对芯片和半导体有所了解的人一定知道光刻机和刻蚀机,刻蚀机和光刻机并不是两个对立的产品,而是半导体制造过程中都要使用的两个重要设备。
光刻机是利用光刻的原理设计的,其工作原理就是通过一系列光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模板,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表面上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。
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。
光刻机被誉为半导体制造业皇冠上的明珠,其技术含量和价值含量都极高。光刻机涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进技术,是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备,因此也具备极高的单台价值量,目前世界上最先进的 ASML EUV光刻机单价可达上亿欧元,可满足 5nm 制程芯片的生产。
刻蚀机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。
可以说两者一个是设计者,一个是执行者,整个芯片生产过程中,需要重复使用两种设备,直至将完整的电路图蚀刻到硅晶圆上为止。
近日,有媒体报道称国内半导体巨头之一中微半导体已成功研制出3nm刻蚀机,并且完成了原型机的设计、制造、测试以及初步的工艺开发和评估,更引人关注的是该刻蚀机已经进入量产阶段了。之前我国刻蚀机已经达到5nm刻蚀机并交给台积电测试使用了。
如果将光刻机和刻蚀机做一个比喻的话,刻蚀机像一个雕工,而光刻机像一个画工,其中画要比雕难得多,这也是为什么全球只有一家公司能生产出高端的光刻机。
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