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半导体清洗设备行业报告:设备进口替代(32页)

行业报告下载 2020-03-12 29 管理员

集成电路普遍采用的是微米级工艺,现在已经发展到纳米级工艺了。目前全球发展 7 纳 米及其以下先进制程的有台积电、三星及英特尔 3 家公司。其中,台积电发展最快, 2019 年即将试产 5 纳米制程。而相对于国内最大的晶圆代工厂中芯国际,技术水准与 业界至少差了两代以上,已量产的最先进制程还是在 28 纳米制程上。不过,国内企业 将持续推进先进制程研发,中芯国际的 14 纳米制程将于 2019 年量产。 工艺节点姑且认为是相当于晶体管的尺寸,是描述摩尔定律进程的一个指标。摩尔定律 说,半导体芯片每一年半(后来改为两年),其集成度翻一番,并伴随着性能的增长和 成本的下降。怎样描述这个集成度呢?这就有了工艺“节点”的说法。 工艺节点数值越小,表征芯片的集成度就越高。晶体管结构中,电子从一端(S),通过 一段沟道,送到另一端(D),这个过程完成了之后,信息的传递就完成了。电流会损耗, 而栅极的宽度则决定了电流通过时的损耗,表现出来就是手机常见的发热和功耗,宽度 越窄,功耗越低。晶体管尺寸越小,速度就越快;尺寸缩小之后,集成度提升,一来可 以增加芯片的功能,二来直接结果是成本的下降;晶体管缩小还可以降低单个晶体管的 功耗,同时会降低整体芯片的供电电压,进而降低功耗。

清洗设备是贯穿半导体产业链的重要环节,用于清洗原材料及每个步骤中半成品上可能 存在的杂质,避免杂质影响成品质量和下游产品性能,在单晶硅片制造、光刻、刻蚀、 沉积等关键制程及封装工艺中均为必要环节。 随着集成电路制程工艺节点越来越先进,对实际制造的几个环节也提出了新要求,清洗 环节的重要性日益凸显。清洗的关键性则是由于随着特征尺寸的不断缩小,半导体对杂 质含量越来越敏感,而半导体制造中不可避免会引入一些颗粒、有机物、金属和氧化物 等污染物。为了减少杂质对芯片良率的影响,实际生产中不仅仅需要提高单次的清洗效 率,还需要在几乎所有制程前后都频繁的进行清洗,清洗步骤约占整体步骤的 33%。

在硅晶体管和集成电路生产中, 几乎每道工序都有硅片清洗的问题, 所有与硅片接触 的媒介都可能对硅片造成污染, 硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响。污染途径可 能来自于水、大气、设备、各类化学试剂以及人为加工造成的污染,污染可以分为颗粒 污染、有机物污染和金属污染。若半导体材料表面存在痕量杂质, 如钠离子、金属和其 他杂质粒子等, 在高温过程中会扩散、传播, 进入半导体材料内部, 对器件不利。要得 到高质量的半导体器件, 硅片必须具有非常洁净的表面。

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标签: 3C电子|微纳电子|家电

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