半导体工艺主要设备大全
半导体包含哪些产品
半导体包含哪些产品
半导体是一种能操纵电流的材料,广泛用于电子器件和集成电路中。随着科技
的飞速发展,半导体已成为现代社会不可或缺的一部分。那么,半导体究竟包含哪些产品呢?接下来我们将介绍一些主要的半导体产品:
1. 晶体管(Transistor)
晶体管是一种控制电流的半导体器件,是现代电子设备的重要组成部分。晶体
管广泛应用于各种电子产品中,如电视、手机、计算机等。
2. 二极管(Diode)
二极管是一种只能让电流在一个方向流动的半导体器件。它常用于电源供应、
信号处理等方面。
3. 集成电路(Integrated Circuit)
集成电路是将大量晶体管、二极管等元件集成在一起形成一个功能完整的电路。它在计算机、通信设备、消费电子产品等领域得到广泛应用。
4. 光电子器件(Optoelectronic Devices)
光电子器件利用半导体材料的光电效应,将光信号转换为电信号或者反之。例如,光纤通信中的激光器、光检测器等都是光电子器件。
5. 功率半导体器件(Power Semiconductor Devices)
功率半导体器件主要用于大功率、高电压的电力系统中,如逆变器、整流器等。它们能够有效管理能量的流动,提高系统的效率。
6. 存储器件(Memory Devices)
存储器件是将数据存储在半导体内部,用于计算机内存、移动设备等。常见的
存储器件包括RAM、ROM、闪存等。
7. 传感器(Sensor)
传感器利用半导体材料的电学特性,将外部信息转换成电信号,用于测量、控制、安防等领域。
结语
半导体产品因其特殊的电学性质在各个领域得到广泛应用,从晶体管、二极管到集成电路、光电子器件,再到功率半导体器件、存储器件和传感器,半导体产品已经贯穿于我们日常生活的方方面面。随着技术的不断进步,我们可以预期半导体产品将在未来发挥更为重要的作用。
半导体装备简介演示
网等新兴技术的发展,市场需求不断增长。
技术创新加速
02
半导体装备作为半导体产业的核心,技术创新层出不穷,不断
推动着产业进步。
竞争格局激烈
03
全球半导体装备市场存在着多家领军企业,市场竞争非常激烈
。
中国半导体装备产业现状与挑战
产业规模迅速增长
近年来,中国半导体装备产业规模迅速扩大,已经成为全球重要 的半导体装备市场之一。
高精度检测技术
光学检测技术
利用光学检测技术,如干涉仪、显微镜等,对半导体装备进行高 精度检测,确保装备精度满足要求。
电学检测技术
采用电学检测技术,如电阻、电容等参数的测量,实现对半导体装 备性能的精确评估。
在线检测技术
通过在线检测技术,实时监测半导体装备的生产过程,确保产品质 量的稳定性和一致性。
3
应用范围
用于制造芯片上的各种薄膜,如导体、绝缘体、 半导体等。
化学机械抛光设备
工作原理
通过化学作用和机械摩擦的方式对硅片表面进行平坦化处理。
技术特点
需要控制抛光液成分、温度、压力和转速等关键参数。
应用范围
用于去除硅片表面的不平整度,提高芯片制造的良品率。
清洗设备
工作原理
采用化学或物理方法清洗硅片表面的污染物。
技术水平亟待提升
虽然中国半导体装备产业已经取得了长足进步,但在高端装备、核 心技术等方面仍存在一定差距。
半导体的生产工艺流程(精)
半导体的生产工艺流程
微机电制作技术,尤其是最大宗以硅半导体为基础的微细加工技术(silicon- based micromachining,原本就肇源于半导体组件的制程技术,所以必须先介绍清楚这类制程,以免沦于夏虫语冰的窘态。
一、洁净室
一般的机械加工是不需要洁净室(clean room的,因为加工分辨率在数十微米以上,远比日常环境的微尘颗粒为大。但进入半导体组件或微细加工的世界,空间单位都是以微米计算,因此微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶圆上,便有可能影响到其上精密导线布局的样式,造成电性短路或断路的严重后果。
为此,所有半导体制程设备,都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中,这就是洁净室的来由。洁净室的洁净等级,有一公认的标准,以class 10为例,意谓在单位立方英呎的洁净室空间内,平均只有粒径0.5微米以上的粉尘10粒。所以class后头数字越小,洁净度越佳,当然其造价也越昂贵(参见图2-1。
为营造洁净室的环境,有专业的建造厂家,及其相关的技术与使用管理办法如下:
1、内部要保持大于一大气压的环境,以确保粉尘只出不进。所以需要大型鼓风机,将经滤网的空气源源不绝地打入洁净室中。
2、为保持温度与湿度的恒定,大型空调设备须搭配于前述之鼓风加压系统中。换言之,鼓风机加压多久,冷气空调也开多久。
3、所有气流方向均由上往下为主,尽量减少突兀之室内空间设计或机台摆放调配,使粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。
4、所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。
5、所有人事物进出,都必须经过空气吹浴 (air shower 的程序,将表面粉尘先行去除。
详解半导体产业链及设备概述
详解半导体产业链及设备概述
引言
半导体产业是现代科技领域中最重要的产业之一,在电子产品的制造过程中扮演着至关重要的角色。半导体设备作为半导体产业链的重要组成部分,对半导体芯片的制造和研发起着关键的支持作用。本文将逐步展开对半导体产业链及设备的详细介绍。
半导体产业链概述
半导体产业链是一个包含多个环节的产业生态系统,涵盖了半导体材料、器件制造、设备研发、封测以及应用等多个领域。下面将对产业链的各个环节进行详细解析。
半导体材料
半导体材料是半导体产业链的基础,主要包括硅、砷化镓、硒化锌等材料。其中,硅材料是最常用的半导体材料,占据了半导体市场的绝大部分份额。半导体材料的质量和技术水平直接影响着后续半导体器件的性能和品质。
半导体器件制造
半导体器件制造是半导体产业链中的核心环节,主要包括晶圆加工、清洗、光刻、薄膜沉积、离子注入、扩散、退火等多个工艺步骤。这些工艺步骤的完成需要依赖一系列的半导体设备。
半导体设备
半导体设备是半导体产业链中的重要环节之一,承担着半导体器件制造过程中的各项关键任务。常见的半导体设备包括光刻机、清洗机、薄膜沉积设备、离子注入设备等。这些设备的稳定性、精度和自动化程度都对最终的产品质量和产能有着直接的影响。
封测
封测是半导体产业链的最后一个环节,也是与消费者最直接相关的环节。封测是指将制造好的芯片进行包装,并通过测试确认其品质和性能。封测过程需要依赖一系列的封测设备,如温度循环试验机、倾角测试仪等。
应用
半导体产业链最终的目标是将半导体芯片应用于各个领域,如通信、计算机、
消费电子、汽车电子等。半导体芯片在这些领域中发挥着重要的作用,推动了科技的不断进步和社会的发展。
半导体离子束刻蚀设备介绍
半导体离子束刻蚀设备介绍
半导体离子束刻蚀设备是半导体工艺中常用的刻蚀工具之一。其
原理是利用离子束轰击半导体材料表面,使其发生化学反应或物理改变,以达到精细加工的目的。其应用范围广泛,包括芯片制造、传感
器制造、MEMS制造等领域。
半导体离子束刻蚀设备的基本组成部分包括离子源、束限制系统、真空系统和样品台。其中离子源是该设备的核心部件,主要功能是产
生离子束。束限制系统负责束流的调制和聚焦,保证离子束的稳定性
和准确性。真空系统则需要维护设备中的超高真空环境,以保证离子
束在样品表面的准确控制和加工。样品台则是执行具体的加工任务。
半导体离子束刻蚀设备具有加工精度高、表面质量好、无机械损
伤等优点。但是该设备也有一些不足之处,例如加工速度慢、成本高、工艺复杂等。因此,在实际的半导体制造中,离子束刻蚀并不是唯一
的加工工具,而是和其他的工具相结合,形成复杂且高效的制造流程。
总之,半导体离子束刻蚀设备在半导体制造中具有重要的应用价值。在未来,随着半导体工艺的不断发展,离子束刻蚀设备的精度和
效率将会不断提高,为半导体制造带来更高效、更可靠的加工工具。
半导体封装制程及其设备介绍
Transfer De-taping
Transfer
Back Side Upward
Mount
Key Technology: 1. Low Thickness Variation: +/_ 1.5 Micron 2. Good Roughness: +/- 0.2 Micron 3. Thin Wafer Capacity: Up to 50 Micron 4. All-In-One solution , Zero Handle Risk
半导体设备供应商介绍-前道部分
半导体设备供应商介绍-前道部分
常用术语介绍
1. SOP-Standard Operation Procedure 标准操作手册 2. WI – Working Instruction 作业指导书 3. PM – Preventive Maintenance 预防性维护 4. FMEA- Failure Mode Effect Analysis 失效模式影响分析 5. SPC- Statistical Process Control 统计制程控制 6. DOE- Design Of Experiment 工程试验设计 7. IQC/OQC-Incoming/Outing Quality Control 来料/出货质量检验 8. MTBA/MTBF-Mean Time between assist/Failure 平均无故障工作时间 9. CPK-品质参数 10. UPH-Units Per Hour 每小时产出 11. QC 7 Tools ( Quality Control 品管七工具 ) 12. OCAP ( Out of Control Action Plan 异常改善计划 ) 13. 8D ( 问题解决八大步骤 ) 14. ECN Engineering Change Notice ( 制程变更通知 ) 15. ISO9001, 14001 – 质量管理体系
半导体封装制程及其设备介绍详解演示文稿
半导体封装制程及其设备介绍详解演示文稿
一、引言
二、半导体封装制程的整体流程
1.设计和制备芯片:在封装过程开始之前,需要进行半导体芯片的设计和制备。这包括设计电路、选择材料、制造芯片等步骤。
2.选型和设计封装方案:根据芯片功能和其他要求,选择合适的封装方案。封装方案的选择包括外形尺寸、引脚数量和布局、散热设计等。
3.制备基板:选择合适的基板材料,并进行加工和制备。基板的制备是封装制程中的核心环节之一,目的是为芯片提供支撑和连接。
4.芯片连接:将芯片连接到基板上,通常使用焊接技术或金线键合技术。焊接是将芯片的引脚与基板的焊盘连接起来,金线键合则是用金线将芯片与基板进行连接。
5.包封:将芯片和连接线封装进封装材料中,形成最终的封装产品。常见的封装材料有环氧树脂和塑料,也有针对特殊应用的金属封装。
6.测试和质量检验:对封装后的产品进行测试和质量检验,确保其符合设计要求和标准。测试主要包括电性能测试、可靠性测试和环境适应性测试等。
7.封装后处理:包括喷涂标识、气密性测试、老化测试等。这些步骤都是为了保证封装产品的质量和性能稳定。
三、半导体封装制程的关键步骤及设备介绍
1.基板制备
基板制备是封装制程中的核心步骤,主要包括以下设备:
(1)切割机:用于将硅片切割成芯片,常见的切割机有钻石切割机和线切割机。
(2)干法清洗机:用于清洗芯片表面的杂质。清洗机主要有氧气等离子体清洗机和干气流清洗机等。
(3)晶圆胶切割机:用于将芯片粘贴在基板上。
2.连接技术
连接技术是将芯片与基板连接起来的关键步骤,常见的设备有:
半导体工艺主要设备大全
清洗机超音波清洗机是现代工厂工业零件表面清洗的新技术,目前已广泛应用于半导体硅片的清洗。超声波清洗机“声音也可以清洗污垢”——超声波清洗机又名超声波清洗器,以其洁净的清洗效果给清洗界带来了一股强劲的清洗风暴。超声波清洗机(超声波清洗器)利用空化效应,短时间内将传统清洗方式难以洗到的狭缝、空隙、盲孔彻底清洗干净,超声波清洗机对清洗器件的养护,提高寿命起到了重要作用。CSQ系列超声波清洗机采用内置式加热系统、温控系统,有效提高了清洗效率;设置时间控制装置,清洗方便;具有频率自动跟踪功能,清洗效果稳定;多种机型、结构设计,适应不同清洗要求。CSQ系列超声波清洗机适用于珠宝首饰、眼镜、钟表零部件、汽车零部件,医疗设备、精密偶件、化纤行业(喷丝板过滤芯)等的清洗;对除油、除锈、除研磨膏、除焊渣、除蜡,涂装前、电镀前的清洗有传统清洗方式难以达到的效果。恒威公司生产CSQ系列超声波清洗机具有以下特点:不锈钢加强结构,耐酸耐碱;特种胶工艺连接,运行安全;使用IGBT模块,性能稳定;专业电源设计,性价比高。反渗透纯水机去离子水生产设备之一,通过反渗透原理来实现净水。
纯水机清洗半导体硅片用的去离子水生产设备,去离子水有毒,不可食用。
净化设备主要产品:水处理设备、灌装设备、空气净化设备、净化工程、反渗透、超滤、电渗析设备、EDI装置、离子交换设备、机械过滤器、精密过滤器、UV紫外线杀菌器、臭氧发生器、装配式洁净室、空气吹淋室、传递窗、工作台、高校送风口、空气自净室、亚高、高效过滤器等及各种配件。
风淋室:运用国外先进技术和进口电器控制系统,组装成的一种使用新型的自动吹淋室.它广泛用于微电子医院\制药\生化制品\食品卫生\精细化工\精密机械和航空航天等生产和科研单位,用于吹除进入洁净室的人体和携带物品的表面附着的尘埃,同时风淋室也起气的作用,防止未净化的空气进入洁净区域,是进行人体净化和防止室外空气污染洁净的有效设备.
半导体装用设备简介
半导体专用设备简介
1 概述
作为军用电子元器件的技术支撑,专用设备(以下也称为工艺设备或制造设备)是重要基础之一。在成百上千种电子元器件专用设备中,半导体专用设备集光、机、电、计算机技术于一体,汇各工业领域尖端技术之大成,是最具先进性和代表性的设备。限于篇幅,本章仅以半导体设备作为基本内容加以介绍。
在半导体制造中,通常把专用设备分为前道工艺设备(晶圆制造)、后道工艺设备(组装与封装)、制版设备和材料制备设备,其中都包括检测设备和仪器。如图2.1和2.2所示,按照半导体工艺步骤又可将工艺设备分为晶体生长与晶圆制备、掩膜图形设计与制造、外延、高温氧化、薄膜制备、光刻、刻蚀、掺杂、平坦化、中间测试、组装与封装、成品测试等十二类,涉及各种用途的具体设备近百种,图中只列出了具有代表性的设备名称。为叙述方便,不妨对十几种关键设备做具体介绍,力求取得触类旁通的效果。
几十年来,随着半导体技术的快速发展,半导体设备也在一代接一代地创新和发展。当今半导体设备的制造和使用涉及50余个学科和近60种化学元素等诸多方面的高新技术,具有极强的技术综合性。不仅如此,半导体设备技术的发展逐步将工艺技术模块化集成到设备中,使其高度自动化和高度智能化,逐步改变了设备与工艺自然分离的局面,时时走在半导体制造业发展的前列,发挥着特殊的重要作用。
半导体设备的进一步发展,使其应用领域变得越来越广,在其他电子器件制造领域也都不同程度地采用了半导体设备或由半导体设备演化的设备,成为半导体设备应用的新领域。尤其是在微/纳电子器件、微/纳光机电系统等极小尺寸和极高精度的产品制造领域的逐步应用,对军用电子元器件发展具有极其重要的意义。
(完整)史上最全的半导体材料工艺设备汇总,推荐文档
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小编为您解读半导体生产过程中的主要设备概况。
1、单晶炉
设备名称:单晶炉。
设备功能:熔融半导体材料,拉单晶,为后续半导体器件制造,提供单晶体的半导体晶坯。
主要企业(品牌):
国际:德国PVA T ePla AG公司、日本Ferrotec公司、美国QUANTUM DESIGN公司、德国Gero公司、美国KAYEX公司。
国内:北京京运通、七星华创、北京京仪世纪、河北晶龙阳光、西安理工晶科、常州华盛天龙、上海汉虹、西安华德、中国电子科技集团第四十八所、上海申和热磁、上虞晶盛、晋江耐特克、宁夏晶阳、常州江南、合肥科晶材料技术有限公司、沈阳科仪公司。
2、气相外延炉
设备名称:气相外延炉。
设备功能:为气相外延生长提供特定的工艺环境,实现在单晶上,生长与单晶晶相具有对应关系的薄层晶体,为单晶沉底实现功能化做基础准备。气相外延即化学气相沉积的一种特殊工艺,其生长薄层的晶体结构是单晶衬底的延续,而且与衬底的晶向保持对应的关系。
主要企业(品牌):
国际:美国CVD Equipment公司、美国GT公司、法国Soitec 公司、法国AS公司、美国ProtoFlex公司、美国科特·莱思科(Kurt J.Lesker)公司、美国Applied Materials公司。
国内:中国电子科技集团第四十八所、青岛赛瑞达、合肥科晶材料技术有限公司、北京金盛微纳、济南力冠电子科技有限公司。
3、分子束外延系统(MBE,Molecular Beam Epitaxy System)
设备名称:分子束外延系统。
半导体工艺流程所需设备及材料
半导体工艺流程所需设备及材料
一、工艺流程
1.氧化
氧化是一个重要的步骤,可以建立半导体的表面结构。这一步骤包括
清洗表面,控制一定的温度和电压,形成薄的氧化层。
2.在氧化物上沉积金属
沉积金属可以形成金属膜,如铜或铝,然后形成连接电路,保证信号
的传输和连接。
3.层次化处理
通过层次化处理,可以形成复杂的半导体结构,如金属氧化物半导体
晶体管,通过不同的层次处理,可以实现不同的功能。
4.测试
测试是半导体制造的重要环节,可以对半导体材料的性能进行检测,
检查半导体制造过程中产生的缺陷,确保半导体产品质量。
二、设备及材料
1.氧化设备
a)氧化炉:采用国际先进的技术,温度精度高,热效率高,稳定可靠。比如日本古野电子公司的T-82系列氧化炉,可满足各种氧化处理。
b)平板热压机:采用先进技术,温度精度高,热效率高,能够实现有效的氧化处理。比如日本古野电子公司的KD-1000系列热压机,可以有效地进行氧化处理。
2.沉积金属设备
a)电镀设备:采用先进的技术,能够实现各种金属沉积,用于制造半导体器件,如铜铝等。比如日本古野电子公司的SP-1000系列电镀设备
半导体工艺流程所需设备及材料(有厂家信息)
美国QA
北京中科信
离子注入
离子注入机 美国MicroXcat
上海凯世通
韩国Ecopia 美国AMAT
中电科电子装备
韩国Leeno
去胶
等离子去胶机 \
\
美国Lam Research 北方华创
清洗
清洗设备
日本DNS
盛美半导体
韩国SEMES
深圳捷佳伟创
美国CVDEquipment 美国GT
美国Soitec
德国Cemecon
RTP
RTP设备
\
\
ALD
ALD设备
\
\
美国ProtoFlex
气相外延
气相外延炉
日本Tokki 日本岛津 美国Lam Research
北方华创 中微半导体
荷兰ASML
清洗
清洗设备
美国Lam Research 北方华创
日本DNS
盛美半导体
韩国SEMES
深圳捷佳伟创
CMP
CMP设备
美国应用材料 美国Rtec
上海睿劢
美国RUDOLPH
以色列CAMTEK等
\
终
上海微电子
测
终测
测试设备
日本Advantest
长川科技 华峰测控等
\
分选
分选机
\
中电科45所
半导体工艺主要设备大全
半导体工艺主要设备大全
半导体工艺主要设备是制造集成电路和其他半导体器件所必需的设备。随着半
导体行业的发展,设备种类越来越多,功能越来越齐全。本文将介绍半导体工艺主要设备的种类及其功能。
晶圆清洗设备
晶圆清洗设备是用于清洗半导体晶圆表面的设备。其主要目的是使晶圆表面干净、平整、无缺陷,便于后续工艺的进行。晶圆清洗设备的种类相当多,常用的有:超声波清洗机、湿法清洗机和气体清洗机等。
溅射设备
溅射设备是用来在晶圆表面上形成薄膜的设备。可以制备出各种特殊功能的薄膜,如金属膜、氧化物膜、氮化物膜等。常用的溅射设备有磁控溅射设备、电弧溅射设备、离子束溅射设备等。
电镀设备
电镀设备可在晶圆表面上形成金属或合金薄膜。主要用于制备电极、引线、信
号铝等。常用的电镀设备有旋转电镀机、静电电镀机等。
光刻设备
光刻设备是制作微电子器件的关键设备之一。它的主要作用是将对电路图案进
行光刻图案转移。常用的光刻设备有接触式光刻机、近场光刻机和投影光刻机等。
离子注入设备
离子注入设备主要用于将杂质或镭等离子注入半导体材料中,从而改变其电学
特性。常用的离子注入设备有离子注入机、深度控制注入机等。
气相沉积设备
气相沉积设备在制造微电子器件中起到重要作用。它的主要功能是在晶圆表面
上制备各种气相沉积膜,如多晶硅膜、氢化非晶硅膜、PECVD膜等。常用的气相
沉积设备有PECVD设备、LPCVD设备等。
热处理设备
热处理设备主要用于在制造过程中对晶圆进行各种热处理。常见的热处理设备
有快速热退火炉、氮化炉等。
化学机械抛光设备
化学机械抛光设备是用于岛屿型、桥接型和过渡区处理的设备。这种设备的主要作用是通过化学作用和物理抛光作用,去除晶圆表面的缺陷和粗糙度。常用的化学机械抛光设备有CMP设备等。
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为了适应集成电路的发展,划片设备技术和工 艺也有了较快发展。
2000 年,占有国际划片机市场最大份额的日 本 DISCO 公司推出了引领划片机潮流,代表了划片机 最高技术水平的双轴对装式 Ф300mm 全自动划片机, 它已逐渐进入实用化阶段。
国内划片机研制起步晚,但发展较快,特别是 我们中国电子科技集团公司第 45 研究所推出的 Ф150mm 划片机,已将控制平台提升到了国际上普遍 采用的通用计算机操作系统,有效缩短了与国际水平 的差距。我所研制的 HP-602 型精密自动划片机,其主 要性能指标已接近或达到国际同类机型先进水平,在 此基础上研制的 HP-801 型精密自动划片机是国内第 一台 Ф200mm 自动划片机,已于 2004 年达到实用化, 新型的双轴精密自动划片机 HP-821,日前已发给用户 进行工艺考核。
高速高精度运动定位及控制技术 从国际划片机发展过程来看,从 Ф150mm 到 Ф200mm,精度仅提高 1μm,但这是在行程增大的条 件下提高的,对导轨、丝杠等机械部件的精度及变形 要求极严,要确保划切精度和芯片安全,决不允许有 误差积累,因此,只能选择闭环控制。要在不影响或 尽量小地影响效率的前提下实现闭环控制,必须采用 高速高精度定位及其控制系统。高效能、快速响应驱 动系统 Ф200mm 硅片尺寸大、密度高、划切刀痕小, 因此,它对各方向动态响应和静态稳定性都有极高的 要求,而各方向运行的速度曲线也比较特殊。在做图 像对准时,各运动方向的动态响应、运动速度和精度 都直接影响到自动对准的准确性、对准效率和硅片的 对准通过率。 全自动划片机一般由主机部分、自动对准、自 动上下片和自动清洗 4 个单元组成,其核心部分是主 机。HP-821 精密自动划片机是作为全自动划片机的主 机部分进行研制的,已具有双轴划切和自动对准功能, 并留有其他配套部分的软硬件接口,具备良好的可扩 展性。该机的研制成功,在为生产线提供一种 Ф200mm 自动划片机的同时,为 Ф200mm 全自动划片机的整机 研制奠定了基础。
半导体制造主要设备及工艺流程
半导体制造主要设备及工艺流程
主要设备:
1.清洗设备:用于清洗硅片,去除表面的杂质和污染物。主要有超声波清洗机和流体喷洗机。
2.涂覆设备:用于在硅片表面涂覆光刻胶。主要有旋涂机和喷涂机。
3.曝光设备:用于将光刻胶上的图案转移到硅片上。主要有光刻机和直写机。
4.退火设备:用于去除光刻胶和修复表面缺陷。主要有热退火炉和激光退火机。
5.切割设备:用于将硅片切割成单个芯片。主要有切割机和钻孔机。
6.清除设备:用于清除硅片表面的残留物。主要有湿法清洗机和干法清洗机。
主要工艺流程:
1.接收硅片:开始时,原始硅片被送至半导体制造工厂,并经过检查和测试,以确保质量符合要求。
2.清洗:硅片被放入超声波清洗机或流体喷洗机中进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。
3.涂覆:清洗后的硅片被放入旋涂机或喷涂机中,涂覆一层光刻胶在硅片表面。
4.曝光:涂覆光刻胶的硅片被放入光刻机或直写机中,通过曝光机将图案转移到光刻胶上。
5.退火:曝光后的硅片经过热退火炉或激光退火机退火,以去除光刻
胶和修复表面缺陷。
6.切割:退火后的硅片被送到切割机或钻孔机中进行切割,将硅片切
割成单个芯片。
7.清除:切割后的芯片进一步进行清除,以去除硅片表面的残留物。
8.检验和测试:清除后的芯片被检查和测试,以确保质量和功能合格。
9.封装:通过封装设备将芯片封装到塑料封装中,并连接到引脚。
10.测试:封装后的芯片被送到测试设备中进行功能测试和性能评估。
11.校准:测试后的芯片也经过校准,以确保准确性和一致性。
12.包装和出货:测试和校准后,芯片被放入包装盒中,然后运送到
半导体制造工艺设备及材料2020
半导体制造工艺设备及材料
半导体设备和材料处于产业链上游,是推动技术进步的关键环节。半导体设备和材料应用于集成电路(IC)、LED、MEMS、分立器件等领域,其中以IC领域的占比和技术难度最高。IC制造分为前道、后道,以及中道制程,主要有氧化炉、PVD、CVD、光刻、涂胶显影、刻蚀、CMP、晶圆键合、离子注入、清洗、测试、减薄、划片、引线键合、电镀等设备,半导体材料主要包括衬底(硅片/蓝宝石/GaAs等)、光刻胶、电子气体、溅射靶材、CMP材料、掩膜版、电镀液、封装基板、引线框架、键合丝、塑封材料等。
1半导体制造工艺流程及其需要的设备和材料半导体产品的加工过程主要包括晶圆制造(前道,Front-End)和封装(后道,Back-End)测试,随着先进封装技术的渗透,出现介于晶圆制造和封装之间的加工环节,称为中道(Middle-End)。由于半导体产品的加工工序多,所以在制造过程中需要大量的半导体设备和材料。在这里,我们以最为复杂的晶圆制造(前道)和传统封装(后道)工艺为例,说明制造过程的所需要的设备和材料。
集成电路产业链晶圆生产线可以分成7个独立的生产区域:扩散(Thermal Process)、光刻(Photo- lithography)、刻蚀(Etch)、离子注入(Ion Implant)、薄膜生长(Dielectric Deposition)、抛光(CMP)、金属化(Metalization)。这7个主要的生产区和相关步骤以及测量等都是晶圆洁净厂房进行的。在这几个生产区都放置有若干种半导体设备,满足不同的需要。例如在光刻区,除了光刻机之外,还会有配套的涂胶/显影和测量设备。
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清洗机超音波清洗机是现代工厂工业零件表面清洗的新技术,目前已广泛应用于半导体硅
片的清洗。超声波清洗机“声音也可以清洗污垢”——超声波清洗机又名超声波清洗器,以其洁净的清洗效果给清洗界带来了一股强劲的清洗风暴。超声波清洗机(超声波清洗器)利用空化效应,短时间内将传统清洗方式难以洗到的狭缝、空隙、盲孔彻底清洗干净,超声波清洗机对清洗器件的养护,提高寿命起到了重要作用。CSQ 系列超声波清洗机采用内置式加热系统、温控系统,有效提高了清洗效率;设置时间控制装置,清洗方便;具有频率自动跟踪功能,清洗效果稳定;多种机型、结构设计,适应不同清洗要求。CSQ 系列超声波清洗机适用于珠宝首饰、眼镜、钟表零部件、汽车零部件,医疗设备、精密偶件、化纤行业(喷丝板过滤芯)等的清洗;对除油、除锈、除研磨膏、除焊渣、除蜡,涂装前、电镀前的清洗有传统清洗方式难以达到的效果。恒威公司生产CSQ 系列超声波清洗机具有以下特点:不锈钢加强结构,耐酸耐碱;特种胶工艺连接,运行安全;使用IGBT 模块,性能稳定;专业电源设计,性价比高。反渗透纯水机去离子水生产设备之一,通过反渗透原理来实现净水。
纯水机清洗半导体硅片用的去离子水生产设备,去离子水有毒,不可食用。
净化设备主要产品:水处理设备、灌装设备、空气净化设备、净化工程、反渗透、超滤、电渗析设备、EDI 装置、离子交换设备、机械过滤器、精密过滤器、UV 紫外线杀菌器、臭氧发生器、装配式洁净室、空气吹淋室、传递窗、工作台、高校送风口、空气自净室、亚高、高效过滤器等及各种配件。
风淋室:运用国外先进技术和进口电器控制系统, 组装成的一种使用新型的自动吹淋室.它广
泛用于微电子医院制药生化制品食品卫生精细化工精密机械和航空航天等生产和科研单位,用于吹除进入洁净室的人体和携带物品的表面附着的尘埃,同时风淋室也起气的作用
防止未净化的空气进入洁净区域,是进行人体净化和防止室外空气污染洁净的有效设备.
抛光机整个系统是由一个旋转的硅片夹持器、承载抛光垫的工作台和抛光浆料供给装置三大部分组成。化学机械抛光时,旋转的工件以一定的压力压在旋转的抛光垫上,而由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在工件与抛光垫之间流动,并产生化学反应,工件表面形成的化学反应物由磨粒的机械作用去除,即在化学成膜和机械去膜的交替过程中实现超精密表面加工,人们称这种CMP 为游离磨料CMP 。
电解抛光电化学抛光是利用金属电化学阳极溶解原理进行修磨抛光。将电化学预抛光和机械精抛光有机的结合在一起,发挥了电化学和机构两类抛光特长。它不受材料硬度和韧性的限制,可抛光各种复杂形状的工件。其方法与电解磨削类似。导电抛光工具使用金钢石导电锉或石墨油石,接到电源的阴极,被抛光的工件(如模具)接到电源的阳极。
光刻胶又称光致抗蚀剂,由感光树脂、增感剂(见光谱增感染料)和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后,在曝光区能很快地发生光固化反应,使得这种材料的物理性能,特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理,溶去可溶性部分,得到所需图像(见图光致抗蚀剂成像制版过程)。光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制版等过程。光刻胶的技术复杂,品种较多。根据其化学反应机理和显影原理,可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶;反之,对某些溶剂是不可溶的,经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能,将光刻胶作涂层,就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。基于感光树脂的化学结构,光刻胶可以分为三种类型。①光聚合型,采用烯类单体,在光作用下生成自由基,自由基再进一步引发
单体聚合,最后生成聚合物,具有形成正像的特点。②光分解型,采用含有叠氮醌类化合
物的材料,经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性,可以制成正性胶。③光交联型,采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开,并使链
与链之间发生交联,形成一种不溶性的网状结构,而起到抗蚀作用,这是一种典型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR 胶即属此类。感光树脂在用近紫外光辐照成像时,光的波长会限制分辨率(见感光材料)的提高。为进一步提高分辨率以满足超大规模集成电路工艺的要求,必须采用波长更短的辐射作为光源。由此产生电子束、X射线和深紫外(V 250nm)刻蚀技术和相应的电子束刻蚀胶,X 射线刻蚀胶和深紫外线刻蚀胶,所刻蚀的线条可细至1□m以下。光刻机光刻机用于将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺设备,可以在晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。
刻蚀机电子回旋共振等离子体刻蚀机涉及的是一种集成电路制作工艺中的微电子芯片加工设备。结构具有真空室、微波系统、磁场、真空抽放气系统、配气系统、监控系统,真空抽放气系统由机械泵、扩散泵和相应管道、阀门组成,其特征是真空室由等离子体发生室,等离子体约束室,处理室组成,等离子体发生室外套有两组串接的磁场线圈,在等离子体约
束室周围均布永久磁钢,处理室内装有基片架。
去胶机用于半导体集成电路、太阳能电池以及功率器件等刻蚀、去胶工艺,刻蚀方式为等离子体各向同性刻蚀。扩散炉半导体器件及大规模集成电路制造过程中用于对晶片进行扩散、氧化、退火、
合金及烧结等工艺的一种热加工设备。有卧式扩散系统及立式扩散系统两种类型。按控制方式又分为微控和程控两种。其组成有:电阻加热炉、净化工作台、送片系统、气源柜、控制柜等。
PECVD 等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术原理是利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电(或另加发热体)使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固
态薄膜。
MOCVD 金属有机化学气相沉积系统(MOCVD)主要应用于化合物半导体材料的研究和生产,是当今世界上生产半导体光电器件和微波器件材料的主要手段,如激光器、发光二极管、高效太阳能电池、光电阴极的制备,是光电子等产业不可缺少的设备。
LPCVD LPCVD 工艺在衬底表面淀积一层均匀的介质薄膜,用作微机械结构层材料、牺牲层、绝缘层、掩模材料,LPCVD 工艺淀积的材料有多晶硅、氮化硅、磷硅玻璃。不同的材料淀积采用不同的气体。
PVD PVD (物理气相沉积)涂层也被证明有效加工高温合金。TiN (氮化钛)PVD 涂层是
最早使用的并仍然是最受欢迎的。最近,TiAlN (氮铝化钛)和TiCN (碳氮化钛)涂层也能很好使用。过去TiAlN 涂层应用范围和TiN 相比限制更多。但是当切削速度提高后它们是一个很好的选择,在那些应用提高生产率达40%。
溅射台以离子束溅射为例,它由离子源、离子引出极和沉积室 3 大部分组成,在高真空或
超高真空中溅射镀膜法。利用直流或高频电场使惰性气体(通常为氩)发生电离,产生辉
光放电等离子体,电离产生的正离子和电子高速轰击靶材,使靶材上的原子或分子溅射出来,然后沉积到基板上形成薄膜。磁控溅射磁控溅射技术已经成为沉积耐磨、耐蚀、装饰、光学及其他各种功能薄膜的重要手段.探讨了磁控溅射技术在非平衡磁场溅射、脉冲磁控溅射
等方面的进步,说明利用新型的磁控溅射技术能够实现薄膜的高速沉积、高纯薄膜制备、提高反应溅