2024年5月10日发(作者:oppoa5处理器)
芯片光刻机工作原理
芯片光刻机工作原理是通过对光敏材料层进行曝光和显影的过程,将芯片上的导电线
路或电路板图案,通过选择性地移除或保留敏化层,从而在半导体材料表面形成所需的图
案。芯片光刻机的主要部件包括光源,光掩模,光学系统,平台及步进系统等。
光源:芯片光刻机用的是紫外线光源,其作用是产生波长在365纳米到436纳米之间
的紫外线光束。
光掩模:光刻机的光掩模是一种光学元件,其作用是在光学系统中对光束照射区域进
行限制,从而得到所需图案。光掩模是在清洁室中制作出来的,通常用玻璃板做底材,然
后在其表面涂上一层金属(通常是铬)膜,通过光刻等技术进行激光雕刻,从而形成所需
图案的光遮蔽层。
光学系统:光学系统由多个透镜组成,作用是将光束收集并汇聚到光掩模上,达到聚
焦效果,并将掩模上所需的图案绘制在覆盖在芯片表面的光敏材料上。
平台:平台是芯片光刻机中的核心组件,其中包含了由伺服电机驱动的平台和控制系
统。平台通过驱动芯片的移动,使得光图案被聚焦在芯片光刻机所要进行光刻的位置上。
步进系统:芯片光刻机采用步进系统用于控制平台按照预先设定的路径在芯片上移动。
步进系统是通过电力来实现光刻机平台在 x-y 的平面上进行移动,称为平面定位。平台
的高度,则通过精密位置控制的 z 轴高度调节器完成,称为高度定位。
芯片光刻机的光刻过程可以简单地分为光掩模制作、芯片表面前期处理、曝光和显影
等几个步骤。
1.光掩模制作
光掩模的制作必须是在超净室中进行,先用镀铬方式在被控部分形成光掩模光阻图形,
并进一步将光掩模用于光刻过程。
2.芯片表面前期处理
芯片表面在光刻之前需要进行处理,保证所需图案的完成。通常分为清洁表面处理和
光敏材料溶液涂布两个步骤,目的是将芯片表面上的杂质清除干净,并在上面涂上一层光
敏材料。
3. 曝光
曝光是指使用光掩模将紫外线光束照射到芯片表面,在光敏材料上形成所需的图案。
当紫外线光经过光掩模上的图案的掩膜,照射芯片表面时,光敏材料的表面会被照片呈现
出来,这个照射的过程是由光学系统完成的,而光掩模在光感层中留下的印迹由显微结构
代理铆钉大小控制。
4.显影
显影是指使用化学溶液,根据曝光部分化学改变的性质使所需图案光敏材料表面与其
相应的部分物理上去除排斥,达到所需图案。在曝光和显影之后,芯片表面的光敏材料会
形成所需的导电线路、电路板等图案。
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