什么是光刻机

乐多 问答 2022-06-21 16:03:07 阅读(...)

光刻机又名掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等,是制造芯片的核心装备,用于生产芯片、封装、 LED 制造领域,它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上,光刻机的种类可分为接触式曝光、接近式曝光、投影式曝光。

光刻机又名掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上,光刻机的种类可分为:接触式曝光、接近式曝光、投影式曝光。

mask aligner 光刻机

光刻机是什么

光刻机(lithography)又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。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。

光刻胶是半导体,面板,PCB 等领域加工制造中的关键材料。光刻胶是由树脂,感光剂,溶剂,光引发剂等组成的混合液态感光材料。光刻胶应用的原理是利用光化学反应,经光刻工艺将所需要的微细图形转移到加工衬底上,来达到在晶圆上刻蚀出所需的图形或抗离子注入的目的。

曝光机是生产大规模集成电路的核心设备,制造和维护需要高度的光学和电子工业基础,世界上只有少数厂家掌握。因此曝光机价格昂贵,通常在 3 千万至 5 亿美元。

光刻机的用途是什么

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,用于生产芯片;用于封装;用于 LED 制造领域。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。

光刻机的工作原理

光刻机的工作原理是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。光刻机的制造和维护需要高度的光学和电子工业基础,因此,世界上只有少数厂家掌握。

光刻机的性能指标

光刻机的主要性能指标有:支持基片的尺寸范围,分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等。

  1. 分辨率是对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。光刻的分辨率受受光源衍射的限制,所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面的限制。
  2. 对准精度是在多层曝光时层间图案的定位精度。
  3. 曝光方式分为接触接近式、投影式和直写式。
  4. 曝光光源波长分为紫外、深紫外和极紫外区域,光源有汞灯,准分子激光器等。

光刻机分类

光刻的本质就是把临时电路结构复制到硅片上,这些结构首先以图形形式制作在掩模版上。光源透过掩模版把图形转移到硅片表面的光敏薄膜上。光刻机按照有无掩模可细分为有掩模光刻机和无掩模光刻机。

  1. 无掩模光刻机分为:电子束、激光、离子束直写光刻机;
  2. 有掩模光刻机分为:接近、接触、投影光刻机。
  3. 高端的投影式光刻机可分为:步进投影和扫描投影光刻机两种,分辨率通常七纳米至几微米之间,高端光刻机号称世界上最精密的仪器,世界上已有 1.2 亿美金一台的光刻机。

高端光刻机堪称现代光学工业之花,其制造难度之大,全世界只有少数几家公司能够制造。国外品牌主要以荷兰 ASML,日本 Nikon 和日本 Canon 三大品牌为主。

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