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1 # 生活與邏輯分享
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2 # 睜眼看科技
首先,我先表明我的觀點,題主的問題根本就沒有答案,為什麼這樣說呢,下面我來解釋一下。
我想題主可能對晶片製造有誤解,它並不是僅依靠光刻機或者僅依靠蝕刻機就能製造出來的,光刻機和蝕刻機在晶片製造都會用到,只是先後順序的問題。所謂的光刻機全名叫掩膜對準曝光機,它的工作過程非常複雜,非專業人士很難理解,我簡單說一下光刻機的製造原理,首先我們要知道光刻膠,這種膠有一種特性,就是它只能被光腐蝕而不能被任意化學物質腐蝕,光刻就是在製作好的矽圓表面塗上光刻膠,然後用光透過掩膜照到矽圓表面,有光刻膠的部分就會被腐蝕掉,沒有光刻膠的就會保留下來,這樣就形成了柵極,也就是電晶體,我們常說的CPU中集成了上億的電晶體,就是透過光刻機實現的。
蝕刻機的工作原理跟光刻機其實差別不大,都是透過腐蝕完成的,把經過光刻機處理的矽圓,透過化學溶液,進一步腐蝕掉其中不要的部分,留下的就是我們需要的電路結構。
通俗的說,光刻機的作用是製作一個大致的模型,而蝕刻機對模型進一步打磨,完成我們想要的模型結構。不過相對來說光刻要比蝕刻難度要大很多,目前世界上最先進的光刻工藝達到7nm,而5nm工藝正在實驗階段,估計會很快面世,而中國最先進的光刻機只到達90nm,差距還是非常大的,光刻機的產量很低,7奈米的光刻機年產量也只有12臺,一臺達到上億美元。
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3 # yungs
光刻機簡介
光刻機(Mask Aligner) 也稱為掩模對準曝光機,曝光系統,光刻系統等。最常用的光刻機是掩膜對準光刻,所以也叫 Mask Alignment System.
一般的光刻工藝要經歷矽片表面清洗烘乾、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對準曝光、後烘、顯影、硬烘、刻蝕等工序。
光刻機曝光系統曝光系統最核心的部件之一是紫外光源。因其波長短,也就表示光刻機的刀鋒很鋒利,但是對精度的要求也更高。
光刻機對準系統製造高精度對準系統對技術有極高的要求,這也是中國光刻機的技術短板。
對準系統的另一技術難點就是對準顯微鏡,為了增強顯微鏡的視場,一般都使用led照明。
光刻機效能指標主要包括:支援基片的尺寸範圍,解析度、對準精度、曝光方式、光源波長、光強均勻性、生產效率等。
解析度是光刻機能達到的精度的一種描述方式
對準精度是在多層曝光時層間圖案的定位精度
蝕刻機簡介蝕刻機一般分為化學蝕刻機和電解蝕刻機這兩類。
化學蝕刻中是使用化學溶液,經由化學反應以達到蝕刻的目的。電解質蝕刻機是利用金屬在以鹽水為蝕刻主體的液體中發生陽極溶解的原理,將金屬進行蝕刻,接通蝕刻電源,從而達到蝕刻的目的由此可見,光刻機和蝕刻機是有很大區別的。簡單來說光刻機是以光為武器對物體進行雕刻。蝕刻機是利用化學原理對物體進行腐蝕實現雕刻。一個是物理技術,一個是化學技術。
就精度而言,蝕刻機是遠不及光刻機的精度的,畢竟靠腐蝕精度很難做的精細。
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在生產晶片時,有兩臺大型裝置,一臺是光刻機,另一臺是蝕刻機,然後有朋友問,可以說光刻機是晶片製造的靈魂,而蝕刻機是晶片製造的靈魂要製造高階晶片,這兩件事必須是一流的。
1.蝕刻機
蝕刻有兩種型別,一種是幹法蝕刻,另一種是溼法蝕刻(目前是主流)。顧名思義,溼蝕刻是加水的過程。上面的光刻晶片與特定的化學溶液反應。其餘部分是電路結構。幹法蝕刻尚未實現商業批次生產。原理是用等離子體代替化學溶液,以去除不必要的矽圓形零件。
2光刻機
光刻的過程是在已製成的矽晶片表面上塗覆一層光致抗蝕劑(可以被光蝕刻的膠體物質),然後使光透過(過程困難,紫外線<深紫外線<極限紫外光)透過掩模照射到矽圓形表面(類似於投影),因為光致抗蝕劑被覆蓋,被照射的部分被蝕刻掉,並且沒有光的部分被留下,這部分是必需的電路結構
那麼它們之間有什麼區別呢?
這兩個機器的最簡單的解釋是光刻機將電路圖投影到覆蓋有光刻膠的矽片上。是的,但是有一個影象隱喻。每個晶片上的電路結構被放大了無數倍,並且比整個北京都要複雜。這是光刻和蝕刻的困難。
晶片製造原理中使用的兩種物質-金屬和光刻膠。首先用光致抗蝕劑覆蓋金屬表面,然後用光蝕刻掉光致抗蝕劑,然後浸泡,以使光致抗蝕劑的任何部分都不會被侵蝕,而具有光致抗蝕劑的部分也不會被侵蝕。實際上,這兩個過程是光刻和蝕刻。使用的機器是光刻機和蝕刻機。
目前,世界上最具影響力的晶片加工廠包括英特爾,三星和臺積電。這三個晶片處理都與一家公司,即荷蘭ASML公司有著密切的關係。有些朋友對這家公司並不陌生。該公司專門生產光刻機,其生產技術絕對是世界一流的!即使是發達的美國也無法生產光刻機,只能與ASML合作。日本的佳能和尼康的光刻機無法與ASML競爭。目前,ASML可以實現6、5、4、3和其他奈米尺寸的晶片生產。據說現在已經突破了1.2nm!
目前,中國光刻機和蝕刻機的發展十分尷尬,這是一個嚴重的區域性情況。中國微電子的7nm蝕刻機的量產直接進入了世界流行的行列。無論是上海微電子的90nm光刻機還是無錫陰影速度200nm光刻機,它都離世界上最先進的7nm工藝還很遠。在這兩條道路上,蝕刻機必須不斷努力,而光刻機則需要趕上。
這時,讓我們談談家用光刻機技術。儘管外部世界一直壟斷著我們的市場,但是我們的國內科學家們一直在努力開發,最後有個好訊息。也就是說,經過七年的公共關係工作,中國科學院光電技術研究所已成功開發出世界上第一臺最高解析度的紫外線超解析度光刻機。這是令人興奮的訊息!它可以生產22奈米工藝晶片,然後可以透過各種工藝技術實現10nm以下的晶片生產。這絕對是個好訊息。儘管ASML擁有壟斷地位,但我們仍可以透過自己的努力縮小與世界頂級光刻機生產公司的差距。實際上,這是我們在晶片行業取得的最大突破。雪潔認為,中國晶片將慢慢挑戰英特爾,臺積電和三星,從而更好地為華為,小米等中國產手機服務。我們的技術也會越來越強大!