半导体制造设备核心工艺与市场研究分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无污染，但只有蚀刻一个步骤无污染是不行的，其他工序也必须无污染，适合实验生产、凹 字小面积蚀刻。主要用做研究实验机，或者简单的在金属上蚀刻标记，也称为电打标。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
2）缺点 蚀刻面不均匀，大面积腐蚀速度慢，不能用于量产，也不能做凸字大面积蚀刻，不能用做标
牌的大批量生产加工。由于电解蚀刻是在金属导电的情况下形成蚀刻的，那么我们的产品在蚀刻下 去有任何的深度时侧面也将被蚀刻的，这样很多精细图案，精细文字将被蚀刻”烂“掉。 （2）自动型蚀刻机
半导体制造设备核心工艺与市场研究分析
广州创亚企业管理顾问有限公司
目录contents
半导体制造的 重要设备
半导体制造的 核心工艺与方
法
市场
创亚咨询
分级目录
一、半导体制造的重要设备 （一）光刻机
1、定义与目的 2、光刻机工作原理 3、光刻机分类 （二）蚀刻机 1、蚀刻机的分类 2、蚀刻设备在半导体制造环节中的位置 二、半导体制造的核心工艺与方法 （一）工艺 1、核心工艺 2、刻蚀设备主要指标
光刻的目的是使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
2、光刻机工作原理 测量台、曝光台：承载硅片的工作台，也就是本次所说的双工作台。 光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。 能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。 光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。 遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。 能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。 掩模版：一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元。 掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。 物镜：物镜由20多块镜片组成，主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小，再被激光映射
创亚咨询
半导体制造的重要设备
2、蚀刻设备在半导体制造环节中的位置
创亚咨询
半导体制造的核心工艺与方法
（一）工艺
1、核心工艺
薄膜沉积、光刻和刻蚀是半导体制造的三 大核心工艺，薄膜沉积工艺在晶圆上沉积一层 待处理的薄膜，匀胶工艺把光刻胶涂抹在薄膜 上，光刻和显影把光罩上的图形转移到光刻胶， 刻蚀把光刻胶上图形转移到薄膜，洗掉光刻胶 后，即完成图形从光罩到晶圆的转移。一颗芯 片有数十层光罩，半导体制造即在薄膜沉积、 光刻和刻蚀三大工艺中循环，把所有光罩的图 形逐层转移到晶圆上。
（二） 全球半导体设备市场 1、半导体设备销售情况 2、中国半导体设备销售规模 3、全球半导体设备市场分布
（三）半导体蚀刻设备市场 1、蚀刻设备细分市场占比 2、全球刻蚀设备市场份额分布 3、国内蚀刻机生产企业 4、全球干法刻蚀设备市场份额分布 5、市场规模
创亚咨询
半导体制造的重要设备
（一）光刻机 1、定义与目的
光刻机（Mask Aligner） 又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。一般的光刻工艺 要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。
Photolithography（光刻）意思是用光来制作一个图形（工艺）；在硅片表面匀胶，然后将 掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。
（二）蚀刻方法 1、湿法刻蚀 2、干法刻蚀 3、湿法和干法刻蚀对比 4、CCP和ICP
（三）晶圆制造工艺FEOL与BEOL 1、FEOL与BEOL 2、晶圆制造工艺 3、FEOL与BEOL蚀刻材料对比
二、市场 （一）半导体晶圆处理设备价值量占比
1、半导体设备比重占比 2、各个设备的作用
创亚咨询
分级目录
（2）半自动：指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐。 （3）自动：指的是从基板的上载下载，曝光时长和循环都是通过程序控制，自动光刻机主要 是满足工厂对于处理量的需要。 光刻机可以分为接近接触式光刻、直写式光刻、以及投影式光刻三大类。 接近接触式通过无限靠近，复制掩模板上的图案。投影式光刻采用投影物镜，将掩模板上的 结构投影到基片表面。而直写，则将光束聚焦为一点，通过运动工件台或镜头扫描实现任意图形加 工。光学投影式光刻凭借其高效率、无损伤的优点，一直是集成电路主流光刻技术。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
（二）蚀刻机 1、蚀刻机的分类
蚀刻机可以分为化学蚀刻机及电解蚀刻机两类。在化学蚀刻中是使用化学溶液，经由化学反 应以达到蚀刻的目的，化学蚀刻机是将材料用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。 （1）电解蚀刻机
电蚀刻是利用金属在以自来水或盐水为蚀刻主体的液体中发生阳极溶解的原理，（电解的作 用下）将金属进行蚀刻，接通蚀刻电源，从而达到蚀刻的目的。市售的电解蚀刻机都是手动喷淋式 的，并且都是以盐水为蚀刻溶液，功率有大小二种。 1）优点
的硅片上，并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大，精度的要求高。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺 寸，尺寸越大，产率越高。题外话，由于硅片 是圆的，所以需要在硅片上剪一个缺口来确认 硅片的坐标系，根据缺口的形状不同分为两种， 分别叫flat、notch。
内部封闭框架、减振器：将工作台与外部 环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并 维持稳定的温度、压力。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
3、光刻机分类 光刻机一般根据操作的简便性分为三种，手动、半自动、全自动。
（1）手动：指的是对准的调节方式，是通过手调旋钮改变它的X轴，Y轴和thita角度来完成 对准，对准精度可想而知不高了。
如今市场上所见到的自动型化学蚀刻机是通过高压喷淋及被蚀刻板直线运动形成连续不间断 进料状态进行对工件腐蚀以提高生产效率。
加大了喷淋与被蚀刻金属板的有效面积和蚀刻均匀程度，无论在蚀刻效果、速度和改善操作 者的环境及方便程度，都优于泼溅式蚀刻。
经反复实验喷射压力在1-2 Kg/cm2的情况下被蚀刻工件上所残留的蚀刻圬渍能被有效清处掉， 使蚀刻速度在传统蚀刻法上大大提高，由于该蚀刻机液体可循环再生使用，此项可大大降低蚀刻成 本，也可达到环保加工要求。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
2）缺点 蚀刻面不均匀，大面积腐蚀速度慢，不能用于量产，也不能做凸字大面积蚀刻，不能用做标
牌的大批量生产加工。由于电解蚀刻是在金属导电的情况下形成蚀刻的，那么我们的产品在蚀刻下 去有任何的深度时侧面也将被蚀刻的，这样很多精细图案，精细文字将被蚀刻”烂“掉。 （2）自动型蚀刻机
半导体制造设备核心工艺与市场研究分析
广州创亚企业管理顾问有限公司
目录contents
半导体制造的 重要设备
半导体制造的 核心工艺与方
法
市场
创亚咨询
分级目录
一、半导体制造的重要设备 （一）光刻机
1、定义与目的 2、光刻机工作原理 3、光刻机分类 （二）蚀刻机 1、蚀刻机的分类 2、蚀刻设备在半导体制造环节中的位置 二、半导体制造的核心工艺与方法 （一）工艺 1、核心工艺 2、刻蚀设备主要指标
光刻的目的是使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
2、光刻机工作原理 测量台、曝光台：承载硅片的工作台，也就是本次所说的双工作台。 光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。 能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。 光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。 遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。 能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。 掩模版：一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元。 掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。 物镜：物镜由20多块镜片组成，主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小，再被激光映射
创亚咨询
半导体制造的重要设备
2、蚀刻设备在半导体制造环节中的位置
创亚咨询
半导体制造的核心工艺与方法
（一）工艺
1、核心工艺
薄膜沉积、光刻和刻蚀是半导体制造的三 大核心工艺，薄膜沉积工艺在晶圆上沉积一层 待处理的薄膜，匀胶工艺把光刻胶涂抹在薄膜 上，光刻和显影把光罩上的图形转移到光刻胶， 刻蚀把光刻胶上图形转移到薄膜，洗掉光刻胶 后，即完成图形从光罩到晶圆的转移。一颗芯 片有数十层光罩，半导体制造即在薄膜沉积、 光刻和刻蚀三大工艺中循环，把所有光罩的图 形逐层转移到晶圆上。
（二） 全球半导体设备市场 1、半导体设备销售情况 2、中国半导体设备销售规模 3、全球半导体设备市场分布
（三）半导体蚀刻设备市场 1、蚀刻设备细分市场占比 2、全球刻蚀设备市场份额分布 3、国内蚀刻机生产企业 4、全球干法刻蚀设备市场份额分布 5、市场规模
创亚咨询
半导体制造的重要设备
（一）光刻机 1、定义与目的
光刻机（Mask Aligner） 又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。一般的光刻工艺 要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。
Photolithography（光刻）意思是用光来制作一个图形（工艺）；在硅片表面匀胶，然后将 掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。
（二）蚀刻方法 1、湿法刻蚀 2、干法刻蚀 3、湿法和干法刻蚀对比 4、CCP和ICP
（三）晶圆制造工艺FEOL与BEOL 1、FEOL与BEOL 2、晶圆制造工艺 3、FEOL与BEOL蚀刻材料对比
二、市场 （一）半导体晶圆处理设备价值量占比
1、半导体设备比重占比 2、各个设备的作用
创亚咨询
分级目录
（2）半自动：指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐。 （3）自动：指的是从基板的上载下载，曝光时长和循环都是通过程序控制，自动光刻机主要 是满足工厂对于处理量的需要。 光刻机可以分为接近接触式光刻、直写式光刻、以及投影式光刻三大类。 接近接触式通过无限靠近，复制掩模板上的图案。投影式光刻采用投影物镜，将掩模板上的 结构投影到基片表面。而直写，则将光束聚焦为一点，通过运动工件台或镜头扫描实现任意图形加 工。光学投影式光刻凭借其高效率、无损伤的优点，一直是集成电路主流光刻技术。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
（二）蚀刻机 1、蚀刻机的分类
蚀刻机可以分为化学蚀刻机及电解蚀刻机两类。在化学蚀刻中是使用化学溶液，经由化学反 应以达到蚀刻的目的，化学蚀刻机是将材料用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。 （1）电解蚀刻机
电蚀刻是利用金属在以自来水或盐水为蚀刻主体的液体中发生阳极溶解的原理，（电解的作 用下）将金属进行蚀刻，接通蚀刻电源，从而达到蚀刻的目的。市售的电解蚀刻机都是手动喷淋式 的，并且都是以盐水为蚀刻溶液，功率有大小二种。 1）优点
的硅片上，并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大，精度的要求高。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺 寸，尺寸越大，产率越高。题外话，由于硅片 是圆的，所以需要在硅片上剪一个缺口来确认 硅片的坐标系，根据缺口的形状不同分为两种， 分别叫flat、notch。
内部封闭框架、减振器：将工作台与外部 环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并 维持稳定的温度、压力。
创亚咨询
半导体制造的重要设备
3、光刻机分类 光刻机一般根据操作的简便性分为三种，手动、半自动、全自动。
（1）手动：指的是对准的调节方式，是通过手调旋钮改变它的X轴，Y轴和thita角度来完成 对准，对准精度可想而知不高了。
如今市场上所见到的自动型化学蚀刻机是通过高压喷淋及被蚀刻板直线运动形成连续不间断 进料状态进行对工件腐蚀以提高生产效率。
加大了喷淋与被蚀刻金属板的有效面积和蚀刻均匀程度，无论在蚀刻效果、速度和改善操作 者的环境及方便程度，都优于泼溅式蚀刻。
经反复实验喷射压力在1-2 Kg/cm2的情况下被蚀刻工件上所残留的蚀刻圬渍能被有效清处掉， 使蚀刻速度在传统蚀刻法上大大提高，由于该蚀刻机液体可循环再生使用，此项可大大降低蚀刻成 本，也可达到环保加工要求。