半导体器件制造
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半导体器件制造是用于制造半导体器件的过程,通常是集成电路(IC),如计算机处理器、微控制器和存储芯片(如NAND闪存和DRAM),这些器件存在于日常电子设备中。这是一个多步光刻和物理化学过程(包括热氧化、薄膜沉积、离子注入、蚀刻等步骤),在此过程中,电子电路逐渐在晶圆上创建,晶圆通常由纯单晶半导体材料制成。硅几乎总是被使用,但各种化合物半导体被用于专业应用。
制造过程在高度专业化的半导体制造工厂中执行,也称为晶圆厂或"fabs",[1] 其核心部分是"洁净室"。在更先进的半导体器件(如现代14/10/7纳米节点)中,制造过程可能需要长达15周的时间,行业平均为11-13周。[2]在先进的制造设施中,生产完全是自动化的,自动化材料处理系统负责从机器到机器的晶圆传送。[3]
单个芯片在称为芯片分离或晶圆切割的过程中从成品晶圆中分离出来。然后,芯片可以进行进一步的组装和封装。[4]
在制造工厂内,晶圆在称为FOUPs的特殊密封塑料盒中传送。在许多晶圆厂中,[3] FOUPs包含内部氮气氛,[5][6] 有助于防止晶圆上的铜氧化。[7] 铜在现代半导体中用于布线。处理设备和FOUPs的内部比洁净室周围的空气更干净。这种内部气氛被称为微环境,有助于提高晶圆上工作设备的数量。这个微环境位于一个EFEM(英语:EFEM)(设备前端模块)内,[8] 它允许一台机器接收FOUPs,并将来自FOUPs的晶圆引入机器。此外,许多机器还在清洁的氮气或真空环境中处理晶圆,以减少污染并提高过程控制。[3] 制造工厂需要大量液氮来维持生产设备和FOUPs内的气氛,这些设备不断地用氮气净化。[5][6] FOUP和EFEM之间还可以有一层气帘,有助于减少进入FOUP的湿度量,并提高产量。[9][10]
制造工艺中使用的机器制造公司包括ASML、Applied Materials和Lam Research。