聚焦环是等离子体刻蚀设备的主要零部件之一,放置在晶圆外部,直接接触晶圆,具有提供均衡等离子、确保刻蚀一致性和准确性等作用。
刻蚀是芯片制造的关键环节,位于镀膜、涂胶、光刻、显影工序之后,主要作用是去除晶圆表面不必要的薄膜材质和多余光刻胶。刻蚀工艺分为干法蚀刻(等离子体刻蚀)、湿法蚀刻两大类,其中等离子体刻蚀为主流工艺。
等离子体刻蚀设备包括电容耦合等离子体刻蚀机(CCP)、电感耦合等离子体刻蚀机(ICP)等。ICP刻蚀机应用较广泛,2023年全球市场销售规模达78亿美元以上,预计2024-2028年市场增速将达10.0%以上。聚焦环作为等离子体刻蚀设备主要零部件之一,市场发展空间广阔。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2029年聚焦环行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,聚焦环直接接触等离子体,对材料的选择要求较高。目前聚焦环所用材料有导电硅、石英、碳化硅(SiC)、碳化硼等。碳化硅具有高耐离子刻蚀性、高热导率、高耐磨损性等特点,是聚焦环理想制备材料。碳化硼为新一代聚焦环材料,目前三星电子已布局碳化硼聚焦环研发。
碳化硅聚焦环主要通过化学气相沉积法(CVD)将碳化硅沉积成一定的形状,再进行精密机械加工生成。碳化硅聚焦环使用寿命长,随着刻蚀用等离子体功率、能量提升,碳化硅聚焦环应用价值正日益显现。但由于制备难度大、开发验证环节长,碳化硅聚焦环成本较高。
在国际市场上,聚焦环供应商有CoorsTek、COMA Technology、日本精密陶瓷株式会社、韩国东海碳素株式会社、韩国KNJ等,在国内市场上,聚焦环供应商包括深圳市志橙半导体材料股份有限公司、湖南德智新材料有限公司、凯乐士股份有限公司等。
我国聚焦环量产企业较少,尤其是碳化硅聚焦环,且国产聚焦环加工精度有限,下游企业存在替换顾虑,目前聚焦环未能全面替代进口聚焦环,市场份额仍由国外企业占据主导。
新思界
行业分析人士表示,聚焦环是等离子体蚀刻设备关键部件,具有提供均衡等离子的作用,其国产化发展对半导体产业发展具有重要意义。相比于硅聚焦环、石英聚焦环,碳化硅聚焦环耐离子刻蚀性更好、使用寿命更长,随着刻蚀设备等离子体能量提升,碳化硅聚焦环应用空间将扩大。
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