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在光刻区开一个更小的氧化层 正型光刻胶和负型光刻胶的区别

2020-10-03知识7

半导体制程,经历了哪些重大的发展节点?

在光刻区开一个更小的氧化层 正型光刻胶和负型光刻胶的区别

描述生长氧化层和淀积氧化层以及两者的区别 内存,先制造晶圆,随后将芯片的电路元件(晶体管、电阻器和电容器)置于硅晶圆片的分层结构中。构筑电路之前,需先在计算机上对电路进行研发、模拟测试和完善。设计完成后,将制造玻璃光掩模—并为每层电路准备一块光掩模。光掩模是带有小孔或透明体的不透光板,可以让光线以特定形状透过。在无菌的洁净室环境中,晶圆片将经过多步光蚀刻程序的处理,电路每需要一块光掩模即重复一次。光掩模可用于(a)确定用于构建集成电路的晶体管、电容器、电阻器或连接器的不同部件,及(b)定义设备组装的各层电路图案。接下来,晶圆片将被统一覆盖一层具有一定厚度的光敏液体,称为光刻胶。通过将紫外线光源和晶圆片之间的光掩模对齐,选择晶圆片的暴露部分。光线将穿过该光掩模的透明区域,并将光刻胶暴露在光线中。暴露在紫外线中时,光刻胶将发生化学变化,从而让显影液将曝光的光刻胶去除,并在晶圆片上留下未曝光的部分。电路每多一块光掩模,就需要多重复一次光刻法/光刻胶程序。蚀刻流程中,将在晶圆片上放置湿酸或干离子气体,以去除不受硬化的光刻胶保护的氮化层部分。该操作将在晶圆片上留下与所设计的光掩模形状一致的氮化图案。使用其他化学剂将硬化的光刻胶去除。

在光刻区开一个更小的氧化层 正型光刻胶和负型光刻胶的区别

芯片上有成千上万个晶体管,是怎么安上去的? 我一定要回答一下这个问题!首先我们要知道,一块小小的芯片上面可不是“成千上万个晶体管”,而是十亿、数十亿个晶体管。比如说华为用在手机中的麒麟980芯片(只有指甲盖那么大),这上面就集成了将近70亿个晶体管。而想要把这些晶体管装到芯片上面,靠人工可是不行的,靠自动化的机器也是不行的,因为这些晶体管不仅特别小,而且数量特别多,就算是自动化的机器也没办法很快安装好。那么人们是怎么把这些小晶体管“装”到芯片上的呢?我们在说具体的方法之前,我们先说一个事情:你想要在电脑上画一个非常复杂、但是有规律的图其实是非常容易的,尤其是像芯片电路这样重复性很高的图片,只要你画出来一个单元,然后尽管复制就行了(如下图所示,这种重复性的工作在电脑上的操作是非常容易的)。所以我们就只要把电脑画出来的图片给“打印”成电路就行了。有人会想了:我们只听说过激光打印、喷墨打印,难道说电路还可以打印出来吗?没错,电路就是可以打印出来—事实上这就是芯片怎么生产出来的。下面这幅图就是光刻机的原理。电路的形状一开始是画在一张比较大的分划板上的,然后通过透镜把电路的图案缩的很小,然后照射在涂抹了光刻胶的金属板上(就是所谓的晶圆了)。。

在光刻区开一个更小的氧化层 正型光刻胶和负型光刻胶的区别

难道发展芯片,就一定要光刻机吗?中国可以用其它技术取代吗? 最近,美国收紧了出口管制,台积电不再接受华为新的订单,中芯国际虽然能够生产14nm工艺的芯片,突破了N+1、N+2制程工艺,然而中芯国际使用的光刻机仍然来自于荷兰ASML,含有“美国技术”,是否受到管制条款制约,还是个问题。那么,我国发展芯片能够绕过光刻机吗?什么是光刻机?光刻技术与照相技术差不多,照相机是将镜头里的图像印到底片上,而光刻机是将电路图“刻到”硅片上。在光刻工艺中,将涂满光敏胶的硅片作为“底片”,电路图经过光刻机,缩微投影到“底片”上,制作芯片的过程,就是重复几十遍这样的过程。最终,指甲壳大小的芯片上集成了上百亿个晶体管。目前,光刻机的龙头企业是荷兰的ASML,几乎占领了100%的高端光刻机市场,最先进的EUV光刻机只有荷兰ASML能够生产。造价高到1.5亿美金的EUV光刻机,集成了全球最先进的技术,来自美国的光源和计量设备,来自德国的镜头的超精密设备,来自法国的阀件,来自瑞典的轴承等等,可以说集人类智慧于大成。早在2018年,我国的中芯国际从荷兰ASML那里预订了一台EUV光刻机,然而受到美国的影响,至今未收到这台光刻机。中芯国际虽然突破了N+1、N+2工艺,然而后续的5nm、3nm工艺仍然离不来EUV光刻机,形势依然很严峻。。

刻蚀机和光刻机有什么区别? 打个比方:如果把在硅晶体上的施工比成木匠活的话。光刻机的作用相当于木匠在木料上用墨斗划线。刻蚀机的作用相当于木匠在木料上用锯子、凿子、斧子、刨子等施工。下图为光刻机:下图为刻蚀机性质一样,但精度要求是天壤之别。木匠做细活,一般精确到毫米就行。做芯片用的刻蚀机和光刻机,要精确到纳米。现在的手机芯片,如海思麒麟970,高通骁龙845都是台积电的10纳米技术。10纳米有多小呢?打个比方。如果把一根直径是0.05毫米头发丝,按轴向平均剖成5000片,每片的厚度大约就是10纳米。我们刻蚀机技术已经突破,5纳米的刻蚀机我们也能自主生产。现在卡脖子的是光刻机。在芯片加工过程中,光刻机放样,刻蚀机施工,清洗机清洗。然后反复循环几十次,一般要500道左右的工序,芯片-也就是晶体管的集成电路才能完成。放样达不到精度,刻蚀机就失去用武之地了。现在世界上最先进的光刻机是荷兰的ASML公司,最小到10纳米。台积电买的都是它的光刻机。ASML公司实际上是美国、荷兰、德国等多个国家技术合作的结果。因为这方面的研究难度太大,单个国家完成不了。除了ASML,世界上只有我们还在高端光刻机上努力研发。我们是受到技术禁运的,不能买他最先进的产品,国内上海量产的。

为什么中国人自己不会做光刻机,它的核心技术是什么? 现在网络媒体往往是用芯片代替半导体、集成电路、晶圆等词汇,严格来说,这些词汇之间还是有所差异的。芯片在这里的用法也跟网络媒体的一致。厂商在制造芯片的过程,其实是个相当复杂的过程,芯片是多个学科共同作用的结晶。厂商在制造芯片的过程中,从前端工序、到晶圆制造工序,之后再到封装和测试工序,主要用到的设备依次包括,单晶炉、气相外延炉、氧化炉、低压化学气相沉积系统、磁控溅射台、光刻机、刻蚀机、离子注入机、晶片减薄机、晶圆划片机、键合封装设备、测试机、分选机和探针台等。其中,厂商必须要利用光刻机,才能把掩模版上的图形(电路结构)临时“复印”到硅片等半导体基材(表面已均匀涂有光刻胶)上,以便开展下一步工序。可以这样说,光刻机在芯片制造工序中是最核心的设备。台积电、三星电子、英特尔等晶圆制造厂商要投产越先进的制程工艺,就必须采用更加精密且复杂的光刻机,对光刻机的要求包括高频率的激光光源、光掩模的对位精度、设备的稳定性等。越是先进的光刻机,便是集合了多领域中的尖端技术于一体。晶圆制造中的七个主生产区。中国上海微电子的光刻机。其实这些年来,国内早就有设备厂商,以及研究机构在对光刻机进行研发。如上海微电子、。

光刻的工序是什么? 如果想达到比光刻机极限尺寸更小的尺寸,有一些比较巧妙的方法,供你参考。第一种,光刻胶刻蚀法。用正胶光刻,光刻胶涂厚点,比如光刻出1.5微米的线条,然后用去胶机(氧等离子体)刻光刻胶,然后光刻图形会缩小,如果吃掉0.5微米的光刻胶,那么就可以做出0.5微米的线条了。第二种,侧墙(spacer)的方法。就是用光刻台阶-保形淀积-刻蚀 形成spacer,一般来说可以做到一二百纳米的线条。第三种,氧化的方法。如果是做Si基的器件,可以先刻蚀出线条,再用热氧化-腐蚀氧化层的方法进一步减小线条尺寸。这三种方法是研究中比较常见的办法,比较巧妙,但是工艺略微复杂,耗费的精力比较多,器件的稳定性和一致性会有所损失。如果要做更小的尺寸,可以考虑用电子束光刻机,这个比较快出结果,但是花费多一些,光刻面积的效率比较低。

小小芯片上的上千万个晶体管是怎么装上去的? 小小芯片上的上千万个晶体管是怎么装上去怎么工作的?人类真牛啊?最早的计算机和CPU确实是一个个晶体管电线连接而成。据相关资料表明,最早的计算机体积非常大,用了18000个电子管,占地150平方米,重达30吨,耗电功率约150千瓦,每秒钟可进行5000次运算。虽然运算能力对于现代来讲不咋样,但是在那个年代是非常牛了,现在普通家庭的计算机计算能力每秒可达到1万亿次以上。现在我们所用的芯片上面,成千上万个晶体管并不是一个一个装上去的,那么小的零件,没办法一个个装上去。至少目前的工艺水平是达不到的,即使能达到这样的精度,做出来的不良品也高的惊人。试想一下,一个CPU上面有上亿个零件,只要有一个零件品质或者装配有问题就会不合格。那它到底是怎么做出了的呢?其实它是通过光刻、显影、腐蚀等步骤一步一步制造出来的。我也没在CPU公式上过班,不过在柔性电路板公司工作过一段时间,大概给大家介绍一下吧。如果有不准确的地方,欢迎大家指正。准备工作芯片CPU主要成分是硅,而沙子中硅含量非常高,但是是以二氧化硅(SiO2)的形式存在。为了得到纯净的硅,把沙子通过提纯去除沙子中的钙、镁等杂质。再通过碳脱氧还原得到纯净的硅,最好再经过净化就得到了单晶硅棒。

芯片中的晶体管是个什么鬼? 晶体管一般是指以PN结为工作原理的器件,包括二极管三极管场效应管等等。芯片里的晶体管不是一个一个放上去的,而是以印刷和蚀刻(光刻)整体做出来的,设计图被投射到晶原上,然后用化学的方式把不需要的部分去除掉。有点类似于拍照和洗片,不过精度极高。

#中芯国际#光刻机#制程工艺#芯片#半导体

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