半導體行(xing)業技術高、進步快，一代(dai)產品需要(yao)一代(dai)工藝(yi)，而一代(dai)工藝(yi)需要(yao)一代(dai)設備。半導(dao)體工藝設備為半導(dao)體大規模制造(zao)提供制造(zao)基(ji)礎(chu)。摩爾(er)定律，給電(dian)子業(ye)描繪(hui)的前景，必將(jiang)是未(wei)來(lai)半導(dao)體器(qi)件的集成化、微型化程度更(geng)高，功能更(geng)強大。
以(yi)下(xia)是半導體生產過程(cheng)中(zhong)的主要設備。
一、半導體濕制程設備
1清洗工藝簡易：由于集成電路內各組件及聯機相當微細，因此制造過程中，如果遭到塵粒、金屬的污染，很容易造成芯片內電路功能的損壞，形成短路或斷路等，導致集成電路的失效；我們除了要排除外界的污染源外，許多的集成電路制造步驟如高溫擴散、離子植入前均需要進行濕式清洗工作。濕式清洗工作乃是在不破壞晶圓表面特性的前提下，有效地使用化學溶液清除殘留在晶圓上之微塵、金屬離(li)子及有機物(wu)之雜質。
2 CSE半導(dao)體濕制程設備“特點”
優點：濕法設備適用于多方應用，包括清洗、刻蝕、去膠、顯影；占地面積小；可靠性強；獨特地模塊結構；易維修和保養、低成本；最(zui)大(da)兼容(rong)應用(yong)；各個模塊單獨(du)的排風裝置；基于機械手系統的易安裝和更新的模塊。
3 CSE半導體濕制程設備“分類簡易”
1）石(shi)英(ying)(ying)爐(lu)管/石(shi)英(ying)(ying)舟（立式/臥式）
主要功能：設備主要采用人工上下料、機械手自動實現槽體之間轉移方式，對2-12英寸石英爐管或其他石英配件進行酸液浸泡、水槽噴洗、水槽溢流漂洗、水(shui)槽氮氣鼓泡等方式進行處理(li)，從(cong)而達(da)到一個(ge)優異的清(qing)洗效(xiao)果。
2）自動供酸系統（CDS）
主要功能：本系統主要用于濕法腐蝕清洗等工序需要使用的腐蝕液集中進行配送，經管道配送至使用端；具有自動化程度高、配比精確、操(cao)作簡單等(deng)特點，具有耐腐蝕性。
3） SPM腐蝕機
主要功能：本設備主要手動搬運方式，通過對硅片腐蝕、漂洗、等方式進行(xing)處理，從(cong)而達(da)到一個用戶要求的效果。
4）兆聲波清洗機
產品描述：此設(she)備自動化程度高，腐(fu)蝕清洗(xi)裝置主(zhu)要由水(shui)平(ping)通過(guo)式腐(fu)蝕清洗(xi)主(zhu)體(ti)（槽體(ti)部分/管路(lu)部分等(deng)），移動機械(xie)傳送裝置，CDS系統(tong)，抽風系統(tong)，電控及操(cao)作臺等部分組成
5）片盒(he)清洗機
主(zhu)要功能:本設備(bei)主要手動/自動搬運方(fang)式(shi),通(tong)過對(dui)片盒化學液體浸泡(pao)、沖洗、漂洗(xi)、鼓泡、快排等方式進行處理,從(cong)而達(da)到一個(ge)用戶要(yao)求的效(xiao)果(guo)。
6）堿腐(fu)蝕機
主(zhu)要功能：用于(yu)硅(gui)，二氧化硅(gui)，氮化硅(gui)，氮化硅(gui)等晶圓片(pian)或者玻璃(li)片(pian)的刻蝕。
二、太陽能光伏設備
設備用途：主要用于光伏太陽能Si電池片的清洗處理；一般分為預清洗設備、去損傷清洗機、制絨清洗機、去磷硅玻璃清洗機
設(she)備名稱：全自(zi)動硅(gui)芯/硅(gui)棒清洗(xi)機
主要功能：本設備主要采用機械手搬運方式，通過腐蝕、水洗、超聲、熱風干燥等工藝，清洗后的產品表面呈金屬光澤，無色斑、表面等異常顏色、在線干燥。
三、光電子器件設備
1）藍寶石介紹：藍寶石的組成為氧化鋁（Al2O3),是由3個氧原子和2個鋁原子以共價鍵型式結合而成，它具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、熔點高等特點，因此常被用來作為光學元件、光電元件、紅外裝置、高強(qiang)度鐳射片材料及光(guang)罩材料等(deng)。
2)藍寶石應用領域：藍寶石是制成氮化鎵（GaN)磊晶發光層的主要基板材料，GaN可用來制作超高亮度藍光、綠光、藍綠光、白光LED。目前市場上70%的LED都是采用藍寶石作為襯底材料。超高亮度白/藍光LED的品質取決于氮化鎵磊晶（GaN)的材料品質，而氮化鎵磊晶品質則與所使用的藍寶石襯底表面加工品質息息相關。藍寶石也可作為航天材料（如透波窗口、激光窗口、護板、壓力傳感器、陀螺、耐磨軸承等部件）；光電設備元件材料（光電窗口、光電吊艙、光電跟蹤儀、紅外警戒系統、潛艦光電桅桿等）、民用工業材料（手機窗口、光電遙控窗口、條碼機耐磨窗口、投影儀保護棱鏡、光電管感光棱鏡、永不磨損型雷達表的表蒙、紡織工業的纖維導絲器、照相機外護鏡頭、耐磨軸承）等等。
四、晶圓制造設備——刻蝕機
刻蝕(shi)原理(li)及分類
刻蝕(shi)(shi)是使用(yong)化(hua)學或者(zhe)物理方(fang)法有選擇地從硅(gui)片(pian)表面去除不需要(yao)材料(liao)的(de)過(guo)程。通常的(de)晶圓加工(gong)流程中，刻蝕(shi)(shi)工(gong)藝位(wei)于光刻工(gong)藝之后，有圖形(xing)的(de)光刻膠(jiao)層在刻蝕(shi)(shi)中不會(hui)受(shou)到腐蝕(shi)(shi)源的(de)顯著侵蝕(shi)(shi)，從而完成圖形(xing)轉移的(de)工(gong)藝步驟(zou)。
刻蝕原理示意圖
資料來源：《半(ban)導體制造(zao)技術(shu)》MichaelQuirk
刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕兩種。早期普遍采用的(de)(de)是濕法(fa)刻(ke)(ke)蝕(shi)，但由于其(qi)在線寬控制及刻(ke)(ke)蝕(shi)方(fang)向性等(deng)多(duo)方(fang)面的(de)(de)局限，3μm 之后的(de)(de)工藝大多(duo)采用干(gan)法(fa)刻(ke)(ke)蝕(shi)，濕法(fa)刻(ke)(ke)蝕(shi)僅用于某些特殊材(cai)料層的(de)(de)去除和殘(can)留物的(de)(de)清洗。
干法刻蝕也稱等離子刻蝕。干法(fa)刻(ke)蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)指使(shi)用氣態的(de)化學刻(ke)蝕(shi)(shi)(shi)劑（Etchant） 與(yu)圓片上的(de)材料(liao)發生(sheng)(sheng)反應(ying)，以刻(ke)蝕(shi)(shi)(shi)掉需(xu)去除的(de)部分(fen)材料(liao)并形成可揮發性(xing)的(de)反應(ying)生(sheng)(sheng)成物，然后將其抽(chou)離反應(ying)腔(qiang)的(de)過程。刻(ke)蝕(shi)(shi)(shi)劑通(tong)常直(zhi)接(jie)或間接(jie)地產(chan)生(sheng)(sheng)于刻(ke)蝕(shi)(shi)(shi)氣體(ti)的(de)等(deng)(deng)離子體(ti)，所(suo)以干法(fa)刻(ke)蝕(shi)(shi)(shi)也稱等(deng)(deng)離子體(ti)刻(ke)蝕(shi)(shi)(shi)。
等離(li)子(zi)(zi)體(ti)刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕(shi)機(ji)可以根據(ju)等離(li)子(zi)(zi)體(ti)產生和控制技術的不同而大致分為兩大類(lei)(lei)，即電(dian)容耦合等離(li)子(zi)(zi)體(ti)（capacitively coupled plasma，CCP）刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕(shi)機(ji)和電(dian)感(gan)耦合等離(li)子(zi)(zi)體(ti)（Inductively coupled plasma，ICP）刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕(shi)機(ji)。在集成電(dian)路(lu)生產線上，等離(li)子(zi)(zi)體(ti)刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕(shi)設(she)備(bei)通(tong)常按照被刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕(shi)材料(liao)的種類(lei)(lei)分為硅刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕(shi)設(she)備(bei)、金屬刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕(shi)設(she)備(bei)和電(dian)介質(zhi)刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕(shi)設(she)備(bei)三(san)大類(lei)(lei)。
CCP 刻蝕機主要用于電介質材料的刻蝕工藝，如(ru)邏(luo)輯芯片(pian)工(gong)藝前(qian)段(duan)(duan)的柵側(ce)墻(qiang)和硬掩模(mo)刻(ke)蝕(shi)，中(zhong)段(duan)(duan)的接觸(chu)孔(kong)刻(ke)蝕(shi)，后段(duan)(duan)的鑲嵌式和鋁墊刻(ke)蝕(shi)等，以及在 3D 閃存(cun)芯片(pian)工(gong)藝(以氮(dan)化硅/氧化硅結構(gou)為例(li))中(zhong)的深槽(cao)、深孔(kong)和連線接觸(chu)孔(kong)的刻(ke)蝕(shi)等。
ICP 刻蝕機主要用于硅刻蝕和金屬刻蝕，包括對硅(gui)淺溝槽(STI)、鍺(zang)(Ge)、多(duo)晶(jing)硅(gui)柵結(jie)構(gou)、金(jin)屬柵結(jie)構(gou)、應(ying)變硅(gui)(Strained-Si)、金(jin)屬導線、金(jin)屬焊墊(Pad)、鑲(xiang)嵌式刻(ke)(ke)蝕(shi)金(jin)屬硬掩模和多(duo)重(zhong)成(cheng)像(xiang)(Multiple Patteming)技術(shu)中的多(duo)道工序的刻(ke)(ke)蝕(shi)等。另(ling)外，隨著(zhu)三(san)維集成(cheng)電路(lu)(3D IC)、CMOS 圖像(xiang)傳感(gan)器(CIS)和微(wei)機電系統（MEMS)的興(xing)起，以(yi)及硅(gui)通孔(TSV)、大尺(chi)寸斜孔槽和不同形貌(mao)的深(shen)硅(gui)刻(ke)(ke)蝕(shi)應(ying)用的快速增加，多(duo)個廠商推(tui)出了專為這些應(ying)用而開發的刻(ke)(ke)蝕(shi)設備。
隨著工藝要(yao)求的(de)(de)專門化(hua)、精細化(hua)，刻蝕設備的(de)(de)多樣化(hua)，以及(ji)新型(xing)材(cai)料的(de)(de)應用， 上述分(fen)類方法已變(bian)得(de)越來越模糊(hu)。除了集成電路制(zhi)造領(ling)域(yu)，等離(li)子(zi)體刻蝕還被廣(guang)泛用于 LED、MEMS 及(ji)光通信等領(ling)域(yu)。
隨著芯片(pian)集成度(du)的(de)(de)不斷提(ti)高，生(sheng)產工(gong)藝(yi)(yi)越來越復雜，刻(ke)蝕(shi)(shi)在(zai)整個生(sheng)產流程中的(de)(de)比(bi)重(zhong)也呈上升趨勢(shi)。因(yin)此，刻(ke)蝕(shi)(shi)機支出在(zai)生(sheng)產線(xian)設(she)(she)備(bei)總支出中的(de)(de)比(bi)重(zhong)也在(zai)增(zeng)加。而(er)刻(ke)蝕(shi)(shi)機按刻(ke)蝕(shi)(shi)材料細分后的(de)(de)增(zeng)長速度(du)，則根據(ju)工(gong)藝(yi)(yi)技(ji)術的(de)(de)發展(zhan)階段不同呈現(xian)此消(xiao)彼(bi)長的(de)(de)狀況。例如，當 0.13μm 工(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)銅互連技(ji)術出現(xian)時，金(jin)屬刻(ke)蝕(shi)(shi)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)占(zhan)比(bi)大(da)幅下降，而(er)介質刻(ke)蝕(shi)(shi)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)占(zhan)比(bi)大(da)幅上升；30nm 之后的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)中出現(xian)的(de)(de)多重(zhong)圖像技(ji)術及越來越多的(de)(de)軟刻(ke)蝕(shi)(shi)應用(yong)，則使得硅刻(ke)蝕(shi)(shi)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)占(zhan)比(bi)快速增(zeng)加。