CCP与ICP刻蚀设备虽然同属等离子体干法刻蚀,但两者的核心差异在于刻蚀对象不同,由此形成了完全不同的技术演进路径与竞争壁垒。简单来说,CCP(电容性等离子体刻蚀)凭借高离子能量优势,主攻氧化硅、氮化硅等高硬度介质材料的刻蚀;而ICP(电感性等离子体刻蚀)则以高精度控制见长,适用于多晶硅栅、浅沟槽隔离等硅材料刻蚀。在先进制程不断推进的背景下,两条路线的技术壁垒各有侧重,也塑造了截然不同的竞争格局。

技术原理与适用场景的根本分野

晶圆制造中需要刻蚀的材料总体上分为硅材料、介质材料和金属材料三大类。其中,硅刻蚀和介质刻蚀是最主要的两类应用。介质材料(如氧化硅、氮化硅)硬度很高,需要极高的离子能量才能有效刻蚀,因此一般使用CCP设备;而硅刻蚀直接决定芯片制程精度,对精确度要求极高,通常采用ICP设备。

以国产设备两大龙头为例,北方华创的刻蚀设备为电感性等离子体刻蚀(ICP),中微公司的核心传统产品则是电容性等离子刻蚀(CCP)。两家公司因技术路线不同,此前在产品竞争上并不激烈。

两条技术路线的核心壁垒差异

CCP:高深宽比刻蚀与特种气体研发

CCP设备主要应用于逻辑芯片前段工艺中的栅侧墙、硬掩膜刻蚀,封装环节的接触孔、铝垫刻蚀,以及NAND闪存中的深斜孔槽等场景。其面临的核心挑战集中在极高离子能量下对高深宽比结构的刻蚀能力,以及新型刻蚀气体的研发。随着3D NAND堆叠层数持续增加,对高深宽比孔槽的刻蚀要求不断攀升,这构成了CCP设备最关键的工艺门槛。

ICP:均匀度控制与等离子体损伤抑制

ICP设备则主要应用于浅沟槽隔离、多晶硅栅、金属栅、应变硅、金属导线等工艺环节。其技术难点在于刻蚀后关键尺寸的均匀度、刻蚀条件的精确调控,以及等离子体引起的损伤控制。由于硅刻蚀直接关系到底层电路结构的雕刻精度,对设备控制的精细程度要求极高。

常见问题

CCP和ICP哪个市场空间更大?

虽然ICP和CCP的应用占比接近(分别为43%和42%),但ICP由于单机价值更高,市场规模明显高于CCP。在制程升级和芯片3D结构发展的驱动下,刻蚀环节的整体价值量持续提升,两条路线都受益于这一趋势。

国产厂商在两条技术路线上进展如何?

中微公司从成立起就着力开发CCP设备,制程覆盖65nm至5nm,并成功进入台积电供应链;同时已从2012年开始研发ICP设备,制程达到28nm。北方华创则深耕ICP领域,核心设备制程达到28nm,更先进的14nm工艺已进入验证阶段。

两条技术路线未来会走向融合竞争吗?

近年来中微公司已切入ICP赛道,未来将与北方华创形成正面竞争。不过两条路线在技术积累、客户验证和工艺know-how上的壁垒依然深厚,短期内各自的核心优势领域仍将保持差异化格局。

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