半導体装置を 1 つの記事で包括的にレビュー

ホームコラムニストエレクトロニクスの基礎半導体装置を 1 つの記事で包括的にレビュー

2024-03-22 2505

半導体製造プロセスは複雑であるため、さまざまなステップで異なる装置が必要になります。プロセス分類の観点から、半導体装置は主にシリコンウェーハ製造プロセス装置、ウェーハ製造プロセス装置、パッケージングプロセス装置などに分類できます。これらの装置は、IC 製造のさまざまなプロセスに対応し、IC 製造プロセスのさまざまな段階で使用されます。

各種IC装置の売上高ベースでは、半導体装置市場全体に占めるウェーハ製造装置が81%、パッケージング装置が6%、検査装置が8%、その他の装置が5%となっています。ウエハ製造装置の中で、リソグラフィー装置、エッチング装置、成膜装置がそれぞれウエハ製造装置コストの約24％、24％、18％を占める中核装置です。

WeChat image_20240320103015.jpg

リソグラフィーマシン

半導体チップ製造プロセスにおいてリソグラフィーは重要なステップであり、リソグラフィー装置は半導体チップ製造において最も精密で複雑かつ高価な装置です。これらは、製造プロセス全体の進歩を示す重要な指標として機能します。

現在、最も広く使用されている装置は、液浸リソグラフィー装置と EUV リソグラフィー装置です。 EUV リソグラフィー装置は、最新の技術進歩を表しています。これらは、従来のリソグラフィ技術では不十分で、コストのかかる二重パターニングが必要となり、その結果、装置コストと生産コストが高騰し、ムーアの法則からの逸脱とトランジスタの単価上昇を引き起こす、プロセスノードの縮小に対処するために開発されました。

EUV リソグラフィー装置は出荷が開始されていますが、コストが高く、リードタイムが長いため、ほとんどの企業にとって調達が困難です。したがって、リソグラフィー装置市場は現在、193nm ArF リソグラフィー装置によって支配されています。

エッチングマシン

エッチングは、リソグラフィーに続くパターン転写を伴う IC 製造における重要なプロセスです。リソグラフィマスクパターンをテンプレートとして使用して、基板から材料を選択的に除去し、IC パターンを作成します。

エッチング技術にはウェットエッチングとドライエッチングがあり、ドライエッチング、特にプラズマエッチングが主流となっている。プラズマエッチングマシンは、真空環境で動作する大型の完全自動処理ユニットです。これらの機械は、低温プラズマ内の励起イオンと化学反応性の中性原子を利用して材料をエッチングします。

ドライエッチングはさらに、容量性プラズマエッチングと誘導性プラズマエッチングに分類され、それぞれが特定の材料特性とプロセス要件に対応します。

薄膜形成装置

薄膜堆積は、基板上での原子の吸着、拡散、核生成を伴うプロセスで、膜の層を堆積します。堆積方法には、物理蒸着 (PVD) と化学蒸着 (CVD) が含まれます。

PVD 技術と CVD 技術にはそれぞれ長所と短所があります。 PVD には、真空蒸着やスパッタリングなどの技術を含む、ソース材料を加熱して原子または分子を基板上に蒸発させることが含まれます。一方、CVD では、熱エネルギー、プラズマ放電、または UV 放射を利用して、膜堆積のための化学反応を誘発します。

産業オートメーション分野で一般的な 5 種類のセンサー

アドバンストパッケージングの基本用語