一、刻蚀设备是什么
现代半导体工业和微电子技术的迅速发展,使得微电子元件制造中的精密加工工艺得到了广泛的应用和发展。其中,刻蚀技术是微电子加工中不可或缺的一项技术。刻蚀机是刻蚀技术中的重要设备之一,它主要用于将微电子元件的芯片表面进行加工,以获得所需的结构、形状和尺寸,从而制造出高精度的微电子元件。
刻蚀机最初应用于半导体制造行业,但现在已被广泛应用于光学器件、生物芯片、微机械和表面微纳加工等领域。刻蚀机根据其刻蚀原理的不同,可分为湿式刻蚀机和干式刻蚀机两种基本类型。
二、刻蚀设备的重要性
刻蚀设备是重要性仅次于光刻机的半导体设备。根据SEMI统计,总额达到875亿美元规模的晶圆制造设备市场中,光刻,刻蚀,薄膜沉积分别占24%,20%,20%。而随着NAND闪存进入3D、4D时代,要求刻蚀技术实现更高的深宽比,刻蚀设备的投资占比显著提升,从20%提高至50%。
同时,光刻机由于波长的限制不能直接加工小于14纳米的微观结构,更小的微观结构要靠等离子体刻蚀和薄膜组合的“双重模板”和“四重模板”工艺技术重复多次来实现。逻辑制程中的刻蚀步骤数量大幅增加,进一步提升刻蚀技术及相关设备的重要性和需求量,刻蚀机市场规模的增长速度远高于其他设备。
三、半导体刻蚀设备产业链
刻蚀机产业链上游为四大组成部分,包括预真空室、刻蚀腔体、供气系统及真空系统;中游为刻蚀机的制造,分为湿法刻蚀及干法刻蚀2种;下游应用包括半导体器件、太阳能电池及其他微机械制造等。
四、半导体刻蚀设备市场格局
刻蚀设备呈现日美厂商头部集中、中国厂商崛起的竞争格局。
全球刻蚀机市场长期一直被泛林半导体、东京电子、应用材料三大巨头占据,合计市场占比约90%,行业集中度高。
细分介质刻蚀机市场中,东京电子处于领先地位,市占率达到52%,国内中微公司市占率也已达到3%。
国际巨头均实现了硅刻蚀、介质刻蚀、金属刻蚀的全覆盖,占据了全球干法刻蚀机市场的80%以上份额。
国内的刻蚀设备生产企业主要包括中微公司、北方华创、盛美上海、屹唐半导体。
五、PFA管在刻蚀机中的应用
1、化学品输送
在刻蚀机中,PFA管被广泛应用于化学品的输送。刻蚀工艺通常涉及使用强酸、强碱和其他腐蚀性化学物质来去除材料表面的不需要部分。PFA管因其卓越的耐腐蚀性能,能够抵抗这些化学物质的侵蚀,确保化学品在输送过程中不会与管道材料发生反应,保持高纯度,从而保证刻蚀工艺的精确性和可靠性。
2、气体传输
刻蚀机在操作过程中需要使用高纯度的气体,如氧气、氮气等。三氟莱PFA管具有优异的气密性和低渗透性,能够有效防止气体泄漏和污染,确保气体在传输过程中的纯度和稳定性。此外,PFA管的耐高温性能使其能够承受高温气体的传输,满足刻蚀工艺的要求3。
3、高温环境下的应用
刻蚀工艺中的一些步骤可能需要在高温环境下进行。PFA管能够在高温范围内保持其物理和化学性能,最高使用温度可达260℃,因此适用于高温环境下的化学品输送和气体传输,确保刻蚀过程的稳定性和安全性。
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