CVD（化学气相沉积）是指将两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内，气态原材料相互之间发生化学反应形成一种新的材料，沉积到基片表面。
CVD设备包括APCVD、LPCVD、PECVD和金属CVD等。其中，常压化学气相沉积（APCVD）是最早的CVD设备，结构简单、沉积速率高。低压化学气相沉积（LPCVD）是在APCAD的基础上发展起来的，由于其工作压力大大降低，薄膜的均匀性和沟槽覆盖填充能力有所改善，与APCVD相比应用更广泛。等离子体增强化学气相沉积设备（PECVD）由于等离子体的作用，化学反应温度降低、薄膜纯度提高、密度增加。CVD不仅可以用于绝缘薄膜和半导体材料的沉积，还可用于金属薄膜的沉积，由于CVD对高深宽比接触和通孔无间隙的填充，在金属薄膜沉积方面的应用正在增加。
东京电子CVD设备主要有两个系列，即Trias e+™和TELINDY™。
1.Trias e+™系列产品
Trias e+™系列作为最新的单晶片沉积系统，可以直接集成各种300mm的处理模块。该系列主要用于插头和电极形成的高精度金属沉积工艺，如Ti、TiN和W，有极佳的可靠性。Trias e+™系列中与CVD设备相关的产品型号有Trias e+™EX-II™TiN、Trias e +™Ti/TiN和Trias e+™W。
Trias e+™EX-II™TiN是一种先进的300mm单晶片沉积系统，适用于高速ASFD，能够形成高质量薄膜，具有优异的晶片内均匀性和高台阶覆盖特性。该系统具有优化反应器设计和新型气体注入模块，即使在尖端半导体器件制造中也能实现较高的生产率。Triase+™EX-II™TiN Plus为TiN在复杂结构上的保形金属沉积提供了极佳的均匀性。此外，东京电子还生产两款金属CVD沉积设备。Triase+™EX-II™TiN Plus HT专门用于高温TiN沉积，目的是获得更低的接触电阻，降低杂质水平，而Triase+™EX-II™TiON（氮氧化钛）提供低泄漏电流沉积膜，可用于MIM电容器电极的形成。
Trias e+™Ti/TiN是一种300mm的单晶圆金属CVD系统，采用TiCl4形成高台阶覆盖的Ti/TiN薄膜。在高深宽比接触孔中，Triase+™SFD™TiN应用SFD（顺序流沉积）技术得到了广泛的应用，该技术有效提高了CVD生产率。Triase+™HP Ti属于单晶片金属CVD系统，拥有多个附加功能，如在Ti沉积期间通过独特的喷淋头气体分散模块优化表面处理并在Ti沉积过程中同步进行TiSix形成技术。此外，该系统还提供了更宽的温度控制范围，更低的颗粒水平和更高的生产率，其独特的工艺解决了金属沉积的各种工艺要求。作为后续型号，Triase+™HP Ti Plus也被加入到产品阵容中，该产品可为下一代设备提供更高的覆盖范围。
Trias e+™W是300毫米单晶片CVD系统，可使用WF6（六氟化钨）进行高台阶覆盖钨（W）膜沉积。通过结合快速加热和冷却晶片温度以及无等离子体清洁技术（plasma-less chamber cleaning technology），该系统可实现更高的生产率和更低的CoO（生产成本）。
2.TELINDY™系列产品
TELINDY PLUS™是业界首屈一指的等温大批量平台，用于氧化、退火和LPCVD沉积，是半导体制造的核心。TELINDY PLUS™融合了热壁反应器技术，可在过程控制保持最佳状态、运行稳定的同时实现一流的薄膜质量。此外，TELINDY PLUS™具有所有基本的架构设计功能，可最大程度地提高每平方英尺的晶圆产量。该系列中涉及CVD工艺的产品主要是TELINDY™IRad™。
TELINDY™IRad™用于大规模生产高级等离子增强氮化薄膜。等离子体增强化学气相沉积（PECVD）过程通常在单片反应器中进行。IRad在CVD系统的反应室中加入了等离子体源，允许化学反应在较低的温度下进行。另外，其独特的反应器设计优化了硬件配置，可同时进行沉积和干洗处理，该技术还被整合到TEL公司的大型批量平台TELINDY中。
CVD设备属于SPE事业部门。主要研发人员包括Hasebe Kazuhide（长谷部一秀）、Yanaguchi Tatsuya（山口达也）、Susumu Yamauchi（山内进）、藤川诚、Yoshiyuki Kikuchi（菊池佳之）、Hiroki Murakami（村上裕树）、Masahiko Tomita（富田雅彦）、Toshihisa Nozawa（野泽俊久）、Yoshihiro Kato（加藤佳广）、Hirokazu Ueda（上田弘一）、Nobuo Matsuki（松木伸夫）、Naoki Yoshii（吉井直树）、Masayuki Kohno（小野正行）、Moriya Tsuyoshi（森屋刚）、Jeffrey T. Smith（杰弗里·史密斯 J）、宫原孝宏、罗伯特·克拉克、Shinya Iwashita（岩下真也）、Yoshiyuki Kobayashi（小林佳之）。
表2东京电子CVD设备研发人员
1.CVD设备销售情况
根据东京电子官网披露，东京电子半导体生产设备主要有涂布机/显影机、蚀刻系统、沉积系统和清洁系统，2020财年（2019.4.1-2020.3.31）在全球主要地区销售占比分别为，台湾24.2%、北美19.4%、中国18.3%、日本15%、韩国14.3%、欧洲5.5%、东南亚3.3%。在此期间，东京电子半导体部门销售额7651亿日元，其中沉积系统占比26%。根据2019财年报告，沉积系统在全球市场份额中占比37%，其中CVD在沉积系统销售份额中占比40%。另据公开消息，2019年全球CVD设备市场中东京电子市场份额占比19%。
图1 2019财年东京电子设备销售情况（来源：东京电子官网）
图2 东京电子半导体设备销售情况（2019.4.1-2020.3.31；来源：东京电子官网）
2.CVD设备代工厂使用情况
东京电子官网披露，2019年4月1日至2020年3月31日其销售对象主要是英特尔、台积电和三星电子。其中，东京电子是英特尔首选的优势供应商。
此外，中芯国际于2019年3月26日至2020年2月28日的12个月期间向东京电子购买了总价值为5.51亿美元的机器设备。
东京电子CVD设备中主要包括金属CVD和PECVD。就金属CVD设备而言，我国主要的生产厂家是中微半导体设备（上海）股份有限公司，该公司金属CVD生产设备有三种，其中，是Prismo HiT3™适用于高质量氮化铝和高铝组分材料生长的关键设备，单炉可生长18片2英寸外延片，并可延申到4英寸晶片；Prismo A7®型号设备可配置多达4个反应腔，可以同时加工136片4英寸晶片或56片6英寸晶片，工艺能力还能延展到生长8英寸外延晶片。东京电子CVD设备与中微半导体相比，其晶圆的加工尺寸更大，可加工12英寸（300mm）晶圆。
PECVD设备方面，我国生产PECVD设备的企业主要有北方华创科技集团股份有限公司和沈阳拓荆科技有限公司。其中，北方华创生产的PECVD设备EPEE 550™具有主流4寸单盘19片放片能力，可兼容2~8英寸衬底不同规格的应用；沈阳拓荆开发的PF-300T设备属于PECVD设备，可用于12英寸晶圆40-28nm技术节点的二氧化硅、氮化硅等沉积工艺。而东京电子的PECVD设备采用等离子体源与TEL的MLD（分子层沉积）技术相结合的方法不仅可生产12英寸晶圆，还具有100个晶圆装载量，大批量生产SiN薄膜，并且设计满足了半导体制造商在开发45nm以下节点方面所面临的技术要求。
气相沉积设备技术壁垒主要集中在温度控制系统上。影响CVD工艺的参数诸多，温度是关键的参数之一。随着圆片尺寸的增大以及对膜厚均匀性的要求越来越高，对温度要求越来越严格，如加热效果均匀、降温升温速度足够快、快速实现温度稳定等，并且许多工艺要求温度上下浮动控制范围不超过0.5℃。基板加热系统的设计也是CVD设备研发的难题之一，样品托板的选择也要配合加热系统。在非氧化气氛中，通过石墨、钽丝、钨丝或钼丝等高熔点发热体的辐射传热，使得悬置于上方的样品托板获得1600℃以上的高温。然而，在氧化气氛中下，石墨、钽丝、钨丝和钼丝等高熔点发热体会被迅速氧化破坏，因此在此情况下，只可选择抗氧化的高温发热体。目前，在氧气氛下能长时间稳定工作、且自身发热温度能达到1400°C以上的发热体有硅碳棒、硅钼棒及钼铬铝电阻丝。这些发热体在氧气氛中的表面温度能达到1400-1600℃，但装配到加热台上时，有两个不可避免的热量损失，一方面，发热体本身就是导体，为防止触电，样品托板只能悬空安装于发热体之上，只能采用热辐射传热，该方法损失了一部分能量；另一方面，样品本身也是能量损失的一个重要因素，因为托板通常选取导热能力较强的陶瓷，陶瓷板太薄容易炸裂，而太厚导热效果差。
另外，设备真空度是另一影响产品性能的关键点，各种镀膜技术都需要一个特定的真空环境。真空系统一般采用干泵和分子泵进行抽气，干泵用于抽低真空，使用干泵抽到一定压力以下后，再使用分子泵抽高真空。分子泵的特点是抽本体真空能力强，但是我国生产的半导体等高端领域使用的分子泵还与国外存在较大差距。
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