半导体生产过程需要多少设备？mes系统生产流程设备管理的应用

半导体工业已经超过传统的钢铁工业、汽车工业，成为21世纪的高附加值、高科技产业。半导体是许多工业整机设备的核心，普遍应用于计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等核心领域。

半导体主要有四个组成部分：集成电路、光电子器材、分立器材和传感器；集成电路是半导体工业的核心，占到了80%以上。集成电路包括逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片和mpu等。集成电路在性能、集成度、速度等方面的快速发展是以半导体物理、半导体器件、半导体制造工艺的发展为基础的。

半导体业如此巨大的市场，半导体工艺设备为半导体大规模制造提供制造基础。未来半导体器件的集成化、微型化程度必将更高，功能更强大。以下附送半导体生产过程中的主要设备。

1

单晶炉

设备功能：熔融半导体材料，拉单晶，为后续半导体器件制造，提供单晶体的半导体晶坯。

2

气相外延炉

设备功能：为气相外延生长提供特定的工艺环境，实现在单晶上，生长与单晶晶相具有对应关系的薄层晶体，为单晶沉底实现功能化做基础准备。气相外延即化学气相沉积的一种特殊工艺，其生长薄层的晶体结构是单晶衬底的延续，而且与衬底的晶向保持对应的关系。

3

分子束外延系统

设备功能：分子束外延系统，提供在沉底表面按特定生长薄膜的工艺设备；分子束外延工艺，是一种制备单晶薄膜的技术，它是在适当的衬底与合适的条件下，沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜。

4

氧化炉（VDF）

设备功能：为半导体材料进行氧化处理，提供要求的氧化氛围，实现半导体预期设计的氧化处理过程，是半导体加工过程的不可缺少的一个环节。

5

低压化学气相淀积系统（LPCVD）

设备功能：把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入LPCVD设备的反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜。

6

等离子体增强化学气相淀积系统（PECVD）

设备功能：在沉积室利用辉光放电，使其电离后在衬底上进行化学反应，沉积半导体薄膜材料。

7

磁控溅射台（MSA）

设备功能：通过二极溅射中一个平行于靶表面的封闭磁场，和靶表面上形成的正交电磁场，把二次电子束缚在靶表面特定区域，实现高离子密度和高能量的电离，把靶原子或分子高速率溅射沉积在基片上形成薄膜。

8

化学机械抛光机（CMP）

设备功能：通过机械研磨和化学液体溶解“腐蚀”的综合作用，对被研磨体（半导体）进行研磨抛光。

9

光刻机

设备功能：在半导体基材上（硅片）表面匀胶，将掩模版上的图形转移光刻胶上，把器件或电路结构临时“复制”到硅片上。

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反应离子刻蚀系统（RIE） 

设备功能：平板电极间施加高频电压，产生数百微米厚的离子层，放入式样，离子高速撞击式样，实现化学反应刻蚀和物理撞击，实现半导体的加工成型。

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ICP等离子体刻蚀系统

设备功能：一种或多种气体原子或分子混合于反应腔室中，在外部能量作用下（如射频、微波等）形成等离子体，一方面等离子体中的活性基团与待刻蚀表面材料发生化学反应，生成可挥发产物；另一方面等离子体中的离子在偏压的作用下被引导和加速，实现对待刻蚀表面进行定向的腐蚀和加速腐蚀。

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湿法刻蚀与清洗机

设备功能：湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术。清洗是为减少沾污,因沾污会影响器件性能,导致可靠性问题,降低成品率，这就要求在每层的下一步工艺前或下一层前须进行彻底的清洗。

13

离子注入机（IBI）

设备功能：对半导体表面附近区域进行掺杂。

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探针测试台

设备功能：通过探针与半导体器件的pad接触，进行电学测试，检测半导体的性能指标是否符合设计性能要求。

15

晶片减薄机

设备功能：通过抛磨，把晶片厚度减薄。

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晶圆划片机（DS）

设备功能：把晶圆，切割成小片的Die。

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引线键合机（Wire Bonder）

设备功能：把半导体芯片上的Pad与管脚上的Pad，用导电金属线（金丝）链接起来。

中国半导体行业要实现从跟踪走向引领的跨越，装备产业将是重要环节，其中需要更多的创新，才能引领中国半导体设备的发展，并推动我国芯片工艺制程和技术跨越式提升。

半导体行业MES系统的主要功能，其最核心的部分，是针对设备的管理、产品制品的管理、生产流程的管理以及工程数据的采集分析和生产过程的控制监等。另外，在实践的操作和运用当中，还可以使得系统的功能更加完善并且可靠，进而可以满足企业改进技术手段的需求，满足更高级生产的需要。在当前阶段的半导体行业MES系统中，还出现了新型的扩展功能，所有的功能都是半导体行业MES系统当中的重要组成部分，是一个不可分割的整体，并且为半导体行业的进一步发展，奠定了坚实的基础。

半导体行业MES系统的应用

信息化工作的推动，往往采取项目形式，半导体行业MES系统的实施也不例外。在正式实施系统之前，重点工作包括项目团队的建立以及项目实施范围的确定，并明确客户与开发商的基本情况，值得关注的是，由于信息化项目的特性，企业高管的参与度越高，推动越积极，则项目成功的概率也越高，反之，企业参与项目人员则容易产生消极、抵触等情绪，很有可能导致需求反复、项目超时等问题，严重者，甚至直接导致项目失败。

其次，需要建立业务蓝图，并以系统实施为契机启动业务流程再造，实施阶段，车间管理对象的模型建立，在系统当中，为了满足管理的需求，需要将每一个具有特定的属性和特征的实体称作是对象，按照对象的特征开发数据维护界面。半导体制造车间的对象大体上分为两类。第一类，软体对象，任何变化都受到控制，不具备本身的属性；第二类，对象仅仅关注本身的存在性和属性，对象当前状态及属性的直观呈现对于排单及车间生产制造有着很强的指导意义。每一个对象都有与之对应的活动版本，一个完整的ECN过程包含有申请、解冻、审批、修改以及公布。

在工艺流程模型建立过程中，系统定义了以下几种对象：工艺流程、加工工序以及设备能力集。在完成上述工作之后，下一阶段则为系统的实施和上线，首先需要对基础信息进行整理，对功能进行定制和开发，并且进行系统单元测试和集成测试，直至达到系统上线的标准。

半导体行业MES系统可以在用户指定的权限范围之内，执行相关的系统操作。如：针对制造车间的运行流程进行定义，监控订单下达及制造加工过程、设备工作状态等，并能实时采集分析数据，其可以在最大程度上客观反映车间操作人员的执行及设备运行情况。通过使用半导体行业MES系统，并且在实践中对系统进行持续完善，很多半导体企业因此受益。企业生产效率、设备OEE均得到了稳步提升，产品的生产周期显著缩短，并且在制品报废率也明显降低，一线操作人员的流失率得到了很好的控制，车间的产能进一步提升。