半导体制造工艺流程模板.doc
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1、(九) 研究对象(Research Object)本汇报研究对象为半导体制造工艺步骤中制造、封装、测试、净化和试验检测设备等。一、中国半导体设备市场环境综述(一) 半导体设备分类和技术发展现实状况半导体飞跃发展和其结构和工艺技术进步分不开,尤其和半导体工艺设备发展息息相关。半导体工艺设备是集成电路制造物质基础,半导体设备更新换代,推进半导体工艺,半导体产品及整个电子装备更新换代。多年来,国际半导体集成电路发展历史充足说明:谁拥有优异工艺设备,谁就能在半导体集成电路生产上处于领先地位。为此,要发展半导体集成电路工业,必需优先发展对应半导体专用设备。所以,从本质上讲,半导体设备不仅支撑集成电路产业
2、发展,同时也支撑整个电子信息产业发展。半导体制造工艺步骤主体为设计制造封装测试,制造是指前道微细加工,关键包含对半导体芯片进行曝光、刻蚀、掺杂、薄膜生长等工艺加工步骤,是最为关键步骤。半导体制造设备关键有材料制备设备、前道工序设备、后道工序设备、净化设备、试验检测设备等,半导体设备属于高科技、高投入范围,其特点是光机电结合,在精度要求上较纯机械要高得多。国际上集成电路发展40多年来,工艺技术发展相当快速。其集成度从十多个元件小规模,进入到集成上亿个元器件特大规模发展阶段,其加工精度从十几微米发展到亚微米、深亚微米阶段。硅片尺寸从2英寸发展到6英寸、8英寸并正向12英寸规模发展,其生产集成电路专
3、用设备也更换了多代产品。现在国际上大生产工艺技术水平主流在8英寸、0.180.25微米水平,并已达成 12英寸0.100.15微米工艺技术水平,世界关键半导体大厂英特尔、台积电、摩托罗拉、德州仪器(TI)等,目前均已投入0.10微米以下半导体制造工艺研发,并力图立即投入量产,竞争日趋猛烈。集成电路技术高速发展对专用设备和仪器提出了更严格要求,集成电路设备发展到今天,已经不是一个传统意义上机器,而是集成电路工艺固化物。表1 集成电路制造工艺所需关键设备1材料制备设备:材料生长设备单晶炉材料加工设备研磨机、抛光机、切片机等2前工序设备:光刻设备光刻机、电子束曝光机蚀刻设备:刻蚀机掺杂设备离子注入机
4、、扩散炉 薄膜生长设备化学汽相淀积(CVD)设备、物理汽相淀积(PVD)设备磁控溅射台、电子束蒸发台、其它匀胶机、显影机、清洗机、快速热处理设备、气柜、气体质量流量计等。3后工序设备划片机、键合机、塑封机、切筋打弯机、打标机、编带机、电镀设备、模具等。4净化设备空气净化设备、超纯水设备、气体纯化设备、5试验检测设备试验设备气候环境试验设备、力学环境试验设备、可靠性试验设备等检测设备成品测试设备及部分在线检测设备等数据起源:CCID ,02表2 世界关键半导体企业12英寸厂工艺特征和工艺研发企业名称生产线性质工艺特征工艺研发INTELCPU0.13微米70纳米90纳米TSMCFoundry0.1
5、3微米90纳米UMCFoundry0.13微米65纳米TIDSP0.13微米90纳米MotorolaFoundry0.13微米32纳米90纳米InfineonDRAM0.14微米70纳米90纳米SamsungDRAM0.12微米0.1微米数据起源:CCID ,02前道微细加工设备技术不停发展已成为推进集成电路快速发展关键原因之一。前道微细加工设备主体是光刻设备、蚀刻设备、掺杂设备等。伴随设备水平不停提升,光机电高度集成,半导体制造中很多工艺技术已经固化在设备之中,设备已经代表了一个相对完整处理方案。这将成为半导体专用设备时尚。(二) 世界半导体设备市场概况世界半导体设备市场需求为228亿美元,
6、较市场衰退了19%,这是因为受世界半导体市场恢复缓慢,各大半导体芯片厂商投资额对应降低,造成设备市场继续萎缩。尽管世界半导体市场止跌回暖,重新开始增加,但增加幅度较小。世界半导体市场规模达成1410亿美元,比1388亿美元上升了1.6%,而亚洲地域是整个半导体市场增加关键原因。伴随世界半导体市场逐步复苏,估计半导体设备市场将会突破性增加。表3 1996世界半导体设备年销售情况: 单位:亿美元1996年1997年1998年1999年销售额238184198.7234.5477282228增加率5.8%22.78.0%18%103%40.9%19数据起源:CCID ,02图1 1996世界半导体设
7、备年销售额曲线图 单位:亿美元数据起源:CCID ,02表4 世界半导体设备销售额 单位: 亿美元设备种类增加率晶圆处理设备21517120%封装设备211719%测试设备502844%其它设备101220%累计28222819%数据起源:CCID ,02世界半导体市场投资302亿美元,比下降了22%,国际半导体大企业全部下调了投资百分比,英特尔、台积电、三星电子投资金额最高3家企业,其它芯片厂商投资额全部不高于10亿美元。和此对应是关键半导体设备厂商销售业绩也有所下降,半导体设备市场受技术工艺驱动较强,以销售端技术应用产品设备供给商市场份额提升。表5 世界关键半导体企业投资情况 (亿$)(亿
8、$)增加率英特尔5751105%台积电2119.76%三星电子1819.71.7%德州仪器、118.0526.8%飞利浦13930.7Hynix78825.7NEC9864.4日立128430%东芝11.8832Sony107921数据起源:CCID ,02世界前十大半导设备及测试和测量设备供给商情况见下表。表6 世界前十大半导体设备供给商排名厂商名称销售额(百万美元)1Applied Materials12157.02Tokyo Electron1261.33ASML789.64Nikon789.05Dainippon Screen Mfg472.66Novellus Systems391.
9、87Canon346.18Lam Research344.49ASM International227.310Varian Semiconductor Equipment Assoc.161.9资料起源:REED RESEARCH GROUP表7 世界前十大半导体测试和测量设备供给商排名厂商名称销售额(百万美元)1KLATencor730.32Advantest312.33Teradyne279.04Agilent Technologies230.35Schlumberger34.06Credence Systems73.37LTX55.78Tektronix41.29National Ins
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