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半導體設備和材料是產(chǎn)業(yè)鏈的上游，是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節。半導體設備和材料被用于許多領(lǐng)域，例如集成電路和LED。其中，集成電路的比例和技術(shù)難度最高。

IC制造工藝及其所需的設備和材料

半導體產(chǎn)品的加工過(guò)程主要包括晶圓制造（前端）和封裝（后端）測試。隨著(zhù)先進(jìn)封裝技術(shù)的滲透，晶圓制造和封裝之間存在差距。處理鏈接稱(chēng)為中間端。

由于半導體產(chǎn)品的許多加工步驟，在制造過(guò)程中需要大量的半導體設備和材料。在這里，我們以最復雜的晶圓制造（前端）和傳統封裝（后端）工藝為例，說(shuō)明制造工藝所需的設備和材料。

▲集成電路產(chǎn)業(yè)鏈

IC晶片生產(chǎn)線(xiàn)的主要生產(chǎn)區域以及所需的設備和材料

晶圓生產(chǎn)線(xiàn)可分為7個(gè)獨立的生產(chǎn)區域：熱處理，光刻，蝕刻，離子注入，介電沉積，拋光（CMP），金屬化。

7個(gè)主要生產(chǎn)區域，相關(guān)步驟和檢查都在晶圓潔凈室中進(jìn)行。這些生產(chǎn)縣有幾種類(lèi)型的半導體設備可以滿(mǎn)足不同的需求。例如，在光刻市場(chǎng)上，除了光刻機之外，還將有配套的涂布/顯影和測試設備。

▲先進(jìn)的包裝技術(shù)和中端技術(shù)

▲IC晶圓制造流程圖

▲IC晶片生產(chǎn)線(xiàn)的主要生產(chǎn)區域及所需設備和材料

傳統包裝過(guò)程

傳統包裝（后端）測試過(guò)程可以大致分為8個(gè)主要步驟：背面蝕刻，晶圓切割，放置，引線(xiàn)鍵合，成型，電鍍，肋骨切割/成型和最終測試。與集成電路晶圓制造（前端）相比，后端封裝相對簡(jiǎn)單，技術(shù)難度較低，并且比晶圓制造需要更高的工藝環(huán)境，設備和材料。

▲傳統包裝的主要步驟及所需設備和材料

主要的半導體設備和所用材料

1)氧化爐

設備功能：對半導體材料進(jìn)行氧化處理，提供所需的氧化氣氛并實(shí)現預期的半導體氧化處理過(guò)程是半導體加工過(guò)程中不可或缺的部分。

使用的材料：硅片，氧氣，惰性氣體等

主要外國制造商：英國，德國等

國內主要制造商：七星電子，青島富朗德，第48中國電子科技集團，青島，第45中國電子科技集團等。

2)PVD（物理氣相沉積）

設備功能：通過(guò)在雙極濺射中平行于目標表面的閉合磁場(chǎng)以及在目標表面上產(chǎn)生的正交電磁場(chǎng)，將二次電子限制在目標表面的特定區域，實(shí)現高離子密度和高能量電離，在基板上高速濺射沉積目標原子或分子以產(chǎn)生薄膜。

使用的材料：靶材，惰性氣體等

主要國外制造商：美國PVD，美國，英國設備制造，瑞士等

國內主要制造商：北方微電子，北京儀器廠(chǎng)，沉陽(yáng)中科儀器，中國電子科技集團第四十八研究所等。

3)PECVD

設備功能：在沉積室中，借助輝光放電，使反應中的二氧化碳離子化，然后在基板上進(jìn)行化學(xué)反應以沉積半導體膜材料。

使用的材料：特殊的二氧化碳（前體，惰性氣體等）。

主要外國制造商：美國，日本，Lam Research，荷蘭等。

國內主要制造商：北方微電子，中國電子科技集團第45研究所，北京儀器廠(chǎng)等。

4)MOCVD

設備功能：以熱分解反應的形式，在襯底上進(jìn)行氣相外延，以生長(cháng)各種類(lèi)型的III-V，II-VI化合物半導體及其多層固溶體薄層單晶硅材料。

使用的材料：特殊的二氧化碳（MO源，惰性氣體等）。

主要國外制造商：德國，美國的Aixtron等。

國內主要制造商：中國微半導體，中盛光電，理想能源設備等。

5)光刻機

設備功能：將掩模上的圖案轉移到涂有光致抗蝕劑的基板（硅片）上，使光刻反應，為下一步處理（蝕刻或離子注入）制定計劃。

所需材料：光致抗蝕劑等

主要外國公司：荷蘭的ASML，美國的ABM，美國的EVG和奧地利。

主要的國內公司：上海微電子武器（SMEE），中國電子科技集團48，中國電子科技集團45，成都光學(xué)機械研究所等。

6)膠水顯影機

設備功能：與光刻機配合使用，首先將光致抗蝕劑均勻地涂在晶片上，以滿(mǎn)足光刻機的工作要求；然后，處理光刻機的已曝光晶片，并在曝光后執行光刻。除去或保留與紫外線(xiàn)發(fā)生化學(xué)反應的膠水部分。

使用的材料：光刻膠，顯影劑等

主要外國制造商：日本TEL，德國SUSS，奧地利EVG等。

國內主要制造商：沉陽(yáng)鑫源等。

7)測試設備（CDSEM，OVL，AOI，膜厚等）

設備功能：通過(guò)表征半導體加工的形態(tài)和結構并檢測缺陷，可以監視半導體加工過(guò)程并提高生產(chǎn)良率。

使用的材料：特殊的二氧化碳等

主要國外制造商：美國的KLA-Tencor，美國的應用材料，日本，美國，以色列的日立等。

主要國內公司：上海瑞麗科學(xué)儀器公司等。

8)干蝕刻機

設備功能：在平板電極之間施加高頻電流以產(chǎn)生數百微米厚的離子層，該離子層放置在圖案中，并且離子高速撞擊圖案，從而實(shí)現化學(xué)反應蝕刻和化學(xué)腐蝕沖擊，并實(shí)現半導體的加工和成型。

使用的材料：特殊的二氧化碳等

主要外國制造商：韓國，韓國，TES公司等

國內主要公司：中國微半導體，北方微電子，第48屆中國電子科技集團等。

9)CMP（化學(xué)機械拋光）

設備功能：通過(guò)機械研磨，物理液體熔化和“腐蝕”的共同作用，對要研磨的物體（半導體）進(jìn)行研磨和拋光。

使用的材料：拋光液，拋??光墊等

主要外國制造商：美國設備制造，美國等

國內主要制造商：華海清科集團，盛美半導體，中電45等。

10)晶圓鍵合機

設備功能：將兩個(gè)晶圓彼此結合，并使表面原子相互反應以產(chǎn)生共價(jià)鍵，這是實(shí)現3D晶圓堆疊的重要設備。

使用的材料：粘合膠等

主要外國制造商：德國SUSS，奧地利EVG等

主要的國內制造商：蘇州美圖和上海微電子武器。

1 1)濕法處理設備（電鍍，清潔，濕法蝕刻等）

設備功能：1）電鍍設備：在晶圓表面上用鎳電鍍電鍍液中的金屬離子以產(chǎn)生金屬互連；2）清潔設備：去除晶片表面上的殘留物和污染物；3）濕法腐蝕設備：通過(guò)物理腐蝕液和待腐蝕材料之間的化學(xué)反應將待腐蝕材料剝離。

使用的材料：電鍍液，清潔液，蝕刻液等

主要的外國制造商：日本DNS，美國應用材料，美國Mattson（已由廣州衣莊國投投標）等。

主要的國內制造商：勝美半導體，上海信陽(yáng)，沉陽(yáng)信元，蘇州維斯泰克等。

12)離子注入

設備功能：在半導體材料表面附近區域進(jìn)行混合。

使用的材料：特殊的二氧化碳等

國外主要制造商：等

國內主要制造商：中國電子科技集團第四十八研究所，中科新等。

13)晶圓測試（CP）系統

設備功能：通過(guò)探針與半導體組件的焊盤(pán)接觸，進(jìn)行熱測試，以檢測半導體的性能指標是否滿(mǎn)足設計性能要求。

使用的材料：不適用。

國外主要制造商：Advantest，Teradyne等

國內主要制造商：北京華豐測控，上海宏策，紹興宏邦，杭州長(cháng)川科技，中電45等。

14)晶圓減薄機

設備功能：通過(guò)拋光來(lái)蝕刻晶圓的長(cháng)度。

使用的材料：研磨液等

主要外國制造商：日本，日本，以色列等

主要的國內制造商：北京中電科等。

1 5)晶圓切片機

設備功能：將晶片切成小塊的模具。

使用的材料：切丁刀，切丁液等

主要外國制造商：日本等

國內主要制造商：中國電子科技集團第45研究所，北京中電科技，沉陽(yáng)儀器儀表技術(shù)研究院（原），大族激光等。

1 6)焊線(xiàn)機

設備功能：用導電金屬線(xiàn)（金線(xiàn)）連接半導體芯片上的焊盤(pán)和引腳上的焊盤(pán)。

使用的材料：金屬線(xiàn)等

主要國外制造商：ASM Pacific等。

國內主要制造商：中國電子科技集團第45研究所，北京中電科技等。