刻蝕設備
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-11
刻蝕設備的實例教程
??刻蝕設備分類
目前主流所用的是干法刻蝕工藝，利用干法刻蝕工藝的叫等離子體刻蝕機。也分為三大類，分別是介質刻蝕機、硅刻蝕機、金屬刻蝕機，這主要是因為電容性等離子體刻蝕設備在以等離子體在較硬的介質材料（氧化物、氮化物等硬度髙、需要髙能量離子反應刻蝕的介質材料；有機掩模材料）上，刻蝕通孔、溝槽等微觀結構；電感性等離子體刻蝕設備主要以等離子體在較軟和較薄的材料（單晶硅、多晶硅等材料）上，刻蝕通孔、溝槽等微觀結構。
其中CCP屬于中密度等離子體，ICP則屬于高密度等離子體。CCP技術的發明早于ICP，但由于其特點的不同，兩類技術并非相互取代，而是相互補充的關系。CCP的等離子密度雖然較低，但能量較高，適合刻蝕氧化物、氮氧化物等較硬的介質材料；ICP的等離子密度高，能量低，可以獨立控制離子密度和能量，有更靈活的調控手段，適合刻蝕單晶硅、多晶硅等硬度不高或較薄的材料。
電子回旋加速振蕩等離子體刻蝕設備主要應用于金屬互連線、通孔、接觸金屬等環節。金屬互連線通常采用鋁合金，對鋁的刻蝕采用氯基氣體和部分聚合物。鎢在多層金屬結構中常用作通孔的填充物，通常采用氟基或氯基氣體。
刻蝕通過與光刻、沉積等工藝多次配合可以形成完整的底層電路、柵極、絕緣層以及金屬通路等。從難度上講，硅刻蝕最難，其次介質刻蝕，最簡單的是金屬刻蝕。
??刻蝕設備國產化進程
刻蝕機方面，Lam Research、TEL、應用材料都實現了硅刻蝕、介質刻蝕、金屬刻蝕的全覆蓋，占據了全球干法刻蝕機市場80%以上的份額。
在中國市場，介質刻蝕機是我國最具優勢的半導體設備，目前，我國主流設備中，去膠設備、刻蝕設備、熱處理設備、清洗設備等的國產化率均已經達到20%以上。
展開 在中國市場，介質刻蝕機是我國最具優勢的半導體設備，目前，我國主流設備中，去膠設備、刻蝕設備、熱處理設備、清洗設備等的國產化率均已經達到20%以上。而這其中市場規模最大的就是刻蝕設備，代表廠商為中微公司、北方華創，以及屹唐半導體。
中微半導體在介質刻蝕領域較強，其產品已在包括臺積電，SK海力士、中芯國際等廠商的20多條生產線上實現了量產。該公司5nm等離子體蝕刻機已通過臺積電驗證，已用于全球首條5nm工藝生產線。中微半導體還切入了TSV硅通孔刻蝕和金屬硬掩膜刻蝕領域。
北方華創在硅刻蝕和金屬刻蝕領域較強，其55nm/65nm硅刻蝕機已成為中芯國際主力設備，該公司的28nm硅刻蝕機也已進入產業化階段，14nm硅刻蝕機正在產線驗證中，金屬硬掩膜刻蝕機則攻破了28nm-14nm制程。
同行業技術比較
中微公司在研項目
北方華創刻蝕機產品
總而言之，在半導體設備領域，刻蝕機的國產化進程還是比較快的，但是，7nm刻蝕機的成功并不意味著國產7nm芯片可實現全面量產。因為刻蝕的前一道工序——光刻，其國產設備目前還處于卡脖子狀態。因此，想要打造一個全制程國產化的 “中國芯”，各個工藝生產設備的齊頭并進尤為重要。
參考來源：
1. 刻蝕機揭秘...，電子報
2. 國產刻蝕設備后發趕超，這些廠商功不可沒！國際電子商情
3. 刻蝕的概念，功率半導體那些事兒
4.
展開 中微公司的介質刻蝕機主要供應國內晶圓產線和存儲產線，整體占比15%，若單算介質刻蝕的市場份額，中微公司達到25%的水平。近年來中微公司在介質刻蝕設備的突破顯著，目前也已經打入臺積電先進制程產線。
整體看，由于刻蝕機工藝技術壁壘較高，尤其是先進制程設備下游客戶要求較高，相關核心技術僅有少數廠商突破，并且在技術持續更替中，沒有能力持續研發的企業的競爭力逐漸下降，導致份額逐步壓縮，最終僅有頭部企業參與競爭，形成寡頭壟斷格局。我國企業中微公司在國家大力扶持以及公司不斷研發投入，在我國刻蝕機市場份額不斷增長，已經僅次于LAM Research。
半導體
刻蝕設備有望率先完成國產替代
國內設備最成熟領域，國產替代率較高
目前來看，刻蝕機尤其是介質刻蝕機，是我國最具優勢的半導體設備領域，也是國產替代占比最高的重要半導體設備之一。根據IC Insights等的相關數據，目前我國主流設備中，去膠設備、刻蝕設備、熱處理設備、清洗設備等的國產化率均已經達到20%以上。而這之中市場規模最大的則要數刻蝕設備。我國目前在刻蝕設備商代表公司為中微公司、北方華創以及屹唐半導體。
展開 濕法刻蝕：
濕法刻蝕主要利用化學試劑與被刻蝕材料發生化學反應進行刻蝕，由于采用化學方法刻蝕，因此其刻蝕是各向同性的
（橫向縱向的材料均會被腐蝕）
，側壁容易產生橫向刻蝕造成刻蝕偏差，通常用于工藝尺寸較大的應用
（局限于3μm以上的圖形尺寸）
；此外，濕法刻蝕還存在后續沖洗和干燥、液體化學品有毒害、潛在的工藝污染等問題。
干法刻蝕：
干法刻蝕主要利用反應氣體與等離子體進行刻蝕，具有各向異性
（刻蝕的時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）
的優點，適用于尺寸較小的先進制造工藝。同時其以氣體為主要媒介，不需要液體化學品或沖洗。干法刻蝕進一步又可以分為等離子體、離子銑和反應離子刻蝕三種技術，其中以干法等離子體刻蝕為主導。
按照刻蝕的材料劃分，刻蝕可分為
介質刻蝕、硅刻蝕和金屬刻蝕
三大類。根據BARRON’S的統計，針對氧化硅、氮化硅等介質材料刻蝕的介質刻蝕設備占比約48%、針對單晶硅、多晶硅、硅化物等硅材料刻蝕的硅刻蝕設備占47%，占據了市場的主導地位。
二，刻蝕設備市場空間大，國外廠商目前占據主導地位
刻蝕設備成長驅動力之一：
長期看，受益全球半導體需求增加與產線產能的擴充。
展開 來源：TechSugar
作為半導體制造工藝的核心設備之一，刻蝕設備也是掌握半導體市場命脈的關鍵點。然而，根據Gartner數據顯示，刻蝕設備由Lam Research、TEL、AMAT三大巨頭把控，合計全球市場占有率高達91%。國內刻蝕設備雖然占比甚微，但好在有所依托。當前，中國刻蝕設備國產化重任由中微公司、北方華創、屹唐半導體共同擔起，根據三方數據，2020年國內刻蝕龍頭中微公司、北方華創的刻蝕業務都取得了較高收入增長。
刻蝕原理及分類
刻蝕是用化學、物理或兩者結合的方法有選擇地去除沒有被抗蝕劑掩蔽的薄膜層，從而將圖形從光刻膠轉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雜結構應用中的局限性，當前市場應用以干法刻蝕為主，市占率高達90%以上。濕法刻蝕是用液體化學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、結構愈加復雜，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 
刻蝕設備的最新內容
3 、生產設備：單晶襯底生長設備、刻蝕與拋光設備、離子注入機、薄膜沉積設備、光刻與刻蝕設備、封裝測試設備等：
█展位收費：
參展項目，規格及要求，國內企業，合資企業，外資企業
標準展位，3m x 3m，17800元/個/展期，22800元/個/展期，5000美元/個/展期
雙開展位，3m x 3m，19800元/個/展期，25800元/個/展期，5500美元/個/展期
室內空地，
同時，其“武夷山”刻蝕設備、“阿里山”原子層沉積設備等產品系列，展現了中國企業在半導體全鏈條設備領域的突破能力。
半導體設備作為高端制造裝備，對其零部件的精度、穩定性和潔凈度有著近乎苛刻的要求。這正是精密機加工技術在半導體領域價值的最佳體現。
02 精密加工：半導體設備的制造基石
半導體設備CNC機加工是高端芯片制造產業鏈中不可或缺的一環。
Top 2 中微公司
中微公司專注于半導體刻蝕設備和沉積設備，Q3'23半導體裝備相關營收15.2億元，同比增長41.5%。
Top 3 盛美上海
盛美上海以半導體清洗設備和先進封裝濕法設備為核心，近年開始進軍沉積設備，Q3'23半導體裝備相關營收11.4億元，同比增長29.2%。
Top 3泛林（LAM）-美國
泛林又稱拉姆研究，主營半導體制造用刻蝕設備、薄膜沉積設備以及清洗等設備。Q3'23半導體業務營收同比下降31.4%。
Top 4 Tokyo Electron（TEL）-日本
日本最大的半導體設備商，主營業務包含半導體和平板顯示制造設備，半導體產品包含涂膠顯像設備、熱處理設備、干法刻蝕設備、化學氣相沉積設備、濕法清洗設備及測試設備。
Top 3 Tokyo Electron（TEL）-日本
日本最大的半導體設備商，主營業務包含半導體和平板顯示制造設備，半導體產品包含涂膠顯像設備、熱處理設備、干法刻蝕設備、化學氣相沉積設備、濕法清洗設備及測試設備。1H'23半導體業務營收同比下降9.0%。
Top 2 中微公司
中微公司專注于半導體刻蝕設備和沉積設備，2022年半導體裝備相關營收47.4億元，同比增長52%。
Top 3 盛美上海
盛美上海以半導體清洗設備和先進封裝濕法設備為核心，近年開始進軍沉積設備，2022年半導體裝備相關營收27.6億元，同比增長78%。
Top 3泛林（LAM）-美國
泛林又稱拉姆研究，主營半導體制造用刻蝕設備、薄膜沉積設備以及清洗等設備。
目前在28nm及以上的邏輯芯片、128層以下的NAND存儲芯片以及20nm以上的DRAM芯片的主要設備中，國產設備在刻蝕、薄膜沉積、清洗、涂膠顯影等大部分都可以進行替代。特別是檢測設備替代速度較快。
Top 4 Tokyo Electron（TEL）-日本
日本最大的半導體設備商，主營業務包含半導體和平板顯示制造設備，半導體產品包含涂膠顯像設備、熱處理設備、干法刻蝕設備、化學氣相沉積設備、濕法清洗設備及測試設備。
刻蝕設備市場集中度較高，中微公司、北方華創部分技術已達到國際一流水平。刻蝕設備占據半 導體設備超 20%的市場，2021 年全球刻蝕設備市場規模為 194 億美元，預計 2022 年將達到 216 億美元。刻蝕設備市場集中度高，被三家龍頭企業壟斷，其中泛林半導體技術實力最強，占據 47% 的市場份額，東京電子和應用材料分別占據 27%和 17%。
