半导体工艺

芯片工艺与设备,大型科普(二)

时间:2024-11-04 13:46 作者:小编 分享到:

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专用单词边科普工艺。

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前篇我们谈了简易难度


然后中等难度下就更多了,作者列举了。


SEM,E-Beam Inspection/Metrology;Isotropic Etch,High Aspect Ratio Etch;Coater/Developer (Track); Ion Implant Epitaxial Growth,ALD,以及KrF Lithography Scanners等。


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SEM,E-Beam Inspection/Metrology,电子束检测设备,这个前面讲检测行业说过了就不说了。


Isotropic Etch,叫各向同性刻蚀,作者居然把这种工艺分这么细,这东西在DRAM制程上挺多的,这个也叫高选择比刻蚀


在各向异性/同性刻蚀,是指刻蚀沿着不同晶硅格方向,同性刻蚀,可以理解往横轴方向了,各项异性是往垂直方向。


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这些东西特别是在存储制程上特别常见。


然后加下来,High Aspect Ratio Etch,高纵横比刻蚀,也就是高深宽比刻蚀。


这个在NAND上打深孔常见刻蚀工艺,什么1:40,1:60,就是指这些,之前市场火爆关注艾麦可进Y家的预期,好像也是这个原因。


所以这个作者把存储上用的常见两大刻蚀制程,高选择比和高深宽比给你们分这么细,我是真没想到,看来老外也是非常关注,国内存储厂的国产设备进度。


当然国内包括那乌拉,艾麦可,以及维族女婿他们公司这个领域三家比较强。


Coater/Developer (Track),这个就是涂胶显影,国内有且只有一家大哥,就是葬的好。


借用咔嚓的原话,Track 这东西看似简单,但是这么多年了,国内似乎也没第二家说自己做的特别好,看来,这东西里面还有很多门道。


大家可以理解成Track 设备会针对不同的光刻胶性能参数做微调,实际上属于半定制设备。


所以这东西还是需要很深的积累,是需要和客户FAB那端反复磨出来的!


Ion Implant,就是离子注入机,这个没啥好说的,国内基本就是凯世通与48的中科信。


离子注入机,主要就是高束流(High Current),中束流(Medium Current),高能量(High Energy),低能量(Low Energy)等,此外在碳化硅行业有个很特殊的叫高温离子注入(High Temperature)。


不过我想说的是离子注入这个东西在这个半导体设备(四川半导体设备厂家有哪些?)行业属于几乎没有增长的那部分,目前仅仅只占了3%-4%左右,还不如湿法和CMP的行业规模大。


深入其原因,第一是离子注入的工艺比较少,一个FAB也用不了多少台,不算产能瓶颈设备,第二是现在有其他工艺能替代离子注入的掺杂,特别是在存储制程上,所以就挺尴尬的。


Epitaxial Growth,就是长外延设备,这里应该主要是指硅的外延设备(四川外延设备供应商有哪些), 常见就是外延炉,这东西小尺寸硅外延炉早国产化了,12英寸的硅外延设备也不难。


难点是啥?特殊的外延设备,比如锗硅外延,这东西应材卖5000多万人民币一台,各位就知道这东西有多难了。


锗硅外延常见14nm以下工艺里,是国产设备(成都半导体设备供应商有哪些?)急需突破的一大难点!


国内工程师们加油!


ALD,这又是一种常见的薄膜沉积类设备,叫原子层沉积。


然后这个领域又分好多种不同的工艺类型的设备,比如单片的,炉管的,还有等离子增强型的PEALD。


单片式国外大哥就是ASMi,国内就是老三和微导,这种常见沉积HFO2,还有其他High-K材料。


炉管式国外就是KE和TEL,KE就是之前的日立国际电气,后面美国资本巨头KKR花了2517亿日元从日立手里买下,再经过拆分重组运营后变成现在的KE,Kokusai,科意,去年10月再在日本IPO上市。



国内就是那乌拉和维族女婿他们做这个。


炉管式对应工艺是TaN 和TiN,TaN和TiN是非常非常重要的缓冲层,包裹在各种金属线的结构外面,这些都需要炉管式ALD设备来实现。


前文提到的,除了离子注入做掺杂之外,ALD也能一定程度上起到类似的作用,定向的长薄膜的时候进行掺杂改变其电学参数,所以我说现在离子注入设备天花板比较低了。


最后一个KrF Lithography Scanners,这个是248nm的光刻机,这个不多说了。


KrF的光刻机,大致对应180-90nm工艺,在8英寸以及早期12英寸工艺上比较常见。


当然了,现在也有改良过后的针对12英寸先进工艺中端金属层的KrF 光刻机,别说KrF了,还有i-line的12英寸光刻机呢!


这些作者都归为有可能替代,也比较中肯,确实国内突破很多了。


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