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晶圓加工包括氧化、擴(kuò)散、退火、離子注入、薄膜沉積、光刻、刻蝕、化學(xué)機(jī)械平坦化等十幾道工序。其中,三個關(guān)鍵的主要設(shè)備是光刻機(jī)、刻蝕機(jī)和薄膜沉積設(shè)備,占前者設(shè)備的近70%。
刻蝕機(jī)工藝順序是在涂覆和光刻之后。簡單來說,刻蝕機(jī)的作用就好比雕刻中的切肉刀。利用光化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)物理刻蝕方法,去除附著在晶圓表面不需要的材料,只留下晶圓需要的材料和附著在其上的光刻膠。然后,多次重復(fù)上述步驟,得到一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的集成電路。
按照刻蝕工藝,主要分為干法蝕刻和濕法蝕刻。由于干法刻蝕可以實(shí)現(xiàn)各向異性刻蝕,符合現(xiàn)階段半導(dǎo)體制造高精度、高集成度的要求,所以小規(guī)模的工藝基本都采用干法刻蝕工藝,導(dǎo)致干法刻蝕刻蝕機(jī)在半導(dǎo)體刻蝕市場占據(jù)主流地位。
根據(jù)被蝕刻的材料,可分為硅蝕刻、介質(zhì)蝕刻和金屬蝕刻。目前由于下游需求場景較多,電介質(zhì)刻蝕機(jī)和硅刻蝕機(jī)的相對較高,已經(jīng)成為市場主流。
近年來,刻蝕機(jī)市場規(guī)模大幅增長。刻蝕設(shè)備市場規(guī)模大幅增長的原因有很多,其中關(guān)鍵的有兩個:一是半導(dǎo)體生產(chǎn)線的資本支出增加,尤其是近年來中國建設(shè)了大量的晶圓廠和存儲生產(chǎn)線,帶來了大量的刻蝕機(jī)需求;二,由于晶圓代工和存儲生產(chǎn)線工藝的優(yōu)化,對刻蝕工藝的需求不斷增加,進(jìn)而對刻蝕機(jī)本身的需求也隨之增加。
市場的強(qiáng)勁增長自然會吸引眾多廠商來分一杯羹。但事實(shí)上,刻蝕機(jī)和大多數(shù)半導(dǎo)體器件一樣,一直是一個高度集中的行業(yè),市場高度壟斷。