造生產(chǎn)線設(shè)備投資總額的50%~70%，其中刻蝕技術(shù)高低直接決定了芯片制程的大小，并且在成本上僅次于光刻。而5納米相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑（約為0.1毫米）的二萬(wàn)分之一，方寸間近乎極限的操作對(duì)刻蝕機(jī)的控制精度提出超高要求。
雖然我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)在設(shè)備領(lǐng)域整體落后，但刻蝕機(jī)方面已在國(guó)際取得一席之地，中微半導(dǎo)體成績(jī)尤為突出。
中微半導(dǎo)體是中國(guó)大陸首屈一指的集成電路設(shè)備廠商，2004年由尹志堯博士與杜志游博士、倪圖強(qiáng)博士、麥?zhǔn)肆x博士等40多位半導(dǎo)體設(shè)備專家創(chuàng)辦，主要深耕集成刻蝕機(jī)領(lǐng)域，研制出中國(guó)大陸第一臺(tái)電介質(zhì)刻蝕機(jī)。
目前，中微半導(dǎo)體的介質(zhì)刻蝕設(shè)備、硅通孔刻蝕設(shè)備、MOCVD設(shè)備等均已成功進(jìn)入海內(nèi)外重要客戶供應(yīng)體系。截至2017年底，已有620多個(gè)中微半導(dǎo)體生產(chǎn)的刻蝕反應(yīng)臺(tái)運(yùn)行在海內(nèi)外39條先進(jìn)生產(chǎn)線上。
在目前全球可量產(chǎn)的最先進(jìn)晶圓制造7納米生產(chǎn)線上，中微半導(dǎo)體是被驗(yàn)證合格、實(shí)現(xiàn)銷售的全球五大刻蝕設(shè)備供應(yīng)商之一，與泛林、應(yīng)用材料、東京電子、日立4家美日企業(yè)為7納米芯片生產(chǎn)線供應(yīng)刻蝕機(jī)。
作為臺(tái)積電長(zhǎng)期穩(wěn)定的設(shè)備供應(yīng)商，據(jù)悉中微半導(dǎo)體在臺(tái)積電量產(chǎn)28納米制程時(shí)兩者就已開(kāi)始合作并一直延續(xù)至如今，這次5納米生產(chǎn)線將再次采用中微半導(dǎo)體的刻蝕設(shè)備，足見(jiàn)臺(tái)積電對(duì)中微半導(dǎo)體技術(shù)的認(rèn)可，可謂突破了“卡脖子”技術(shù)，讓國(guó)產(chǎn)刻蝕機(jī)躋身國(guó)際第一梯隊(duì)。
展開(kāi) 中微5nm刻蝕機(jī)通過(guò)臺(tái)積電認(rèn)證
最近，中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司收到一個(gè)好消息：其自主研制的5納米等離子體刻蝕機(jī)經(jīng)臺(tái)積電驗(yàn)證，性能優(yōu)良，將用于全球首條5納米制程生產(chǎn)線。刻蝕機(jī)是芯片制造的關(guān)鍵裝備之一，中微突破關(guān)鍵核心技術(shù)，讓“上海制造”躋身刻蝕機(jī)國(guó)際第一梯隊(duì)。
走進(jìn)位于金橋出口加工區(qū)的中微公司，就要換上公司提供的皮鞋，這家精密制造企業(yè)要求一塵不染。在潔凈室門外，記者看到身穿白色工作服，戴著白帽子、口罩和手套的研發(fā)人員，正在測(cè)試一臺(tái)大型設(shè)備，它就是全球屈指可數(shù)的5納米刻蝕機(jī)。只見(jiàn)一片片300毫米大硅片被機(jī)械手抓起，放入真空反應(yīng)腔內(nèi)，開(kāi)始了它們的刻蝕之旅。“多種氣體會(huì)進(jìn)入真空反應(yīng)腔，經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)變成等離子氣體，隨即產(chǎn)生帶電粒子和自由基，與硅片發(fā)生化學(xué)物理反應(yīng)。”中微首席專家、副總裁倪圖強(qiáng)說(shuō)，這些化學(xué)物理反應(yīng)在硅片上開(kāi)槽打洞，形成令人嘆為觀止的微觀結(jié)構(gòu)，一塊指甲蓋大小的芯片可集成60多億個(gè)晶體管。
方寸間近乎極限的操作，對(duì)刻蝕機(jī)的控制精度提出很高要求。刻蝕尺寸的大小與芯片溫度一一對(duì)應(yīng)，中微自主研發(fā)的部件使刻蝕過(guò)程的溫控精度保持在0.75攝氏度內(nèi)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。氣體噴淋盤是刻蝕機(jī)的核心部件之一，中微和國(guó)內(nèi)企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)出一套創(chuàng)新工藝，用這套工藝制造的金屬陶瓷，其晶粒十分精細(xì)、致密。與進(jìn)口噴淋盤相比，國(guó)產(chǎn)陶瓷鍍膜的噴淋盤使用壽命延長(zhǎng)一倍，造價(jià)卻不到五分之一。
創(chuàng)新成功的秘訣是什么？秘訣之一是超前布局研發(fā)。2004年中微創(chuàng)立時(shí)，全球最先進(jìn)的芯片生產(chǎn)線是90納米制程，那時(shí)他們就開(kāi)始研發(fā)40納米刻蝕機(jī)，因?yàn)榧呻娐樊a(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代很快，超前兩代研發(fā)才能掌握主動(dòng)權(quán)。擁有國(guó)際化團(tuán)隊(duì)，也是一個(gè)成功原因。經(jīng)過(guò)本土培養(yǎng)和海外引進(jìn)，中微600多名員工來(lái)自十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
展開(kāi) 設(shè)備｜晶洲裝備G8.5濕法刻蝕設(shè)備量產(chǎn)設(shè)備交付
新廠竣工伊始，晶洲接獲某大客戶大尺寸顯示基地示范工廠G8.5刻蝕設(shè)備訂單，歷時(shí)130余天，G8.5刻蝕設(shè)備較之標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)周期提前50天超前完成生產(chǎn)，順利下線。這是我司新工廠投入使用后首批交付的主工藝設(shè)備，該訂單的接獲，體現(xiàn)了行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)對(duì)晶洲研發(fā)設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)能力的認(rèn)可。
濕法刻蝕設(shè)備主要應(yīng)用于平板顯示制程的陣列(Array)段，其原理是利用化學(xué)的方法對(duì)經(jīng)過(guò)曝光與顯影后的基板表面金屬膜層進(jìn)行均勻刻蝕，進(jìn)而形成光刻定義的電路圖，是圖形化工藝的關(guān)鍵制程，一向由進(jìn)口設(shè)備商壟斷，國(guó)內(nèi)廠商少有涉及。
2018年，晶洲裝備G6AMOLED濕法刻蝕設(shè)備成功入選江蘇省“首臺(tái)套”重大裝備產(chǎn)品，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的同時(shí)，打破了國(guó)外進(jìn)口設(shè)備的壟斷局面，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)上與進(jìn)口設(shè)備媲美。
2020年，晶洲裝備G8.5大世代設(shè)備技術(shù)陸續(xù)突破，顯影、刻蝕、剝膜等一系列主工藝設(shè)備形成批量訂單，并陸續(xù)交付，全面覆蓋了ITO、IGZO、Ag、Mo、Al、Cu等各種膜材的刻蝕工藝。到了2021年度，隨著新廠房的竣工，江蘇省硅基濕制程智能制造裝備工程技術(shù)研究中心、物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等即將投入使用，晶洲的研究開(kāi)發(fā)能力又邁上了新的臺(tái)階。
近年來(lái)，隨著我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，下游市場(chǎng)需求增加，在市場(chǎng)利好的情況下終端顯示企業(yè)紛紛擴(kuò)充產(chǎn)能。
為了助力客戶產(chǎn)能爬坡，按時(shí)、保質(zhì)交付產(chǎn)品，在疫情期間，晶洲一方面做好防疫工作，另一方面組織多部門通力協(xié)作，明確生產(chǎn)任務(wù)、時(shí)間節(jié)點(diǎn)、工作分配，甚至犧牲部分休息時(shí)間，連續(xù)奮戰(zhàn)。
展開(kāi) 
武漢理工麥立強(qiáng)Nano energy：等離子刻蝕三氧化鉬制造氧缺陷實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)鋰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及可逆容量提升
不同等離子體刻蝕時(shí)間，使材料的形貌發(fā)生了變化。等離子刻蝕10分鐘（c, d），納米帶被打斷，同時(shí)納米帶變短；當(dāng)刻蝕時(shí)間達(dá)到20分鐘(e, f)，材料在掃描電鏡中發(fā)生了團(tuán)聚的現(xiàn)象，這使材料的比表面積變小。XRD圖譜表明隨著刻蝕時(shí)間的增長(zhǎng)，材料范德瓦爾斯力形成的層變寬，隨著刻蝕時(shí)間的增長(zhǎng)，其變寬并不是很明顯。表明深度刻蝕并沒(méi)有更多的增加其層間距。
圖2.紫外可見(jiàn)光譜：(a) 吸光度與入射光波長(zhǎng)關(guān)系圖, (b) 吸光度與能量之間關(guān)系圖 (c) (αhv)2-hv圖。
圖3. 拉曼及X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)圖譜：(a) 三個(gè)樣品的拉曼譜圖，波數(shù)范圍 50-1200 cm-1, (b-c)根據(jù)820cm-1處振動(dòng)峰歸一化后的拉曼圖，波數(shù)范圍800-840 cm-1 和 970-1030 cm-1, (d) 鉬K吸收邊的XANES 圖譜以及 (g) 傅里葉變換的擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜（R空間）。
圖4 Mo元素的高分辨XPS圖譜：(a) MoO3 (II) and (b) MoO3 (III).
為了探究氧缺陷對(duì)材料的精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響，我們采用XAFS分析來(lái)獲取精細(xì)結(jié)構(gòu)的信息（圖3（d） - （g））。邊前峰位于20006eV左右，代表扭曲八面體[MoO6]中的1s-4d電子轉(zhuǎn)移，如圖3（e）所示。隨著刻蝕時(shí)間的增加，這個(gè)峰的強(qiáng)度下降，表明氧損失（該損失為b方向末端氧）。對(duì)于位于20025和20036eV附近的兩個(gè)峰，它們的強(qiáng)度增加并且隨著刻蝕時(shí)間向較低的能量方向偏移。這一趨勢(shì)進(jìn)一步證明了刻蝕后材料中Mo的較低平均價(jià)數(shù)。該結(jié)果與中科大韋世強(qiáng)教授所得到的結(jié)果相符合。為了獲得更詳細(xì)的鍵合和配位信息，我們分析了材料的擴(kuò)展精細(xì)結(jié)構(gòu)吸收譜，轉(zhuǎn)換的FT-EXAFS光譜（未經(jīng)相位校正）如圖3（g）所示。
展開(kāi) 中微公司搞定5nm刻蝕機(jī)，進(jìn)入國(guó)際客戶最先進(jìn)生產(chǎn)線
這些企業(yè)即將出席2021功率半導(dǎo)體大會(huì)
4月6日，中微公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理尹志堯透露，公司研發(fā)的等離子刻蝕設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入客戶的5nm生產(chǎn)線。
尹志堯表示，公司的等離子體刻蝕設(shè)備已應(yīng)用在國(guó)際一線客戶從65納米到14納米、7納米和5納米及其他先進(jìn)的集成電路加工制造生產(chǎn)線和先進(jìn)封裝生產(chǎn)線。
其中，公司開(kāi)發(fā)的12英寸高端刻蝕設(shè)備已運(yùn)用在國(guó)際知名客戶最先進(jìn)的生產(chǎn)線上并用于5納米、5納米以下器件中若干關(guān)鍵步驟的加工。
此外，公司MOCVD設(shè)備在行業(yè)領(lǐng)先客戶的生產(chǎn)線上大規(guī)模投入量產(chǎn)。
中微公司也在互動(dòng)平臺(tái)上證實(shí)了這一說(shuō)法，稱公司刻蝕設(shè)備確實(shí)進(jìn)入了5納米生產(chǎn)線。
中微公司瞄準(zhǔn)世界科技前沿，主要從事高端半導(dǎo)體設(shè)備及泛半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
公司的刻蝕設(shè)備已應(yīng)用于全球先進(jìn)的7納米和5納米及其他先進(jìn)的集成電路加工制造生產(chǎn)線及先進(jìn)封裝生產(chǎn)線。
中微公司作為設(shè)備公司，向客戶提供可加工先進(jìn)器件的設(shè)備，協(xié)助、配合客戶實(shí)現(xiàn)先進(jìn)器件的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。
展開(kāi) 激光刻蝕數(shù)值仿真 ￥200
激光刻蝕是一種采用高能脈沖激光束在零件表面刻蝕出寬度為10~505μm、深度為5~1001μm的微細(xì)小槽，以改善材料表面潤(rùn)滑特性的技術(shù)。本案例基于COMSOL軟件模擬了激光刻蝕的過(guò)程，仿真結(jié)果如圖所示：
感興趣的朋友，如想詳細(xì)了解仿真過(guò)程，可下載模型源文件進(jìn)行查看，歡迎進(jìn)行交流！
：三維蘸筆納米刻蝕技術(shù)(3D-DPN)
蘸筆納米刻蝕技術(shù)(DPN)于1999年由美國(guó)西北大學(xué)Chad A. Mirkin教授課題組發(fā)明，迄今已發(fā)展20余年，在化學(xué)合成、光學(xué)、催化、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用(Guoqiang Liu, Zijian Zheng, Chad A. Mirkin, et al. Chemical Reviews, 2020, 120, 6009-6047)。作為一種納米制造的新技術(shù)，DPN可以直接將有機(jī)小分子、聚合物、納米顆粒以及生物大分子等各種材料以圖案化的方式傳輸于各種基底，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的高分辨率和陣列圖案的任意性，也實(shí)現(xiàn)了大面積高通量的并行制備。一直以來(lái)，DPN技術(shù)專注于二維納米圖案的制備及應(yīng)用，如何將DPN技術(shù)拓展到三維納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑依然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
基于此，近期香港理工大學(xué)鄭子劍教授和西北工業(yè)大學(xué)劉國(guó)強(qiáng)教授開(kāi)發(fā)了一種三維納米制造新技術(shù)-三維蘸筆納米刻蝕技術(shù)(3D-DPN)，研究成果以題“3D Dip-Pen Nanolithography”發(fā)表于Advanced Materials Technologies 。該技術(shù)首先合成了一種能夠快速紫外固化且符合DPN傳輸條件的黏性聚合物，然后設(shè)計(jì)出點(diǎn)策略和線策略兩種制備途徑，將DPN過(guò)程和紫外光固化有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了三維納米圖形的構(gòu)筑。3D-DPN將蘸筆納米刻蝕技術(shù)從二維納米圖案化發(fā)展到了三維納米結(jié)構(gòu)構(gòu)筑，很大程度上拓展了DPN的應(yīng)用范圍。同時(shí)，3D-DPN可看作是一種微納米尺度的三維打印技術(shù)，其在結(jié)構(gòu)高分辨、器件微型化、部件多組分等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
圖1.
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