半导体制造工艺及所需要的检测设备解析
由于半导体非常精确，因此有许多制造工艺。 该过程大致分为两部分，称为“前端过程"和“后端过程"。 如果想到半导体结构完成之前的前端工艺，而后处理直到最终的半导体产品完成，可能会更容易理解。
1）电路和图案设计 首先，我们设计制造什么样的半导体，即电路图案。 由于所需的电路模式因半导体的应用而异，因此设计每次也会发生变化。 由于模式复杂，似乎重复并完成操作测试。
2） 光掩模创建 创建一个掩模，用于在半导体衬底上转移步骤1）中设计的电路。 到目前为止，它是使用计算机的案头工作。
3）硅锭切割半导体的基础是硅单晶。 首先，在保持单晶的同时将液态硅拉出以产生硅锭。 然后用线锯将硅锭切成薄片，制成圆盘状晶圆。 由于硅锭是圆形的，而半导体通常是方形的，因此一个晶圆可以获得的平方数直接影响生产效率。 截至 2022 年，通常有超过 300 毫米和 450 毫米或更多。
4）抛光硅片硅片表面不平整，因此需要平滑。 为了使其光滑，使用研磨材料和抛光垫使其成为镜面。 这就是 Techne 的露点仪和氧气计的用武之地。 当晶圆在抛光后被氧化时，它成为一个干扰因素，因此需要确认氧气浓度低。
5）硅片的氧化从这里开始，制造半导体的层压过程开始。 在每个过程中，必要的过程重复多次以制造产品。 氧化硅是一种绝缘层，即不导电的层，因此当需要绝缘层时，它在高温下被氧化以形成厚厚的氧化膜。
6）薄膜形成 在硅片的表面上，有一个附着薄膜的过程，薄膜是电路的材料。 薄膜有几种方法，但目前实际使用的方法有两种。 为了去除水分和氧气，在真空中进行处理或用惰性气体（如氮气（N2）或氩气（Ar））代替。 如果可以在真空中处理，则首先处于无物的状态，因此很有可能不存在水分和氧气等杂质，因此优先选择。
以下工艺是典型的真空工艺。
CVD（化学气相沉积）法：利用待稀释材料的气体通过化学反应附着薄膜的方法 溅射法：使用薄膜形成材料的方法，该材料通过放电使材料电离，然后将其与硅片表面碰撞以附着薄膜
7）光刻胶应用 应用所谓的光刻胶，对光发生反应并抵抗9的蚀刻）。 这允许您仅刻录所需的电路模式。
8）照射曝光光，仅将暴露在光线下的区域的光刻胶膜改变并转移到硅片表面。 可以说，这个过程需要精细的技术。 然后，将其浸入显影剂中，仅溶解硅晶片的裸露部分。 其余部分的光刻胶膜为9的蚀刻掩模）。
9）蚀刻 这是用溶液刮掉氧化膜和薄膜的过程。 光刻胶残留的部分不会被刮擦。 蚀刻类型包括使用溶液的湿法蚀刻和使用气体的干法蚀刻。
10）抗剥离和清洁剩余的光刻胶通过与化学品和气体的化学反应剥离。 如果在最后进行清洁，则创建预期的电路。
11）离子注入 通过添加通过热处理活化的杂质离子，可以改变半导体的特性。
12） 硅片平滑 由于可能会施加薄膜或硅片本身可能不均匀，因此请重新抛光。 7）光刻胶涂层~12）通过重复该过程直到硅片平滑， 制作所需的电路。
13） 电极形成将金属嵌入硅片中。
14） 晶圆缺陷检测 一种称为探针台的直立检测装置用于测试每块硅晶圆，以确保其具有最初设计的功能。
1） 切割工艺 使用切块机，将创建的半导体从晶圆上逐个切割。
2） 在与电路板接触的部分安装导电脚，以便与键合芯片接线。 如果你看看半导体，它们中的大多数都有自己的脚。
3） 成型 使用树脂或陶瓷封装。 如果在此过程中杂质进入内部，则半导体的寿命将缩短，并且首先会变得有缺陷，因此在控制杂质的情况下进行处理。 这种处理确保即使有划痕，内部也不会破裂。
4）完成 执行并完成各种测试。
我们周围的空气乍一看似乎很干净，但实际上有微小的垃圾，看不见的病毒和细菌。 当在这样的环境中进行半导体制造时，半导体首先具有微观结构，因此即使电路之间粘附有细小灰尘，不良产品的可能性也会显着增加。 它不是半导体，但是如果你做手术，如果手术室在这样的环境中，你可能会担心传染病，对吧？ 在这种情况下，创建了符合最高卫生标准的洁净室。 洁净室中的空气通过高性能过滤器充满清洁空气，没有碎屑。 洁净室中的气压设置高于外部。 这是为了在洁净室中保持正压，使脏空气在进出时不会从外部进入。 直到2011年，根据美国联邦标准209E清洁度等级，洁净室的清洁度标准被称为100级或1000级。 目前，根据ISO的规定，每立方米1.0μ或以上的粉尘颗粒数为1~1级。 此外，Techne Measurement还有一个属于9级的洁净室。
在半导体开发和制造过程中，去除颗粒、水分和氧气等干扰因素是一个主要问题。 为了确认消除干扰，我们的露点仪、温湿度计和血氧仪用于半导体制造、运输和检查等各种过程。 还用于除湿空气（干燥空气）的除湿，以及测量和控制氮气、氩气、氦气、氢气等的气体纯度。 相反，有些过程需要大量的水分， 在此过程中，使用露点计来确保恒定的水分含量。 主要使用以下产品。
（1） 将水分含量控制在极少量（ppb ~ 100 位 ppm）的工艺 ⇒ TK-100电容露点仪（氧化铝型），
可测量低至-60°C露点 （660） 以痕量（ppm）控制水分含量的工艺 TE-95 露点仪（聚合物型）低露点可达⇒-99°C （060）最重要的工艺，MBW镜面冷却型（镜面型）露点仪，可测量高达⇒-33°C~+<>°C露点
（<>）需要相对湿度水平控制的过程洁净室⇒简易EE<>
（<>）需要大量的水分， 需要管理恒定水分含量的过程 EE<>温湿度计，在防止冷凝的环境中采取措施，主要用于测量高温和高湿度⇒
（1）需要通过氢气替代等去除氧气的工艺 2001LC原电池血氧仪，可确认⇒4100ppm以下
（<>） 需要在无氢气的情况下测量痕量氧浓度的过程 <>型氧化锆血氧仪能够测量低至⇒ppb水平
（1） 在洁净室和制造设备中，气体流动很重要的过程 ⇒能够测量微风的风速计
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