光刻机用在芯片生产的哪一步(生产芯片需要光刻机吗)

2022-12-04 15:11:12 股票 xialuotejs

光刻机和芯片有什么关系,为什么没有光刻机就制造不了芯片?

光刻机是制造芯片的基础。

其实,大多数人认为,芯片技术是综合性水平较高的技术,而光刻机就把“尖刀”,刺在心口,芯片是命,光刻机是防护的存在。但是,我国因为光刻机的限制,对于我们来说,没有光刻机,就警惕芯片带来的危机。那么,制造芯片制造难吗?光刻机和芯片有什么关系,为什么没有光刻机就制造不了芯片?

一款芯片成型,应用到设备中,需要经过多个步骤:设计、制造和封装以及测试。设计和制造是芯片的精髓所在,说设计,熟知的高通,苹果等科技公司实都是术语设计类的公司。通过EDA设计,必须提到的是,这款软件是我们芯片的软肋。设计上,华为能够做到符合设计的需求,关键在制造层次。芯片制造的步骤,更易理解芯片制造的困难程度。

将晶圆提炼出来,提炼出来的单晶硅,做成硅锭,再切割成数个圆片,这就是成为晶圆的东西;在晶圆上涂抹光刻胶是制约我们发展的因素。光刻胶,来自于日本和美国两大国家,特别是高端,涂胶显影机只有日本能够制造出来;在晶圆上涂抹光刻胶,通过光刻机的光源,使胶水固化,按照设计好的线路图,没线路图,晶圆固化固化线路图。遗憾的是,美国光源以及德国镜头组成了ASML的光刻机;蚀刻,我国蚀刻发展迅速。需要溶解多余的涂层。光刻胶已经固化,必须知道不需要的涂层也已经消失的痕迹;进入蚀刻,溶解不需的涂层,留下光刻,形成凹槽。注入离子元素,改变导电特性。

芯片的步骤中,缺乏光刻机。包括EDA相关的设计软件;日本美国的光刻胶,涂胶显影机,光刻机,以及离子注入机都是关键所在。

光刻机用在芯片生产的哪一步(生产芯片需要光刻机吗) 第1张

光刻机用来干嘛 光刻机的工作原理是怎样的

1、用途。

光刻机是芯片制造的核心设备之一,按照用途可以分为好几种:有用于生产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制造领域的投影光刻机。

用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口,本次厦门企业从荷兰进口的光刻机就是用于芯片生产的设备。

2、工作原理。

在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。

一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片,线路图的层数越多,也需要更精密的曝光控制过程。

光刻机怎么制作(最好提供图文)?

第一步:制作光刻掩膜版(Mask Reticle)

芯片设计师将CPU的功能、结构设计图绘制完毕之后,就可将这张包含了CPU功能模块、电路系统等物理结构的“地图”绘制在“印刷母板”上,供批量生产了。这一步骤就是制作光刻掩膜版。

光刻掩膜版:(又称光罩,简称掩膜版),是微纳加工技术常用的光刻工艺所使用的图形母版。由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形结构,再通过曝光过程将图形信息转移到产品基片上。(*百度百科)

将设计好的半导体电路”地图“绘制在由玻璃、石英基片、铬层和光刻胶等构成的掩膜版上

光刻掩膜版的立体切片示意图

第二步:晶圆覆膜准备

从砂子到硅碇再到晶圆的制作过程点此查阅,这里不再赘述。将准备好的晶圆(Wafer)扔进光刻机之前,一般通过高温加热方式使其表面产生氧化膜,如使用二氧化硅(覆化)作为光导纤维,便于后续的光刻流程:

第三步:在晶圆上“光刻”电路流程

使用阿斯麦的“大杀器”,将紫外(或极紫外)光通过蔡司的镜片,照在前面准备好的集成电路掩膜版上,将设计师绘制好的“电路图”曝光(光刻)在晶圆上。(见动图):

上述动图的工作切片层级关系如下:

光刻机照射到部分的光阻会发生相应变化,一般使用显影液将曝光部分祛除

而被光阻覆盖部分以外的氧化膜,则需要通过与气体反应祛除

通过上述显影液、特殊气体祛除无用光阻之后,通过在晶圆表面注入离子激活晶体管使之工作,进而完成半导体元件的全部建设。

做到这里可不算大功告成,这仅仅是错综复杂的集成电路大厦中,普通的一层“楼”而已。完整的集成电路系统中包含多层结构,晶体管、绝缘层、布线层等等:

搭建迷宫大厦一般的复杂集成电路,需要多层结构

因此,在完成一层光刻流程之后,需要把这一阶段制作好的晶圆用绝缘膜覆盖,然后重新涂上光阻,烧制下一层电路结构:

多次重复上述操作之后,芯片的多层结构搭建完毕(下图):

如果上图看的不太明白,可以看看Intel的CPU芯片结构堆栈图:

当然,我们可以通过高倍显微镜来观察光刻机“烧制”多层晶圆的堆叠情况:

第四步:切蛋糕(晶圆切割)

使用光刻机烧制完毕的晶圆,包含多个芯片(Die),通过一系列检测之后,将健康的个体们切割出来:

从晶圆上将一个个“小方块”(芯片)切割出来

第五步:芯片封装

将切割后的芯片焊

芯片为什么要用光刻机 芯片生产要用到光刻机的原因是什么

1、光刻机(Mask Aligner)又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻,所以叫 Mask Alignment System.

2、因为芯片远比这小得多,动不动就是nm的,这些最小也就是μm级别,那么到底是什么刻刀能做到这么精细。所以就想到了,用光线在芯片上刻,就是光刻机。

3、Photolithography(光刻)意思是用光来制作一个图形(工艺);在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。形象的来说光刻机就是个“投影仪”,把我们想要的图案投影到芯片上。