半导体工艺

芯片工艺与设备,大型科普(一)

时间:2024-11-04 11:09 作者:小编 分享到:

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这张图是一个外媒做,标题是China  Domestic WFE Capability For Advanced  Logic (7nm)


就针对这张图,我们边学半导体设备(成都半导体制造设备供应商有哪些?)专用单词边科普工艺。


Wet Clean,就是湿法清洗设备(四川清洗机),比如ACMR,PNC的主业,甚至那乌拉也有一部分的业务涉及湿法领域,它是收购北美的Akrion公司来的。


此外Wet 还有湿法刻蚀(Wet  Etch),但是这个在12英寸前道工艺里面极其罕见,不过在小尺寸上还有一些应用,此外封装(成都半导体封装设备供应商有哪些?)行业目前用不少。


清洗业务在半导体工艺(半导体工艺设备有哪些?)中很频繁,几乎每做几道工艺之后就要清洗,确保送入下一道工艺中,wafer 是绝对清洁的,没有任何污染物的。


湿法工艺针对不同的工艺也分很多种,比如常见的光刻胶剥离与清洗,CMP后清洗,刻蚀后清洗,沉积后清洗,离子注入后的去厚胶等等。


当然实现的工艺手段和方法也很多,用化学溶液浸泡+超声波清洗的比较常见,12英寸单片上还有更多种方法的组合手段,来达到清洗目的。


湿法设备相对而言工艺比较简单,所以国产化程度非常高,和CMP并称最容易突破的前道工艺,特别是普通小尺寸别说了,12英寸的单片式都有突破。


CMP,叫化学机械抛光,也就是海哥的主业,除此之外就是45所,一个主打12英寸, 一个主打8英寸, 可惜之前45所上市公司主体晶亦晶微因为某些原因,终止了IPO进程。


目前在这个领域也和湿法设备一样国产率超过50%以上,早早实现了国产替代!为国产设备(四川半导体国产设备供应商)点赞!


Si/Dielectric/Metal Etch:这里作者例举了三种刻蚀对象,分别是硅,介质和金属。


感觉这里说的不是很准确,硅刻蚀要看是啥,如果是最下面的M0-M1层的晶硅与多晶硅刻蚀,依然是非常难的工艺设备。


金属与硅多用ICP刻蚀设备,叫电感耦合刻蚀,那乌拉这块做的好一些,艾麦可也有,今天直播间有人问起鲁汶,巧了,他们当初起家的设备就是金属刻蚀。


Dielectric是介质层的意思,主要是就是SiO2,Si3N4,这两种介质层,此外要硬算,包括Low-k,High-K,AL2O3也能算。

氧化硅和氮化硅这种刻蚀设备需要用CCP刻蚀,叫电容耦合刻蚀,这块就是艾麦可的强项了。


所以同样是刻蚀设备,不同对象工艺区别很大!


目前硅与金属大概占刻蚀总量的60%左右,剩下的40%是介质层的刻蚀。


在简单和中等之间又列举了几种设备,分别是CVD,PVD,Optical Inspection/Metrology。


CVD,叫化学气相沉积,实际上这是一个大类,这里面各种各样的设备实在太多了,包括APCVD(常压CVD),LPCVD(低压CVD),SACVD(次常压),HDPCVD(高密度等离子CVD),PECVD(等离子增强型CVD),MOCVD(金属有机源CVD)等等。


其中LPCVD常见沉积钨,高温氧化膜,多晶硅膜,以及氮化硅膜等;APCVD常见氧化硅膜,氮化物膜,有机膜等等;


SACVD常见快速填孔比如钨填孔等等;



PECVD常见,有机膜,氧化硅膜,非晶硅膜等等;HDPCVD高密度等离子型常见SiO2,其他氧化膜等等;


有人问了好像SiO2,Si3N4在内的二氧化硅,氮化硅膜的工艺这么这么多,这不都一样吗?这具体看沉薄膜的厚度,质量,以及形貌,虽然都是沉膜,还是有一些区别的。


PVD叫物理气相沉积,包裹了磁控(Magnetron)和离子束(Ion Beam),以及RF射频等技术路线,实际上PVD有将近十种不同的技术路线。


PVD最常见的蒸发型和溅射型,主要就是各种金属膜,比如铝AL,铜Cu,钨W等。


少部分的锰,钌,钴,铋,钼等金属也会用PVD,但是主要看工艺和机理结合。





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