刻蚀设备是半导体制造中用于有选择性地去除晶圆表面多余材料的核心装备。刻蚀设备通过物理或化学方式,在已通过光刻定义图形的晶圆表面,精准移除未被光刻胶保护的材料层,从而将掩模图形转移到半导体基材上。
刻蚀设备类型
根据工艺介质不同,主要分为干法刻蚀与湿法刻蚀两类,其中干法刻蚀因具备高各向异性、高精度控制能力,已成为先进制程(如5nm及以下)的主流工艺。
干法刻蚀:利用等离子体中的高能离子轰击材料表面,引发化学反应或物理溅射实现材料去除。典型技术包括:
CCP(电容性耦合等离子体):适用于硬掩膜、介质层刻蚀,如栅极侧墙、接触孔等;
ICP(电感性耦合等离子体):提供更高离子密度,适用于高深宽比结构刻蚀,如3D NAND存储的字线、位线结构。
湿法刻蚀:通过化学溶液(如氢氟酸、RCA清洗液)与材料发生溶解反应,具有各向同性、设备简单等优点,多用于前道清洗或对精度要求较低的环节。
全球刻蚀设备企业
全球刻蚀设备市场由泛林半导体(Lam Research)、东京电子(Tokyo Electron)和应用材料(Applied Materials)三大企业主导,合计占据全球约80%以上份额,尤其在5nm及以下先进逻辑与3D NAND存储等高深宽比刻蚀领域具备绝对技术垄断。其中,泛林半导体在介质刻蚀与高深宽比结构工艺中处于核心地位,东京电子在CCP与ICP技术路径上与美企并驾齐驱。
中国刻蚀设备企业
中国刻蚀设备企业覆盖从成熟制程到先进制程的全链条需求,2024年中国刻蚀设备市场规模达339.29亿元,国产化率突破50%。
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