蝕刻機和光刻機有什麼區別,原理有什麼不一樣

刻蝕機和光刻機的區別:光刻機把圖案印上去,然後刻蝕機根據印上去的圖案刻蝕掉有圖案(或者沒有圖案)的部分,留下剩餘的部分。刻蝕相對光刻要容易。如果把在硅晶體上的施工比成木匠活的話,光刻機的作用相當於木匠在木料上用墨斗劃線,刻蝕機的作用相當於木匠在木料上用鋸子、鑿子、斧子、刨子等施工。蝕刻機和光刻機性質一樣,但精度要求是天壤之別。木匠做細活,一般精確到毫米就行。做芯片用的刻蝕機和光刻機,要精確到納米。現在的手機芯片,如海思麒麟970,高通驍龍845都是臺積電的10納米技術。10納米有多小呢?打個比方。如果把一根直徑是0.05毫米頭髮絲,按軸向平均剖成5000片,每片的厚度大約就是10納米。現在世界上最先進的光刻機是荷蘭的ASML公司,最小到10納米。臺積電買的都是它的光刻機。ASML公司實際上是美國、荷蘭、德國等多個國家技術合作的結果。因為這方面的研究難度太大,單個國家完成不了。除了ASML,世界上只有我們還在高端光刻機上努力研發。

  我們是受到技術禁運的,不能買他最先進的產品,國內上海量產的是90納米的光刻機。技術上有差距。2017年,長春光機所“極紫外光”技術獲得突破,預計能達到22-32納米,技術差距縮小了。

  我相信,不久的將來,我們的科技人員一定能研製出世界一流的光刻機,不再被卡脖子。核心技術、關鍵技術、國之重器必須立足於自己。科技的攻關要摒棄幻想,靠我們自己。

  我們刻蝕機技術已經突破,5納米的刻蝕機我們也能自主生產,現在卡脖子的是光刻機。在芯片加工過程中,光刻機放樣,刻蝕機施工,清洗機清洗。然後反覆循環幾十次,一般要500道左右的工序,芯片——也就是晶體管的集成電路才能完成。放樣達不到精度,刻蝕機就失去用武之地了。

  什麼是光刻機

  光刻機(Mask Aligner) 又名:掩模對準曝光機,曝光系統,光刻系統等。一般的光刻工藝要經歷硅片表面清洗烘乾、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對準曝光、後烘、顯影、硬烘、刻蝕等工序。

  Photolithography(光刻)意思是用光來製作一個圖形(工藝);在硅片表面勻膠,然後將掩模板上的圖形轉移光刻膠上的過程將器件或電路結構臨時“複製”到硅片上的過程。

  光刻的目的

  使表面具有疏水性,增強基底表面與光刻膠的黏附性。

  光刻機工作原理

蝕刻機和光刻機有什麼區別,原理有什麼不一樣


  上圖是一張光刻機的簡易工作原理圖。下面,簡單介紹一下圖中各設備的作用。

  測量臺、曝光臺:承載硅片的工作臺,也就是本次所說的雙工作臺。

  光束矯正器:矯正光束入射方向,讓激光束儘量平行。

  能量控制器:控制最終照射到硅片上的能量,曝光不足或過足都會嚴重影響成像質量。

  光束形狀設置:設置光束為圓型、環型等不同形狀,不同的光束狀態有不同的光學特性。

  遮光器:在不需要曝光的時候,阻止光束照射到硅片。

  能量探測器:檢測光束最終入射能量是否符合曝光要求,並反饋給能量控制器進行調整。

  掩模版:一塊在內部刻著線路設計圖的玻璃板,貴的要數十萬美元。

  掩膜臺:承載掩模版運動的設備,運動控制精度是nm級的。

  物鏡:物鏡由20多塊鏡片組成,主要作用是把掩膜板上的電路圖按比例縮小,再被激光映射的硅片上,並且物鏡還要補償各種光學誤差。技術難度就在於物鏡的設計難度大,精度的要求高。

  硅片:用硅晶製成的圓片。硅片有多種尺寸,尺寸越大,產率越高。題外話,由於硅片是圓的,所以需要在硅片上剪一個缺口來確認硅片的座標系,根據缺口的形狀不同分為兩種,分別叫flat、notch。

  內部封閉框架、減振器:將工作臺與外部環境隔離,保持水平,減少外界振動干擾,並維持穩定的溫度、壓力。

  光刻機分類

  光刻機一般根據操作的簡便性分為三種,手動、半自動、全自動。

  A 手動:指的是對準的調節方式,是通過手調旋鈕改變它的X軸,Y軸和thita角度來完成對準,對準精度可想而知不高了;

  B 半自動:指的是對準可以通過電動軸根據CCD的進行定位調諧;

  C自動:指的是從基板的上載下載,曝光時長和循環都是通過程序控制,自動光刻機主要是滿足工廠對於處理量的需要。

  光刻機可以分為接近接觸式光刻、直寫式光刻、以及投影式光刻三大類。接近接觸式通過無限靠近,複製掩模板上的圖案;投影式光刻採用投影物鏡,將掩模板上的結構投影到基片表面;而直寫,則將光束聚焦為一點,通過運動工件臺或鏡頭掃描實現任意圖形加工。光學投影式光刻憑藉其高效率、無損傷的優點,一直是集成電路主流光刻技術。

  光刻機應用

  光刻機可廣泛應用於微納流控晶片加工、微納光學元件、微納光柵、NMEMS器件等微納結構器件的製備。

  刻蝕機是什麼

  實際上狹義理解就是光刻腐蝕,先通過光刻將光刻膠進行光刻曝光處理,然後通過其它方式實現腐蝕處理掉所需除去的部分。隨著微製造工藝的發展;廣義上來講,刻蝕成了通過溶液、反應離子或其它機械方式來剝離、去除材料的一種統稱,成為微加工製造的一種普適叫法。

  刻蝕機的原理

  感應耦合等離子體刻蝕法(InducTIvely CoupledPlasma Etch,簡稱ICPE)是化學過程和物理過程共同作用的結果。它的基本原理是在真空低氣壓下,ICP 射頻電源產生的射頻輸出到環形耦合線圈,以一定比例的混合刻蝕氣體經耦合輝光放電,產生高密度的等離子體,在下電極的RF 射頻作用下,這些等離子體對基片表面進行轟擊,基片圖形區域的半導體材料的化學鍵被打斷,與刻蝕氣體生成揮發性物質,以氣體形式脫離基片,然後從真空管路被抽走。


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