晶圓是製造半導體器件的基本材料,通常是由高純度單晶矽通過一系列複雜工藝製成的薄片。
在積體電路(IC)和微電子工業中,晶圓應用廣泛,其表面通過光刻、摻雜、蝕刻形成各種電路結構,最後切割成獨立的晶元(裸片),然後封裝成各種電子元件,如處理器、儲存器、感測器等。
晶圓尺寸有多種尺寸,如6英吋、8英吋和12英吋(直徑約為150公釐、200公釐和300公釐),晶圓尺寸越大,同一晶圓上可以生產的晶元數量就越多,可以提高生產率並降低成本。
此外,隨著科學技術的發展,還有砷化鎵、氮化鎵等化合物半導體製成的晶圓,用於製造特定型別的半導體器件,如射頻器件、光電元件等。
矽片如此重要,那麼矽片是如何生產的呢? 晶圓製造過程中最關鍵的裝置之一是光刻機,它負責將設計的電路圖案精確轉移到晶圓表面的光刻膠層,這一過程是積體電路製造中必不可少的步驟,決定了晶元的微觀結構和效能。
在全球範圍內,荷蘭公司ASML是高階光刻機領域的領導者,特別是在極紫外光刻(EUV光刻)技術方面,是目前唯一一家可以提供商用EUV光刻機的製造商,主要用於製造7nm和更先進工藝的晶元。
此外,日本還有佳能、尼康等公司,主要通過傳統的深紫外(DUV)光刻機和其他型別的非EUV光刻解決方案,以相對成熟的工藝服務於晶圓製造的需求。
在中國,上海微電子裝置(SMEE)等國內公司也在努力開發和生產光刻機,以滿足當地半導體行業對光刻裝置的需求。 但與國際頂級水平相比,國產光刻機的先進技術和市場占有率仍存在一定差距。
最後需要強調的是,每一塊晶元都是從晶圓中誕生的,晶圓的質量、純度和加工精度直接影響到最終晶元的效能和良率。
沒有高質量的晶圓作為基礎,就無法製造出高效能的積體電路晶元。 因此,在一定程度上,晶圓可以說是晶元的物質基礎,或者說是晶元製造過程的“靈魂”。
然而,晶元的完整價值也體現在設計、製造工藝、封裝測試等環節,這些環節共同構成了晶元的整體內涵。