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Revisão abrangente de equipamentos semicondutores em um artigo
2024-03-22
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Devido à complexidade dos processos de fabricação de semicondutores, são necessários equipamentos diferentes para várias etapas. Do ponto de vista da classificação do processo, o equipamento semicondutor pode ser dividido principalmente em equipamento de processo de produção de wafer de silício, equipamento de processo de fabricação de wafer, equipamento de processo de embalagem, etc. Esses dispositivos correspondem a diferentes processos na produção de IC, usados em diferentes estágios do processo de produção de IC.
Com base na receita de vendas de vários tipos de equipamentos IC, em todo o mercado de equipamentos semicondutores, os equipamentos de fabricação de wafers respondem por 81%, os equipamentos de embalagem respondem por 6%, os equipamentos de teste respondem por 8% e outros equipamentos respondem por 5%. Dentro dos equipamentos de fabricação de wafers, máquinas de litografia, máquinas de gravação e equipamentos de deposição de filmes finos são dispositivos principais, representando aproximadamente 24%, 24% e 18% dos custos dos equipamentos de fabricação de wafers, respectivamente.
Máquina de litografia
No processo de fabricação de chips semicondutores, a litografia é uma etapa crucial, sendo as máquinas de litografia o equipamento mais preciso, complexo e caro na fabricação de chips semicondutores. Eles servem como um indicador-chave do avanço geral do processo de fabricação.
Atualmente, as máquinas mais utilizadas são as máquinas de litografia por imersão e as máquinas de litografia EUV. As máquinas de litografia EUV representam o mais recente avanço tecnológico. Eles foram desenvolvidos para lidar com o encolhimento dos nós do processo, onde as técnicas tradicionais de litografia eram insuficientes, necessitando de padronização dupla dispendiosa e resultando em custos crescentes de equipamento e produção, marcando um afastamento da Lei de Moore e um aumento nos custos unitários dos transistores.
Embora as máquinas de litografia EUV tenham começado a ser comercializadas, seu alto custo e longos prazos de entrega tornam-nas um desafio para a maioria das empresas adquirirem. Portanto, o mercado de máquinas de litografia é atualmente dominado por máquinas de litografia ArF de 193nm.
Máquina de Gravura
A gravação é um processo crítico na fabricação de IC que envolve a transferência de padrões após a litografia. Ele usa o padrão de máscara de litografia como modelo para remover seletivamente o material do substrato, criando padrões IC.
As técnicas de gravação são classificadas em processos de gravação úmida e gravação a seco, sendo a gravação a seco, particularmente a gravação com plasma, a tecnologia principal. As máquinas de gravação a plasma são unidades de processamento grandes e totalmente automatizadas que operam em um ambiente de vácuo. Essas máquinas utilizam íons excitados e átomos neutros quimicamente reativos em um plasma de baixa temperatura para gravar materiais.
A gravação a seco é dividida em gravação com plasma capacitivo e gravação com plasma indutivo, cada uma atendendo às características específicas do material e aos requisitos do processo.
Equipamento de deposição de filme fino
A deposição de filme fino é um processo que envolve adsorção atômica, difusão e nucleação em um substrato para depositar uma camada de filme. Os métodos de deposição incluem deposição física de vapor (PVD) e deposição química de vapor (CVD).
As tecnologias PVD e CVD têm suas vantagens e desvantagens. O PVD envolve o aquecimento de materiais de origem para evaporar átomos ou moléculas no substrato, incluindo técnicas como evaporação a vácuo e pulverização catódica. Por outro lado, o CVD utiliza energia térmica, descarga de plasma ou radiação UV para induzir reações químicas para deposição do filme.
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