Analyse van de binnenlandse en buitenlandse markt voor etsapparatuur

In 2018 bedroeg de wereldwijde markt voor etsapparatuur zo'n 10 miljard dollar. Door de afname van het aantal chipfabricagestappen neemt het aantal etstappen verder toe, wat de vraag naar etsmachines stimuleert. China zal uitgroeien tot de grootste markt voor halfgeleiderapparatuur ter wereld, mede dankzij de doorbraken in de binnenlandse productie van ets-, depositie-, reinigings- en testapparatuur. In tegenstelling tot de wereldwijde halfgeleidermarkt, die een kwartjaarlijkse daling laat zien, vertoont de Chinese markt voor halfgeleiderapparatuur een sterke groei.

De etsapparatuurindustrie is sterk geconcentreerd, waarbij Pan Forest Semiconductor Company de helft van het marktaandeel in etsmachines in handen heeft. Met de voortschrijdende halfgeleidertechnologie neemt het aantal interconnectielagen van componenten toe, en daarmee ook het gebruik van etsapparatuur met een vaste media. Pan Forest Semiconductor profiteert van de lagere kosten en het relatief eenvoudige ontwerp van zijn apparatuur en heeft TEL en andere bedrijven in de markt voor 65nm- en 45nm-apparatuur geleidelijk overtroffen. Het bedrijf heeft meer dan de helft van de wereldmarkt in handen en is marktleider geworden. Volgens gegevens van The Information Network is het marktaandeel van Pan Forest Semiconductor Company in de etsapparatuurindustrie sinds 2012 gestaag gestegen, van ongeveer 45% in 2012 tot ongeveer 58% in 2019, waarmee het voornamelijk het marktaandeel van Tokyo Electronics Company heeft overgenomen. Het marktaandeel van Tokyo Electronics daalde van 30% in 2012 naar 18% in 2019, maar het bedrijf behield de tweede plaats. Applied Materials staat consistent op de derde plaats en was in 2017 goed voor ongeveer 19 procent van de markt. De drie grootste bedrijven hadden in 2017 94% van het totale marktaandeel in handen, met een hoge marktconcentratie en duidelijke technische barrières.

(1)Introductie van Lam Research en de bijbehorende apparatuur.

Door de miniaturisatie van chips zijn complexere en fijnere structuren nodig bij de ontwikkeling van geïntegreerde schakelingen. Daarom moeten de diëlektrische (isolerende) en metalen (geleidende) materialen die tijdens het depositieproces worden aangebracht, selectief worden verwijderd. De belangrijkste techniek van reactief ionenetsen is het bombarderen van het waferoppervlak met ionen (geladen deeltjes) om materiaal te verwijderen. Voor kleinere sleutelstructuren is atomaire laagetsen een veelgebruikte methode, en ALE kan meerdere atomaire lagen materiaal verwijderen. Lam Research produceert een reeks apparatuur voor het etsen van verschillende materialen.

Lam Research is een van de oudste fabrikanten van etsapparatuur en vernieuwt voortdurend de bijbehorende apparatuur om gelijke tred te houden met de ontwikkelingen in de halfgeleiderindustrie. Zoals te zien is, richtte het bedrijf zich aanvankelijk op de productie van etsapparatuur. Het eerste etsapparaat, de AutoEtch 480, werd geïntroduceerd in 1981. Etsapparatuur voor het 1,5 μm-proces werd ontwikkeld in 1982 en apparatuur voor het 0,8 μm-proces in 1989. Het bedrijf ontwikkelde de eerste ICP-droogetsapparatuur in 1992, de eerste dual-frequency ICP-mediumetsapparatuur in 1995, die geschikt is voor chips met een 350 nm-proces, en de 2300-serie producten in 2000, die geschikt is voor chips met een 180 nm-proces. De afbeelding toont respectievelijk het productdiagram van de Lam Research AutoEtch 690 en de Lam Research 2300.

Eind 2014 voegde het bedrijf de ALE-functie toe aan zijn Flex-serie media-etssystemen van 350 nm. Deze systemen zijn met name geschikt voor low-k en ultra-low-k gemengde media en 3DNAND-poorten met een hoge aspectverhouding, zoals openingen, groeven en contacten. Het systeem maakt gebruik van de geavanceerde Mixed Mode Pulse (AMMP)-technologie van het bedrijf. De hoge selectiviteit van AMMP verbetert het ALE-etseffect, waardoor ALE-diëlektrische films, zoals silica, gebruikt kunnen worden in de volgende generatie logische chips en foundry-processen. Daarnaast beschikt de Kiyo-productserie van het bedrijf ook over een ALE-functie, voornamelijk voor het etsen van FinFET's en driepoorts chips, 3DNAND en high-k diëlektrische/metalen poorten.

Diëlektrisch etsen etst voornamelijk patronen in isolerende materialen om een ​​barrière te vormen tussen geleidende delen van halfgeleidercomponenten. Voor geavanceerde componenten kunnen deze structuren zeer hoog en dun zijn en complexe, gevoelige materialen bevatten. Zelfs op atomair niveau kan een kleine afwijking van het beoogde profiel de elektrische prestaties van het component negatief beïnvloeden. Om deze uitdagende structuren nauwkeurig te creëren, biedt Lam Research de Flex®-productfamilie aan, een onderscheidende technologie en toepassingsgerichte oplossing voor kritische diëlektrische corrosietoepassingen, zoals weergegeven in de afbeelding.

Uniformiteit, herhaalbaarheid en afstembaarheid worden bereikt door een uniek, multifrequent, compact plasmaontwerp met een beperkt volume. De Flex-productfamilie garandeert continue plasmageneratie, continu etsen van kritische afmetingen en een verhoogde productiviteit en opbrengst.

Geleideretsen wordt voornamelijk gebruikt voor het vormen van elektrisch actieve microstructuren in halfgeleiders, waar zelfs kleine veranderingen elektrische defecten kunnen veroorzaken die de prestaties van het apparaat beïnvloeden. Ook bij de fabricage van geïntegreerde schakelingen, met de ontwikkeling van nuances in cruciale afmetingen, wordt het etsproces gebruikt om de grenzen van de fundamentele natuurkundige en chemische wetten te verleggen. Lam Research heeft de Kiyo R Productfamilie ontworpen om het etsen van cruciale afmetingen en patronen nauwkeurig te garanderen, de elektrische prestaties van apparaten te waarborgen en de productiviteit te verbeteren, zoals weergegeven in de afbeelding.

Kiyo's gepatenteerde Hydra-technologie in haar producten verbetert de consistentie van de kritische afmetingen (CD) door te corrigeren voor variabiliteit in de invoermodus en verbetert de etscapaciteit van atomaire lagen door middel van plasma. ALE) om een ​​productiegeschikte beheersing van variabiliteit op atomaire schaal te bereiken.

Bij droogetsen wordt het proces waarbij plasma-etsen wordt gebruikt om silicium of andere materialen diep in de siliciumwafer te verwijderen, gezamenlijk aangeduid als diep-siliciumetsen. Deze etstechnieken worden voornamelijk gebruikt voor diepe groeven voor pixelisolatie in CMOS-beeldsensoren, groeven in vermogenscomponenten en andere componenten, TSV's en andere kritische componenten met een hoge aspectverhouding. Tijdens de verwerking worden deze belangrijke structuren voornamelijk gevormd door continu etsen van meerdere materialen, waarbij elk nieuw materiaal tijdens het etsproces verandert. Voor diep-siliciumetstechnologie heeft Lam Research de Syndion R-productfamilie ontwikkeld, die snelle procesomschakeling en dieptecontrole biedt, waardoor een betere uniformiteitscontrole op verschillende siliciumwafers kan worden bereikt, zoals weergegeven in de afbeelding. Dankzij de goede procescontrole-eigenschappen kan deze productserie niet alleen worden toegepast op traditionele eenstaps-etsprocessen, maar heeft ook goede toepassingsmogelijkheden in de ontwikkeling van snelle, wisselende processen, die minimale schade garanderen en een nauwkeurige diepteuniformiteit bieden.

Het metaaletsingsproces speelt een cruciale rol bij het verbinden van de afzonderlijke componenten waaruit geïntegreerde schakelingen bestaan, zoals het vormen van draden en elektrische verbindingen. Deze gaten kunnen ook worden gebruikt om door metalen harde maskers te boren waarvan de karakteristieke kenmerken te klein zijn voor conventionele maskers, waardoor een continue verkleining van de karakteristieke afmeting mogelijk is. Om deze cruciale etsstappen te realiseren, heeft Lam Research de Versys@Metal productfamilie geïntroduceerd, een technologiefamilie die de productiecapaciteit van producten aanzienlijk verhoogt. De unieke symmetrische holtestructuur maakt het bovendien mogelijk om de uniformiteit van de CD (Critical Dimension) en het profiel van het apparaat onafhankelijk te regelen, zoals weergegeven in de afbeelding.

(2)Applied Materials Company en haar apparatuur

Als 's werelds grootste leverancier van halfgeleiderapparatuur en -diensten beschikt Applied Materials over een diepgaande technische expertise op het gebied van etsapparatuur. De etsapparatuur van het bedrijf kent een lange ontwikkelingsgeschiedenis en heeft in het verleden vele technologische doorbraken mogelijk gemaakt. Al in 1997 lanceerde het bedrijf een DPS-etsapparaat voor geïntegreerde schakelingen, de Silicon Etch DPSCentura, die kan worden toegepast in het chipfabricageproces van 0,25 μm en kleiner. Het is 's werelds toonaangevende siliciumetssysteem en een van de meest succesvolle etsproducten in de industrie.

In 1999 introduceerde het bedrijf Silicon Etch DPS PlusCentura, geschikt voor materialen met een dikte van 0,1 μm en kleiner. In juli 2000 introduceerde het bedrijf MetalEtch DPS 300 en Silicon Etch DPS 300, 12-inch etssystemen die alle diëlektrische, silicium- en metaaletsingstoepassingen ondersteunen. De halfgeleideretsapparatuur van Applied Materials bestrijkt alle industrieën, van siliciumetsen tot diëlektrische etsen.

Als reactie op de technologische ontwikkelingen in de halfgeleiderindustrie blijft Applied Materials innoveren op het gebied van etsen. In 2011 introduceerde Applied Materials een nieuw etssysteem, AppliedCentura® SilviaTM. De etssnelheid is met 40% verhoogd, waardoor de etskosten per wafer dalen. Technisch gezien zorgt de nieuwe technologie voor een gladder doorvoergat in de wafer met een hogere aspectverhouding. Op 13 juli 2015 kondigde Applied Materials het AppliedCen-trisTM Sym3TM etssysteem aan, een etsapparaat van de volgende generatie met een nieuwe reactiekamer die processen met atomaire precisie mogelijk maakt. In juni 2016 realiseerde Applied Materials een nieuwe doorbraak in etstechnologie met de lancering van het Applied Producer®SelectraTM systeem, het eerste ALE-etsapparaat in de industrie, dat de afmetingen van 3D-logica- en geheugenchips helpt te verkleinen door nieuwe mogelijkheden op het gebied van materiaalengineering te introduceren.De afbeelding toont enkele producten van Applied Materials.

(3)Tokyo Electron Ltd. Bedrijfs- en apparatuurintroductie

Tokyo Electron Ltd. is een toonaangevende leverancier van halfgeleiderapparatuur in Japan, voornamelijk gespecialiseerd in flatpaneldisplays en halfgeleiderapparatuur. Binnen de markt voor flatpaneldisplayproductie bedraagt ​​het aandeel van etsmachines 83%. In 2018 bereikte het wereldwijde marktaandeel van etsmachines voor flatpaneldisplays 71%. Tokyo Electron heeft zich altijd gericht op onderzoek en ontwikkeling van kerntechnologieën en heeft een lange geschiedenis in onderzoek en ontwikkeling van etsmachines.

In 2001 verwierf Tokyo Electron Corporation het Amerikaanse bedrijf Supercritical Systems en daarmee de 100nm-procestechnologie. In 2002 werd het plasma-etsingssysteem TeliusTM geïntroduceerd, waarmee een 70nm-procestechnologie werd ontwikkeld. In 2005 behaalde het bedrijf de eerste plaats in de wereldwijde verkoop van plasma-etsingssystemen en bracht het producten met 65nm- en 45nm-procestechnologie op de markt. In 2006 werd TeliusTM uitgerust met de nieuwste etskamer. In 2010 lanceerde Tokyo Electronics een nieuw plasma-etsingssysteem, CCM ^ {TM ^ J I. In combinatie met TactrasTMRLSATMEtch is deze technologie een revolutionaire plasmatechnologie die etsen met lage energie en hoge elektronendichtheid mogelijk maakt zonder schade aan de producten te veroorzaken. In 2011 introduceerde Tokyo Electronics de verbeterde TactrasTMVigusTM plasma-etser, die geschikt is voor 20nm-procesproducten. In 2012 produceerde de Tokyo Electronics China Kunshan-fabriek met succes onderdelen voor plasma-etsmachines voor platte beeldschermen. In 2013 lanceerde Tokyo Electronics het ICP-plasma-etssysteem voor Gen8-panelen, een nieuwe technologie met sterke voordelen voor de productie van grote schermen. In 2014 introduceerde Tokyo Electronics een etssysteem met lage verliezen en een hoge selectieratio voor 3DNAND-flashgeheugen en FinFET. In 2016 lanceerde Tokyo Electronics een nieuw etssysteem voor de productie van kleine en middelgrote high-definition platte beeldschermen. In 2017 ging Tokyo Electronics over tot massaproductie en verkoop van het ICP-etssysteem. Dit nieuwe systeem voldoet aan de marktvraag naar hoge resoluties van 4K en 8K, evenals tablets met grote schermen.

FOUNTYL TECHNOLOGIES PTE. LTD. is gevestigd in Singapore en richt zich al meer dan 10 jaar op onderzoek en ontwikkeling, productie en technische dienstverlening van precisiekeramische onderdelen voor de halfgeleiderindustrie. Onze belangrijkste producten zijn keramische spankoppen, keramische eindeffectoren, keramische plunjers en keramische vierkante balken. Daarnaast produceren we diverse keramische onderdelen (poreus keramiek, aluminiumoxide, zirkoniumoxide, siliciumnitride, siliciumcarbide, aluminiumnitride, microgolfdiëlektrisch keramiek en andere geavanceerde keramische materialen).