光刻机怎么制作(最好提供图文)?

光刻机怎么制作(最好提供图文)?,第1张

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 *** 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

光刻工艺主要步骤1. 基片前处理为确保光刻胶能和晶圆表面很好粘贴,形成平滑且结合得很好的膜,必须进行表面准备,保持表面干燥且干净,2. 涂光刻胶涂胶的目标是在晶圆表面建立薄的、均匀的,并且没有缺陷的光刻胶膜。3. 前烘(软烘焙)前烘的目的是去除胶层内的溶剂,提高光刻胶与衬底的粘附力及胶膜的机械擦伤能力。4. 对准和曝光(A&E) 保证器件和电路正常工作的决定性因素是图形的准确对准,以及光刻胶上精确的图形尺寸的形成。所以,涂好光刻胶后,第一步是把所需图形在晶圆表面上准确定位或对准。第二步是通过曝光将图形转移到光刻胶涂层上。5. 显影显影是指把掩膜版图案复制到光刻胶上。6. 后烘(坚膜)经显影以后的胶膜发生了软化、膨胀,胶膜与硅片表面粘附力下降。为了保证下一道刻蚀工序能顺利进行,使光刻胶和晶圆表面更好地粘结,必须继续蒸发溶剂以固化光刻胶。 7. 刻蚀刻蚀是通过光刻胶暴露区域来去掉晶圆最表层的工艺,主要目标是将光刻掩膜版上的图案精确地转移到晶圆表面。8. 去除光刻胶刻蚀之后,图案成为晶圆最表层永久的一部分。作为刻蚀阻挡层的光刻胶层不再需要了,必须从表面去掉。

经过刻蚀或者离子注入之后,已经不再需要光刻胶作为保护层,因此可以将光刻胶从硅片的表面除去,这一步骤简称为去胶。在集成电路工艺中,去胶的方法包括湿法去胶和干法去胶,在湿法去胶中又分为有机溶剂去胶和无机溶剂去胶。 使用有机溶剂去胶,主要是使光刻胶溶于有机溶剂中,从而达到去胶的目的。有机溶剂去胶中使用的溶剂主要有丙酮和芳香族的有机溶剂。无机熔液去胶的原理是利用光刻胶本身也是有机物的特点(主要由碳和氢等元素构成的化合物),通过使用一些无机溶剂(如硫酸和双氧水等),将光刻胶中的碳元素氧化称为二氧化碳,这样就可以把光刻胶 从硅片的表面除去。不过,由于无机熔液会腐蚀AL,因此去除AL上的光刻胶必须使用有机溶剂。 干法去胶则是利用等离子体将光刻胶去除。以使用氧等离子为例,硅片上的光刻胶通过在氧等离子体中发生化学反应,生成的气态的CO,CO2和H2O可以由真空系统抽走,相对于湿法去胶,干法去胶的效果更好,但是由于干法去胶存在反应残留物的玷污问题,因此干法去胶与湿法去胶经常搭配使用。


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