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晶圆的制造工艺倒不是很复杂,其难度在于全球IC采购网qic.com.cn半导体产品对晶圆的纯度要求很高,纯度需要达到99.999999999%或以上。
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2 `4 E# p4 V* h$ k$ S以硅晶片为例,硅从石英砂里提炼出来,在高温下,碳和里面的二氧化硅发生化学反应只能得到纯度约为98%的纯硅,这对于微电子器件来说不够纯,因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感,因此需要进一步提纯。
8 p3 c: [4 ^7 U( |而在进行硅的进一步提纯工艺中,光刻技术的难度很高,在晶圆制造工艺中,光刻是必须经历的一个步骤。
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光刻工艺是晶圆制造最大的“一道坎”
2 X1 b, I+ N" `* R晶圆制造中的光刻是指在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。
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1、光刻去薄膜是晶圆制造的必经流程
7 b5 u8 m3 d! a9 O由于晶圆生产工艺中,其表面会形成薄膜,这需要光刻技术将它去掉。在晶圆制造过程中,晶体、电容、电阻等在晶圆表面或表层内构成,这些部件是每次在一个掩膜层上生成的,并且结合生成薄膜及去除特定部分,通过光刻工艺过程,最终在晶圆上保留特征图形的部分。: ]7 H: E) T t( C6 A! x% C9 z
! K' V, u2 g/ a7 _0 C4 Q$ o/ s2、光刻确定尺寸,马虎不得, X6 o* j: A% c$ N
光刻确定了器件的关键尺寸,光刻过程中的错误可造成图形歪曲或套准不好,最终可转化为对器件的电特性产生影响。
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3、高端光刻机产能严重不足) [0 @+ A% u# J) }% _* m
光刻机也叫掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,常用的光刻机是掩膜对准光刻。光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。目前光刻机市场,以荷兰、日本的企业为主力军,全球能制造出光刻机的企业不足百家,能造出顶尖的光刻机的不足五家,在高端光刻机市场,中国企业几乎全军覆没。0 |! Y. G3 x3 v% v
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15家硅晶圆供应商垄断95%以上市场' Y7 c8 D k3 b0 {# _( W9 Z& R" ~5 H0 v
正是由于晶圆制造难度大,客户对纯度与尺寸的要求很高,全球的主要15家硅晶圆供应商垄断了95%以上市场。
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