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半导体制造的六个步骤二

发布时间:2021-10-29 08:05:06

半导体制造的六个关键步骤是:沉积、光刻胶、光刻、蚀刻、电离和封装。其中,前三都是为光刻加工的步骤。所以,光刻加工涉及的光刻技术、光刻设备已经光刻工艺工程师的经验,都是比较关键的。

 

光刻是芯片制造过程中的关键步骤,因为它决定了芯片上晶体管的尺寸。所以光刻加工在测试阶段也有着重要的角色。在这个阶段,芯片晶圆被插入光刻机 ,在那里它暴露在深紫外 (DUV) 或极紫外 (EUV) 光下。这种光的波长从用于不太复杂的芯片设计的 365 nm 到 13.5 nm 不等,用于制造芯片的一些最精细的细节——其中一些比一粒沙子小数千倍。光通过“标线”投射到晶片上,标线包含要打印的图案。光刻加工系统的光学元件(DUV 系统中的透镜和 EUV 系统中的镜子)收缩并将图案聚焦到抗蚀剂层上。如前所述,当光照射到抗蚀剂时,它会引起化学变化,使光罩上的图案能够复制到抗蚀剂层上。

 光刻加工 EUV光刻.jpg

 光刻加工 EUV光刻


光刻加工中每次都使模式完全正确是一项要求比较高的任务。在此过程中可能会发生粒子干扰、折射和其他物理或化学缺陷。这就是为什么有时需要通过有意变形来优化图案,这样光刻加工者才可以得到所需的确切图案。像阿斯麦尔ASML系统通过在称为“计算光刻”的过程中将算法模型与来自另一系统和测试晶片的数据相结合来实现这一点。最终的图案可能看起来与它最终打印的图案不同,但这正是重点。光刻机供应商所做的一切都专注于让印刷图案恰到好处。

 

光刻加工单步骤之后是蚀刻加工,刻蚀是去除退化的抗蚀剂以显示预期的图案。在“蚀刻”期间,晶片被烘烤和显影,并且一些抗蚀剂被洗掉以显示开放通道的 3D图案。蚀刻工艺必须精确且一致地形成越来越导电的特征,而不会影响芯片结构的整体完整性和稳定性。先进的蚀刻技术使芯片制造商能够使用双重、四重和基于间隔的图案来创建最现代芯片设计的微小特征。

 

与抗蚀剂一样,蚀刻有两种类型:干法刻蚀和湿法刻蚀。干蚀刻使用气体来定义晶片上的暴露图案。湿蚀刻使用化学方法来清洗晶片。芯片由几十层组成。因此,重要的是要仔细控制蚀刻,以免损坏多层微芯片结构的底层,或者——如果蚀刻旨在在结构中创建空腔——确保空腔的深度完全正确。当您考虑到一些微芯片设计(如3D NAND)达到 175 层时,这一步变得越来越重要,也越来越困难。

 

 

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