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中微造出5纳米蚀刻机,对中国半导体影响有多大?

日期:2021-08-19点击数:154赞数:0

中微造出5纳米蚀刻机,对中国半导体影响有多大?

大体上,芯片制造分为以下几大模块,
主要有光刻、蚀刻、扩散、薄膜、测量。
光刻的作用是通过光在材料表面以留光的形式将设计版图的形态标记出来,为腐蚀作准备。
蚀刻的作用是用物理或化学的方法除去光刻所标记的区域,以完成功能性外形的制造。
散射通常是进行离子掺杂,使材料的特定区域具有半导体特性或其它所需的物理和化学性质。
镀膜工艺的主要作用是在现有材料表面制造新的一层材料,用于后续处理过程中残留的杂质或缺陷。
测量的作用主要是晶片制造过程中的质量控制。
腐蚀工艺。
这是关于腐蚀过程的讨论。
蚀刻主要分为前后部分,前段为硅及硅化合物的蚀刻,后段则为金属及电介质腐蚀。


根据工艺分类,刻蚀技术可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀,其中湿法刻蚀又包括化学刻蚀和电解刻蚀,湿法刻蚀一般只用于清洗,很少有图案。
目前,干法腐蚀的主流技术,是以等离子体干法腐蚀为主导。光刻只在光刻胶上做好图案,但在硅片上是没有图案的,需要采用干式蚀刻硅片。
可想象,硅片垂直落下一场大雨,没有了光刻胶保护的硅片就会被轰击,这与在硅片上挖一个洞或凹槽一样,制作好后光刻胶可通过湿法蚀刻洗去,从而得到有图案的硅片。
所谓蚀刻机,简单地说,就是在晶片制造过程中必须使用的一种设备,这种设备的作用就像雕刻刀一样,用各种方法将一整块金属板中不需要的部分去掉,剩下的就是我们需要的电路。
等离子体腐蚀
那么什么是等离子蚀刻机?
腐蚀的最终目标是不断地将我们不需要的金属板表面挖去。
要做到这一点,首先要用化学物品将其挖掘出来,毕竟,化学物质能迅速、方便地与金属板上的物质发生反应,但它也产生了一个很大的问题:液体的腐蚀是向四面八方的,不利于控制。
用一块板子来比喻一下,你就能阻止洪水吗?没有,因为水会绕过这块板。但金属表面化学腐蚀存在着许多弊端。
化学物质可以绕过光刻胶在晶片上覆盖的表面,腐蚀我们不想腐蚀的部分。若要求电路很细,则过多的腐蚀必然会影响电路的性能。
它就像是一根柱子,你在柱子的两边挖一些,如果它很粗,那就没有多大关系;如果这个柱子很细,那它就会倒过来。所以化学腐蚀法不能用于较高级工艺的晶片。
制作芯片三大核心设备。
现在多数人认为光刻才是最重要的,其实有一些偏见。
承认光刻也许是最难的,对于蚀刻工艺也不要轻视,这其中对精度的要求也是非常高的。可说光刻决定水平精度,蚀刻决定垂直的精度,两者都是在挑战制造的极限。
下面我们来谈一谈芯片制造的三大核心设备:光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备。
假如把芯片比作一个平面雕刻作品,那光刻机就是打草稿的刷子,腐蚀机是雕刻刀,沉积的胶片构成作品的材料。
元件刻度的精度直接决定着元件刻度的大小,刻蚀和镀膜的精度则决定着光刻尺寸是否能被实际加工,因此刻蚀和薄膜沉积设备是晶片加工工艺中最重要的三类主要设备。
中国刻蚀机发展历程
这一行业几乎垄断了光刻机行业的是一家名叫阿斯麦的荷兰公司。
那用刻蚀机呢?
下面是中国中微半导体5nm蚀刻机。
本刻蚀机经台积电验证,性能良好,将应用于5纳米制程生产线,目前已供应台积电并投入使用。
等离子体刻蚀机原理形象地说,就像喷射器一样,用喷砂来轰击器件表面,从而实现加工。同时,为了使被加工对象获得预定的图案,喷射加工前必须在工件上打好模具。这就像我们在墙上喷漆前,先把镂空纸贴在不能喷的地方,这是一回事。
蚀刻机实际上是一种更精细的微细雕琢,每一条线、深孔的精度都需要非常精细,精度要求很高。
总的来说,加工精度实际上是由前一次骤光刻的精度决定的,准确的说蚀刻机必须在精度上与芯片保持一致。因此腐蚀几乎和光刻机一样重要。

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