从半导体设备发展历程看,原子层刻蚀(ALE)正处于从实验室走向量产应用初期的关键拐点,但等离子体刻蚀(ICP和CCP)仍是当前绝对主流,ALE在很长一段时间内都无法取代前者。
刻蚀技术的演进路径
半导体刻蚀技术经历了从湿法到干法的重大转变。早期以湿法刻蚀为主,利用溶液与材料进行化学反应,虽然工艺简单、成本低,但反应没有方向性,容易导致制程失真。随着制程不断缩小,这一局限性愈发明显,干法刻蚀(等离子体刻蚀)逐渐成为主导技术。
等离子体刻蚀又分为两大类:电感性等离子体刻蚀(ICP)和电容性等离子体刻蚀(CCP)。ICP主要用于硅刻蚀,对精确度要求高;CCP主要用于介质材料(如氧化硅、氮化硅)的刻蚀,需要高离子能量。两类设备应用占比接近,合计超过80%。
原子层刻蚀(ALE)的定位
原子层刻蚀(ALE)可以实现精准刻蚀,是未来的一个发展方向,但目前还处于应用初期。官方资料明确指出,ALE“在很长一段时间内都无法取代等离子体刻蚀”。这一技术当前的主要任务是完成从研发到小批量应用的过渡,属于前沿探索阶段,尚未进入大规模量产。
常见问题
原子层刻蚀(ALE)与等离子体刻蚀的主要区别是什么?
ALE通过原子级别的逐层去除实现极高精度,能有效减少对下层材料的损伤;而等离子体刻蚀(ICP/CCP)通过高能离子轰击实现刻蚀,效率高、工艺成熟,是目前晶圆制造的主力技术。
ALE何时能大规模替代等离子体刻蚀?
官方资料显示,ALE在很长一段时间内都无法取代等离子体刻蚀。目前ALE仍处于应用初期,主要停留在研发和小批量验证阶段,距离成为主流刻蚀技术还有相当长的路要走。
国内刻蚀设备企业在ALE领域进展如何?
官方资料未披露国内企业(如中微公司、北方华创)在ALE方面的具体进展。中微公司的传统优势在CCP领域(覆盖65nm至5nm工艺),北方华创则在ICP领域深耕多年(28nm工艺量产,14nm验证中),两者均以等离子体刻蚀为核心产品。