化学气相沉积设备(Chemical Vapor Deposition Equipment,CVD)是用来在“衬底”表面沉积一个或者多个材料层的设备。在芯片制作中,它通常用来沉积铜、铝、钨等金属薄膜。它的工作原理是将金属预游离成气态原子,然后将其沉积在衬底表面。
化学气相沉积设备包括前室和后室。前室是气体反应室,后室是真空抽风室。芯片制作需要高度纯度的气体原料,所以CVD设备内置了一套气体清洗系统,保证了气体的高纯度。制作过程会涉及高温、高压等条件,要求设备的稳定性和控制性都非常高。
光刻设备(Photolithography Equipment)通常用来制作芯片上的图形、线路。它的作用是将芯片表面涂上一层光刻胶并进行光照,使光刻胶发生化学反应。反应结束后,再通过化学溶解或刻蚀的方法,将光刻胶中没有发生化学反应的部分去掉,从而形成储存器、传感器、电容器、晶体管等器件的结构。
光刻设备要求可以精确控制光的方向、波长、强度等参数以及对光刻胶的涂布进行精确控制,并且需要有高度的稳定性和可重复性。
离子注入设备(Ion Implantation Equipment)在制造芯片时用来注入离子,形成导电层或者控制芯片器件的电学性质。离子注入设备通常使用正电离子(如氮、硼、磷等)来控制芯片内部材料层的导电性能。通过控制离子注入量、方向和能量等参数,可以提高芯片的可靠性和性能。
离子注入设备需要稳定的加速器系统、准确的离子束聚束系统以及区分离子束的分离系统,同时也需要精确的温度控制和真空环境控制技术。
化学机械抛光设备(Chemical Mechanical Planarization Equipment,CMP)通常用来将芯片表面平整化。芯片在制造过程中由于会出现不平整现象,如果直接进行刻蚀或者镀膜,会导致器件性能严重下降。而通过使用化学机械抛光设备,可以将芯片表面平整化,使得器件的性能更加稳定可靠。
CMP设备需要精确的旋转控制和压力控制以及用于分散和控制磨料的悬浮体系。同时还需要在平整化过程中避免过热、过度损伤等不利因素对芯片的影响。