在22nm制程中,Fin的宽度为14.67nm,远小于光刻机所能制造的最小尺寸,因此必须通过自对准双重成像技术(SADP)工艺来实现。在此工艺中,ALD(原子层沉积)设备沉积的Spacer材料宽度直接决定了Fin的宽度,是制约逻辑芯片先进程度的核心因素之一。

ALD在SADP工艺中的不可替代性

在SADP工艺中,ALD设备用于沉积一层氧化硅作为硬掩膜版。通过精确控制这层氧化硅的厚度,可以最终控制Fin的宽度。由于ALD能够实现原子层级别的厚度控制,它成为先进制程中不可或缺的环节。在22nm制程中,Fin宽度14.67nm的精确实现,正是依赖ALD的这一特性。

半导体设备产业链分工格局

在薄膜沉积设备市场,ALD设备供应商主要由国际巨头主导。根据细分赛道竞争格局数据,东京电子在ALD领域占有45%的市场份额,应用材料占有29%,泛林半导体占有26%。这些设备供应商处于产业链的核心位置,向上游采购前驱体材料,向下游为晶圆厂(如逻辑芯片和存储芯片制造商)提供关键设备。

国产替代方面,拓荆科技和北方华创是主要参与者。拓荆科技的PEALD设备可广泛应用于14nm及以下的逻辑芯片,其ALD产品已覆盖SADP工艺。北方华创在ALD领域也有布局,产品覆盖28nm FinFET等工艺。两家公司在ALD领域的进步,正在逐步提升国产设备在产业链中的话语权。

常见问题

ALD设备为什么在SADP工艺中如此关键?

因为SADP工艺中,ALD沉积的硬掩膜层厚度直接决定了最终Fin的宽度。ALD能够实现原子层级别的精确控制,这是其他沉积技术无法替代的。

全球ALD设备市场由哪些厂商主导?

根据市场数据,东京电子以45%的份额位居第一,应用材料以29%紧随其后,泛林半导体占26%。这三家国际巨头合计占据了绝大部分市场份额。

国产ALD设备目前处于什么水平?

拓荆科技的PEALD设备已实现14nm工艺的产业化应用,北方华创的ALD产品覆盖28nm FinFET工艺。两家公司都在积极向更先进制程推进,国产化率正在逐步提升。

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