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芯片升级全靠它,光刻技术到底是个啥?

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芯片升级全靠它,光刻技术到底是个啥?

发布日期:2019-08-08 作者: 点击:

光刻是集成电路重要的加工工艺,他的作用,如同金工车间中车床的作用。在整个芯片制造工艺中,几乎每个工艺的实施,都离不开光刻的技术。光刻也是制造芯片的关键技术,他占芯片制造成本的35%以上。在如今的科技与社会发展中,光刻技术的增长,直接关系到大型计算机的运作等高科技领域。


光刻技术与我们的生活息息相关,我们用的手机,电脑等各种各样的电子产品,里面的芯片制作离不开光科技束。如今的世界是一个信息社会,各种各样的信息流在世界流动。而光刻技术是保证制造承载信息的载体。在社会上拥有不可替代的作用。


光刻技术的原理


光刻就是把芯片制作所需要的线路与功能区做出来。利用光刻机发出的光通过具有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光,光刻胶见光后会发生性质变化,从而使光罩上得图形复印到薄片上,从而使薄片具有电子线路图的作用。这就是光刻的作用,类似照相机照相。照相机拍摄的照片是印在底片上,而光刻刻的不是照片,而是电路图和其他电子元件。


光刻技术是一种精密的微细加工技术。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,以光致抗光刻技术蚀剂为中间(图像记录)媒介实现图形的变换、转移和处理,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。


在广义上,光刻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。


光刻技术在狭义上,光刻工艺仅指光复印工艺。


光刻技术的发展


1947年,贝尔实验室发明第一只点接触晶体管。从此光刻技术开始了发展。


1959年,世界上第一架晶体管计算机诞生,提出光刻工艺,仙童半导体研制世界第一个适用单结构硅晶片。


1960年代,仙童提出CMOS IC制造工艺,第一台IC计算机IBM360,并且建立了世界上第一台2英寸集成电路生产线,美国GCA公司开发出光学图形发生器和分布重复精缩机。


1970年代,GCA开发出第一台分布重复投影曝光机,集成电路图形线宽从1.5μm缩小到0.5μm节点。


1980年代,美国SVGL公司开发出第一代步进扫描投影曝光机,集成电路图形线宽从0.5μm缩小到0.35μm节点。


1990年代,n1995年,Cano着手300mm晶圆曝光机,推出EX3L和5L步进机; ASML推出FPA2500,193nm波长步进扫描曝光机。光学光刻分辨率到达70nm的“极限”。


2000年以来,在光学光刻技术努力突破分辨率“极限”的同时,NGL正在研究,包括极紫外线光刻技术,电子束光刻技术,X射线光刻技术,纳米压印技术等。

光刻技术

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