半導體元件製造
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半導體元件製造是用於製造半導體元件的過程,通常是集成電路(IC),如電腦處理器、微控制器和記憶晶片(如NAND快閃記憶體和DRAM),這些元件存在於日常電子裝置中。這是一個多步微影和物理化學過程(包括熱氧化、薄膜沉積、離子佈植、蝕刻等步驟),在此過程中,電子電路逐漸在晶圓上建立,晶圓通常由純單晶半導體材料製成。矽幾乎總是被使用,但各種化合物半導體被用於專業應用。
製造過程在高度專業化的半導體製造工廠中執行,也稱為晶圓廠或"fabs",[1] 其核心部分是"潔淨室"。在更先進的半導體元件(如現代14/10/7納米節點)中,製造過程可能需要長達15周的時間,行業平均為11-13周。[2]在先進的製造設施中,生產完全是自動化的,自動化材料處理系統負責從機器到機器的晶圓傳送。[3]
單個晶片在稱為晶片分離或晶圓切割的過程中從成品晶圓中分離出來。然後,晶片可以進行進一步的組裝和封裝。[4]
在製造工廠內,晶圓在稱為FOUPs的特殊密封塑料盒中傳送。在許多晶圓廠中,[3] FOUPs包含內部氮氣氛,[5][6] 有助於防止晶圓上的銅氧化。[7] 銅在現代半導體中用於布線。處理裝置和FOUPs的內部比潔淨室周圍的空氣更乾淨。這種內部氣氛被稱為微環境,有助於提高晶圓上工作裝置的數量。這個微環境位於一個EFEM(英語:EFEM)(裝置前端模組)內,[8] 它允許一台機器接收FOUPs,並將來自FOUPs的晶圓引入機器。此外,許多機器還在清潔的氮氣或真空環境中處理晶圓,以減少污染並提高過程控制。[3] 製造工廠需要大量液氮來維持生產裝置和FOUPs內的氣氛,這些裝置不斷地用氮氣淨化。[5][6] FOUP和EFEM之間還可以有一層氣簾,有助於減少進入FOUP的濕度量,並提高產量。[9][10]
製造製程中使用的機器製造公司包括ASML、Applied Materials和Lam Research。