半导体设备由 8 类核心子系统构成

据半导体产业调查公司 VLSI 统计，半导体设备的关键子系统主要分为 8 大类。
包含：气液流量控制系统、真空系统、制程诊断系统、光学系统、电源及气体反应系统、热管理系统、晶圆传送系统、其他集成系统及关键组件，每个子系统亦由数量庞大的零部件组合而成。

核心子系统 核心子系统(英文 具体部件
气液流量控制系统 Fluid Management Subsystems 气体流量控制器、液体流量控制器、排液泵等
真空系统 Vacuum Subsystems 控制阀、隔离阀、传输阀、低温泵、干式泵、分子泵等
制程诊断系统 Integrated Process Diagnostics Subsystems 气体分析仪、液体分析仪、粒子计数器、其他计量等
光学系统 Optical Subsystems 光刻光学系统
电源及气体反应 Power and Reactive Gas Subsystems RF 射频电源，RF 射频电源匹配网络、DC 制程电源、等离子体源等
热管理系统 Thermal Management Subsystems 温控装臵、换热系统、测温系统等
晶圆传送系统 Wafer Handling Subsystems 真空机械手臂、常压机械手臂、
集成系统 Integrated Subsystems  
晶圆传关键组件送系统 Critical Components 静电卡盘装臵、陶瓷组件、橡胶组件

不同半导体设备的核心零部件有所不同。
例如：光刻机的核心零部件包括工作台、投影物镜、光源 等，而等离子体真空设备（PVD、CVD、刻蚀）的核心零部件包括 MFC、射频电源、真空泵、ESC 等。

图表 2. 各类半导体设备所需核心零部件比较

设备 半导体设备核心零部件
光刻机 工件台、投影物镜、光源、光束矫正器、能量控制器、光束形状设臵、掩膜台、内部封闭框架、减振器等
涂胶显影机 机械传动、陶瓷热盘、中空轴电机、光刻胶泵、高精度温湿度控制器
清洗设备 气路系统、物料传送系统、反应腔、电气类、加热器、功能水、臭氧发生器、 CO2 混合发生器、冷却器、氢气发生器、兆声波发生器等
PVD 真空及排气系统、MFC、冷却水供给系统、加热电源、阴极电源、检测/监控系统
PECVD RF 射频电源、MFC、反应室系统、尾气处理系统、真空系统
刻蚀机 晶圆盒、ESC、射频发生器、反应控制器、分子泵、等离子体反应器等
离子注入机 离子源、引出电极、离子分析器、加速管、扫描系统、工艺室
CMP 设备 研磨衬垫、自旋晶圆载具、研磨浆输配器装臵等

半导体设备企业采购的零部件通常包括机械类、机电一体类、电气类、气体输送系统类、真空系统 类、附属设备等。

  • SSI Small Scale Integration 小型集成电路
  • MSI Medium Scale Integration 中型集成电路
  • LSI Large Scale Integration 大规模集成电路
  • VLSI Very Large Scale Integration Circuit 超大规模集成电路
  • ULSI Ultra Large Scale Integration 极大规模集成电路
  • IC Integrated Circuit Chip 集成电路

  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor 互补式金属氧化物半导体

  • 按导电类型不同分类：
  • 集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路。双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型

  • 单极型集成电路的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成大规模集成电路，代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型

  • MES Manufacturing Execution System 制造执行系统

  • SPC Statistic Process Control 统计制程管制

  • SVID Status Variable ID 设备状态变量

  • PVD Physical Vapor Deposition 物理气相沉积
  • CVD Chemical Vapor Deposition 化学气相沉积

  • CMP 化学机械研磨

  • PR 光阻

  • Quartz 石英
  • RF Generator 射频发生器
  • Pump 泵
  • Valve 阀门
  • e-Chuck 静电吸盘
  • Shower Head 反应腔喷淋头
  • Edge Ring 边缘环
  • 真空规/真空计

    主要是用来测量某一个腔室或者管道中的压强

  • MFC Mass Flow Meter 质量流量计

    是一种精确测量气体流量的仪表，其测量值不因温度或压力的波动而失准，不需要温度压力补偿。质量流量控制器, 即Mass Flow Controller（缩写为MFC）, 不但具有 质量流量计的功能，更重要的是，它能自动控制气体流量，即用户可根据需要进行流量设定，MFC自动地将流量恒定在设定值上，即使系统压力有波动或环境温度有变化，也 会使其偏离设定值。简单地说,质量流量控制器就是一个稳流装置, 是一个可以手动设定或与计算机联接自动控制的气体稳流装置。

  • Chiller 半导体温控装臵系列
  • Wafer Sorter/AMR 机器人系列
  • Local Scrubber 废气处理装臵系列
  • Ceramic 陶瓷部件

  • O-Ring O型密封圈

  • Gauge 测量
  • Valve 阀门
  • Shower head 反应腔 喷淋头
  • block plate 气体缓冲盘
  • Chuck 吸盘

  • Edge Ring 边缘环

  • PDCA 循环 Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Act（处理）

前段制程（扩散制程）：
FEOL：在硅片上做出电阻、电容、二极管等元件
BEOL：在各种原件间做出各种连接线路
》〉成膜，曝光，蚀刻，掺杂，CMP，清洗/干燥，针测〈《

后段制程：
封装：
测试：
》〉背面研磨，切割〈《

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Si 硅 SiO2 二氧化硅
O2 氧气 SiH4 硅烷
N2 氮气 Poly-Si 多晶硅
B 硼 NiO2 二氧化镍