刻蚀机用碳化硅环是等离子体干法刻蚀腔体的核心精密环形构件,作业时环绕晶圆布设,其核心作用是将等离子体有效作用边界延伸至晶圆外缘以外,稳定晶圆边缘区域的离子能量与入射角度分布,缓解边缘刻蚀速率衰减问题,抑制制程关键尺寸偏移,提升整片晶圆的刻蚀工艺均匀性与制程稳定性。
根据制备工艺与材质特性,碳化硅环主要分为化学气相沉积碳化硅环(CVD-SiC环)与烧结碳化硅环两类。其中CVD-SiC环依托硅源、碳源气体高温反应沉积成型,具备接近理论值的高密度、极低孔隙率与低放气特性,金属杂质含量可控,纯度等级高,适配先进精密刻蚀制程。烧结碳化硅环虽具备良好的机械强度与耐腐蚀性能,但制备过程中引入的烧结助剂、晶界相及残余孔隙,会增加等离子体工况下的微粒污染与腔体侵蚀风险,工艺适配性弱于CVD-SiC环。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年全球及中国刻蚀机用碳化硅环行业研究及十五五规划分析报告》显示,3D-NAND制造过程中,堆叠层数不断向300层以上发展,刻蚀工序数量随之大幅提升,市场对高纯度、高耐蚀、高精度聚焦环的需求持续增长。DRAM电容孔、接触孔刻蚀,需要更长工艺时长、更高功率,等离子体环境更为严苛。碳化硅环对含氯、含氟刻蚀气体反应活性低,同时具备良好导电性能,正逐步替代硅、石英等传统材料,成为等离子体刻蚀设备聚焦环类部件的理想材料。
CVD-SiC环制造涵盖厚层均匀碳化硅沉积、应力调控冷却、精密切割、精密研磨抛光、超净化学清洗、高精度尺寸检测以及整机腔体工艺验证等关键环节。产品核心技术壁垒集中体现在材料生长与精密加工两大维度:需要稳定制备出厚度均匀、低内应力、低夹杂缺陷、电阻率高度一致的大尺寸环形CVD-SiC坯体,实现微米级几何尺寸精度控制;在精密加工整个过程中,需规避亚表面裂纹产生,以保障产品在高强度等离子体刻蚀工况下的长期稳定性与低颗粒污染特性。
我国刻蚀机用碳化硅环市场布局企业主要包括吉盛微(武汉)新材料科技有限公司、安徽晶纭先进材料有限责任公司、浙江六方半导体科技有限公司、湖南德智新材料股份有限公司、重庆臻宝科技股份有限公司等。晶纭材料通过精密加工、高温烧结、检测等多道工序,可批量生产直径300毫米的碳化硅边缘环。同时,我国刻蚀机用碳化硅环产能规模还在扩大。
新思界
行业分析人士表示,2025年12月,四象半导体举行了半导体部件总部生产基地开工仪式,该项目全面达产后可实现年产27.6万片硅电极、硅环、碳化硅环、石英环等半导体部件。2026年6月,晶盛机电宣布计划改变部分募集资金用途,新项目包括“高端半导体设备碳化硅零部件产业化项目”,项目建成后将形成年产碳化硅外延炉石墨腔体及配套耗材、刻蚀设备专用刻蚀环等共计约2.04万套/件的产能。
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