薄膜沉積設備特點

2022/01/17

1.研制技術難度大

薄膜沉積設備設計需綜合運用有機化學、無機化學、化學工程與工藝、半導體物理、等離子體物理固體力學、流體力學、電氣控制及自動化、軟件工程、機械工程等多個學科。設備的反應腔設計、腔體內(nèi)關鍵件設計、氣路設計、溫度控制及射頻控制需要同時對基礎理論知識、整機設計思路和產(chǎn)線工藝均具有深刻理解。薄膜沉積設備還需針對集成電路制造不同技術路線及不同工序所需薄膜材料的物理、化學性質(zhì)，進行差異化工藝開發(fā)，以實現(xiàn)不同材料的沉積功能，技術壁壘極高。

2.產(chǎn)業(yè)化驗證周期長

薄膜是芯片結構的功能材料層，會留存在完成制造、封測的芯片中，直接影響芯片性能。生產(chǎn)中不僅需要在成膜后檢測薄膜厚度、均勻性、光學系數(shù)、機械應力及顆粒度等性能指標，還需要在完成晶圓生產(chǎn)流程及芯片封裝后，對最終芯片產(chǎn)品進行可靠性和生命周期測試，以衡量薄膜沉積設備生產(chǎn)的產(chǎn)品是否最終滿足技術標準，因此晶圓廠驗證時間較長。

3.對先進工藝重要度高

薄膜沉積設備是集成電路制造的核心設備之一。隨著集成電路制造不斷向更先進工藝發(fā)展，單位面積集成的電路規(guī)模不斷擴大，芯片內(nèi)部立體結構日趨復雜，所需要的薄膜層數(shù)越來越多，對絕緣介質(zhì)薄膜、導電金屬薄膜的材料種類和性能參數(shù)不斷提出新的要求。在90nm CMOS工藝 大約需要40道薄膜沉積工序。在3nm FinFET 工藝產(chǎn)線，則超過100道薄膜沉積工序，涉及的薄膜材料由6種增加到近20種，對于薄膜顆粒的要求也由微米級提高到納米級。只有薄膜沉積設備的不斷創(chuàng)新和進步才能支撐集成電路制造工藝向更小制程發(fā)展。