一个芯片的产生要经历几十次光刻才能完成,德州仪器TI光刻是最复杂昂贵和关键的工艺

来源:时间: 2024-09-26

一个芯片的产生要经历几十次光刻才能完成,德州仪器TI光刻是最复杂昂贵和关键的工艺

透镜光学系统上面简述了光刻工艺的流程,在实际工艺中,一个芯片的产生要经历几十次光刻才能完成,有些结构层甚至需要多次光刻才能形成。光刻是芯片制造的核心,是IC制造的最关键步骤,在主流的微电子制造过程中,光刻是最复杂、昂贵和关键的工艺,其成本约占整个硅片加工成本的三分之一甚至更多。说道芯片制造,不得不说摩尔定律,摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔于1965年提出来的。其内容为:集成电路上可容纳的电晶体(晶体管)数目,约每隔24个月便会增加一倍;经常被引用的“18个月”,是由英特尔首席执行官大卫·豪斯所说:预计18个月会将芯片的性能提高一倍(即更多的晶体管使其更快)。摩尔定律的推动下,为了更高的新能,更低的功耗以及更低的成本,用于光刻的光源波长从436nm(G线,汞灯),405nm(H线,汞灯),365nm(I线,汞灯),248nm(DUV,汞灯KrF准分子激光),193nm(DUV,ArF),157nm(未使用),到目前最先进的13.5nm(EUV)。157nm的光源并未实际使用,而是由193nm浸没式光刻所替代。德州仪器TI浸没式光刻原理之所以要不断缩小波长,就是要提高光刻分辨率,光刻分辨率,就是指能清晰分辨出硅片上相隔很近的特征图形的能力,公式是R=kλ/NA,其中k代表工艺因子,λ表示波长,NA表示曝光系统的数值孔径。可以看出,要提高光刻分辨率,需要减小光源波长,或者增大数值孔径。光刻机曝光波长与透镜数值孔径发展趋势,193nm波长干式光刻机的极限数值孔径为0.93,之后采取浸没式光刻,数值孔径增加到1.35。分辨率高了,做的结构体积就越小,性能和功耗自然就会改善,最重要的是,成本会更低(简单的理解,同样大小的硅晶圆上,可以生产更多的芯片)摩尔定律的驱使下,芯片器件尺寸不断缩小,对工艺的要求越来越高,最大的瓶颈就是分辨率的提高,而光刻机的发展逐渐跟不上节奏了,更小波长的光刻机难以制造,因此出现了一系列分辨率增强技术,例如离轴照明、多级光源,光学临近效应修正,移相掩模,光源掩模协同优化,多重曝光,自对准多重光刻技术等,这些技术的出现,将摩尔定律硬生生延续了下来,当然,也有人在研究光光刻机有哪几种主要类型?德州仪器TI接触式光刻机的优缺点是什么?材料科学与工程硕士?,光刻工艺流程光刻工艺二、曝光1、接触式曝光定义:将掩模版直接与涂有光刻胶的晶圆接触进行曝光优点:曝光设备的光学系统简单、价格低廉缺点:掩模版与涂有光刻胶的硅片直接接触,晶圆上的灰尘粘到掩模版及硅片,缩小投影曝光定义:使用光学系统将掩模版图案缩小到复制到晶圆上。


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