半导体设备和材料是产业链的上游，是促进技术进步的关键环节。半导体设备和材料被用于许多领域，例如集成电路和LED，其中集成电路的比例和技术难度最高。
01
C制造过程及其所需的设备和材料
半导体产品的加工主要包括晶圆制造（前端）和封装（后端）测试。随着先进封装技术的渗透，晶圆制造和封装之间便有了一个过程。该链接称为“中端”。
由于半导体产品的处理程序很多，因此在制造过程中需要大量的半导体设备和材料。在这里，我们以最复杂的晶圆制造（前路）和传统封装（后路）工艺为例，说明制造过程所需的设备和材料。
▲IC产业链
IC晶圆生产线的主要生产区域以及所需的设备和材料
晶圆生产线可分为7个独立的生产区域：扩散（热工艺），光刻（光刻），蚀刻（蚀刻），离子注入（离子注入），薄膜生长（介电沉积），抛光（CMP）3.金属化。
这七个主要生产领域以及相关的步骤和测量都在晶圆清洗厂中进行。在这些生产区域中放置了几种半导体器件，以满足不同的需求。例如，在光刻领域，除了光刻机外，还将有配套的胶水/显影和测量设备。
▲先进的包装技术和中端技术
▲IC晶圆制造流程图
▲IC晶圆生产线的主要生产区域以及所需的设备和材料
传统包装工艺
传统的包装（后端）测试过程可以大致分为8个主要步骤：背面减薄，晶圆切割，打补丁，引线键合，成型，电镀，切割/成型和最终测试。与IC晶圆制造（前端）相比，后端封装相对简单，技术难度较低，对工艺环境，设备和材料的要求也低于晶圆制造。
▲传统包装的主要步骤以及所需的设备和材料
02
主要半导体设备及所用材料
1）氧化炉
设备功能：氧化半导体材料，提供所需的氧化气氛，实现预期的半导体氧化工艺，是半导体加工过程中必不可少的部分。
所用材料：硅片，氧气，惰性气体等
国外主要制造商：英国Thermco公司，德国CentrothermthermalSolutionsGmbHCo.KG等。
国内主要制造商：七星电子，青岛富朗德，中国电子科技集团第48研究所，青岛旭光仪器设备有限公司，中国电子科技集团第45研究所等。
2）PVD（物理气相沉积）
设备功能：通过偶极溅射中平行于靶表面的闭合磁场，以及在靶表面上形成的正交电磁场，将二次电子束缚在靶表面上的特定区域，以实现高离子密度和高能量电离。将靶原子或分子以高速率溅射沉积在基板上以形成薄膜。
使用的材料：靶材，惰性气体等
国外主要制造商：美国应用材料公司，美国PVD公司，美国Vaportech公司，英国Teer公司，瑞士Platit公司，德国Cemecon公司等。
国内主要制造商：北方微电子，北京仪器厂，沉阳中科仪器，成都南光实业有限公司，中国电子科技集团公司48，核心设备有限公司等。
3)PECVD
设备功能：利用沉积室中的辉光放电使反应气体电离，从而在基板上进行化学反应，从而沉积出半导体薄膜材料。
使用的材料：特殊气体（前体，惰性气体等）。
主要国外制造商：美国的ProtoFlex，日本的Tokki，日本的岛津，美国的LamResearch，荷兰的ASMInternational等。
国内主要制造商：北方微电子，中国电子科技集团45，北京仪器厂等。
4)MOCVD
设备功能：通过热分解反应在衬底上进行气相外延，并生长各种III-V，II-VI化合物半导体及其多种固溶体的薄单晶材料。
使用的材料：特殊气体（MO气源，惰性气体等）。
国外主要制造商：Aixtron，德国，Veeco等
国内主要制造商：中芯国际，中升光电，理想能源设备等。
5）光刻机
设备功能：将掩模上的图案转移到涂有光刻胶的基板（硅片）上，使光刻反应并为下一个处理（蚀刻或离子注入）做准备。
所需材料：光致抗蚀剂等
主要外国公司：荷兰Asmell（ASML），日本尼康，日本佳能，ABM，德国SUSS，Ultratech，奥地利EVG等。
国内主要公司：上海微电子设备（SMEE），中国电子科技集团48，中国电子科技集团45，成都光学机械研究所等。
6）胶水显影机
设备功能：与光刻机配合工作，首先将光刻胶均匀地涂在晶片上，以满足光刻机的工作要求；然后，处理通过光刻机曝光的晶片，并施加曝光的光致抗蚀剂。与紫外线发生化学反应的部分被去除或保留。
使用的材料：光刻胶，显影剂等
国外主要制造商：日本TEL，德国SUSS，奥地利EVG等
国内主要制造商：沉阳鑫源等
7）测试设备（CDSEM，OVL，AOI，膜厚等）
设备功能：通过表征半导体加工的形态和结构，检测缺陷，可以达到监控半导体加工，提高生产良率的目的。
所用材料：特殊气体等
国外主要制造商：美国KLA-Tencor，美国应用材料，日本日立，美国鲁道夫，以色列Camtek等。
国内主要公司：上海瑞丽科学仪器有限公司等
8）干蚀刻机
设备功能：在扁平电极之间施加高频电压，产生数百微米厚的离子层，放入图形，离子高速冲击图形中，实现化学反应刻蚀和物理冲击，实现半导体加工。
所用材料：特殊气体等
国外主要制造商：美国应用材料，美国林研究，韩国巨星，韩国TES等。
国内主要企业：中国微电子，北方微电子，中国电子科技集团第四十八研究所等。
9）CMP（化学机械抛光）
设备功能：通过机械研磨和化学液体溶解“腐蚀”的共同作用，对要研磨的物体（半导体）进行抛光。
所用材料：抛光液，抛光垫等
国外主要制造商：美国应用材料公司，美国Rtec公司等。
国内主要制造商：华海轻科，盛美半导体，中电45等
10）晶圆贴合机
设备功能：两个晶片相互结合，表面原子彼此反应产生共价键，这是实现3D晶片堆叠的重要设备。
所用材料：粘接胶等
国外主要制造商：德国SUSS，奥地利EVG等
国内主要制造商：苏州美图和上海微电子设备。
11）湿法工艺设备（电镀，清洁，湿法蚀刻等）
设备功能：1）电镀设备：将电镀液中的金属离子电镀到晶片表面形成金属互连；2）清洁设备：去除晶圆表面上的残留物和污染物；3）湿法蚀刻设备：化学蚀刻液和被蚀刻物质之间的化学反应将剥离被蚀刻物质。
所用材料：电镀液，清洗液，蚀刻液等
国外主要制造商：日本DNS，美国应用材料，美国Mattson（北京亦庄国家投资公司收购）等。
国内主要制造商：胜美半导体，上海信阳，沉阳信源，苏州西太电子等。
12）离子注入
器件功能：掺杂半导体材料表面附近的区域。
所用材料：特殊气体等
国外主要制造商：美国AMAT等
国内主要制造商：中国电子科技集团公司48，中科新等
13）晶圆测试（CP）系统
设备功能：通过探头与半导体器件焊盘的接触进行电气测试，以检查半导体性能指标是否符合设计性能要求。
使用的材料：不适用。
国外主要制造商：Advantest，Teradyne等
国内主要制造商：北京华丰测控，上海宏策，绍兴宏邦，杭州长川科技，中电45等。
14）晶圆减薄机
设备功能：通过抛光，减少了晶片的厚度。
所用材料：研磨液等
国外主要制造商：日本DISCO，日本OKAMOTO，以色列Camtek等。
国内主要生产企业：北京中电科，兰州蓝鑫高科技产业有限公司，深圳市方大磨床制造有限公司，深圳市金利力精密磨床制造有限公司，威安达磨床设备有限公司。，深圳华年丰科技有限公司等
15）晶圆切片机
设备功能：将晶圆切成小块。
所用材料：切丁刀，切丁液等
国外主要制造商：日本DISCO等
国内主要制造商：中国电子科技集团公司第45号，北京中电科，北京科创远光电技术有限公司，沉阳仪器技术研究院，西北机械有限公司，盛晟机电设备公司，兰州蓝鑫高科技产业有限公司，大族激光等
16）焊线机
设备功能：用导电金属线（金线）连接半导体芯片上的焊盘和引脚上的焊盘。
所用材料：金属线等
国外主要制造商：ASMPacific等
国内主要生产企业：中国电子科技集团公司45，北京创新科技发展有限公司，北京中电科，深圳凯久自动化设备有限公司等。
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