半导体专用设备简介1概述作为军用电子元器件的技术支撑，专用设备(以下也称为工艺设备或制造设备）是重要基础之一。在成百上千种电子元器件专用设备中，半导体专用设备集光、机、电、计算机技术于一体，汇各工业领域尖端技术之大成，是最具先进性和代表性的设备。限于篇幅，本章仅以半导体设备作为基本内容加以介绍。在半导体制造中，通常把专用设备分为前道工艺设备（晶圆制造）、后道工艺设备（组装与封装）、制版设备和材料制备设备，其中都包括检测设备和仪器。如图2.1和2.2所示，按照半导体工艺步骤又可将工艺设备分为晶体生长与晶圆制备、掩膜图形设计与制造、外延、高温氧化、薄膜制备、光刻、刻蚀、掺杂、平坦化、中间测试、组装与封装、成品测试等十二类，涉及各种用途的具体设备近百种，图中只列出了具有代表性的设备名称。为叙述方便，不妨对十几种关键设备做具体介绍，力求取得触类旁通的效果。几十年来，随着半导体技术的快速发展，半导体设备也在一代接一代地创新和发展。当今半导体设备的制造和使用涉及50余个学科和近60种化学元素等诸多方面的高新技术，具有极强的技术综合性。不仅如此，半导体设备技术的发展逐步将工艺技术模块化集成到设备中，使其高度自动化和高度智能化，逐步改变了设备与工艺自然分离的局面，时时走在半导体制造业发展的前列，发挥着特殊的重要作用。半导体设备的进一步发展，使其应用领域变得越来越广，在其他电子器件制造领域也都不同程度地采用了半导体设备或由半导体设备演化的设备，成为半导体设备应用的新领域。尤其是在微／纳电子器件、微／纳光机电系统等极小尺寸和极高精度的产品制造领域的逐步应用，对军用电子元器件发展具有极其重要的意义。图2.1—半导体与集成电路工艺关键设备框图2单晶炉2.1基本概念及工作原理晶体生长最广泛使用的设备是采用CZ(Czochralski)法的直拉单晶炉。它主要由主/副炉室、石英坩埚及驱动、籽晶旋转及提升、真空及充气系统、射频或电阻加热器和控制系统等部分组成，如图2.3所示。生长单晶硅，首先将提纯的多晶硅块和少量掺杂材料（B2或P2）装入炉室内的石英坩埚中，待抽真空或充入惰性气体后用加热器加热使多晶硅块和掺杂材料熔化，控制炉温在硅熔点温度（1420℃）使保持液态熔体，即可将籽晶安置到刚接触到液面的位置。随着籽晶从熔体表面旋转并缓慢提升，一层硅原子定向结晶成籽晶同样的晶体结构，掺杂材料的原子也进入生长的晶体中。通过引晶、缩颈、放肩、等径生长...
