>> 招商证券-半导体设备行业动态点评:日本公布半导体设备出口管制法令,设备国产化进程进一步加速-230524
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2023/5/25 |
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来源: |
招商证券 |
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作者: |
鄢凡,曹辉 |
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日本产业经济省3月31日发布出口管制法令草案征求意见,于5月23日公布该法令,预计将于7月23日正式实施。法案对6大类23项半导体设备出口进行限制,包括光刻、刻蚀、沉积、清洗、热处理和测试,影响较大的预计为浸没式光刻机、与EUV联机的涂胶显影机、金属薄膜沉积等设备。由于日本半导体设备在清洗、测试、涂胶显影等领域处于全球垄断地位,并且中国大陆在刻蚀、热处理等设备领域对日本进口依赖程度较高,本次出口管制法令修正预计将加速国内设备国产化进程,看好国内核心设备及零部件国产替代趋势。 日本公布半导体设备出口管制法令,预计7月开始实施。日本产业经济省最早于2023年3月31日根据出口管制法令公布部分商品或技术的部分草案征求意见,于4月29日结束征求意见,并于5月23日公布该法案的修正版,本次公布的法令内容相对此前草案变动较为有限,同时日本产业经济省决定将于7月23日正式实行该法令。 日本新增23项半导体设备的出口管制,涉及六大类核心设备。日本政府在出口管制清单中增加23项先进半导体制造设备,包括光刻、刻蚀、沉积、清洗、热处理、测试共六大类设备。本轮法案修正对刻蚀和薄膜沉积设备限制较多,主要针对刻蚀深宽比、选择比进行限制,以及对金属沉积、介质薄膜的介电常数/反应温度/介质材料等进行限制。根据日经中文网,本次新增的23项设备需要单独办理许可证,不包括42个友好国家和地区,但对中国大陆等出口难度较大;日经中文网同时表示,按运算用逻辑半导体的性能来看,23项设备均属于IC线宽在10-14nm以下的制造设备。 光刻&涂胶显影机:主要限制CD值在45nm及以下的光刻机和与EUV光刻机联机的涂胶显影机。根据瑞利判据,关键尺寸(CD)=k*λ/NA,k为工艺因子,先进的DUV/EUV光刻机台k值一般为0.25;λ为光源波长,ArF和ArFi波长均为193nm,EUV波长为13.5nm;NA为光刻机镜头的数值孔径,越大越好。日本出口管制法令限制的是“波长193nm以上、并且光源波长乘以0.25再除以数值孔径得到的数值为45及以下的步进扫描、重复光刻机”,即CD值为45nm及以下的光刻机均将受限,因此我们预计该条款主要对应尼康的ArFi机台等;同时法令限制了与EUV光刻机搭配使用的成膜、加热、显影设备,以及用于EUV的光罩护膜生产设备。 刻蚀设备:对刻蚀选择比、刻蚀深宽比、关键零部件数量和性能均做出限制。1)法令限制了锗对硅的刻蚀选择比在100倍以上的各向同性和湿法刻蚀设备。刻蚀选择比指在同一刻蚀条件下一种材料与另一种材料相对刻蚀速率快慢,高刻蚀选择比的设备能够刻蚀掉应该去除的材料,同时保留需要的材料和薄膜下面的光刻胶材料。一般而言,制程越先进的逻辑或层数越多的存储芯片,需要的刻蚀选择比越高;2)法令限制了“含有高频脉冲输出电源;或者具有一个及以上切换时间小于三百毫秒的高速气体切换阀;或者具有20个以上能够单独控制温度区域的静电吸盘”的各向异性刻蚀设备。其中,高速切换阀存在于真空传输腔室中,用于保证晶圆真空传输腔室在大气和真空状态中进行切换,切换时间将影响晶圆取放速率;静电吸盘作用是通过静电引力吸附住晶圆,此外,晶圆的热量可以通过流经晶圆背面的热传导气体如氦气传导出去,达到温度控制的作用。静电卡盘数量越多,吸附效果和温度控制效果越好,对应的设备一般越高端;3)法令限制了“电介质材料的刻蚀深宽比大于30倍,并且刻蚀宽度小于100nm,并且含有高速脉冲电源和切换时间不足300毫秒的高速切换阀”的各向异性设备。深宽比指水平宽度与垂直高度之比(即高度除以宽度),电路的关键尺寸(CD)越小,深宽比值越大,尤其是3DNAND等多层堆叠结构对深宽比要求更高。 薄膜沉积设备:本次出口管制政策对沉积类设备限制较多并且细致,最主要针对钴、铜、钨等金属薄膜沉积的CVD/PVD/ALD等设备,也对介质材料的介电常数、材料、反应温度等提出了一系列限制。对于金属薄膜,法令限制主要包括:部分钴膜或铜等金属层镀膜设备、部分利用有机金属化合物选择性成膜的ALD设备、压力低于0.01Pa且不采用阻挡层沉积钨或者钼、使用有机金属化合物沉积钌、沉积钨的ALD/CVD设备等;对于介质材料,法令限制主要包括:等离子体成膜的空间ALD设备、介电常数低于5.3的Si/C沉积设备、介电常数小于3.3的材料的等离子设备、厚度超100nm且应力低于450Mpa的碳硬掩膜等离子体设备等。整体而言,日本法令限制对应的材料包括先进制程钴/钌、高k金属介质(包括用于栅极的材料)、低k介质材料、多层金属互联材料等关键材料。 清洗设备:主要针对多功能、多腔室的设备。限制内容包括:1)压力低于0.01Pa的真空状态,除去高分子残留及氧化铜层,并设计成能够沉积铜的设备;2)具有多腔室或工作台,通过干法工艺去除表面氧化物的预处理设备,或者设计为通过干法工艺去除污染物的设备;3)具有在晶圆表面改性后进行干燥处理的单片湿法清洗设备。 测试和热处理设备:主要针对前道测试领域和高真空热处理领域。1)测试设备:法令限
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