半導(dǎo)體專用設(shè)備泛指用于生產(chǎn)各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所需的生產(chǎn)設(shè)備,屬于半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支撐環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體專用設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)先導(dǎo)者,芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測試等需在設(shè)備技術(shù)允許的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)和制造,設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步又反過來推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)難度很高、附加值很大、工藝很復(fù)雜的集成電路為例,應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域的設(shè)備通常可分為前道工藝設(shè)備(晶圓制造)和后道工藝設(shè)備(封裝測試)兩大類。其中的前道晶圓制造中有七大步驟,如下圖所示:
半導(dǎo)體設(shè)備主要應(yīng)用在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的晶圓制造和封裝測試環(huán)節(jié)。硅片制造是半導(dǎo)體制造的第 一大環(huán)節(jié),硅片制造主要通過硅料提純、拉晶、整型、切片、研磨、刻蝕、拋光、清洗等工藝將硅料制造成硅片,然后提供給晶圓加工廠。
半導(dǎo)體工業(yè)中有兩種常用方法生產(chǎn)單晶硅,即直拉單晶制造法(CZ 法)和懸浮區(qū)熔法(FZ 法)。CZ 法是硅片制造常用的方法,它較 FZ 法有較多優(yōu)點(diǎn),例如只有 CZ 法能夠做出直徑大于 200mm 的晶圓,并且它的價(jià)格較為便宜。
CZ 法的原理是將多晶硅硅料置于坩堝中,使用射頻或電阻加熱線圈加熱熔化,待溫度超過硅的熔點(diǎn)溫度后,將籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩等徑等步驟,完成一根單晶硅棒的拉制。
單晶生長爐是生產(chǎn)單晶硅的主要半導(dǎo)體設(shè)備。
單晶硅棒完成后,還需要經(jīng)過一系列加工才能得到硅片成品,主要涉及的半導(dǎo)體設(shè)備有切片機(jī)、研磨機(jī)、濕法刻蝕機(jī)、清洗機(jī)、拋光機(jī)和量測機(jī)。
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