本文主要介紹半導(dǎo)體設(shè)備包括哪些(半導(dǎo)體的設(shè)備),下面一起看看半導(dǎo)體設(shè)備包括哪些(半導(dǎo)體的設(shè)備)相關(guān)資訊。
半導(dǎo)體設(shè)備一般指生產(chǎn)各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所需的生產(chǎn)設(shè)備,屬于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支撐環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體行業(yè)的技術(shù)龍頭,芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試都需要在設(shè)備技術(shù)允許的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)制造。
設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步反過(guò)來(lái)促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)難度最高、附加值最大、工藝最復(fù)雜的集成電路為例,集成電路領(lǐng)域使用的設(shè)備通常可以分為兩類:前者工藝設(shè)備(晶圓制造)和后者工藝設(shè)備(封裝測(cè)試)。
其中,之前晶圓制造的七個(gè)步驟是氧化/擴(kuò)散、光刻、刻蝕、清洗、離子注入、薄膜生長(zhǎng)和拋光。每個(gè)步驟中使用的半導(dǎo)體設(shè)備如下:
一.氧化/擴(kuò)散/退火
氧化是將硅片置于氧氣或水蒸氣等氧化劑氣氛中進(jìn)行高溫?zé)崽幚?,硅片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化膜的過(guò)程。擴(kuò)散是指利用熱擴(kuò)散原理,在高溫條件下根據(jù)工藝要求將雜質(zhì)元素?fù)诫s到硅襯底中,使其具有特定的濃度分布。
從而改變硅材料的電特性;退火是指對(duì)離子注入后的硅片進(jìn)行加熱,修復(fù)離子注入造成的晶格缺陷的過(guò)程。
1.擴(kuò)散爐
擴(kuò)散爐用于大規(guī)模集成電路、分立器件、電力電子、光電器件和光纖中的擴(kuò)散、氧化、退火、合金化和燒結(jié)。擴(kuò)散工藝的主要目的是在高溫下對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行摻雜,即將元素磷和硼擴(kuò)散到硅片中。
從而改變和控制半導(dǎo)體中雜質(zhì)的種類、濃度和分布,建立不同的電學(xué)特性區(qū)域。
2.氧化爐
為半導(dǎo)體材料的氧化處理提供所需的氧化氣氛,實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)預(yù)期的氧化處理,是半導(dǎo)體加工過(guò)程中不可缺少的環(huán)節(jié)。
3.退火爐
一種用于制造半導(dǎo)體器件的工藝設(shè)備,包括加熱多個(gè)半導(dǎo)體晶片以影響它們的電特性。熱處理是為不同的效果而設(shè)計(jì)的??梢约訜峋曰罨瘬诫s劑,將薄膜轉(zhuǎn)化為薄膜或?qū)⒈∧まD(zhuǎn)化為晶片襯底界面,制造致密沉積的薄膜,
改變生長(zhǎng)薄膜的狀態(tài)、修復(fù)注入損傷、移動(dòng)摻雜劑或?qū)诫s劑從一個(gè)薄膜轉(zhuǎn)移到另一個(gè)薄膜或從薄膜轉(zhuǎn)移到晶片襯底中。
第二,光刻
生產(chǎn)平面晶體管和集成電路的主要工藝是在半導(dǎo)體晶片表面的掩膜(如二氧化硅)上打孔,用于雜質(zhì)的局部擴(kuò)散。
一般的光刻工藝要經(jīng)歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對(duì)準(zhǔn)曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測(cè)等工序。
1. 涂膠顯影設(shè)備
涂膠顯影設(shè)備是利用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)晶圓在各系統(tǒng)間的傳輸和加工,與光刻機(jī)達(dá)成完美配合從而完成晶圓的光刻膠涂覆、固化、顯影等工藝過(guò)程。作為光刻機(jī)的輸入即曝光前光刻膠涂覆和輸出即曝光后圖形的顯影,
涂膠顯影機(jī)的性能不僅對(duì)細(xì)微曝光處的形成造成直接影響,而且其顯影工藝的圖形質(zhì)量和誤差控制對(duì)后續(xù)蝕刻、離子注入工藝中的圖形轉(zhuǎn)移結(jié)果也有著深刻的影響。
2. 光刻設(shè)備
通俗來(lái)說(shuō)就是光刻機(jī)(mask aligner) ,又名掩模對(duì)準(zhǔn)曝光機(jī),曝光系統(tǒng),光刻系統(tǒng)等,是制造芯片的核心裝備。它采用類似照片沖印的技術(shù),把掩膜版上的精細(xì)圖形通過(guò)光線的曝光印制到硅片上。
光刻機(jī)是生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的核心設(shè)備,需要掌握深厚的光學(xué)和電子工業(yè)技術(shù),世界上只有少數(shù)廠家掌握,而且光刻機(jī)價(jià)格昂貴,通常在3 千萬(wàn)至5 億美元。
3. 對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備
對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備主要用于光刻工藝中掩模板與晶圓的對(duì)準(zhǔn)、芯片鍵合時(shí)芯片與基板的對(duì)準(zhǔn)、表面組裝工藝中元器件與pcb基板的對(duì)準(zhǔn),也應(yīng)用于各種加工過(guò)程中,如晶圓測(cè)試、晶圓劃片、各種激光加工工藝中等。
精密檢測(cè)技術(shù)是對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)的基礎(chǔ),檢測(cè)方法主要有光學(xué)檢測(cè)法和光電檢測(cè)法。