刻蚀是利用化学或者物理的方法将晶圆表面附着的不必要的材料进行去除的过程。刻蚀工艺可分为干法刻蚀和湿法刻蚀。目前应用主要以干法刻蚀为主,市场占比90%以上。湿法刻蚀在小尺寸及复杂结构应用中具有局限性,目前主要用于干法刻蚀后残留物的清洗。其中湿法刻蚀可分为化学刻蚀和电解刻蚀。根据作用原理,干法刻蚀可分为物理刻蚀(离子铣刻蚀)和化学刻蚀(等离子体刻蚀)。根据被刻蚀的材料类型,干刻蚀可以分为金属刻蚀、介质刻蚀与硅刻蚀。深硅刻蚀设备在生物医学领域也有着重要的应用,主要用于制造生物芯片、微针、微梳等。甘肃Si材料刻蚀平台
MEMS惯性传感器领域依赖离子束刻蚀实现性能突破,其创新的深宽比控制技术解决高精度陀螺仪制造的痛点。通过建立双离子源协同作用机制,在硅基底加工出深宽比超过25:1的微柱阵列结构。该工艺的重心突破在于发展出智能终端检测系统与自补偿算法,使谐振结构的热漂移系数降至十亿分之一级别,为自动驾驶系统提供超越卫星精度的惯性导航模块。中性束刻蚀技术开启介电材料加工新纪元,其独特的粒子中性化机制彻底解决栅氧化层电荷损伤问题。在3nm逻辑芯片制造中,该技术创造性地保持原子级栅极界面完整性,使电子迁移率提升两倍。主要技术突破在于发展出能量分散控制模块,在纳米鳍片加工中完美维持介电材料的晶体结构,为集成电路微缩提供原子级无损加工工艺路线。湖南氮化硅材料刻蚀厂商离子束刻蚀凭借物理溅射原理与精密束流控制,成为纳米级各向异性加工的推荐技术。
电容耦合等离子体刻蚀(CCP)是通过匹配器和隔直电容把射频电压加到两块平行平板电极上进行放电而生成的,两个电极和等离子体构成一个等效电容器。这种放电是靠欧姆加热和鞘层加热机制来维持的。由于射频电压的引入,将在两电极附近形成一个电容性鞘层,而且鞘层的边界是快速振荡的。当电子运动到鞘层边界时,将被这种快速移动的鞘层反射而获得能量。电容耦合等离子体刻蚀常用于刻蚀电介质等化学键能较大的材料,刻蚀速率较慢。电感耦合等离子体刻蚀(ICP)的原理,是交流电流通过线圈产生诱导磁场,诱导磁场产生诱导电场,反应腔中的电子在诱导电场中加速产生等离子体。通过这种方式产生的离子化率高,但是离子团均一性差,常用于刻蚀硅,金属等化学键能较小的材料。电感耦合等离子体刻蚀设备可以做到电场在水平和垂直方向上的控制,可以做到真正意义上的De-couple,控制plasma密度以及轰击能量。
。ICP类型具有较高的刻蚀速率和均匀性,但由于离子束和自由基的比例难以控制,导致刻蚀的方向性和选择性较差,以及扇形效应较大等缺点;三是磁控增强反应离子刻蚀(MERIE),该类型是指在RIE类型的基础上,利用磁场增强等离子体的密度和均匀性,从而提高刻蚀速率和均匀性,同时降低离子束的能量和方向性,从而减少物理损伤和加热效应,以及改善刻蚀的方向性和选择性。MERIE类型具有较高的刻蚀速率、均匀性、方向性和选择性,但由于磁场的存在,导致设备的结构和控制较为复杂,以及磁场对样品表面造成的影响难以预测等缺点。深硅刻蚀设备在半导体、微电子机械系统(MEMS)、光电子、生物医学等领域有着广泛的应用。
微流体器件是指用于实现微小液体或气体的输送、控制和分析的器件,如微阀门、微混合器、微反应器等。深硅刻蚀设备在这些微流体器件中主要用于形成微通道、微孔洞、微隔膜等。光学开关是指用于实现光信号的开关或路由的器件,如数字光处理(DLP)芯片、液晶显示(LCD)屏幕等。深硅刻蚀设备在这些光学开关中主要用于形成微镜阵列、液晶单元等。深硅刻蚀设备在光电子领域也有着重要的应用,主要用于制造光纤通信、光存储和光计算等方面的器件,如光波导、光调制器、光探测器等。刻蚀温度越高,固体与气体之间的反应速率越快,刻蚀速率越快;但也可能造成固体的热变形、热应力、热扩散。天津氮化镓材料刻蚀工艺
深硅刻蚀设备的缺点包含扇形效应,荷载效应,表面粗糙度,环境影响,成本压力等。甘肃Si材料刻蚀平台
磁存储芯片制造中,离子束刻蚀的变革性价值在于解决磁隧道结侧壁氧化的世界难题。通过开发动态倾角刻蚀工艺,在磁性多层膜加工中建立自保护界面机制,使关键的垂直磁各向异性保持完整。该技术创新性地利用离子束与材料表面的物理交互特性,在原子尺度维持铁磁层电子自旋特性,为1Tb/in²超高密度存储器扫清技术障碍,推动存算一体架构进入商业化阶段。离子束刻蚀重新定义红外光学器件的性能极限,其多材料协同加工能力成功实现复杂膜系的微结构控制。在导弹红外导引头制造中,该技术同步加工锗硅交替层的光学结构,通过能带工程原理优化红外波段的透射与反射特性。其突破性在于建立真空环境下的原子迁移模型,在直径125mm的光学窗口上实现99%宽带透射率,使导引头在沙漠与极地的极端温差环境中保持锁定精度。甘肃Si材料刻蚀平台