芯片制造环节,我们到底还缺啥?

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北方华创刻蚀机在14nm工艺上取得重大进展,中微公司第二代电介质刻蚀设备已广泛应用于28到7nm后段制程以及10nm前段制程。

刻蚀之后使用去胶设备将表面遗留的光刻去除。屹唐半导体的去胶设备已经进入了5nm生产线。
5. 离子注入环节主要是注入机,基本满足要求。
晶圆制造中需要将杂质离子(如硼离子、磷离子)掺入被刻蚀后的特定片区域中,从而形成PN结电阻欧姆接触等。离子注入是使带电粒子(离子)高速轰击片并将其注入硅衬底的方法。
中电科旗下北京中科信的12英寸离子注入已进入中芯国际生产线,工艺覆盖至28nm。万业企业旗下凯世通的离子注入机已突破3nm工艺,主要参数均优于国外同类产品。
6. 薄膜沉积环节主要是PVDCVD设备,基本满足要求。
绝缘薄膜(如SiO2)、半导体薄膜(如多晶)、导电薄膜(如金属)是芯片中的重要物质,薄膜沉积是各类薄膜形成的最主要方式。
薄膜沉积工艺分为物理气相沉积PVD)、化学气相沉积CVD)和外延三大类。PVD多应用于金属薄膜的沉积,CVD可应用于绝缘薄膜、半导体薄膜和导电膜层的沉积,外延是在片表面生长单晶薄膜的工艺。另外,ALD属于CVD的一种,是目前最先进的薄膜沉积技术。
北方华创PVD设备已经用于28nm生产线中,14nm工艺设备也已实现重大进展。沈阳拓荆PECVD设备已在中芯国际40-28nm产线使用,ALD设备也在14nm工艺产线通过验证
7. 化学机械抛光环节设备主要是抛光机,目前仍受限制。
晶圆制造需要对片表面进行平坦化处理,不然会严重影响芯片的结构及良率化学机械抛光CMP)结合了化学作用与机械作用,使片表面材料与研磨液发生化学反应的同时,在研磨头的压力作用下进行抛光,最终使片表面实现平坦化。
华海清科和中电科45所均参与02专项项目——“28-14nm抛光设备工艺、配套材料产业化”,研发300mm晶圆28-14nm“干进干出”CMP整机设备及结合配套材料的成套工艺
目前华海清科的抛光机已进入中芯国际生产线,同时中电科45所8英寸设备正在被中芯国际验证
8. 清洗设备已经基本满足要求。
几乎所有工艺流程都需要清洗环节,清洗步骤占半导体工艺所有步骤的1/3,最多可达到200次。
清洗机是将片表面的颗粒、有机物、金属杂质等污染物去除,以获得所需洁净表面的工艺设备
北方华创盛美半导体至纯科技芯源微的清洗装备均可实现国产替代,其中盛美半导体是国内唯一进入14nm产线验证的清洗设备厂商。

赛腾股份收购日本Optima进入半导体检测设备领域。中科飞测的几款前道检测设备实现国产设备零的突破,进入中芯国际长江存储等国内大厂。
整体来看,由于在28nm光刻机、涂胶显影机、抛光机环节依然存在缺失,所以目前要搭建一条28nm制程全国产半导体设备生产线还不可行。
其中上海微电子将在2021年交付28nm光刻机芯源微也在研发先进制程涂胶显影设备,华海清科和中电科45所也在推动28-14nm抛光设备的研发,所以有望在1-2年内实现28nm及以上制程全国产半导体设备生产线的搭建。
总之,要实现完全芯片生产自主化,任重而道远。

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转自:旺材芯片
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