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Kolumnist
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Umfassender Überblick über Halbleitergeräte in einem Artikel
2024-03-22
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Aufgrund der Komplexität von Halbleiterfertigungsprozessen sind für verschiedene Schritte unterschiedliche Geräte erforderlich. Aus Sicht der Prozessklassifizierung können Halbleitergeräte hauptsächlich in Geräte für den Siliziumwafer-Produktionsprozess, Geräte für den Wafer-Herstellungsprozess, Geräte für den Verpackungsprozess usw. unterteilt werden. Diese Geräte entsprechen verschiedenen Prozessen in der IC-Produktion und werden in verschiedenen Phasen des IC-Produktionsprozesses verwendet.
Basierend auf den Verkaufserlösen verschiedener Arten von IC-Geräten machen im gesamten Markt für Halbleitergeräte 81 % Wafer-Herstellungsgeräte, 6 % Verpackungsgeräte, 8 % Testgeräte und 5 % andere Geräte aus. Innerhalb der Wafer-Herstellungsausrüstung sind Lithographiemaschinen, Ätzmaschinen und Dünnschichtabscheidungsanlagen Kerngeräte, die ungefähr 24 %, 24 % bzw. 18 % der Kosten für die Wafer-Herstellungsausrüstung ausmachen.
Lithographie-Maschine
Im Herstellungsprozess von Halbleiterchips ist die Lithographie ein entscheidender Schritt, wobei Lithographiemaschinen die präzisesten, komplexesten und teuersten Geräte bei der Herstellung von Halbleiterchips sind. Sie dienen als Schlüsselindikator für den Fortschritt des gesamten Herstellungsprozesses.
Derzeit sind die am weitesten verbreiteten Maschinen Immersionslithographiemaschinen und EUV-Lithographiemaschinen. EUV-Lithographiemaschinen stellen den neuesten technologischen Fortschritt dar. Sie wurden entwickelt, um die schrumpfenden Prozessknoten anzugehen, bei denen herkömmliche Lithographietechniken nicht ausreichten, eine kostspielige Doppelstrukturierung erforderlich machten und zu steigenden Ausrüstungs- und Produktionskosten führten, was eine Abkehr vom Moore'schen Gesetz und einen Anstieg der Transistorstückkosten bedeutete.
Obwohl die Auslieferung von EUV-Lithografiemaschinen bereits begonnen hat, erschweren die hohen Kosten und langen Vorlaufzeiten die Beschaffung für die meisten Unternehmen. Daher wird der Markt für Lithografiemaschinen derzeit von 193-nm-ArF-Lithografiemaschinen dominiert.
Ätzmaschine
Das Ätzen ist ein kritischer Prozess bei der IC-Herstellung, bei dem die Musterübertragung nach der Lithographie erfolgt. Dabei wird das Lithographiemaskenmuster als Vorlage verwendet, um selektiv Material vom Substrat zu entfernen und so IC-Muster zu erzeugen.
Ätztechniken werden in Nassätz- und Trockenätzverfahren eingeteilt, wobei Trockenätzen, insbesondere Plasmaätzen, die gängige Technologie darstellt. Plasmaätzmaschinen sind große, vollautomatische Verarbeitungseinheiten, die in einer Vakuumumgebung arbeiten. Diese Maschinen nutzen angeregte Ionen und chemisch reaktive neutrale Atome in einem Niedertemperaturplasma, um Materialien zu ätzen.
Das Trockenätzen wird weiter in kapazitives Plasmaätzen und induktives Plasmaätzen unterteilt, wobei jedes auf spezifische Materialeigenschaften und Prozessanforderungen zugeschnitten ist.
Ausrüstung zur Dünnschichtabscheidung
Bei der Dünnschichtabscheidung handelt es sich um einen Prozess, der die Adsorption, Diffusion und Keimbildung von Atomen auf einem Substrat zur Abscheidung einer Filmschicht umfasst. Zu den Abscheidungsmethoden gehören die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und die chemische Gasphasenabscheidung (CVD).
PVD- und CVD-Technologien haben ihre Vor- und Nachteile. Bei der PVD werden Quellmaterialien erhitzt, um Atome oder Moleküle auf das Substrat zu verdampfen, einschließlich Techniken wie Vakuumverdampfung und Sputtern. Andererseits nutzt CVD thermische Energie, Plasmaentladung oder UV-Strahlung, um chemische Reaktionen für die Filmabscheidung auszulösen.
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