刻蚀设备行业报告：国产替代空间（32页）

刻蚀设备处于半导体产业链上游环节。半导体产业链的上游由为设计、制造和封 测环节提供软件及知识产权、硬件设备、原材料等生产资料的核心产业组成。半 导体产业链的中游可以分为半导体芯片设计环节、制造环节和封装测试环节。半 导体产业链的下游为半导体终端产品以及其衍生的应用、系统等。在半导体制造工艺中，薄膜沉积、光刻、刻蚀三大工艺是半导体制造流程中最关 键的环节，直接决定了芯片的分层结构、表面电路图形等，显著影响芯片的电学 参数和应用性能。晶圆生产的过程中主要包括扩散、光刻、刻蚀、薄膜、离子注 入和抛光六个步骤，这六个主要的生产区和相关设备以及测量工具都处于硅片厂 的超净间中。刻蚀的基本目标是在涂胶的硅片上正确的复制掩模图形。刻蚀是指使用化学或 物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程，并保证有图形的光刻胶 在刻蚀中不受到腐蚀源显著的侵蚀。 

常用来代表刻蚀效率的参数主要有：刻蚀速率、刻蚀剖面、刻蚀偏差和选择比等。 刻蚀速率指刻蚀过程中去除硅片表面材料的速度；刻蚀剖面指的是刻蚀图形的侧壁 形状，通常分为各向同性和各向异性剖面；刻蚀偏差指的是线宽或关键尺寸间距的 变化，通常由横向钻蚀引起；选择比指的是同一刻蚀条件下两种材料刻蚀速率比， 高选择比意味着不需要的材料会被刻除。刻蚀技术按工艺分类可分为湿法刻蚀和干法刻蚀，其中干法刻蚀是最主要的用来 去除表面材料的刻蚀方法，湿法刻蚀主要包括化学刻蚀和电解刻蚀。由于在湿法 刻蚀技术中使用液体试剂，相对于干法刻蚀，容易导致边侧形成斜坡、要求冲洗 或干燥等步骤。因此干法刻蚀被普遍应用于先进制程的小特征尺寸精细刻蚀中， 并在刻蚀率、微粒损伤等方面具有较大的优势。目前先进的集成电路制造技术中用于刻蚀关键层最主要的刻蚀方法是单片处理的 高密度等离子体刻蚀技术。一个等离子体刻蚀机的基本部件包括发生刻蚀反应的 反应腔、产生等离子体气的射频电源、气体流量控制系统、去除生成物的真空系 统。刻蚀中会用到大量的化学气体，通常用氟刻蚀二氧化硅，氯和氟刻蚀铝，氯、 氟和溴刻蚀硅，氧去除光刻胶。