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昆山国华电子带您读懂半导体设备

发布时间:2019-10-24 点击次数:379

带你读懂半导体设备“分工”

光刻机

半导体芯片在制作过程中需要经历材料制备、掩膜、光刻、刻蚀、清洗、掺杂、机械研磨等多个工序,其中以光刻流程最为关键,光刻机是半导体芯片制造中最精密复杂、难度最高、价格最昂贵的设备,是整个半导体行业制造流程工艺先进程度的重要指标。

半导体市场最为广泛应用的是浸入式光刻机和 EUV光刻机。EUV 光刻机是最新的技术应用,半导体出现的原因是随着制程不断微缩,在从 32/28nm 节点迈进 22/20nm 节点时,由于光刻精度不足,需使用二次曝光等技术来实现,设备与制作成本双双提高,摩尔定律失效,晶体管的单位成本首次出现不降反升。

虽然 EUV 光刻机早已开始出货,但由于其成本昂贵且交期长,一般的半导体公司难以采购,因此现在半导体光刻机市场主要以193nm ArF 光刻机为主。
刻蚀机
刻蚀也是集成电路制造工艺中的重要流程,是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。刻蚀利用显影后的光刻胶图形作为掩模,在衬底上腐蚀掉一定深度的薄膜物质,随后得到与光刻胶图形相同的集成电路图形。
刻蚀技术按工艺分类可分为湿法刻蚀与干法刻蚀,其中湿法刻蚀又包括化学刻蚀与电解刻蚀,干法刻蚀包括离子铣刻蚀、等离子体刻蚀与反应离子刻蚀。干法刻蚀则是目前主流的刻蚀技术,其中以等离子体干法刻蚀为主导。
等离子体刻蚀机是一种大型真空的全自动的加工设备,一般由多个真空等离子体反应腔和主机传递系统构成。等离子体刻蚀设备的分类与刻蚀工艺密切相关,其原理是利用低温等离子体中处于激发态的游离基和化学性质活泼的中性原子团,与被刻蚀材料间发生化学反应。
根据产生等离子体方法的不同,干法刻蚀主要分为电容性等离子体刻蚀和电感性等离子体刻蚀。电容性等离子体刻蚀主要是以高能离子在较硬的介质材料上,刻蚀高深宽比的深孔、深沟等微观结构;而电感性等离子体刻蚀主要是以较低的离子能量和极均匀的离子浓度刻蚀较软的和较薄的材料。这两种刻蚀设备涵盖了主要的刻蚀设备应用。
薄膜沉积设备
薄膜沉积工艺,是一连串涉及原子的吸附、吸附原子在表面的扩散及在适当的位置下聚结,在晶圆上沉积一层待处理的薄膜的过程。薄膜制备包括沉积法与生长法,其中以沉积法最为常见,涵盖物理沉积(PVD)与化学沉积(CVD)。
PVD 与 CVD 技术各有优缺,PVD 通过加热源材料,使原子或分子从源材料表面逸出,从而在衬底上生长薄膜,包括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,使其原子或分子获得足够的能量,克服表面的束缚而蒸发到真空中成为蒸气,蒸气分子或原子飞行途中遇到基片,就淀积在基片上,形成薄膜。溅射镀膜则利用高能粒子(通常是由电场加速的正离子如 Ar+)撞击固定表面,使表面离子(原子或分子)逸出。
CVD 单独的或综合地利用热能、等离子体放电、紫外光照射等形式,使气态物质在固体表面发生化学反应并在该表面上沉积,形成稳定固态薄膜。
除了上述提到的光刻机、刻蚀机和薄膜设备,还有离子注入、过程控制、表面处理、化学机械研磨和测试设备等等。

目前,全球半导体设备市场主要还是由国外厂商主导,根据VLSI Research 统计,2018年排名前十的半导体设备供应商,主要集中在北美、日本和欧洲,除了上述提到的3家,还有东电电子、科磊、爱得万测试、迪恩士、泰瑞达、日立国际电气、日立高新。

以上就是昆山国华电子科技为您解说的半导体设备,想必大家对半导体及半导体相关专业信息一定有所了解了吧,如果您想了解更多半导体行业相关资讯,请关注我司更新!

编辑人:蒋


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