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一、光刻機是什么用途
光刻機是芯片制造的核心設備之一,按照用途可以分為好幾種:有用于生產芯片的光刻機;有用于封裝的光刻機;還有用于LED制造領域的投影光刻機。
用于生產芯片的光刻機是中國在半導體設備制造上最大的短板,國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口,本次廈門企業從荷蘭進口的光刻機就是用于芯片生產的設備。
二、光刻機的工作原理
在加工芯片的過程中,光刻機通過一系列的光源能量、形狀控制手段,將光束透射過畫著線路圖的掩模,經物鏡補償各種光學誤差,將線路圖成比例縮小后映射到硅片上,然后使用化學方法顯影,得到刻在硅片上的電路圖。
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、激光刻蝕等工序。經過一次光刻的芯片可以繼續涂膠、曝光。越復雜的芯片,線路圖的層數越多,也需要更精密的曝光控制過程。
三、光刻機的種類
1、接觸式曝光:掩膜板直接與光刻膠層接觸。曝光出來的圖形與掩膜板上的圖形分辨率相當,設備簡單。接觸式,根據施加力量的方式不同又分為:軟接觸,硬接觸和真空接觸。
a、軟接觸,就是把基片通過托盤吸附住(類似于勻膠機的基片放置方式),掩膜蓋在基片上面。
b、硬接觸,是將基片通過一個氣壓(氮氣)往上頂,使之與掩膜接觸。
c、真空接觸,是在掩膜和基片中間抽氣,使之更加好的貼合。
特點:光刻膠污染掩膜板,掩膜板的磨損,容易損壞,壽命很低,容易累積缺陷。上個世紀七十年代的工業水準,已經逐漸被接近式曝光方式所淘汰了,國產光刻機均為接觸式曝光,國產光刻機的開發機構無法提供工藝要求更高的非接觸式曝光的產品化。
2、、接近式曝光(Proximity Printing):掩膜板與光刻膠基底層保留一個微小的縫隙,可以有效避免與光刻膠直接接觸而引起的掩膜板損傷,使掩膜和光刻膠基底能耐久使用。
特點:掩模壽命長(可提高10倍以上),圖形缺陷少,接近式在現代光刻工藝中應用最為廣泛。
3、投影式曝光(Projection Printing):在掩膜板與光刻膠之間使用光學系統聚集光實現曝光。一般掩膜板的尺寸會以需要轉移圖形的4倍制作。
特點:提高了分辨率,掩膜板的制作更加容易,掩膜板上的缺陷影響減小。
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