?半導(dǎo)體制造設(shè)備是用于制造晶體管和集成電路所用的半導(dǎo)體的設(shè)備。

半導(dǎo)體用于許多電子設(shè)備，不僅包括個人電腦和智能手機，還包括云服務(wù)和數(shù)據(jù)中心。半導(dǎo)體技術(shù)正在經(jīng)歷創(chuàng)新，重點是利用半導(dǎo)體進行信息存儲、數(shù)值計算、邏輯值運算以及這些過程的速度、能源效率和節(jié)省空間。

用于制造這些半導(dǎo)體的設(shè)備必須快速進步，才能跟上半導(dǎo)體性能和技術(shù)創(chuàng)新的不斷提高。

半導(dǎo)體制造設(shè)備的應(yīng)用

半導(dǎo)體制造設(shè)備，顧名思義，就是用來制造半導(dǎo)體的。主要的半導(dǎo)體元件包括晶體管和二極管，它們是用于電氣控制的單個元件，例如設(shè)備中的電流的流動和方向、處理設(shè)備程序等數(shù)據(jù)計算的CPU以及存儲程序和其他數(shù)據(jù)的存儲器。

此外，相機中還使用了CMOS圖像傳感器，而半導(dǎo)體制造設(shè)備對于生產(chǎn)這些傳感器非常有用。

半導(dǎo)體制造設(shè)備原理

半導(dǎo)體制造設(shè)備的基本作業(yè)可分為電路設(shè)計、圖案設(shè)計、光罩制作、前處理、后處理。

1.電路設(shè)計及圖樣設(shè)計

電路和模式設(shè)計涉及設(shè)計實現(xiàn)所需功能的電路并運行多次模擬以確定有效的模式。采用專用CAD軟件進行半導(dǎo)體器件的圖案設(shè)計。

2. 光掩模制作

光掩模生產(chǎn)涉及創(chuàng)建用于將電路圖案轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體晶片上的母版。由于半導(dǎo)體晶圓表面的晶體管及布線極其細微，因此需要將電路圖案放大繪制在透明玻璃板表面。

3. 前端流程

前端工藝涉及在硅晶片上制造芯片。其工藝包括清洗、光刻、蝕刻、成膜、離子注入、平坦化，這一系列步驟重復(fù)多次。

4. 后期處理

后續(xù)工序是將硅片上制作的半導(dǎo)體芯片分割成完整的芯片。各種工藝包括切割、芯片鍵合、引線鍵合、成型和檢查。

半導(dǎo)體制造設(shè)備的類型

半導(dǎo)體制造設(shè)備大致可分為半導(dǎo)體設(shè)計設(shè)備、光掩模制造設(shè)備、晶圓制造設(shè)備、晶圓工藝處理設(shè)備、組裝設(shè)備、檢查設(shè)備、以及半導(dǎo)體制造相關(guān)設(shè)備。

1.半導(dǎo)體設(shè)計設(shè)備

已經(jīng)開發(fā)了專用的CAD軟件，用于電路設(shè)計和圖案設(shè)計。

2. 光掩模制造設(shè)備

光掩模版又稱玻璃干板，是用于電子電路元件制造過程中形成原始圖案的玻璃或石英板。光掩模制造設(shè)備將鉻等遮光膜沉積到玻璃基板上，然后使用激光或電子束繪制電路圖案。還使用顯影設(shè)備、干蝕刻設(shè)備和檢查設(shè)備。

3. 晶圓制造設(shè)備

首先，使用采用金剛石刀片的切割設(shè)備將生產(chǎn)的超高純度單晶硅錠切割成指定的厚度。這是硅晶片。然后將晶圓的表面拋光并放入高溫氧化爐中以形成氧化膜。此外，使用抗蝕劑涂覆和顯影裝置將稱為光刻膠的感光材料涂覆到晶圓的表面。

光掩模的圖像被縮小并印刷到晶圓表面，形成電路圖案。半導(dǎo)體光刻設(shè)備就是用于此目的。此外，還使用蝕刻和剝離設(shè)備去除不必要的氧化膜和抗蝕劑。

利用離子注入和退火設(shè)備，將硼、磷等離子注入晶圓，使晶圓變成半導(dǎo)體。將晶圓放置于等離子裝置內(nèi)，利用惰性氣體等離子在晶圓表面形成用于電極布線的鋁金屬膜。最后再通過檢測設(shè)備對晶圓進行檢測，判斷其良品或不良，前端制程就完成了。

4. 晶圓加工設(shè)備

第一個后處理步驟是使用切割鋸將晶圓切割成單個芯片。然后將芯片固定在引線框架上。

5.組裝設(shè)備

首先，使用芯片鍵合機將芯片通過鍵合線連接到引線框架。然后使用成型機將芯片封裝在樹脂中。這是為了保護。另外，還使用模具將單個半導(dǎo)體產(chǎn)品從引線框架上切割和分離，并將外部引線形成為指定的形狀。

6. 檢測設(shè)備

為了消除初始缺陷，我們進行加速溫度和電壓應(yīng)力測試（稱為老化），同時進行功能測試。最后通過電性能測試、外觀結(jié)構(gòu)測試等剔除不良品，同時還需要進行環(huán)境試驗、長期壽命試驗等可靠性試驗。