刻蚀机是做什么的？

　　光刻机、刻蚀机、沉积设备(涂层机)和离子注入机是芯片制造过程中的四大核心设备。为了制造芯片，前一个过程中用于设备的资金的70%以上必须用于这四个主要项目。光刻机的成本约占23%至30%，刻蚀机的成本占20%至27%，具体取决于芯片类型和芯片制造工艺。在过去，光刻机的成本份额是大的。2017年之后，光刻机的成本份额一直在增加，并略超过光刻机。这种情况的原因将在后面描述。沉积设备的成本约占20%至23%，离子注入机的成本占3%至5%。在介绍光刻机的文章中，我们说光刻机的功能是通过光刻胶在晶片上开发和“绘制”电路设计“母版”的图案。蚀刻的功能是通过化学或物理方法根据所开发的图案去除不需要的部分，使图案可以“雕刻”在晶片上，并为后续的离子注入和其他步骤做好准备。光刻包括“干式光刻”和浸没式“湿式光刻”。这里的湿法光刻主要用于缩短光源的波长并实现更高的分辨率。

　　蚀刻也包括“干蚀刻”和“湿蚀刻”，但原理和目标与光刻机不同，所以不要混淆它们。

　　蚀刻的干蚀刻工艺使用等离子体进行薄膜蚀刻。湿蚀刻法是将蚀刻材料放入蚀刻溶液中，并通过化学蚀刻去除不必要的部分。这种方法需要大量对人体和环境有害的腐蚀性化学物质，因此目前90%以上的蚀刻是干蚀刻。在干法刻蚀过程中，根据等离子体产生和控制技术的不同，可分为电容耦合等离子体CCP刻蚀机和电感耦合等离子体ICP刻蚀机。由于等离子体产生的方式不同，两种刻蚀机的结构和性能特征也有很大不同。虽然电容刻蚀机技术的发明早于感应刻蚀机，但它们都有各自的优势。它们不是替代性的，而是互补性的。

　　电容刻蚀机CCP，顾名思义，就是利用电容耦合产生等离子体。这种等离子体密度低，但能量高。适用于蚀刻硬介电材料，如氧化物和氮氧化物，以及硬掩模。此外，还有各种专业孔和槽，例如中间部分的接触孔、逻辑芯片网格的侧壁，以及3D NAND存储器中的深槽、深孔和连接孔。在集成电路结构中，既有底层器件，也有上层电路。其中，底层器件只有一层，而上层电路有几十层。上述一系列硬制品和各种孔和槽通常是上部电路的一部分，因此电容耦合刻蚀机通常用于上部电路蚀刻。电感耦合刻蚀机(ICP)顾名思义，就是利用电感耦合产生等离子体。这种等离子体密度高、能量低，但控制起来更灵活，可以控制离子的密度和能量。这适用于蚀刻单晶硅、多晶硅、金属和其他硬度低或相对薄的材料，也适用于挖掘浅槽。在集成电路的结构中，感应蚀刻器通常用于蚀刻底层器件。通常用于硅蚀刻和金属蚀刻，包括硅浅槽、锗、多晶硅栅极、金属栅极、应变硅、金属线、金属焊盘、镶嵌蚀刻金属硬掩模和多重成像。