中微公司CCP刻蚀设备从65nm到5nm再到高深宽比突破,经历了三代产品的清晰迭代:2007年首台Primo D-RIE覆盖65-16nm制程,2011年Primo AD-RIE推进至45-7nm,2017年Primo AD-RIE-e(增强型)进入7nm以下逻辑芯片制造;与此同时,面向3D NAND存储的Primo SSC HD-RIE于2016年推出,实现了64层及以上3D闪存所需的高深宽比孔、槽刻蚀。高深宽比刻蚀的技术突破,是中微公司补齐CCP产品版图、跻身全球刻蚀设备第一梯队的关键拐点。

三代CCP产品:从65nm到5nm的逻辑芯片之路

中微公司自2004年成立起就着力于开发CCP(电容性等离子体)刻蚀设备,先后发布三代产品,制程工艺从65nm一路提升至目前最先进的5nm,覆盖了约七成的介质刻蚀应用。

产品型号首台推出时间应用领域关键特点
Primo D-RIE2007年65-16纳米集成电路制造双反应台多反应腔主机系统,可同时加工两片晶圆
Primo AD-RIE2011年45-7纳米逻辑集成电路制造可切换低频射频发生器、上电极气流分布及下电极温度调控优化
Primo AD-RIE-e(增强型)2017年7纳米以下逻辑集成电路制造改进静电吸盘,实现四分区单独温控及动态调温

中微独创的双反应台技术,可在一个真空腔中同时刻蚀两块晶圆,在保证结果均匀一致的同时,还能为客户节省约35%的原材料。凭借这一技术路线,中微成为唯一进入台积电供应链的国产刻蚀设备厂商,其产品已进入台积电7nm和5nm产线。

高深宽比突破:3D NAND时代的胜负手

如果说逻辑芯片考验的是制程微缩能力,那么3D闪存考验的则是高深宽比刻蚀——在数十层甚至上百层堆叠结构中刻出深而窄的孔槽。随着芯片从2D向3D结构发展、堆叠层数不断增加,刻蚀设备在3D NAND制造中的价值占比从2D时代的15%跃升至50%。

中微公司针对存储芯片市场专门推出了两条产品线:2013年的Primo SSC AD-RIE支持六个完全独立可控的单反应台腔体,具备高射频功率、高副产物排出速率,已在主流客户16纳米芯片生产线上稳定量产;2016年的Primo SSC HD-RIE则在气流分布和下电极设计上进一步优化,实现超高脉冲射频功率,满足64层及以上3D闪存的高深宽比刻蚀要求。

在CCP领域,中微公司此前的短板主要集中在两方面:用于逻辑芯片的大马士革刻蚀,以及用于3D存储芯片的高深宽比刻蚀。据公开信息,公司已完成了高深宽比刻蚀的技术突破,产品开发顺利,大马士革刻蚀产品的开发工作也接近完成。这两块短板补齐后,中微公司的CCP版图将趋于完整。

常见问题

中微公司的CCP设备与ICP设备有何区别?

CCP(电容性等离子体刻蚀)和ICP(电感性等离子体刻蚀)是两类不同的等离子体刻蚀设备。CCP主要用于介质材料(氧化硅、氮化硅)的刻蚀,适用于逻辑芯片前段工艺的栅侧墙、硬掩膜刻蚀以及NAND中的深斜孔槽;ICP则主要用于硅材料刻蚀,对精确度要求更高。中微公司的传统优势在CCP领域,近年来也已切入ICP赛道。

中微公司在全球刻蚀设备市场处于什么位置?

在全球干法刻蚀设备市场,泛林半导体、东京电子和应用材料三家公司合计份额约90%。中微公司在大陆市场的表现更为突出,按照SEMI的估算,中微公司在大陆刻蚀设备市场的份额达到20%,是国产替代的先锋力量。

为什么高深宽比刻蚀被视为关键突破?

3D NAND通过增加堆叠层数来提升存储密度,需要在极深的结构中完成高精度刻蚀,这对设备的射频功率、气流分布和副产物排出能力提出了极高要求。中微公司的Primo SSC HD-RIE正是针对这一需求开发,其技术突破意味着国产CCP设备在存储芯片这一高价值细分领域具备了与国际巨头竞争的能力,是补齐CCP版图的历史性拐点。

延伸阅读