半導體設備有哪些？

半導體設備泛指用于生產各類半導體產品所需的生產設備，屬于半導體行業產業鏈的關鍵支撐環節。半導體設備是半導體產業的技術先導者，芯片設計、晶圓制造和封裝測試等需在設備技術允許的范圍內設計和制造，設備的技術進步又反過來推動半導體產業的發展。

以半導體產業鏈中技術難度最高、附加值最大、工藝最為復雜的集成電路為例，應用于集成電路領域的設備通?？煞譃榍暗拦に囋O備（晶圓制造）和后道工藝設備（封裝測試）兩大類。

其中的前道晶圓制造中的七大步驟分別為氧化／擴散，光刻，刻蝕，清洗，離子注入，薄膜生長，拋光。每個步驟用到的半導體設備具體如下：

一、氧化／擴散／退火

氧化是將硅片放置于氧氣或水汽等氧化劑的氛圍中進行高溫熱處理，在硅片表面發生化學反應形成氧化膜的過程；擴散是指在高溫條件下，利用熱擴散原理將雜質元素按工藝要求摻入硅襯底中，使其具有特定的濃度分布，從而改變硅材料的電學特性；退火是指加熱離子注入后的硅片，修復離子注入帶來的晶格缺陷的過程。

1. 擴散爐

擴散爐用于大規模集成電路、分立器件、電力電子、光電器件和光導纖維等行業的擴散、氧化、退火、合金及燒結等工藝。擴散工藝的主要用途是在高溫條件下對半導體晶圓進行摻雜，即將元素磷、硼擴散入硅片，從而改變和控制半導體內雜質的類型、濃度和分布，以便建立起不同的電特性區域。

2. 氧化爐

為半導體材料進氧化處理，提供要求的氧化氛圍，實現半導體設計預期的氧化處理，是半導體加工過程不可或缺的一個環節。

3. 退火爐

半導體器件制造中使用的一種工藝設備，其包括加熱多個半導體晶片以影響其電性能。熱處理是針對不同的效果而設計的?？梢约訜峋约せ顡诫s劑，將薄膜轉換成薄膜或將薄膜轉換成晶片襯底界面，使致密沉積的薄膜，改變生長的薄膜的狀態，修復注入的損傷，移動摻雜劑或將摻雜劑從一個薄膜轉移到另一個薄膜或從薄膜進入晶圓襯底。

二、光刻

平面型晶體管和集成電路生產中的主要工藝，是對半導體晶片表面的掩蔽物（如二氧化硅）進行開孔，以便進行雜質的定域擴散的一種加工技術。一般的光刻工藝要經歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對準曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序。

1. 涂膠顯影設備

涂膠顯影設備是利用機械手實現晶圓在各系統間的傳輸和加工，與光刻機達成完美配合從而完成晶圓的光刻膠涂覆、固化、顯影等工藝過程。作為光刻機的輸入即曝光前光刻膠涂覆和輸出即曝光后圖形的顯影，涂膠顯影機的性能不僅對細微曝光處的形成造成直接影響，而且其顯影工藝的圖形質量和誤差控制對后續蝕刻、離子注入工藝中的圖形轉移結果也有著深刻的影響。

2. 光刻設備

通俗來說就是光刻機（Mask Aligner） ，又名掩模對準曝光機，曝光系統，光刻系統等，是制造芯片的核心裝備。它采用類似照片沖印的技術，把掩膜版上的精細圖形通過光線的曝光印制到硅片上。光刻機是生產大規模集成電路的核心設備，需要掌握深厚的光學和電子工業技術，世界上只有少數廠家掌握，而且光刻機價格昂貴，通常在 3 千萬至 5 億美元。

3. 對準檢測設備

對準檢測設備主要用于光刻工藝中掩模板與晶圓的對準、芯片鍵合時芯片與基板的對準、表面組裝工藝中元器件與PCB基板的對準，也應用于各種加工過程中，如晶圓測試、晶圓劃片、各種激光加工工藝中等。精密檢測技術是對準檢測的基礎，檢測方法主要有光學檢測法和光電檢測法。

在前20家全球半導體設備企業中，從企業所屬國家和地區來看，有4家美國企業，2家荷蘭企業，1家韓國企業，中國大陸和香港各一家入圍，其余全是日本企業。

據日本半導體制造設備協會7月份發布的預期，預計2022年日本的半導體設備銷售額將達到4萬億日元，比去年增長17%，日本半導體設備的銷售總額從1萬億日元到2萬億日元用了大約22年，而從3萬億日元增長到4萬億日元只用了4年。日本半導體設備市場代表了全球半導體設備大環境的一個縮影。