技术

刻蚀机的原理和竞争格局

  晶圆加工包括氧化、扩散、退火、离子注入、薄膜沉积、光刻、刻蚀、化学机械平坦化等十几道工序。其中,三个关键的主要设备是光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备,占前者设备的近70%。

  刻蚀机工艺顺序是在涂覆和光刻之后。简单来说,刻蚀机的作用就好比雕刻中的切肉刀。利用光化学反应原理和化学物理刻蚀方法,去除附着在晶圆表面不需要的材料,只留下晶圆需要的材料和附着在其上的光刻胶。然后,多次重复上述步骤,得到一个结构复杂的集成电路。

  按照刻蚀工艺,主要分为干法蚀刻和湿法蚀刻。由于干法刻蚀可以实现各向异性刻蚀,符合现阶段半导体制造高精度、高集成度的要求,所以小规模的先进工艺基本都采用干法刻蚀工艺,导致干法刻蚀刻蚀机在半导体刻蚀市场占据主流地位。

  根据被蚀刻的材料,可分为硅蚀刻、介质蚀刻和金属蚀刻。目前由于下游需求场景较多,电介质刻蚀机和硅刻蚀机的市场份额相对较高,已经成为市场主流。

  近年来,全球刻蚀机市场规模大幅增长。刻蚀设备市场规模大幅增长的原因有很多,其中关键的有两个:一是全球半导体生产线的资本支出增加,尤其是近年来中国建设了大量的晶圆厂和存储生产线,带来了大量的刻蚀机需求;二,由于晶圆代工和存储生产线工艺的优化,对刻蚀工艺的需求不断增加,进而对刻蚀机本身的需求也随之增加。

  市场的强劲增长自然会吸引众多厂商来分一杯羹。但事实上,刻蚀机和大多数半导体器件一样,一直是一个高度集中的行业,市场高度垄断。