第351章 芯片制造当中的诸多配套耗材和设备

薄膜沉积环节工艺分为两种,分别是简称为 PVD 的物理气相沉积和简称为 CVD 的化学气相沉积。

PVD 工艺中,靶材采用铝、钛、钨等金属,用于金属化层,辅助气体则使用氩气作为溅射气体。CVD 工艺里,介质层通过硅烷沉积二氧化硅,氨气与硅烷反应生成氮化硅,多晶硅则通过硅烷在高温下分解沉积而成。

这两种工艺相互配合,满足芯片制造中对不同薄膜材料和性能的需求。

PVD 设备主要有溅射镀膜设备,通过离子轰击靶材,使靶材原子溅射出来沉积在硅片表面;CVD 设备则更为复杂,包括常压化学气相沉积设备、低压化学气相沉积设备等,能在不同压力和温度条件下,实现各种薄膜材料的沉积。

掺杂工艺中,离子注入气体负责将特定的杂质离子注入硅片,改变硅片的电学性能,退火环境则在离子注入后,通过加热处理,修复硅片晶体结构的损伤,激活杂质离子,确保芯片的正常工作。

相关的离子注入设备通过电场加速离子,将特定离子注入硅片,实现对硅片电学性能的调控;退火设备则有电阻炉、快速热退火设备等,能根据不同工艺要求,精确控制退火温度和时间。

清洗与抛光环节,清洗化学品能够去除硅片表面的污染物和杂质,保证芯片制造环境的洁净;抛光耗材则用于对硅片表面进行平整化处理,提高硅片的平整度,为后续的制造工艺奠定基础。

这个时候后来才发扬光大的 CMP 也就是化学机械抛光技术还处于实验性使用阶段,尚未普及,清洗设备有喷淋式清洗机、超声波清洗机等,能有效去除硅片表面的杂质;在抛光设备方面,机械抛光设备利用研磨液和抛光垫对硅片进行表面平整处理。

除了制造环节的耗材之外,硅片作为芯片制造的基础材料,其质量和规格直接影响芯片的性能和良率,硅片制造设备包括晶体生长设备,如直拉法单晶炉,用于生产单晶硅棒;切片设备将单晶硅棒切成硅片;研磨和抛光设备对硅片表面进行加工,提高硅片平整度。

此外,还有许多关键的辅助耗材,光刻掩膜保护膜采用聚酯薄膜,防止掩膜版污染。洁净室耗材包括无尘服、乳胶或丁腈手套、聚丙烯或 PFA 材质的晶圆盒。

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