看着镜子搞死你小荡货

新闻中心

News Center

转载—半导体系列报告:国内前道设备迎本土扩产东风(三)

2022-03-04 by Super User

二、前道设备细分赛道梳理:前道设备国产化曙光渐显?

4、清洗设备:多家本土公司稳健起步,有望率先国产替代

半导体清洗工艺用于去除半导体硅片制造、晶圆制造和封装测试每个步骤中可能存在的杂质,避免杂质影响芯片良率和芯片产品性能。随着芯片制造工艺先 进程度的持续提升,清洗是贯穿半导体产业链的重要工艺环节,对晶圆表面污染物的控制要求不断提高,每一步光刻、刻蚀、沉积等重复性工序后,都需要一步清洗工序。半导体清洗去除半导体制造过程中的颗粒、自然氧化层、金属污染、有机物、牺牲层、抛光残留物等杂质,将晶圆制造过程中晶圆表面的上述各种污染物控制在工艺要求的范围之内,并保证晶圆表面无损伤,以保证芯片的良率及性能。随着工艺节点不断发展,对晶圆表面污染物的控制要求越来越高。晶圆制造产线上通常以湿法清洗为主,少量特定步骤采用湿法和干法清洗相结合的方式互补所短,构建清洗方案。根据清洗介质的不同,目前半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗两种工艺路线,根据盛美上海招股书,湿法清洗是主流的清洗技术路线,占芯片制造清洗步骤数量的 90%以上。

●?湿法清洗是针对不同的工艺需求,采用特定的化学药液和去离子水,对晶圆表面进行无损伤清洗,以去除晶圆制造过程中的颗粒、自然氧化层、有机物、金属污染、牺牲层、抛光残留物等物质,可同时采用超声波、加热、真空等辅助技术手段。

●?干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术,主要包括等离子清洗、超临界气相清洗、束流清洗等技术。干法清洗主要是采用气态的氢氟酸刻蚀不规则分布的有结构的晶圆二氧化硅层,虽然具有对不同薄膜有高选择比的优点,但可清洗污染物比较单一,目前在28nm及以下技术节点的逻辑产品和存储产品有应用。

在集成电路制造的先进工艺中,单片清洗已逐步取代槽式清洗成为主流。在湿法清洗工艺路线下,目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等,其中单片清洗设备市场份额占比最高。单片清洗能够在整个制造周期提供更好的工艺控制,改善了单个晶圆和不同晶圆间的均匀性,提高了产品良率,有效减少槽式清洗出现交叉污染的影响。湿法清洗工艺路线下主流的清洗设备存在先进程度的区分,主要体现在可清洗颗粒大。 属污染,腐蚀均一性以及干燥技术等标准。

DNS(Dainippon Screen Semiconductor Solutions)为全球前道清洗设备龙头,盛美、北方华创崭露头角。根据Gartner数据,2020年全球前道清洗设备市场规模约为33亿美元。其中单片清洗设备市场规模为25.3亿美元,DNS占据38.3%市场份额居首,东京电子、SMES、泛林以19.5%、19.2%、17.7%次之,盛美和北方华创分别占据5.2%和0.2%市场份额,开始崭露头角。槽式清洗设备市场规模约为5.5亿美元,DNS以69.9%市占率占比第一,东京电子以15.2%市场份额次之,北方华创以8%市占率居全球第三。

国内多家半导体清洗设备企业起步稳。逑瓷璞赣型晌暗郎璞腹茸羁斓南阜至煊。目前,国内涉及半导体清洗设备制造商主要有盛美半导体、至纯科技、北方华创及芯源微等:

●?盛美上海是具备世界领先技术的半导体清洗设备制造商,公司集成电路清洗设备包括SAPS兆声波清洗设备、TEBO兆声波清洗设备、单晶圆清洗设备、TAHOE清洗设备、背面清洗设备、槽式湿法清洗设备、刷洗设备、电镀设备和立式炉设备等产品。

●?至纯科技的湿法设备已经获得28nm全系列认证,首批次单片湿法设备已交付并顺利通过验证,并向14nm及以下制程突破。

●?北方华创的清洗设备技术主要来源于美国半导体设备生产商Akrion Systems LLC,在全球槽式清洗设备市场已占据8%市场份额。

●?芯源微的主要产品技术为物理刷片式为主,其湿法设备正处于研发阶段。

5、CMP设备:供给高度集中于CR2,华海清科实现商业量产破局

化 学 机 械 抛 光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。在集成电路制造的各个阶段,晶圆表面都要保持完全平坦或进行平坦化处理,目的是去除多余的材料,或者是为了建立极其平坦的基底,以便添加下一层电路特征。如果晶圆制造过程中无法做到纳米级全局平坦化,既无法重复进行光刻、刻蚀、薄膜和掺杂等关键工艺,也无法将制程节点缩小至纳米级的先进领域,因此随着超大规模集成电路制造的线宽不断细小化而产生对平坦化的更高要求需求,CMP在先进工艺制程中具有不可替代且越来越重要的作用。CMP设备主要依托CMP技术的化学-机械动态耦合作用原理,通过化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用,晶圆的背面施加精确的向下力并将晶圆正面压在由特殊材料制成(还含有化学药剂和研磨剂的混合物)的旋转垫上,从而去除晶圆正面上的多余材料实现晶圆表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化。

应用材料占据全球前道CMP设备6成市场份额,CR2集中率超93%。根据Gartner数据,2020年全球前道CMP设备市场规模为17.7亿美元,较2019 年14.5亿美元增长22.1%,增速高于前道设备整体市场增速(16.4%)。其中应用材料占据64%市场份额,日企荏原占据29%市场份额,前二名供应商占据93%市场份额,供给端高度集中。华海清科为国内唯一实现CMP商业量产突破的半导体设备制造商。华海清科是一家成立于2013年拥有核心自主知识产权的高端半导体设备制造商,主要从事半导体专用设备的研发、生产、销售及技术服务,主要产品为化学机械抛光(CMP)设备,是目前国内唯一一家为集成电路制造商提供12英寸CMP商业机型的高端半导体设备制造商。华海清科CMP设备已商业出货国内外集成电路制造生产线。根据华海清科招股书,公司研制的CMP设备产品全面覆盖集成电路制造过程中的非金属介质CMP、金属薄膜CMP、硅CMP等抛光工艺并取得量产应用,高端CMP设备的工艺技术水平已在14nm制程验证中,形成了硬件+技术服务的全方位体系。截至2020年12月31日,公司CMP设备已累计出货58台,在手订单35台,设备已广泛应用于中芯国际、长江存储、华虹集团、英特尔、长鑫存储、厦门联芯、广州粤芯、上海积塔等国内外先进集成电路制造商的大生产线中。

6、离子注入机:美、日把持,万业凯世通即将规模化进入国内头部大厂

离子注入法(ion implant)是现代集成电路制造掺杂的主要制造工艺,在器件小型化和多样化方面起重要作用。离子注入法是通过离子注入机的加速和引导,将要掺杂的离子以离子束形式入射到材料中去,离子束与材料中的原子或分子发生一系列理化反应,入射离子逐渐损失能量,并引起材料表面成分、结构和性能发生变化,最后停留在材料中,从而优化材料表面性能,或使材料获得某些新的性能。随着芯片设计的日益复杂,所需的离子注入工序亦相应增加。根据应用材料数据,采用嵌入式存储器的CMOS集成电路的注入工序可能多达60多道。

离子注入机主要由五部分组成:离子源、磁分析器、加速管或减速管、聚焦和扫描系统、工艺腔(靶室和后台处理系统)。离子源:用来产生离子的装置。原理是通过钨灯丝、射频或和微波等技术制备要掺杂的离子对掺杂源进行离子化,再经吸极吸出,由初聚焦系统聚成离子束,射向磁分析器;磁分析器:利用不同荷质比的离子在磁场下运动轨迹的不同将离子分离,选出所需的掺杂离子,被选离子束通过可变狭缝,进入加速管或减速管;加速管或减速管:从分析器出来的离子束,经过加速或减速打到硅片内部去,离子经过加速或减速电极后, 在静电场作用下获得所需能量;聚焦和扫描系统:离子束离开加速管后进入控制区,先由静电聚焦透镜使其聚焦进入偏转系统,束流被偏转注到靶上;工艺腔:包括真空排气系统、装卸硅片的终端台、硅片传输系统和计算机控制系统。离子注入时,从离子源引出的离子经过磁分析器选择出需要的离子,分析后的离子经加速或减速以改变离子的能量,再经过两维偏转扫描器使离子束均匀的注入到材料表面,用电荷积分仪可精确的测量注入离子的数量,调节注入离子的能量可精确的控制离子的注入深度。根据《离子注入机通用规范》(GB/T 15862-2012),离子注入机按能量高低可分为:低能离子注入机、中能离子注入机、高能离子注入机和兆伏离子注入机;按束流大小可分为:小束流离子注入机、中束流离子注入机、强流离子注入机和超强流离子注入机。行业内,通常将强流离子注入机和超强流离子注入机统称为大束流离子注入机,各类离子注入机中低能大束流技术难度最高。集成电路领域离子注入机包括三种机型:大束流离子注入机、中束流离子注入机和高能离子注入机。根据Gartner数据,2020年全球前道晶圆制造离子注入机市场规模为16.5亿美元,其中大束流离子注入机、中束流离子注入机和高能离子注入机分别占据43%、28%、27%市场份额。美日企业垄断晶圆前道制造离子注入机市场。根据Gartner数据,2020年美国的应用材料、亚舍立(Axcelis)以及日本的住友重工旗下离子科技(SMIT,Sumitomo Heavy Ion Technology)、日新(Nissin)和日本真空(Ulvac)分别占据全球 55%、22.3%、17.8%、3.6%和1.3%市场份额。其他行业参与者有 中国台湾汉辰科技旗下AIBT以及中国大陆凯世通和中科信。

应用材料作为全球最大离子注入机供应商,产品组合涵盖业内常见的四类注入系统:其中的三类属于视线离子束流系统:高电流(用于低能量和/或高剂量应用);中电流(用于较低剂量);高能量(用于非常深的注入)。第四类系统利用等离子掺杂,用于要求极高剂量的应用,或对无法通过视线束线系统到达的区域进行共形掺杂(例如,三维鳍式场效晶体管中的侧壁掺杂),这些系统可提供卓越的波束角控制、剂量控制、均匀度和晶圆间重复性。根据Gartner数据,应用材料在全球中束流、高束流和极高剂量离子注入机占据58.5%、83.2%和100%的市场份额。万业企业子公司凯世通为国产离子注入机研发和产业化的龙头企业。凯世通于2009年4月由陈炯博士为首的

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?本文转载自“英迪那米(徐州)半导体科技有限公司”微信公众号

?

看着镜子搞死你小荡货 版权所有 法律声明 沪ICP备12009071号 网站支持

看着镜子搞死你小荡货-贱人爽不爽再浪一点-贱狗跪下求主人惩罚