看懂光刻機:光刻工藝流程詳解
半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)主要分為 IC 設(shè)計、 IC 制造、 IC 封測三大環(huán)節(jié)。 IC 設(shè)計主要根據(jù)芯片的設(shè)計目的進行邏輯設(shè)計和規(guī)則制定,并根據(jù)設(shè)計圖制作掩模以供后續(xù)光刻步驟使用。 IC 制造實現(xiàn)芯片電路圖從掩模上轉(zhuǎn)移至硅片上,并實現(xiàn)預(yù)定的芯片功能,包括光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、化學(xué)機械研磨等步驟。 IC 封測完成對芯片的封裝和性能、功能測試,是產(chǎn)品交付前的最后工序。 z-"P raP (sH4T>
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IlT[yMw 芯片制造核心工藝主要設(shè)備全景圖 Yb[)ETf^ 光刻是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)流程中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的工藝步驟,耗時長、成本高。半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)的難點和關(guān)鍵點在于將電路圖從掩模上轉(zhuǎn)移至硅片上,這一過程通過光刻來實現(xiàn), 光刻的工藝水平直接決定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生產(chǎn)中需要進行 20-30 次的光刻,耗時占到 IC 生產(chǎn)環(huán)節(jié)的 50%左右,占芯片生產(chǎn)成本的 1/3。 i=rA;2> --c)!Vxzx 光刻工藝流程詳解 Z?9G2<i 2lN0Sf@ 光刻的原理是在硅片表面覆蓋一層具有高度光敏感性光刻膠,再用光線(一般是紫外光、深紫外光、極紫外光)透過掩模照射在硅片表面,被光線照射到的光刻膠會發(fā)生反應(yīng)。此后用特定溶劑洗去被照射/未被照射的光刻膠, 就實現(xiàn)了電路圖從掩模到硅片的轉(zhuǎn)移。 *J':U>p xH,e$t#@@~ 光刻完成后對沒有光刻膠保護的硅片部分進行刻蝕,最后洗去剩余光刻膠, 就實現(xiàn)了半導(dǎo)體器件在硅片表面的構(gòu)建過程。 b`DPlQHj 6e5A8e8"] 光刻分為正性光刻和負性光刻兩種基本工藝,區(qū)別在于兩者使用的光刻膠的類型不同。負性光刻使用的光刻膠在曝光后會因為交聯(lián)而變得不可溶解,并會硬化,不會被溶劑洗掉,從而該部分硅片不會在后續(xù)流程中被腐蝕掉,負性光刻光刻膠上的圖形與掩模版上圖形相反。 I)r6*|mz %X%f0J
}"%mP 4]& 在硅片表面構(gòu)建半導(dǎo)體器件的過程 /1.Z=@
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