芯片制造關(guān)鍵設備：離子注入機
離子注入機是集成電路制造等領域的關(guān)鍵設備之一。 離子注入機主要由五部分組成：離子源、磁分析器、加速管或減速管、聚焦和掃描系統(tǒng)、工藝腔(靶室和后臺處理系統(tǒng))。離子源：用來產(chǎn)生離子的裝置。原理是通過鎢燈絲、射頻或和微波等技術(shù)制備要摻雜的離子對摻雜源進行離子化，再經(jīng)吸極吸出，由初聚焦系統(tǒng)聚成離子束，射向磁分析器。
磁分析器：利用不同荷質(zhì)比的離子在磁場下運動軌跡的不同將離子分離，選出所需的摻雜離子，被選離子束通過可變狹縫，進入加速管或減速管。加速管或減速管：從分析器出來的離子束，經(jīng)過加速或減速打到硅片內(nèi)部去，離子經(jīng)過加速或減速電極后，在靜電場作用下獲得所需能量。
聚焦和掃描系統(tǒng)：離子束離開加速管后進入控制區(qū)，先由靜電聚焦透鏡使其聚焦進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，束流被偏轉(zhuǎn)注到靶上。工藝腔：包括真空排氣系統(tǒng)、裝卸硅片的終端臺、硅片傳輸系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)。
在半導體晶圓的制造過程中，由于純凈硅的導電性能很差，需要加入少量雜質(zhì)使其結(jié)構(gòu)和電導率發(fā)生改變，從而變成一種有用的半導體，這個過程稱為摻雜。 目前摻雜主要的方法有兩種，分別為高溫熱擴散法和離子注入法，其中，離子注入占據(jù)著主流地位。 離子注入是指將離子入射到硅片材料中，引起材料表面成分、結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化的摻雜過程，是最主要的摻雜工藝，在集成電路、IGBT、太陽能電池、AMOLED等領域被廣泛使用。 離子注入具備各種優(yōu)點，比如說能夠精確控制能量和劑量、摻雜均勻性好、純度高、低溫摻雜、不受注射材料影響等等。目前在0.25um特征尺寸以下和大直徑硅片制造中，離子注入已經(jīng)成為標準工藝。離子注入時，從離子源引出的離子經(jīng)過磁分析器選擇出需要的離子，分析后的離子經(jīng)加速或減速以改變離子的能量，再經(jīng)過兩維偏轉(zhuǎn)掃描器使離子束均勻的注入到材料表面，用電荷積分儀可精確的測量注入離子的數(shù)量，調(diào)節(jié)注入離子的能量可精確的控制離子的注入深度。 
根據(jù)《離子注入機通用規(guī)范》（GB/T 15862-2012），離子注入機按能量高低可分為：低能離子注入機、中能離子注入機、高能離子注入機和兆伏離子注入機；按束流大小可分為：小束流離子注入機、中束流離子注入機、強流離子注入機和超強流離子注入機。行業(yè)內(nèi)，通常將強流離子注入機和超強流離子注入機統(tǒng)稱為大束流離子注入機。各類離子注入機中低能大束技術(shù)難度最高。 可以看出，離子注入機在半導體制造流程起著舉足輕重的重要地位。 缺芯潮擴充晶圓需求 離子注入機廣闊前景 目前，全球半導體仍處于短缺狀態(tài)，下游終端廠商備庫存也成為常態(tài)，晶圓廠產(chǎn)能持續(xù)擴張，半導體設備依舊供不應求。據(jù)SEMI統(tǒng)計，2022年全球?qū)U建29座晶圓廠，產(chǎn)能最高可達每月40萬片。目前中國大陸和中國臺灣將各擴建8座晶圓廠，這個行為對拉動半導體設備需求有顯著效果。 另外，近年國內(nèi)晶圓廠的供應鏈策略也有發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)變，即將啟用批量采購支持戰(zhàn)略供應商的模式，加強與國產(chǎn)設備廠商的聯(lián)動效果，打造正循環(huán)生態(tài)鏈形態(tài)。 可見，國內(nèi)設備廠商即將迎來新一輪的機遇，應持續(xù)突破。作為集成電路前道四大核心設備，離子注入機設備的研制難度僅次于光刻機，長期被Axceils、海外設備商應用材料壟斷。目前，需要20臺以上離子注入機才能生產(chǎn)一條月產(chǎn)1萬片的12英寸邏輯芯片生產(chǎn)線，因此國產(chǎn)設備的發(fā)展空間極大，離子注入機市場前景廣闊。 批量采購戰(zhàn)略 供應商進入黃金期 萬山企業(yè)旗下的凱世憑借卓越能力的研發(fā)團隊和積累深厚的行業(yè)經(jīng)驗，取得了客戶驗證、批量生產(chǎn)、正式訂單的依次突破，以產(chǎn)品的領先優(yōu)勢，毋庸置疑成為了首家為12英寸主流芯片制造廠批量供應半導體離子注入機的國產(chǎn)制造商，并率先應用在28nm成熟制程產(chǎn)線，進一步鞏固了凱世通在國內(nèi)離子注入行業(yè)領域內(nèi)的領先優(yōu)勢地位。
據(jù)了解，凱世已經(jīng)成為國內(nèi)主流客戶所認可的采購戰(zhàn)略供應商，目前正在不斷提高自身實力為國內(nèi)晶圓廠提供穩(wěn)定供應，同時憑借在半導體設備積累的技術(shù)優(yōu)勢，通過了交付能力、產(chǎn)能達成、服務支持、合作拓展等方面的嚴格篩選。在2021年，凱世通自主研發(fā)的低能大束流離子注入機和高能離子注入機就已相繼順利通過客戶驗證并完成驗收。
文章來源：轉(zhuǎn)載旺財新媒體文章《2022離子注入機新的成長曲線》,若有侵權(quán)，請聯(lián)系刪。
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