一篇文章全面回顧半導體設備

2024-03-22 2505

由於半導體製造流程的複雜性，各個步驟需要不同的設備。從製程分類來看，半導體設備主要可分為矽片生產製程設備、晶圓製造製程設備、封裝製程設備等，這些設備對應IC生產中的不同工藝，應用於IC生產製程的不同階段。

以各類IC設備銷售收入來看，在整個半導體設備市場中，晶圓製造設備佔81%，封裝設備佔6%，測試設備佔8%，其他設備佔5%。在晶圓製造設備中，光刻機、蝕刻機和薄膜沉積設備是核心設備，大約分別佔晶圓製造設備成本的24%、24%和18%。

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光刻機

在半導體晶片製造過程中，光刻是至關重要的一步，光刻機是半導體晶片製造中最精密、最複雜、最昂貴的設備。它們是整個製造流程進步的關鍵指標。

目前，應用最廣泛的機器是浸沒式微影機和EUV微影機。 EUV 光刻機代表了最新的技術進步。它們的開發是為了解決傳統微影技術不足的縮小製程節點，需要昂貴的雙重圖案化，導致設備和生產成本不斷上升，標誌著摩爾定律的背離和電晶體單位成本的上升。

儘管EUV光刻機已經開始出貨，但其高昂的成本和較長的交貨時間使大多數公司難以購買。因此，目前光刻機市場以193nm ArF光刻機為主。

蝕刻機

蝕刻是 IC 製造中的關鍵工藝，涉及光刻後的圖案轉移。它使用光刻掩模圖案作為模板，選擇性地從基板上去除材料，從而創建 IC 圖案。

刻蝕技術分為濕式蝕刻和乾蝕製程，其中乾式蝕刻尤其是等離子蝕刻是主流技術。等離子蝕刻機是在真空環境中運作的大型全自動加工裝置。這些機器利用低溫等離子體中的激發離子和化學反應性中性原子來蝕刻材料。

乾式蝕刻又分為電容式等離子蝕刻和感應式等離子蝕刻，每種刻蝕都針對特定的材料特性和製程要求。

薄膜沉積設備

薄膜沉積是涉及原子吸附、擴散和成核在基底上沉積一層薄膜的過程。沉積方法包括物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)。

PVD 和CVD 技術各有優點和缺點。 PVD 涉及加熱源材料以將原子或分子蒸發到基材上，包括真空蒸發和濺射等技術。另一方面，CVD 利用熱能、等離子體放電或紫外線輻射來引發化學反應以進行薄膜沉積。

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