半導(dǎo)體工業(yè)已經(jīng)超過傳統(tǒng)的鋼鐵工業(yè)、汽車工業(yè)，成為21世紀(jì)的高附加值、高科技產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體是許多工業(yè)整機(jī)設(shè)備的核心，普遍應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子等核心領(lǐng)域。

半導(dǎo)體主要有四個(gè)組成部分：集成電路、光電子器材、分立器材和傳感器；集成電路是半導(dǎo)體工業(yè)的核心，占到了80%以上。集成電路包括邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、模擬芯片和mpu等。集成電路在性能、集成度、速度等方面的快速發(fā)展是以半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展為基礎(chǔ)的。

半導(dǎo)體業(yè)如此巨大的市場(chǎng)，半導(dǎo)體工藝設(shè)備為半導(dǎo)體大規(guī)模制造提供制造基礎(chǔ)。未來半導(dǎo)體器件的集成化、微型化程度必將更高，功能更強(qiáng)大。以下附送半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中的主要設(shè)備。

1

單晶爐

設(shè)備功能：熔融半導(dǎo)體材料，拉單晶，為后續(xù)半導(dǎo)體器件制造，提供單晶體的半導(dǎo)體晶坯。

2

氣相外延爐

設(shè)備功能：為氣相外延生長提供特定的工藝環(huán)境，實(shí)現(xiàn)在單晶上，生長與單晶晶相具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的薄層晶體，為單晶沉底實(shí)現(xiàn)功能化做基礎(chǔ)準(zhǔn)備。氣相外延即化學(xué)氣相沉積的一種特殊工藝，其生長薄層的晶體結(jié)構(gòu)是單晶襯底的延續(xù)，而且與襯底的晶向保持對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

3

分子束外延系統(tǒng)

設(shè)備功能：分子束外延系統(tǒng)，提供在沉底表面按特定生長薄膜的工藝設(shè)備；分子束外延工藝，是一種制備單晶薄膜的技術(shù)，它是在適當(dāng)?shù)囊r底與合適的條件下，沿襯底材料晶軸方向逐層生長薄膜。

4

氧化爐（VDF）

設(shè)備功能：為半導(dǎo)體材料進(jìn)行氧化處理，提供要求的氧化氛圍，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體預(yù)期設(shè)計(jì)的氧化處理過程，是半導(dǎo)體加工過程的不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。

5

低壓化學(xué)氣相淀積系統(tǒng)（LPCVD）

設(shè)備功能：把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入LPCVD設(shè)備的反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜。

6

等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積系統(tǒng)（PECVD）

設(shè)備功能：在沉積室利用輝光放電，使其電離后在襯底上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，沉積半導(dǎo)體薄膜材料。

7

磁控濺射臺(tái)（MSA）

設(shè)備功能：通過二極濺射中一個(gè)平行于靶表面的封閉磁場(chǎng)，和靶表面上形成的正交電磁場(chǎng)，把二次電子束縛在靶表面特定區(qū)域，實(shí)現(xiàn)高離子密度和高能量的電離，把靶原子或分子高速率濺射沉積在基片上形成薄膜。

8

化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)（CMP）

設(shè)備功能：通過機(jī)械研磨和化學(xué)液體溶解“腐蝕”的綜合作用，對(duì)被研磨體（半導(dǎo)體）進(jìn)行研磨拋光。

9

光刻機(jī)

設(shè)備功能：在半導(dǎo)體基材上（硅片）表面勻膠，將掩模版上的圖形轉(zhuǎn)移光刻膠上，把器件或電路結(jié)構(gòu)臨時(shí)“復(fù)制”到硅片上。

10

反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng)（RIE） 

設(shè)備功能：平板電極間施加高頻電壓，產(chǎn)生數(shù)百微米厚的離子層，放入式樣，離子高速撞擊式樣，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)刻蝕和物理撞擊，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體的加工成型。

11

ICP等離子體刻蝕系統(tǒng)

設(shè)備功能：一種或多種氣體原子或分子混合于反應(yīng)腔室中，在外部能量作用下（如射頻、微波等）形成等離子體，一方面等離子體中的活性基團(tuán)與待刻蝕表面材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可揮發(fā)產(chǎn)物；另一方面等離子體中的離子在偏壓的作用下被引導(dǎo)和加速，實(shí)現(xiàn)對(duì)待刻蝕表面進(jìn)行定向的腐蝕和加速腐蝕。

12

濕法刻蝕與清洗機(jī)

設(shè)備功能：濕法刻蝕是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液內(nèi)進(jìn)行腐蝕的技術(shù)。清洗是為減少沾污,因沾污會(huì)影響器件性能,導(dǎo)致可靠性問題,降低成品率，這就要求在每層的下一步工藝前或下一層前須進(jìn)行徹底的清洗。

13

離子注入機(jī)（IBI）

設(shè)備功能：對(duì)半導(dǎo)體表面附近區(qū)域進(jìn)行摻雜。

14

探針測(cè)試臺(tái)

設(shè)備功能：通過探針與半導(dǎo)體器件的pad接觸，進(jìn)行電學(xué)測(cè)試，檢測(cè)半導(dǎo)體的性能指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)性能要求。

15

晶片減薄機(jī)

設(shè)備功能：通過拋磨，把晶片厚度減薄。

16

晶圓劃片機(jī)（DS）

設(shè)備功能：把晶圓，切割成小片的Die。

17

引線鍵合機(jī)（Wire Bonder）

設(shè)備功能：把半導(dǎo)體芯片上的Pad與管腳上的Pad，用導(dǎo)電金屬線（金絲）鏈接起來。

中國半導(dǎo)體行業(yè)要實(shí)現(xiàn)從跟蹤走向引領(lǐng)的跨越，裝備產(chǎn)業(yè)將是重要環(huán)節(jié)，其中需要更多的創(chuàng)新，才能引領(lǐng)中國半導(dǎo)體設(shè)備的發(fā)展，并推動(dòng)我國芯片工藝制程和技術(shù)跨越式提升。

半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)的主要功能，其最核心的部分，是針對(duì)設(shè)備的管理、產(chǎn)品制品的管理、生產(chǎn)流程的管理以及工程數(shù)據(jù)的采集分析和生產(chǎn)過程的控制監(jiān)等。另外，在實(shí)踐的操作和運(yùn)用當(dāng)中，還可以使得系統(tǒng)的功能更加完善并且可靠，進(jìn)而可以滿足企業(yè)改進(jìn)技術(shù)手段的需求，滿足更高級(jí)生產(chǎn)的需要。在當(dāng)前階段的半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)中，還出現(xiàn)了新型的擴(kuò)展功能，所有的功能都是半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，是一個(gè)不可分割的整體，并且為半導(dǎo)體行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)的應(yīng)用

信息化工作的推動(dòng)，往往采取項(xiàng)目形式，半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)的實(shí)施也不例外。在正式實(shí)施系統(tǒng)之前，重點(diǎn)工作包括項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的建立以及項(xiàng)目實(shí)施范圍的確定，并明確客戶與開發(fā)商的基本情況，值得關(guān)注的是，由于信息化項(xiàng)目的特性，企業(yè)高管的參與度越高，推動(dòng)越積極，則項(xiàng)目成功的概率也越高，反之，企業(yè)參與項(xiàng)目人員則容易產(chǎn)生消極、抵觸等情緒，很有可能導(dǎo)致需求反復(fù)、項(xiàng)目超時(shí)等問題，嚴(yán)重者，甚至直接導(dǎo)致項(xiàng)目失敗。

其次，需要建立業(yè)務(wù)藍(lán)圖，并以系統(tǒng)實(shí)施為契機(jī)啟動(dòng)業(yè)務(wù)流程再造，實(shí)施階段，車間管理對(duì)象的模型建立，在系統(tǒng)當(dāng)中，為了滿足管理的需求，需要將每一個(gè)具有特定的屬性和特征的實(shí)體稱作是對(duì)象，按照對(duì)象的特征開發(fā)數(shù)據(jù)維護(hù)界面。半導(dǎo)體制造車間的對(duì)象大體上分為兩類。第一類，軟體對(duì)象，任何變化都受到控制，不具備本身的屬性；第二類，對(duì)象僅僅關(guān)注本身的存在性和屬性，對(duì)象當(dāng)前狀態(tài)及屬性的直觀呈現(xiàn)對(duì)于排單及車間生產(chǎn)制造有著很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。每一個(gè)對(duì)象都有與之對(duì)應(yīng)的活動(dòng)版本，一個(gè)完整的ECN過程包含有申請(qǐng)、解凍、審批、修改以及公布。

在工藝流程模型建立過程中，系統(tǒng)定義了以下幾種對(duì)象：工藝流程、加工工序以及設(shè)備能力集。在完成上述工作之后，下一階段則為系統(tǒng)的實(shí)施和上線，首先需要對(duì)基礎(chǔ)信息進(jìn)行整理，對(duì)功能進(jìn)行定制和開發(fā)，并且進(jìn)行系統(tǒng)單元測(cè)試和集成測(cè)試，直至達(dá)到系統(tǒng)上線的標(biāo)準(zhǔn)。

半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)可以在用戶指定的權(quán)限范圍之內(nèi)，執(zhí)行相關(guān)的系統(tǒng)操作。如：針對(duì)制造車間的運(yùn)行流程進(jìn)行定義，監(jiān)控訂單下達(dá)及制造加工過程、設(shè)備工作狀態(tài)等，并能實(shí)時(shí)采集分析數(shù)據(jù)，其可以在最大程度上客觀反映車間操作人員的執(zhí)行及設(shè)備運(yùn)行情況。通過使用半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)，并且在實(shí)踐中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)完善，很多半導(dǎo)體企業(yè)因此受益。企業(yè)生產(chǎn)效率、設(shè)備OEE均得到了穩(wěn)步提升，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期顯著縮短，并且在制品報(bào)廢率也明顯降低，一線操作人員的流失率得到了很好的控制，車間的產(chǎn)能進(jìn)一步提升。