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什么是半導(dǎo)體制造設(shè)備？
半導(dǎo)體制造設(shè)備（英文：semiconductor manufacturing equipment）是一種用于制造半導(dǎo)體的設(shè)備，這些半導(dǎo)體用于晶體管、集成電路及類似應(yīng)用。
半導(dǎo)體不僅應(yīng)用于計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)，還廣泛應(yīng)用于云服務(wù)和數(shù)據(jù)中心等多種電子設(shè)備中。 半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新正在推進(jìn)，考慮到信息存儲、數(shù)值計(jì)算和邏輯價值計(jì)算的快速處理速度、能源效率和節(jié)省空間等方面。
制造這些半導(dǎo)體的設(shè)備必須在半導(dǎo)體性能和技術(shù)創(chuàng)新方面取得顯著進(jìn)步。
半導(dǎo)體制造設(shè)備的應(yīng)用
顧名思義，半導(dǎo)體制造設(shè)備用于制造半導(dǎo)體。 主要半導(dǎo)體元件包括用于電氣控制電流和方向的單晶體管和二極管、負(fù)責(zé)處理設(shè)備程序數(shù)據(jù)的CPU以及存儲程序數(shù)據(jù)的內(nèi)存。
相機(jī)中也使用CMOS圖像傳感器，半導(dǎo)體制造設(shè)備在生產(chǎn)這些傳感器方面?zhèn)涫苤匾暋?/p>
半導(dǎo)體制造設(shè)備的原理
半導(dǎo)體制造設(shè)備的基本操作可分為電路設(shè)計(jì)、圖案設(shè)計(jì)、光罩制作、前端和后端工藝。
1. 電路設(shè)計(jì)與圖案設(shè)計(jì)
電路與圖案設(shè)計(jì)涉及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)必要功能的電路，并反復(fù)運(yùn)行仿真以探索高效的圖案。 半導(dǎo)體設(shè)備的圖案設(shè)計(jì)使用專用的CAD軟件。
2. 光罩制作
光掩膜的制作涉及制作主板，將電路圖案轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體晶圓上。 半導(dǎo)體晶圓表面的晶體管和線路極為細(xì)膩，電路圖案通過放大在透明玻璃板表面繪制。
3. 初步工程
之前的工藝是將芯片制成硅晶圓。 步驟包括清洗、光刻、蝕刻、薄膜形成、離子注入和刨削，這些步驟會重復(fù)多次。
4. 施工后期
后端工藝是分解在硅晶圓上制造的半導(dǎo)體芯片并完成芯片。 工藝包括切割、模具粘接、線接合、成型和檢驗(yàn)等。
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(jì)設(shè)備、光罩制造設(shè)備、晶圓制造設(shè)備、晶圓加工設(shè)備、裝配設(shè)備、檢測設(shè)備以及半導(dǎo)體制造設(shè)備相關(guān)的設(shè)備。
1. 半導(dǎo)體設(shè)計(jì)設(shè)備
專門開發(fā)了用于電路和圖案設(shè)計(jì)的CAD軟件。
2. 光罩制造設(shè)備
光罩，也稱為玻璃干板，是由玻璃或石英制成的圖案母片制成的板，用于電子電路元件的制造過程。 光罩制造設(shè)備是一種將鉻等遮光幕沉積到玻璃基底上，并利用激光或電子束繪制電路圖案的裝置。 還包括顯影設(shè)備、干蝕設(shè)備和檢驗(yàn)設(shè)備。
3. 晶圓制造設(shè)備
首先，使用帶有金剛石刀片的切割裝置將超高純度硅單晶錠切割至指定厚度。 這是硅晶圓。 接著，晶圓表面被拋光后放入高溫氧化爐，形成氧化膜。 此外，利用光刻涂層顯影裝置將光刻膠光敏劑施加在晶圓表面。
光罩圖像被縮放并烘焙到晶圓表面，形成電路圖案。 這正是半導(dǎo)體暴露設(shè)備被使用的地方。 此外，蝕刻和剝離設(shè)備還能去除不需要的氧化膜和光刻劑。
利用離子植入和退火設(shè)備，硼和磷注入晶圓以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體化。 置于等離子體裝置中，利用惰性氣體等離子體在晶圓表面形成用于電極接線的鋁金屬膜。 最后，晶圓在每個芯片上使用檢測設(shè)備進(jìn)行測試，在判斷產(chǎn)品質(zhì)量和缺陷后，完成前一過程。
4. 晶圓工藝加工設(shè)備
在后續(xù)工藝中，晶圓首先被切割并使用切片設(shè)備分離成單個芯片。 然后，把芯片固定在引線框架上。
5. 組裝裝置
首先，使用芯片鍵合設(shè)備，通過粘結(jié)線將芯片和引腳框架連接。 接著，這些芯片會用模具設(shè)備用樹脂包裝。 這是為了保護(hù)。 此外，在模具中，單個半導(dǎo)體產(chǎn)品被切割并與引腳框架分離，外部引腳被成型成指定的形狀。
6. 檢驗(yàn)設(shè)備
為消除初始缺陷，我們進(jìn)行功能測試及稱為燒機(jī)的加速度測試，以評估溫度-電壓應(yīng)力。 最后，還會進(jìn)行電氣特性檢測和視覺結(jié)構(gòu)檢查以去除有缺陷的產(chǎn)品，同時還需要進(jìn)行環(huán)境和長壽命測試等可靠性測試。
