新闻中心

首页 > 新闻中心

安博电竞中国官方网站下载地址半导体设备有哪些?怎么分类?(前道工艺设备——晶圆制作篇)

发布时间:2021-07-29 06:29:10 来源:安博体育登录入口 作者:安博电竞注册

  半导体设备泛指用于出产各类半导体产品所需的出产设备,归于半导体职业工业链的要害支撑环节。半导体设备是半导体工业的技能先导者,芯片规划、晶圆制作和封装测验等需在设备技能答应的范围内规划和制作,设备的技能进步又反过来推进半导体工业的开展。

  以半导体工业链中技能难度最高、附加值最大、工艺最为杂乱的集成电路为例,运用于集成电路范畴的设备一般可分为前道工艺设备(晶圆制作)和后道工艺设备(封装测验)两大类。

  其间的前道晶圆制作中的七大进程分别为氧化/分散,光刻,刻蚀,清洗,离子注入,薄膜成长,抛光。每个进程用到的半导体设备详细如下:

  氧化是将硅片放置于氧气或水汽等氧化剂的气氛中进行高温热处理,在硅片外表产生化学反响构成氧化膜的进程;分散是指在高温条件下,运用热分散原理将杂质元素按工艺要求掺入硅衬底中,使其具有特定的浓度散布,然后改动硅资料的电学特性;退火是指加热离子注入后的硅片,修正离子注入带来的晶格缺点的进程。

  分散炉用于大规模集成电路、分立器材、电力电子、光电器材和光导纤维等职业的分散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。分散工艺的首要用途是在高温条件下对半导体晶圆进行掺杂,行将元素磷、硼分散入硅片,然后改动和操控半导体内杂质的类型、浓度和散布,以便建立起不同的电特性区域。

  为半导体资料进氧化处理,供给要求的氧化气氛,完结半导体规划预期的氧化处理,是半导体加工进程不可或缺的一个环节。

  半导体器材制作中运用的一种工艺设备,其包含加热多个半导体晶片以影响其电功用。热处理是针对不同的效果而规划的。能够加热晶片以激活掺杂剂,将薄膜转换成薄膜或将薄膜转换成晶片衬底界面,使细密堆积的薄膜,改动成长的薄膜的状况,修正注入的损害,移动掺杂剂或将掺杂剂从一个薄膜搬运到另一个薄膜或从薄膜进入晶圆衬底。

  平面型晶体管和集成电路出产中的首要工艺,是对半导体晶片外表的掩蔽物(如二氧化硅)进行开孔,以便进行杂质的定域分散的一种加工技能。一般的光刻工艺要阅历硅片外表清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。

  涂胶显影设备是运用机械手完结晶圆在各体系间的传输和加工,与光刻机达到完美合作然后完结晶圆的光刻胶涂覆、固化、显影等工艺进程。作为光刻机的输入即曝光前光刻胶涂覆和输出即曝光后图形的显影,涂胶显影机的功用不仅对纤细曝光处的构成构成直接影响,并且其显影工艺的图形质量和差错操控对后续蚀刻、离子注入工艺中的图形搬运成果也有着深入的影响。

  浅显来说便是光刻机(Mask Aligner) ,又叫掩模对准曝光机,曝光体系,光刻体系等,是制作芯片的中心配备。它选用相似相片冲印的技能,把掩膜版上的精细图形经过光线的曝光印制到硅片上。光刻机是出产大规模集成电路的中心设备,需求把握深沉的光学和电子工业技能,世界上只要少量厂家把握,并且光刻机价格昂贵,一般在 3 千万至 5 亿美元。

  对准检测设备首要用于光刻工艺中掩模板与晶圆的对准、芯片键合时芯片与基板的对准、外表拼装工艺中元器材与PCB基板的对准,也运用于各种加工进程中,如晶圆测验、晶圆划片、各种激光加工工艺中等。精细检测技能是对准检测的根底,检测办法首要有光学检测法和光电检测法。

  刻蚀是半导体制作工艺以及微纳制作工艺中的重要进程。刻蚀狭义了解便是光刻腐蚀,先经过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理,然后经过其它办法完结腐蚀处理掉所需除掉的部分。刻蚀是用化学或物理办法有挑选地从硅片外表去除不需求的资料的进程,其根本方针是在涂胶的硅片上正确地仿制掩模图形。跟着微制作工艺的开展,广义上来讲,刻蚀成了经过溶液、反响离子或其它机械办法来剥离、去除资料的一种总称,成为微加工制作的一种普适叫法。

  刻蚀依照被刻蚀资料区分,首要分为硅刻蚀、介质刻蚀以及金属刻蚀。不同的刻蚀原料其所运用的的刻蚀机距离较大。干法刻蚀的刻蚀机的等离子体生成办法包含CCP(电容耦合)以及ICP(电感耦合)。CCP技能能量较高、但可调理性差,合适刻蚀较硬的介质资料(包含金属);ICP能量低但可控性强,合适刻蚀单晶硅、多晶硅等硬度不高或较薄的资料。

  集成电路制作进程中,跟着特征尺度的不断缩小,半导体对杂质含量越来越灵敏,难以避免会引进一些颗粒、有机物、金属和氧化物等污染物。清洗要害意图在于削减杂质对芯片良率的影响,实践出产中不仅仅需求进步单次的清洗功率,还需求在简直一切制程前后都频频的进行清洗,清洗进程约占全体进程的33%。

  单晶圆清洗替代批量清洗是先进制程的干流,单晶圆清洗一般选用单晶圆清洗设备,选用喷雾或声波结合化学试剂对单晶圆进行清洗。单晶圆清洗首要能够在整个制作周期供给更好的工艺操控,即改进了单个晶圆和不同晶圆间的均匀性,这进步了良率;其次更大尺度的晶圆和更紧缩的制程规划关于杂质更灵敏,那么批量清洗中若呈现穿插污染的影响会更大,然后危及整批晶圆的良率,这会带来高本钱的芯片返工开销;别的圆片边际清洗效果更好,多种类小批量出产的适配性等长处也是单晶圆清洗的优势之一。

  批量清洗则是一般选用槽式的全自动清洗机,运用机械臂将载有晶圆的花篮顺次经过盛有不同化学试剂的槽体进行单步或分步清洗。因为批量清洗是在一个处理仓中,运用浸泡等办法一起清洗多只晶圆的办法。这种办法或存在穿插污染、清洗均匀可控性和后续工艺相容性等问题,在45nm工艺周期到来时现已无法习惯新的清洗要求,单晶圆清洗开端逐渐替代批量清洗。

  离子注入是经过对半导体资料外表进行某种元素的掺杂,然后改动其特性的工艺制程,在泛半导体工业中得到广泛的运用。作为离子注入制程的配备—离子注入机,是其间先进IC出产线上最要害的东西之一。与热分散的掺杂技能比较,离子注入技能具有以下特色:单面准直掺杂、杰出的掺杂均匀性和可控性、掺杂元素的单一性,并且很简单完结掺杂区域的图形化。

  离子注入机是高压小型加快器中的一种,运用数量最多。它是由离子源得到所需求的离子,经过加快得到几百千电子伏能量的离子束流,用做半导体资料、大规模集成电路和器材的离子注入,还用于金属资料外表改性和制膜等。常用的出产型离子注入机首要有三种类型:低能大束流注入机、高能注入机和中束流注入机。

  集成电路制作中的重要环节,薄膜成长技能首要运用在电子半导体功用器材和光学镀膜上,总的来说能够分为物理办法(PVD)和化学办法(CVD)。PVD 与 CVD 技能各有优缺,PVD 经过加热源资料,使原子或分子从源资料外表逸出,然后在衬底上成长薄膜,包含真空蒸镀和溅射镀膜。真空蒸镀指在真空中,把蒸发料(金属)加热,使其原子或分子取得满足的能量,战胜外表的捆绑而蒸发到真空中成为蒸气,蒸气分子或原子飞翔途中遇到基片,就淀积在基片上,构成薄膜。溅射镀膜则运用高能粒子(一般是由电场加快的正离子如 Ar+)碰击固定外表,使外表离子(原子或分子)逸出。CVD 独自的或归纳地运用热能、等离子体放电、紫外光照耀等方法,使气态物质在固体外表产生化学反响并在该外表上堆积,构成安稳固态薄膜。

  是一种能够将物质以单原子膜方法一层一层的镀在基底外表的办法。原子层堆积与一般的化学堆积有相似之处。但在原子层堆积进程中,新一层原子膜的化学反响是直接与之前一层相关联的,这种办法使每次反响只堆积一层原子。

  半导体电镀是指在芯片制作进程中,将电镀液中的金属离子电镀到晶圆外表构成金属互连。导体电镀设备首要分为前道铜互连电镀设备和后道先进封装电镀设备。前道铜互连电镀设备针对55nn、40nm、28nm 及20-14nm以下技能节点的前道铜互连镀铜技能Ultra ECP map,首要效果在晶圆上沉积一层细密、无孔洞、无缝隙和其他缺点、散布均匀的铜;后道先进封装电镀设备针对先进封装电镀需求进行差异化开发,适用于大电流高速电镀运用, 并选用模块化规划便于保护和操控,削减设备保护保养时刻,进步设备运用率。

  抛光设备依托十分细微的抛光粉的磨削、滚压效果,除掉试样磨面上的极薄一层金属。抛光常常用于增强产品的外观,避免仪器的污染,除掉氧化,创立一个反射外表,或避免腐蚀的管道。在半导体制作的进程中,抛光用于构成平整,无缺点的外表,用于在显微镜下查看金属的微观结构。抛光进程中能够运用抛光垫和抛光液。


安博电竞中国官方网站下载地址