刻蝕設備

刻蝕設備的發展和光刻技術,互連技術密切相關。High K / Low K材料,銅互連,Metal Gate,double Pattern等技術的發展都對刻蝕設備提出了新的需求。在200mm晶圓時代;介質、多晶以及金屬刻蝕是刻蝕設備的三大塊。介質刻蝕設備的份額已經超過50%以上。200mm時代介質刻蝕市場份額依次為TEL、AMAT、Lam。TEL 300mm設備有SCCM、Telius等。

設備發展趨勢

在200mm晶圓時代;介質、多晶以及金屬刻蝕是刻蝕設備的三大塊。進入300mm時代以後,隨著銅互連的發展,金屬刻蝕逐漸萎縮,介質刻蝕份額逐漸加大。介質刻蝕設備的份額已經超過50%以上。而且隨著器件互連層數增多,介質刻蝕設備使用量就越大。

200mm時代介質刻蝕市場份額依次為TEL、AMAT、Lam。而Poly刻蝕市場份額依次為Lam、AMAT。進入300mm時代以來,Lam由於其簡單的設計、較低的設備成本,逐漸在65nm、45nm設備市場超過TEL,占據了大半市場。而AMAT在刻蝕設備市場逐漸萎縮,現在市場份額小於10%。

LAM Research 300mm設備Lam 2300系列產品,有Versys(Poly),Exelan Flex(Die)等。TEL 300mm設備有SCCM、Telius等。

需求

CD Uniformity:線寬的進一步縮小,對設備工藝結果均一性提出了更高的要求

LowK Damage:Low K材料的發展,使得晶片頻率得到明顯提升,但是由於選擇比等問題,帶來LowK 損傷問題

LER/Striation:線條邊緣粗糙度/波紋也是進入90nm工藝節點以來一個比較嚴重的問題

關鍵技術發展

為了適應工藝發展需求,各家設備廠商都推出了一系列的關鍵技術來滿足工藝需求。主要有以下幾類;

1:雙區進氣+additional Gas:Additional Gas的目的是通過調節內外區敏感氣體的量提高整個刻蝕均一性,結果比較明顯。

2:電漿技術:電漿密度和能量單獨控制

3:電漿約束:減少Particle,提高結果重複性

4:工藝組件:適應不同工藝需求,對應不同的工藝組件,比如不同的工藝使用不同的Focus Ring

5:Narrow Gap:窄的Gap設計可以使得電子穿過殼層,中和晶圓上多餘的離子,有利於提高刻蝕剖面陡直度。

6:反應室結構設計;由200mm時的側抽,改為下抽或者側下抽。有利於提高氣流均一性。

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