第一步: *** 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 *** 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 *** 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 *** 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
光制工艺主要少骤
1.基片前处理
为病保光制胶能唱圆表面很好精贴,形成发平滑日始合得很好的限,必频通行表而准备。保持表国干燥且干净.
2.涂光刻胶
途胶的目标是在品园表面建立薄的。均匀的,并且没有有缺陷的光刻胶膜。
3.前烘(软烘烟)
招款的目的是去险教层内的清外。提商光制胶与村庭的枯用力及收股的几械拖伤能力。
4.对准和攀光(AE)
保证器件和电路正常工作的决定性因素是图形的确对准。a时准。以及光制胶上精确的阳形尺
寸的形成。所以,海好光起胶后,第一步是把所明用在品园表而上准确定恒或对准,第二步是通过曝光将图开压转移到光划胶涂层
5.显影
显都是精把掩限版图案复制到光划胶上。
6.后炽(坚服)
为了保证下一道刻蚀经显影以后的胶凰发生了软化。物服,胶膜与硅片衣面粘附)热发济利以而化充划散,工序化顺利进行。
7.刻法.
刻性是通过北创胶基端区城来去排中品圆最表层的工艺。主要标是将光刘掩膜版上的图案精晓地转移到品属求面。
B.去除光刻胶
刻蚀之后,国案成为品质最表层永久的一部分.作为利国档层的光则胶层不再需要了。必须从表面去掉。
常规光刻技术是采用波长为2000~4500埃的紫外光作为图像信息载体,以光致抗蚀剂为中间(图像记录)媒介实现图形的变换、转移和处理,最终把图像信息传递到晶片(主要指硅片)或介质层上的一种工艺(图1)。在广义上,它包括光复印和刻蚀工艺两个主要方面。
①光复印工艺:经曝光系统将预制在掩模版上的器件或电路图形按所要求的位置,精确传递到预涂在晶片表面或介质层上的光致抗蚀剂薄层上。
②刻蚀工艺:利用化学或物理 *** ,将抗蚀剂薄层未掩蔽的晶片表面或介质层除去,从而在晶片表面或介质层上获得与抗蚀剂薄层图形完全一致的图形。集成电路各功能层是立体重叠的,因而光刻工艺总是多次反复进行。例如,大规模集成电路要经过约10次光刻才能完成各层图形的全部传递。在狭义上,光刻工艺仅指光复印工艺,即图1中从④到⑤或从③到⑤的工艺过程。 常用的曝光方式分类如下:
接触式曝光和非接触式曝光的区别,在于曝光时掩模与晶片间相对关系是贴紧还是分开。接触式曝光具有分辨率高、复印面积大、复印精度好、曝光设备简单、操作方便和生产效率高等特点。但容易损伤和沾污掩模版和晶片上的感光胶涂层,影响成品率和掩模版寿命,对准精度的提高也受到较多的限制。一般认为,接触式曝光只适于分立元件和中、小规模集成电路的生产。
非接触式曝光主要指投影曝光。在投影曝光系统中,掩膜图形经光学系统成像在感光层上,掩模与晶片上的感光胶层不接触,不会引起损伤和沾污,成品率较高,对准精度也高,能满足高集成度器件和电路生产的要求。但投影曝光设备复杂,技术难度高,因而不适于低档产品的生产。现代应用最广的是 1:1倍的全反射扫描曝光系统和x:1倍的在硅片上直接分步重复曝光系统。 直接分步重复曝光系统 (DSW) 超大规模集成电路需要有高分辨率、高套刻精度和大直径晶片加工。直接分步重复曝光系统是为适应这些相互制约的要求而发展起来的光学曝光系统。主要技术特点是:①采用像面分割原理,以覆盖最大芯片面积的单次曝光区作为最小成像单元,从而为获得高分辨率的光学系统创造条件。②采用精密的定位控制技术和自动对准技术进行重复曝光,以组合方式实现大面积图像传递,从而满足晶片直径不断增大的实际要求。③缩短图像传递链,减少工艺上造成的缺陷和误差,可获得很高的成品率。④采用精密自动调焦技术,避免高温工艺引起的晶片变形对成像质量的影响。⑤采用原版自动选择机构(版库),不但有利于成品率的提高,而且成为能灵活生产多电路组合的常规曝光系统。这种系统属于精密复杂的光、机、电综合系统。它在光学系统上分为两类。一类是全折射式成像系统,多采用1/5~1/10的缩小倍率,技术较成熟;一类是1:1倍的折射-反射系统,光路简单,对使用条件要求较低。
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