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光刻机是干什么用的

时间:2020-09-17编辑:梓岚

光刻机(baiMask Aligner)又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻,所以叫Mask Alignment System。是指在硅片表面匀胶,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。

一、用途

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:有用于生产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制造领域的投影光刻机。

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,本次厦门企业从荷兰进口的光刻机就是用于芯片生产的设备。

二、工作原理

在加工芯片的过程中,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。

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。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片,线路图的层数越多,也需要更精密的曝光控制过程。

光刻机的结构:

1、测量台、曝光台:是承载硅片的工作台。

2、激光器:也就是光源,光刻机核心设备之一。

3、光束矫正器:矫正光束入射方向,让激光束尽量平行。

4、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。

5、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。

6、遮光器:在不需要曝光的时候,阻止光束照射到硅片。

7、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。

8、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。

9、掩膜台:承载掩模版运动的设备,运动控制精度是nm级的。

10、物镜:物镜用来补偿光学误差,并将线路图等比例缩小。

11、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。

12、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。