一、去膠及熱處理設備行業簡介
在半導體前段制造中,其流程包括清洗、氧化、涂膠、光刻、顯影、刻蝕、離子注入、去膠、薄膜沉積和CMP。
去膠即刻蝕或離子注入完成之后去除殘余光刻膠的過程。去膠工藝類似于刻蝕,操作對象是光刻膠。去膠工藝可分為濕法去膠和干法去膠,濕法去膠工藝使用溶劑對光刻膠等進行溶解,干法去膠工藝可視為等離子刻蝕技術的延伸,主要通過等離子體和薄膜材料的化學反應完成,目前主流工藝是干法去膠。
這里的去膠及熱處理設備主要是指在半導體前段制造,用于去膠和熱處理的相關設備。
在光刻工藝中,晶圓表面被均勻覆蓋光刻膠薄層后在光刻機中進行曝光。在光刻機曝光下改變了化學性質的光刻膠在顯影步驟中被清除,光刻圖形相應完成至光刻膠層的轉移。光刻膠層上的圖形進一步通過刻蝕、離子注入等工藝被轉移到晶圓表面后,通過去膠工藝將晶圓表面剩余光刻膠進行完全清除,從而避免對后續集成電路芯片制造工藝效果的影響。干法去膠工藝可視為等離子刻蝕技術的延伸,主要通過等離子體和薄膜材料的化學反應完成,是目前的主流工藝。
二、去膠工藝簡介
1、濕法去膠
濕法去膠是將帶有光刻膠的晶圓片浸泡在適當的有機溶劑中溶解或者分解光刻膠,將晶圓表面的光刻膠去除。在濕法刻蝕前,光刻膠的表面都經過了表面加固處理,這使得光刻膠在大部分去膠液中都不溶解或者很難完全溶解。這種情況下,在進行濕法去膠前還需要用等離子體去掉最上面的一層膠。濕法去膠的主要缺點是去膠周期長,容易引進無機雜質,并且操作麻煩。
2、干法去膠
干法去膠主要是等離子去膠,通常采用等離子體氧化或分解等方式去除光刻膠。
等離子去膠機是廣泛應用于去膠的設備。去膠機通過氧原子和光刻膠在等離子體環境中發生反應來去除光刻膠。光刻膠的基本成分是碳氫聚合物,氧原子可以很快地和光刻膠反應生成一氧化碳、二氧化碳和水等,這些生成物會被真空系統抽走。干法去膠既不需要化學試劑,也不需要加溫。
去膠方式 主要應用領域 主要優點 主要缺點 氧化去膠 容易腐蝕金屬,故不適合用在AL/Cu等制程的去膠 工藝相對簡單 清除光刻膠不徹底、部分工藝不適合、去膠速度慢 干法去膠 適用于絕大部分的去膠工藝 徹底去除光刻膠、速度快 容易被反應殘留物污染 溶劑去膠 適用于金屬制程的去膠 工藝相對簡單 清除光刻膠不徹底、部分工藝不適合、去膠速度慢
干法去膠工藝中必須關注的是由于離子轟擊對晶圓片表面器件的損傷。盡管目前干法去膠技術已經得到了極大的改進,比如采用順流去膠機可以大大減少等離子體對器件的損傷,但是隨著低介電材料在工業中的廣泛應用,技術人員又面臨著新的挑戰,他們需要研發新的工藝和設備,使得在工藝生產中不會損傷非常敏感的材料,正是由于這些因素,濕法去膠工藝仍然被使用。
二、全球去膠及熱處理設備行業發展現狀
干法去膠是去膠設備最廣泛的應用,半導體行業飛速發展,集成電路帶動去膠行業發展。數據顯示,2023年全球去膠及熱處理設備行業市場規模約30億美元。從全球去膠設備行業市場競爭格局來看,全球干法去膠設備領域的主要參與者包括屹唐半導體、比思科、日立高新、泛林半導體、泰仕半導體等,據統計,2023年,前五大廠商的市場份額合計超過90%,行業集中度高。
圖表:2021-2023年全球去膠及熱處理設備行業市場規模
《2024-2029年中國半導體設備行業市場分析及發展前景預測報告》由中研普華產業研究院撰寫,本報告對該行業的供需狀況、發展現狀、行業發展變化等進行了分析,重點分析了行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力,以及行業的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業的整體發展動態,對行業在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。