光刻机是什么用途?

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一、光刻机是什么用途

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。

二、光刻机的工作原理

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。

三、光刻机的种类

1、接触式曝光:掩膜板直接与光刻胶层接触。曝光出来的图形与掩膜板上的图形分辨率相当,设备简单。接触式,根据施加力量的方式不同又分为:软接触,硬接触和真空接触。

a、软接触,就是把基片通过托盘吸附住(类似于匀胶机的基片放置方式),掩膜盖在基片上面。

b、硬接触,是将基片通过一个气压(氮气)往上顶,使之与掩膜接触。

c、真空接触,是在掩膜和基片中间抽气,使之更加好的贴合。

特点:光刻胶污染掩膜板,掩膜板的磨损,容易损坏,寿命很低,容易累积缺陷。上个世纪七十年代的工业水准,已经逐渐被接近式曝光方式所淘汰了,国产光刻机均为接触式曝光,国产光刻机的开发机构无法提供工艺要求更高的非接触式曝光的产品化。

2、、接近式曝光(Proximity Printing):掩膜板与光刻胶基底层保留一个微小的缝隙,可以有效避免与光刻胶直接接触而引起的掩膜板损伤,使掩膜和光刻胶基底能耐久使用。

特点:掩模寿命长(可提高10倍以上),图形缺陷少,接近式在现代光刻工艺中应用最为广泛。

3、投影式曝光(Projection Printing):在掩膜板与光刻胶之间使用光学系统聚集光实现曝光。一般掩膜板的尺寸会以需要转移图形的4倍制作。

特点:提高了分辨率,掩膜板的制作更加容易,掩膜板上的缺陷影响减小。

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