在半导体干法刻蚀中,主要有两种设备:电容耦合等离子体(Capacitively Coupled Plasma,CCP)刻蚀、电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma,ICP)
两者原理有什么不同?
CCP:在上下两个电极板上施加射频电压产生等离子体,上端电极与等离子体之间形成一个电容。电子在电场的作用下获得能量,进而引发气体分子的电离;离子受到电场的吸引,以高速冲向底部电极上承载的wafer,并与wafer表面发生物理和化学反应,完成etch的动作。
ICP:在漩涡状感应线圈上施加射频电流,以一定比例混合的气体经耦合辉光放电,产生高密度的等离子体,在下电极RF射频作用下,这些等离子对wafer表面发生物理和化学反应,完成etch的动作。
主要用在fab哪些工艺中?
CCP:刻蚀键能较大的物质及高深宽比的深孔,主要用在Oxide、Nitride、Contact等etch环节;
ICP:主要针对Si、poly、metal等STI、gate和导线等etch环节。
有哪些特点?
CCP:1)有较高的碰撞压力及频率,需要考虑等离子体的均匀性和刻蚀速率的平衡。2)上电极容易被离子破坏,造成damage或产生partical;3)均匀性更佳。
ICP:1)刻蚀速率快、选择比高、损伤小;2)均匀性没有ccp好;3)污染或者damage小于ccp。
市场情况如何?
基本一半一半。
2023年全球CCP刻蚀设备市场约104亿美元,ICP刻蚀设备市场约99亿美元;
2023年中国刻蚀设备市场约390亿元,CCP和ICP基本平分。
玩家情况如何?
外资三大家:Lam基本覆盖很全,Si刻蚀、介质刻蚀和金属刻蚀等等,应用也很全面,逻辑、存储等都覆盖到了;TEL主要做介质刻蚀和金属刻蚀。AMAT在Si刻蚀、TSV深硅刻蚀、mask刻蚀、金属刻蚀等都有很多产品。
国内主要是中微和华创,中微起家是在CCP,有接近3000台出货了,ICP也有500多台了;华创是在ICP起家,但现在也都有了,全面性也是很全的,在硅、金属和介质等都有布局了。国产其他玩家也是很多,lw、yw、bx等等。虽然玩家比较多,但产品的全面性和稳定性还是有差距的。