电子发烧友网 > 制造/封装 > 半导体技术 > 工艺/制造 > 正文

一文解析刻蚀机和光刻机的原理及区别

2018年04月10日 09:49 次阅读

  什么是光刻机

  光刻机(Mask Aligner) 又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。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、刻蚀等工序。

  Photolithography(光刻)意思是用光来制作一个图形(工艺);在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。

  光刻的目的

  使表面具有疏水性,增强基底表面与光刻胶的黏附性。

  光刻机工作原理

  一文解析刻蚀机和光刻机的原理及区别

  上图是一张光刻机的简易工作原理图。下面,简单介绍一下图中各设备的作用。

  测量台、曝光台:承载硅片的工作台,也就是本次所说的双工作台。

  光束矫正器:矫正光束入射方向,让激光束尽量平行。

  能量控制器:控制最终照射到硅片上的能量,曝光不足或过足都会严重影响成像质量。

  光束形状设置:设置光束为圆型、环型等不同形状,不同的光束状态有不同的光学特性。

  遮光器:在不需要曝光的时候,阻止光束照射到硅片。

  能量探测器:检测光束最终入射能量是否符合曝光要求,并反馈给能量控制器进行调整。

  掩模版:一块在内部刻着线路设计图的玻璃板,贵的要数十万美元。

  掩膜台:承载掩模版运动的设备,运动控制精度是nm级的。

  物镜:物镜由20多块镜片组成,主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小,再被激光映射的硅片上,并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大,精度的要求高。

  硅片:用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸,尺寸越大,产率越高。题外话,由于硅片是圆的,所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系,根据缺口的形状不同分为两种,分别叫flat、notch。

  内部封闭框架、减振器:将工作台与外部环境隔离,保持水平,减少外界振动干扰,并维持稳定的温度、压力。

  光刻机分类    光刻机一般根据操作的简便性分为三种,手动、半自动、全自动。    A 手动:指的是对准的调节方式,是通过手调旋钮改变它的X轴,Y轴和thita角度来完成对准,对准精度可想而知不高了;    B 半自动:指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐;    C 自动:指的是从基板的上载下载,曝光时长和循环都是通过程序控制,自动光刻机主要是满足工厂对于处理量的需要。    光刻机可以分为接近接触式光刻、直写式光刻、以及投影式光刻三大类。接近接触式通过无限靠近,复制掩模板上的图案;投影式光刻采用投影物镜,将掩模板上的结构投影到基片表面;而直写,则将光束聚焦为一点,通过运动工件台或镜头扫描实现任意图形加工。光学投影式光刻凭借其高效率、无损伤的优点,一直是集成电路主流光刻技术。    光刻机应用    光刻机可广泛应用于微纳流控晶片加工、微纳光学元件、微纳光栅、NMEMS器件等微纳结构器件的制备。

  光刻机分类

  光刻机一般根据操作的简便性分为三种,手动、半自动、全自动。

  A 手动:指的是对准的调节方式,是通过手调旋钮改变它的X轴,Y轴和thita角度来完成对准,对准精度可想而知不高了;

  B 半自动:指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐;

  C 自动:指的是从基板的上载下载,曝光时长和循环都是通过程序控制,自动光刻机主要是满足工厂对于处理量的需要。

  光刻机可以分为接近接触式光刻、直写式光刻、以及投影式光刻三大类。接近接触式通过无限靠近,复制掩模板上的图案;投影式光刻采用投影物镜,将掩模板上的结构投影到基片表面;而直写,则将光束聚焦为一点,通过运动工件台或镜头扫描实现任意图形加工。光学投影式光刻凭借其高效率、无损伤的优点,一直是集成电路主流光刻技术。

  光刻机应用

  光刻机可广泛应用于微纳流控晶片加工、微纳光学元件、微纳光栅、NMEMS器件等微纳结构器件的制备。

  刻蚀机是什么

  实际上狭义理解就是光刻腐蚀,先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理,然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。随着微制造工艺的发展;广义上来讲,刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称,成为微加工制造的一种普适叫法。

  一文解析刻蚀机和光刻机的原理及区别

  刻蚀机的原理

  感应耦合等离子体刻蚀法(InducTIvely CoupledPlasma Etch,简称ICPE)是化学过程和物理过程共同作用的结果。它的基本原理是在真空低气压下,ICP 射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈,以一定比例的混合刻蚀气体经耦合辉光放电,产生高密度的等离子体,在下电极的RF 射频作用下,这些等离子体对基片表面进行轰击,基片图形区域的半导体材料的化学键被打断,与刻蚀气体生成挥发性物质,以气体形式脱离基片,从真空管路被抽走。

  刻蚀机和光刻机的区别

  刻蚀相对光刻要容易。

  光刻机把图案印上去,然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案(或者没有图案)的部分,留下剩余的部分。

  光刻机相关文章:

  光刻机结构组成及工作原理

  国产光刻机水平进展和前景分析

技术专区

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

中国半导体围追堵截中,谁让我“芯”痛?

以光刻机为例,ASML的EUV光刻机即将投入7纳米工艺,而国内最先进的量产水平是90纳米。之所以差距...

发表于 2018-05-07 09:16 2484次阅读
中国半导体围追堵截中,谁让我“芯”痛?

每周话题:争分夺秒、无从喘息,且看中芯国际进军芯...

刻蚀机、离子注入机、化学机械抛光机、快速热退火设备……在这些芯片生产线的关键位置,国产设备占据的席位...

发表于 2018-05-04 16:28 1054次阅读
每周话题:争分夺秒、无从喘息,且看中芯国际进军芯...

说一说光刻机的那些事儿

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、刻蚀等...

发表于 2018-05-03 15:06 846次阅读
说一说光刻机的那些事儿

芯片产业中的光刻机是怎么雕刻出远远小于自己波长的...

具体地说是利用某种Copolymer,比如PMMA-PS,在满足一定分子比和物理条件的形况下,PMM...

发表于 2018-04-27 08:49 975次阅读
芯片产业中的光刻机是怎么雕刻出远远小于自己波长的...

中国和荷兰在半导体产业领域加强合作

荷兰除了NXP、ASML、Philips等知名公司外,大量的中小企业在设计、测试和模拟及MEMS、光...

发表于 2018-04-19 05:45 921次阅读
中国和荷兰在半导体产业领域加强合作

asml光刻机股东是谁_asml光刻机股东介绍

本文首先介绍了asml公司,其次介绍了关于asml公司的股东以及各个股东的简介,最后带领大家了解一下...

发表于 2018-04-10 14:15 4371次阅读
asml光刻机股东是谁_asml光刻机股东介绍

一文看懂asml光刻机工作原理及基本构造

在半导体芯片制造设备中,投资最大、也是最为关键的是光刻机,光刻机同时也是精度与难度最高、技术最为密集...

发表于 2018-04-10 11:26 4192次阅读
一文看懂asml光刻机工作原理及基本构造

国产光刻机达到几纳米_中国光刻机的发展史

从2009年开始算起,中国研究团队一路攻坚克难,国产首套90纳米高端光刻机已于近期第一次成功曝光。2...

发表于 2018-04-10 10:57 14571次阅读
国产光刻机达到几纳米_中国光刻机的发展史

中国光刻机的现状和发展_与国外还有哪些差距

光刻机,被誉为人类20世纪的发明奇迹之一。我们日常使用手机的CPU制造工艺都离不开光刻机。

发表于 2018-04-10 10:39 7267次阅读
中国光刻机的现状和发展_与国外还有哪些差距

光刻机价格多少_还有比光刻机更贵的设备吗

光刻机是芯片制造中光刻环节的核心设备, 技术含量、价值含量极高。 光刻机涉及系统集成、精密光学、精密...

发表于 2018-04-10 10:19 2457次阅读
光刻机价格多少_还有比光刻机更贵的设备吗

看懂光刻机:光刻工艺流程详解

光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤,耗时长、成本高。半导体芯片生产的难点和关键点在于...

发表于 2018-04-08 16:10 4394次阅读
看懂光刻机:光刻工艺流程详解

世界顶级半导体制造设备企业AMAT全解析 一看吓...

半导体行业经常发生并购整合活动,AMAT的发展历程也进行了多次收购。探究其背后驱动力,一是由于行业技...

发表于 2018-04-04 16:14 4092次阅读
世界顶级半导体制造设备企业AMAT全解析 一看吓...

什么是光刻机?一台上亿的ASML光刻机工作原理分...

不久前,一台价值1.06亿元的设备经空运从荷兰飞抵厦门,由于该设备价值高,而且对保存和运输有着很高的...

发表于 2018-02-19 17:43 11699次阅读
什么是光刻机?一台上亿的ASML光刻机工作原理分...

套刻误差的含义、产生原因以及和对准误差的区别

光刻机的工作过程是这样的:逐一曝光完硅片上所有的场(field),亦即分步,然后更换硅片,直至曝光完...

发表于 2018-01-18 11:40 1466次阅读
套刻误差的含义、产生原因以及和对准误差的区别

荷兰光刻机为什么厉害_为何光刻机不卖给中国

荷兰作为光刻的生产大国,很多人纷纷都在问为什么荷兰能生产二中国不行.本文主要分析了中国光刻机的发展分...

发表于 2017-12-19 14:56 18436次阅读
荷兰光刻机为什么厉害_为何光刻机不卖给中国

国产光刻机水平进展和前景分析

本文主要介绍了国产光刻机的发展现状、传统光刻机的演变和所面临的挑战、国产光刻机水平进展现在仍然与国外...

发表于 2017-12-19 14:05 4563次阅读
国产光刻机水平进展和前景分析

光刻机结构组成及工作原理

本文以光刻机为中心,主要介绍了光刻机的分类、光刻机的结构组成、光刻机的性能指标、光刻机的工艺流程及工...

发表于 2017-12-19 13:33 1395次阅读
光刻机结构组成及工作原理

莫大康:若7nm EUV禁运,中国半导体怎么办?

近日见到一文7nm大战在即买不到EUV光刻机的大陆厂商怎么办?。 受瓦圣纳条约的限止,今天中国即便有...

发表于 2017-11-23 14:41 4163次阅读
莫大康:若7nm EUV禁运,中国半导体怎么办?

CPU紧跟内存脚步,涨价趋势愈加明显

预计明年12寸硅晶圆的缺货涨价趋势将更加严峻,德国 Siltronic 也在规划扩充产能,但幅度有限...

发表于 2017-11-20 15:30 388次阅读
CPU紧跟内存脚步,涨价趋势愈加明显

牵一发而动全身,CPU处理器价格涨价的2大原因

光刻机的霸主无疑是荷兰ASML,其预计2017年收入将增长25%,主要是光刻机越来越复杂、昂贵(一台...

发表于 2017-11-16 17:39 472次阅读
牵一发而动全身,CPU处理器价格涨价的2大原因

EUV到来之前的顶梁柱,你真的了解浸入式光刻吗?

如果历史可以重演的话,日本人Takanashi一定会重新选择申请专利的时间。1984年,正是他在一项...

发表于 2017-02-06 09:31 1243次阅读
EUV到来之前的顶梁柱,你真的了解浸入式光刻吗?

可怕的台积电,一口气买下5台EUV光刻机

巴隆周刊(Barrons)报导,艾司摩尔(ASML)上周公布上季财报亮眼,并宣布已接到新一代极紫外光...

发表于 2017-01-22 11:19 12165次阅读
可怕的台积电,一口气买下5台EUV光刻机

芯片制造关键的EUV光刻机单价为何能超1亿欧元?

进入10nm工艺节点之后,EUV光刻机越来越重要,全球能产EUV光刻机的就是荷兰ASML公司了,他们...

发表于 2017-01-19 18:22 1474次阅读
芯片制造关键的EUV光刻机单价为何能超1亿欧元?

单台破亿 光刻机何以如此金贵?

不久前,一台价值1.06亿元的设备经空运从荷兰飞抵厦门,由于该设备价值高,而且对保存和运输有着很高的...

发表于 2017-01-10 15:39 1143次阅读
单台破亿 光刻机何以如此金贵?

光刻制造技术上取得进展 国产光刻机实现高端领域弯...

光刻机是集成电路制造的关键核心设备,为了在更小的物理空间集成更多的电子元件,单个电路的物理尺寸越来越...

发表于 2016-12-13 02:04 5072次阅读
光刻制造技术上取得进展 国产光刻机实现高端领域弯...

ASML与卡尔蔡司合作研发EUV光刻系统 202...

半导体制造工艺是集成电路产业的核心,未来摩尔定律是否还能主宰产业发展就得看半导体工艺是否能在10nm...

发表于 2016-11-07 11:33 923次阅读
ASML与卡尔蔡司合作研发EUV光刻系统 202...

中国科学家自主研制成功新型光刻机

记者23日从中科院光电技术研究所获悉,该所微电子专用设备研发团队自主研制成功紫外纳米压印光刻机。

发表于 2016-03-24 08:28 2634次阅读
中国科学家自主研制成功新型光刻机