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简单介绍半导体制造主要流程及相关材料和设备
今,半导体芯片俨然成为了全球科技博弈的主战场,行业风起云涌,竞争愈演愈烈。受导体上游供应链短缺以及下游市场需求强劲的影响,全球出现“芯片荒”,这也使得半导体行业受到了前所未有的关注。下面为大家简单介绍一下半导体制造主要流程以及在制造过程中所需要的材料和设备。如有遗漏欢迎留言补充。(https://www.ab-sm.com/)

 

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一、半导体制造主要流程


1、IC设计


IC设计是一个将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程,主要包含逻辑设计、电路设计和图形设计等,将最终设计出的电路图制作成光罩。

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图  集成电路版图

2、IC制造


1)光罩制造


光罩是芯片制造中光刻工艺使用的图形母版,是根据芯片设计公司设计的集成电路版图来生产制作的。光罩是以石英玻璃为基板并涂布铬金属作为遮光用途,由电子束或雷射精准曝写产生设计的集成电路图形,再经由显影,蚀刻制程将光罩制作而成。

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2)硅晶圆片制造


将二氧化硅矿石(石英砂)与焦炭混合后,经由电弧炉加热还原,即生成粗硅,再经由盐酸氯化并蒸馏纯化后,制成了棒状或粒状高纯度的多晶硅,再将多晶硅熔解后,利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒,经切片、研磨、抛光后得到单晶硅圆片。

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图  硅片制造过程

3)晶圆制造


晶圆制造是指在硅晶圆上制作电路与电子元件如电晶体、电容体、逻辑闸等,整个流程工艺复杂,主要有硅晶圆清洗,热氧化,光刻(涂胶、曝光、显影),蚀刻(干法、湿法),经过光刻和刻蚀等工艺流程的多次循环,逐层堆积电路图,再经过离子注入,退火、扩散,沉积和化学机械研磨等流程,最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。经过测试合格后包装出货。

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图  中芯第一铜芯

4、封装


封装是指将生产加工后的晶圆进行切割、焊线塑封,使电路与外部器件实现连接,并为集成电路提供机械保护,使其免受物理、化学等环境因素损伤的工艺。
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5、测试


测试是指利用专业设备,对封装完毕的集成电路进行功能和性能测试。测试合格后,即形成可供使用的集成电路产品。

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二、主要材料及设备


1、主要材料及耗材


硅晶圆片、光刻胶、显影液、电子特气、高纯化学品、靶材、石英玻璃、CMP抛光液、CMP抛光垫、研磨抛光耗材、清洗剂、塑封材料、胶粘剂、引线框架、IC载板、键合线、再生晶圆、晶圆载具、离型膜、胶带、塑料、弹性体、润滑剂、石墨、陶瓷等。

2、主要设备及配件


单晶炉截断机、滚磨机、切割机、倒角机、激光设备、研磨设备、CMP设备、外延设备、清洗设备、氧化炉、烘干机、涂胶机光刻机、显影机、蚀刻机、去胶机、离子注入设备、扩散炉、CVD/PVD设备、贴膜机、打磨机、划片机、键合设备、贴片机、塑封设备、电镀设备、切筋成型机、检测设备、ATE设备、分选机、编带包装机、探针、测试插座、模具、静电吸盘等。


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