光刻机造芯片原理图（光刻机造芯片原理图解）

光刻机是干什么用的，工作原理是什么？

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。

扩展资料

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。

参考资料来源：百度百科-光刻机

光刻机原理 进来看看

1、光刻机制作芯片的过程，基本和“冲印照片”一样。假设拍的是风景，胶片上会有曝光痕迹，先要在暗室里显影，让风景在胶片上显示出来。然后在红光下通过放大机，把胶片上的风景投射到相纸上，让相纸曝光。再通过相纸的显影、定影、烘干得到最终的照片。除了风景之外，“照片冲印”需要有胶片，有光源、放大机、相纸。

2、对光刻机来说，所谓“风景”就是设计好的集成电路图（IC），“胶片”就是一块石英板（光罩），用来记录集成电路图，“相纸”就是硅晶圆，“放大机”就相当于光刻机。

3、所不同的是，洗照片是放大，把小胶片放大到相纸上，光刻机是缩小，把电路图缩小到晶圆上。

4、在光刻机领域，有三家国际大牌：荷兰ASML（艾斯摩尔），日本Nikon（尼康），日本Canon（佳能）。但高端光刻机市场，荷兰ASML是无可争议的世界霸主，把第二名都甩得很远，因为技术难度太高、需要的投资太大，尼康、佳能已经放弃EUV光刻机的研发。

光刻机怎么制作（最好提供图文）？

第一步：制作光刻掩膜版（Mask Reticle）

芯片设计师将CPU的功能、结构设计图绘制完毕之后，就可将这张包含了CPU功能模块、电路系统等物理结构的“地图”绘制在“印刷母板”上，供批量生产了。这一步骤就是制作光刻掩膜版。

光刻掩膜版：（又称光罩，简称掩膜版），是微纳加工技术常用的光刻工艺所使用的图形母版。由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形结构，再通过曝光过程将图形信息转移到产品基片上。（*百度百科）

将设计好的半导体电路”地图“绘制在由玻璃、石英基片、铬层和光刻胶等构成的掩膜版上

光刻掩膜版的立体切片示意图

第二步：晶圆覆膜准备

从砂子到硅碇再到晶圆的制作过程点此查阅，这里不再赘述。将准备好的晶圆（Wafer）扔进光刻机之前，一般通过高温加热方式使其表面产生氧化膜，如使用二氧化硅（覆化）作为光导纤维，便于后续的光刻流程：

第三步：在晶圆上“光刻”电路流程

使用阿斯麦的“大杀器”，将紫外（或极紫外）光通过蔡司的镜片，照在前面准备好的集成电路掩膜版上，将设计师绘制好的“电路图”曝光（光刻）在晶圆上。（见动图）：

上述动图的工作切片层级关系如下：

光刻机照射到部分的光阻会发生相应变化，一般使用显影液将曝光部分祛除

而被光阻覆盖部分以外的氧化膜，则需要通过与气体反应祛除

通过上述显影液、特殊气体祛除无用光阻之后，通过在晶圆表面注入离子激活晶体管使之工作，进而完成半导体元件的全部建设。

做到这里可不算大功告成，这仅仅是错综复杂的集成电路大厦中，普通的一层“楼”而已。完整的集成电路系统中包含多层结构，晶体管、绝缘层、布线层等等：

搭建迷宫大厦一般的复杂集成电路，需要多层结构

因此，在完成一层光刻流程之后，需要把这一阶段制作好的晶圆用绝缘膜覆盖，然后重新涂上光阻，烧制下一层电路结构：

多次重复上述操作之后，芯片的多层结构搭建完毕（下图）：

如果上图看的不太明白，可以看看Intel的CPU芯片结构堆栈图：

当然，我们可以通过高倍显微镜来观察光刻机“烧制”多层晶圆的堆叠情况：

第四步：切蛋糕（晶圆切割）

使用光刻机烧制完毕的晶圆，包含多个芯片（Die），通过一系列检测之后，将健康的个体们切割出来：

从晶圆上将一个个“小方块”（芯片）切割出来

第五步：芯片封装

将切割后的芯片焊

光刻机原理

光刻机原理： 是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。

光刻是集成电路最重要的加工工艺，他的作用，如同金工车间中车床的作用。光刻是制造芯片的最关键技术，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。

光刻机一般根据操作的简便性分为三种，手动、半自动、全自动。

手动：指的是对准的调节方式，是通过手调旋钮改变它的X轴，Y轴和thita角度来完成对准，对准精度可想而知不高了。

半自动：指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐。

自动： 指的是 从基板的上载下载，曝光时长和循环都是通过程序控制，自动光刻机主要是满足工厂对于处理量的需要。

光刻机的主要性能指标有：支持基片的尺寸范围，分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等。分辨率是对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。光刻的分辨率受受光源衍射的限制,所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面的限制。