芯片的制造过程可以分为前道工艺和后道工艺。前道工艺包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、清洗、化学机械抛光、量测等工艺。后道工艺包括减薄、划片、装片、键合等封装工艺以及终端测试等。

在所有半导体制造设备中，刻蚀机仅次于光刻机的核心半导体制造设备。当前的半导体产业中，刻蚀机在晶圆制造设备投资中的占比达到22%，与光刻机的20%价值相当（刻蚀的设备数量较多，不同的材料，就需要不同的刻蚀设备）。

什么是刻蚀？

集成电路制造全流程

刻蚀是光刻之后的关键步骤，通俗地讲，刻蚀就是用化学或物理方法有选择地从晶圆表面非常形象的刻蚀去除不需要材料，进而根据光刻所定义图形形成所预期的电路结构。

刻蚀的分类

刻蚀分为干法刻蚀和湿法刻蚀，

干法刻蚀与湿法刻蚀

湿法刻蚀是用液体化学试剂以化学方式去除硅片表面的材料，但由于其在线宽控制和刻蚀方向性等多方面的局限，在3m以后的工艺中不再使用，干法刻蚀成为当前主流工艺。

干法刻蚀是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体中，等离子体通过光刻胶开出的窗口，与硅片发生物理或化学反应（或这两种反应），从而去除曝露的表面材料。相比湿法刻蚀，干法刻蚀的优点是刻蚀剖面各向异性，具有较好的线宽控制能力，同时由于不采用化学试剂，减少了化学玷污问题以及材料消耗和废气处理费用

什么是凹槽效应？

凹槽效应，英文名称notchingeffect，又可以叫做缺口效应。

干法刻蚀中的凹槽效应

在干法刻蚀过程中，高能离子撞击材料表面会产生二次电子。是一个广泛存在于多层材料刻蚀过程中的现象。

干法刻蚀中边角腐蚀加剧

这些电子在电场的作用下会离开表面，在侧壁等形成电荷积累。

凹槽效应的实际截面图

电荷积累在侧壁区域形成局部电场，由于局部电场的存在，离子轨迹被偏转，增加了它们在侧壁边角处的浓度，加剧边角处的刻蚀。

微沟槽效应

微沟槽效应（MicrotrenchingEffect），指的是在深刻蚀工艺中，表现为局部加剧的刻蚀效果，即侧壁底部的刻蚀深度大于中心部分的现象。我们刻蚀的目标是整个晶圆上的刻蚀深度和形状要一致，但微沟槽效应可能会降低刻蚀准确性、均匀性和深宽比等。

微沟槽效应

解决方案

理论上来说，刻蚀深度越深，出现沟槽效应的几率越大。深度越深，刻蚀的时间越长，反应物生成物运输越困难，离子轰击差异越大，侧壁电荷积累越多，则微沟槽效应越明显。

一般而言，可以通过设计阶段的预设、优化刻蚀参数、分步刻蚀等方案减小干法刻蚀中的凹槽效应。

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