本篇文章给大家谈谈光刻法,光刻以及光刻法极限对应的法光知识点,希望对各位有所帮助,刻法不要忘了收藏本站喔。极限
光刻技术:是半导体制造工艺中的基本制程,广泛应用于刻蚀以及图形化工序。法光
基本目的刻法:在于将掩模版上的光刻图形转移至掩模层,通常包括如下步骤在半导体晶片上形成光刻胶层,极限对所述光刻胶层进行选择性曝光,光刻并通过显影步骤使得曝光后的法光光刻胶层进一步形成光刻胶图案;
以所述图案化后的光刻胶层为掩模,对所述半导体晶片进行刻蚀,刻法从而将掩模版上的极限图形转移至半导体晶片上。
光刻工艺是利用类似照相制版的原理,在半导体晶片表面的法光掩膜层上面刻蚀精细图形的表面加工技术。也就是刻法使用可见光和紫外光线把电路图案投影“印刷”到覆有感光材料的硅晶片表面,再经过蚀刻工艺去除无用部分,所剩就是电路本身了。光刻工艺的流程中有制版、硅片氧化、涂胶、曝光、显影、腐蚀、去胶等。
光刻是制作半导体器件和集成电路的关键工艺。自20世纪60年代以来,都是用带有图形的掩膜覆盖在被加工的半导体芯片表面,制作出半导体器件的不同工作区。随着集成电路所包含的器件越来越多,要求单个器件尺寸及其间隔越来越小,所以常以光刻所能分辨的最小线条宽度来标志集成电路的工艺水平。国际上较先进的集成电路生产线是1微米线,即光刻的分辨线宽为1微米。日本两家公司成功地应用加速器所产生的同步辐射X射线进行投影式光刻,制成了线宽为0.1微米的微细布线,使光刻技术达到新的水平。
超大规模集成电路,大规模集成电路,普通小规模集成电路,单个的晶体管,单个的二极管,薄膜集成电路,微波集成电路,集成光路,都需要光刻机;只不过要求的精度不同。
普通小规模集成电路的生产方法与大规模集成电路、超大规模集成电路完全相同。都要经历1.绘多种图形;2.制版形成类似于照相底板的多个模板(如果能够用计算机直接控制光源准确确定曝光部位,这里的1、2步骤可以省略);3.晶圆准备;4.根据芯片衬底是N型还是P型的需要对晶圆进行硼扩散或者磷扩散;5.晶圆表面钝化,把整个晶圆都保护起来;6.在钝化了的晶圆表面被覆光刻胶;7.用模板在光刻胶上曝光;8.显影(随着光刻胶种类的不同,可以形成与模板相同的图形或相反的图形)制作出固定在晶圆表面的死掩模;9.腐蚀掉死掩模镂空部位的晶圆表面钝化层;10.进行类似于步骤4的扩散;11.重复5的钝化过程(这次钝化的目的是把原来死掩模镂空部位重新保护起来);12.根据需要反复重复6 10的步骤多次,而且根据需要改变模板和扩散元素的类型;13.全部扩散完成后,重复11的步骤与目的;14.重复6的步骤;15.重复7 9的步骤,在晶圆表面做出芯片内部连接线的镂空模板;16.晶圆外表面镀金;17.清除全部光刻胶;18.将晶圆切割成一个个的芯片;19.将芯片固定在集成电路基座上,焊接,封装。整个集成电路就制作出来了。其中6 8的步骤叫光刻,9的步骤叫腐蚀,10的步骤叫扩散,11的过程叫钝化,这几个步骤是需要多次反复进行的。
朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。对于普通小规模的集成电路是使用最多的一种集成芯片,试想我们家里所用的很多家用小电器里面都使用了小规模集成电路芯片,比如洗衣机里的电路板、空调里的电路板、 养生 壶中的电路板以及豆浆机中的电路板都能见到小规模的集成芯片,这种芯片一般集成的晶体管数量在100只以上,向我们在数字电路中学的各种逻辑芯片一般都是小规模的集成芯片的,比如与门、或门、非门以及各种触发器等都列为这一类。对与小规模的集成电路它的集成度小,它不像大规模集成电路那样需要高精端的设备,比如像光刻机等这样昂贵发机器设备,它的制作过程有很多类似之处,今天我们来聊聊小规模集成芯片制作的方法。
芯片制造的主要过程
我们知道只要是集成芯片在制作过程中都有它们的共同之处,比如制作的主要步骤有硅单晶的制作,硅晶片的制作、氧化膜的制作、薄膜的淀积、光刻或蚀刻、掺杂、分片、接合以及最后的封装等步骤,单晶硅主要是从常见的沙子里提取的,首先它以硅锭的形式出现,这个硅锭就是我们所说的单晶硅,然后把它进行切割成片状,切割成很多的硅晶片。硅晶片切割完成后就需要根据制造的芯片的规模大小和功能进行各种处理方法了,在对硅晶片处理上一般会用到氧化膜的形成法、薄膜的淀积法、光刻法、蚀刻法、掺杂法等,因此在硅晶片上进行不同工艺方法的加工,取决于芯片集成度的高低,对于小规模的集成电路,由于集成的晶体管的数量有限,有的步骤是可以省去的,比如光刻技术等。可以用其它制作工艺来替代,比如用刻蚀法就可以了,如果制作超大规模集成芯片的话,为了在单位面积上集成更多的晶体管,就需要更为先进的光刻技术了,这时候就需要光刻机了。
经过对硅晶片进行一系列处理后,处理的工序可能是重复几十遍到上百遍,处理完成后就要对硅晶片进行分片了,因为在一个硅晶片上需要制作出许多相同的图案电路,这样每一个相同的电路就是一个“芯片”,我们这一步就是把这些相同的芯片从硅晶片上切割下来,切割完一片片芯片后就需要把这些芯片封装在外壳之中了,在封装之前我们还需要把芯片表面的电极与露在封装外面的引脚相连接起来,这个过程叫“接合”。这一步完成之后,剩下的就是封装工序了,封装就是把制作好的芯片放在外壳之中,这个外壳的形式有很多种,有矩形的外壳、也有正方形的,或者圆形的,这样以来一个芯片就造出来了。
常规光刻技术是采用波长为2000~4500埃的紫外光作为图像信息载体,以光致抗蚀剂为中间(图像记录)媒介实现图形的变换、转移和处理,最终把图像信息传递到晶片(主要指硅片)或介质层上的一种工艺(图1)。在广义上,它包括光复印和刻蚀工艺两个主要方面。
①光复印工艺:经曝光系统将预制在掩模版上的器件或电路图形按所要求的位置,精确传递到预涂在晶片表面或介质层上的光致抗蚀剂薄层上。
②刻蚀工艺:利用化学或物理方法,将抗蚀剂薄层未掩蔽的晶片表面或介质层除去,从而在晶片表面或介质层上获得与抗蚀剂薄层图形完全一致的图形。集成电路各功能层是立体重叠的,因而光刻工艺总是多次反复进行。例如,大规模集成电路要经过约10次光刻才能完成各层图形的全部传递。在狭义上,光刻工艺仅指光复印工艺,即图1中从④到⑤或从③到⑤的工艺过程。 常用的曝光方式分类如下:
接触式曝光和非接触式曝光的区别,在于曝光时掩模与晶片间相对关系是贴紧还是分开。接触式曝光具有分辨率高、复印面积大、复印精度好、曝光设备简单、操作方便和生产效率高等特点。但容易损伤和沾污掩模版和晶片上的感光胶涂层,影响成品率和掩模版寿命,对准精度的提高也受到较多的限制。一般认为,接触式曝光只适于分立元件和中、小规模集成电路的生产。
非接触式曝光主要指投影曝光。在投影曝光系统中,掩膜图形经光学系统成像在感光层上,掩模与晶片上的感光胶层不接触,不会引起损伤和沾污,成品率较高,对准精度也高,能满足高集成度器件和电路生产的要求。但投影曝光设备复杂,技术难度高,因而不适于低档产品的生产。现代应用最广的是 1:1倍的全反射扫描曝光系统和x:1倍的在硅片上直接分步重复曝光系统。 直接分步重复曝光系统 (DSW) 超大规模集成电路需要有高分辨率、高套刻精度和大直径晶片加工。直接分步重复曝光系统是为适应这些相互制约的要求而发展起来的光学曝光系统。主要技术特点是:①采用像面分割原理,以覆盖最大芯片面积的单次曝光区作为最小成像单元,从而为获得高分辨率的光学系统创造条件。②采用精密的定位控制技术和自动对准技术进行重复曝光,以组合方式实现大面积图像传递,从而满足晶片直径不断增大的实际要求。③缩短图像传递链,减少工艺上造成的缺陷和误差,可获得很高的成品率。④采用精密自动调焦技术,避免高温工艺引起的晶片变形对成像质量的影响。⑤采用原版自动选择机构(版库),不但有利于成品率的提高,而且成为能灵活生产多电路组合的常规曝光系统。这种系统属于精密复杂的光、机、电综合系统。它在光学系统上分为两类。一类是全折射式成像系统,多采用1/5~1/10的缩小倍率,技术较成熟;一类是1:1倍的折射-反射系统,光路简单,对使用条件要求较低。
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