電路光刻

『壹』 光刻技術的原理是什麼

光刻工藝是利用類似照相製版的原理，在半導體晶片表面的掩膜層上面刻蝕精細圖形的表面加工技術。也就是使用可見光和紫外光線把電路圖案投影「印刷」到覆有感光材料的硅晶片表面，再經過蝕刻工藝去除無用部分，所剩就是電路本身了。光刻工藝的流程中有製版、矽片氧化、塗膠、曝光、顯影、腐蝕、去膠等。
光刻是製作半導體器件和集成電路的關鍵工藝。自20世紀60年代以來，都是用帶有圖形的掩膜覆蓋在被加工的半導體晶元表面，製作出半導體器件的不同工作區。隨著集成電路所包含的器件越來越多，要求單個器件尺寸及其間隔越來越小，所以常以光刻所能分辨的最小線條寬度來標志集成電路的工藝水平。國際上較先進的集成電路生產線是1微米線，即光刻的分辨線寬為1微米。日本兩家公司成功地應用加速器所產生的同步輻射X射線進行投影式光刻，製成了線寬為0.1微米的微細布線，使光刻技術達到新的水平。

『貳』 光刻工藝的目的

該步驟利用曝光和顯影在光刻膠層上刻畫幾何圖形結構，然後通過刻蝕工藝將光掩模上的圖形轉移到所在襯底上，也就是可以精確地控制形成圖形的形狀、大小，此外它可以同時在整個晶元表面產生外形輪廓。

光刻工藝概述：

下面以襯底上金屬連接的刻蝕為例講解光刻過程。

首先，通過金屬化過程，在硅襯底上布置一層僅數納米厚的金屬層。然後在這層金屬上覆上一層光刻膠。這層光阻劑在曝光（一般是紫外線）後可以被特定溶液（顯影液）溶解。

使特定的光波穿過光掩膜照射在光刻膠上，可以對光刻膠進行選擇性照射（曝光）。然後使用前面提到的顯影液，溶解掉被照射的區域，這樣，光掩模上的圖形就呈現在光刻膠上。通常還將通過烘乾措施，改善剩餘部分光刻膠的一些性質。

上述步驟完成後，就可以對襯底進行選擇性的刻蝕或離子注入過程，未被溶解的光刻膠將保護襯底在這些過程中不被改變。

刻蝕或離子注入完成後，將進行光刻的最後一步，即將光刻膠去除，以方便進行半導體器件製造的其他步驟。通常，半導體器件製造整個過程中，會進行很多次光刻流程。生產復雜集成電路的工藝過程中可能需要進行多達50步光刻，而生產薄膜所需的光刻次數會少一些。

以上內容參考：網路-光刻工藝

『叄』 光刻機原理

光刻機原理： 是利用光刻機發出的光通過具有圖形的光罩對塗有光刻膠的薄片曝光，光刻膠見光後會發生性質變化，從而使光罩上得圖形復印到薄片上，從而使薄片具有電子線路圖的作用。這就是光刻的作用，類似照相機照相。照相機拍攝的照片是印在底片上，而光刻刻的不是照片，而是電路圖和其他電子元件。

光刻是集成電路最重要的加工工藝，他的作用，如同金工車間中車床的作用。光刻是製造晶元的最關鍵技術，在整個晶元製造工藝中，幾乎每個工藝的實施，都離不開光刻的技術。

光刻機一般根據操作的簡便性分為三種，手動、半自動、全自動。

手動：指的是對準的調節方式，是通過手調旋鈕改變它的X軸，Y軸和thita角度來完成對准，對准精度可想而知不高了。

半自動：指的是對准可以通過電動軸根據CCD的進行定位調諧。

自動： 指的是 從基板的上載下載，曝光時長和循環都是通過程序控制，自動光刻機主要是滿足工廠對於處理量的需要。

光刻機的主要性能指標有：支持基片的尺寸范圍，解析度、對准精度、曝光方式、光源波長、光強均勻性、生產效率等。解析度是對光刻工藝加工可以達到的最細線條精度的一種描述方式。光刻的解析度受受光源衍射的限制,所以與光源、光刻系統、光刻膠和工藝等各方面的限制。

『肆』 光刻機怎麼製作（最好提供圖文）

第一步：製作光刻掩膜版（Mask Reticle）
晶元設計師將CPU的功能、結構設計圖繪制完畢之後，就可將這張包含了功能模塊、電路系統等物理結構的「地圖」繪制在「印刷母板」上，供批量生產了。這一步驟就是製作光刻掩膜版。

光刻掩膜版：（又稱光罩，簡稱掩膜版），是微納加工技術常用的光刻工藝所使用的圖形母版。由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜圖形結構，再通過曝光過程將圖形信息轉移到產品基片上。（*網路）

將設計好的半導體電路」地圖「繪制在由玻璃、石英基片、鉻層和光刻膠等構成的掩膜版上

光刻掩膜版的立體切片示意圖

第二步：晶圓覆膜准備
從砂子到硅碇再到晶圓的製作過程點此查閱，這里不再贅述。將准備好的晶圓（Wafer）扔進光刻機之前，一般通過高溫加熱方式使其表面產生氧化膜，如使用二氧化硅（覆化）作為光導纖維，便於後續的光刻流程：

第三步：在晶圓上「光刻」電路流程
使用阿斯麥的「大殺器」，將紫外（或極紫外）光通過蔡司的鏡片，照在前面准備好的集成電路掩膜版上，將設計師繪制好的「電路圖」曝光（光刻）在晶圓上。（見動圖）：

上述動圖的工作切片層級關系如下：

光刻機照射到部分的光阻會發生相應變化，一般使用顯影液將曝光部分祛除

而被光阻覆蓋部分以外的氧化膜，則需要通過與氣體反應祛除

通過上述顯影液、特殊氣體祛除無用光阻之後，通過在晶圓表面注入離子激活晶體管使之工作，進而完成半導體元件的全部建設。

做到這里可不算大功告成，這僅僅是錯綜復雜的集成電路大廈中，普通的一層「樓」而已。完整的集成電路系統中包含多層結構，晶體管、絕緣層、布線層等等：

搭建迷宮大廈一般的復雜集成電路，需要多層結構

因此，在完成一層光刻流程之後，需要把這一階段製作好的晶圓用絕緣膜覆蓋，然後重新塗上光阻，燒制下一層電路結構：

多次重復上述操作之後，晶元的多層結構搭建完畢（下圖）：

如果上圖看的不太明白，可以看看Intel的CPU晶元結構堆棧圖：

當然，我們可以通過高倍顯微鏡來觀察光刻機「燒制」多層晶圓的堆疊情況：

第四步：切蛋糕（晶圓切割）
使用光刻機燒制完畢的晶圓，包含多個晶元（Die），通過一系列檢測之後，將健康的個體們切割出來：

從晶圓上將一個個「小方塊」（晶元）切割出來

第五步：晶元封裝
將切割後的晶元焊

『伍』 什麼是集成電路板光刻

比如說你看集成電路板，上面不是有一條一條金屬線么？那個線不是畫上去的，版是整個刷一層銅到塑料權板上，然後上面刷一層蠟，然後你用刀子把沒有導線的部分的蠟「刻」下去，然後把這塊板子扔到腐蝕液里，沒有蠟覆蓋的地方就會被腐蝕掉，然後你把它拿出來，集成電路板就做好了
做cpu（計算機的中央處理器，計算機的核心）的時候呢。也是這個樣子，但是cpu裡面的導線非常非常非常小，線間距是幾十納米級別的，小的已經沒有任何物理的刀子可以取刻出導線來了，這個時候我們就用「光刻」了。因為光可以被分的很纖細的，光刻是在金屬表面鋪一層感光膜，然後用光去照它，被光照到的地方，感光膜就會被「燒掉」，然後這個時候你用一個「紙片」上面畫著電路圖，去擋一下光，這樣就把電路該在的地方留下來了，然後扔到對應的液體里一泡，cpu裡面的電路就做好了。

『陸』 光刻機是怎麼工作的一台光刻機一年能製造多少晶元

光刻機發出的光用於通過帶有圖形的光罩對塗有光刻膠的薄片曝光。光刻電阻的特性在看到光後會發生變化，從而使掩模中的圖形可以復制到薄片上，使薄片具有電子電路圖的功能。這是光刻的功能，類似於照相機攝影。相機拍攝的照片列印在底片上，而照片不被記錄，而是電路圖和其他電子元件。根據網上資料顯示，一台光刻機一天大約可以有效製造600塊左右，一年就可以製造差不多21.9萬塊晶元。

光刻機為什麼會如此的重要？

目前，無論是手機晶元、汽車晶元還是其他領域，包括軍事、航空航天等應用，晶元都離不開光刻。現在世界上的晶元仍然是硅基晶元。經過近半個世紀的發展，晶元的關鍵尺寸逐漸縮小，從最初的電子管到晶體管，再到集成電路的發明。目前，我們僅有的技術是光刻技術。因此，如果沒有光刻機，晶元就無法正常製造，目前也沒有替代光刻機的產品。

『柒』 為什麼說光刻是集成電路製造最重要的工藝

光刻是通過一系列生產步驟將晶圓表面薄膜的特定部分除去的工藝（圖4.7）。在此之後，晶圓表面會留下帶有微
圖形
結構的薄膜。被除去的部分可能形狀是薄膜內的孔或是殘留的島狀部分。

光刻工藝也被稱為大家熟知的Photomasking, masking, photolithography, 或microlithography。在晶圓的製造過程中，晶體三極體、二極體、電容、電阻和金屬層的各種物理部件在晶圓表面或表層內構成。這些部件是每次在一個掩膜層上生成的，並且結合生成薄膜及去除特定部分，通過光刻工藝過程，最終在晶圓上保留特徵圖形的部分。光刻生產的目標是根據電路設計的要求，生成尺寸精確的特徵圖形，並且在晶圓表面的位置正確且與其它部件（parts）的關聯正確。

光刻是所有四個基本工藝中最關鍵的。光刻確定了器件的關鍵尺寸。光刻過程中的錯誤可造成圖形歪曲或套准不好，最終可轉化為對器件的電特性產生影響。圖形的錯位也會導致類似的不良結果。光刻工藝中的另一個問題是缺陷。光刻是高科技版本的照相術，只不過是在難以置信的微小尺寸下完成。在製程中的污染物會造成缺陷。事實上由於光刻在晶圓生產過程中要完成5層至20層或更多，所以污染問題將會放大。

『捌』 光刻機是怎樣將電路刻在硅晶上的

不用模板 用的是紫外線刻蝕
「光刻」是指在塗滿光刻膠的晶圓（或者叫矽片）上蓋上事先做好的光刻板，然後用紫外線隔著光刻板對晶圓進行一定時間的照射。原理就是利用紫外線使部分光刻膠變質，易於腐蝕。
「刻蝕」是光刻後，用腐蝕液將變質的那部分光刻膠腐蝕掉（正膠），晶圓表面就顯出半導體器件及其連接的圖形。然後用另一種腐蝕液對晶圓腐蝕，形成半導體器件及其電路。

『玖』 光刻工藝的原理是什麼

光刻工藝是利用類似照相製版的原理，在半導體晶片表面的掩膜層上面刻蝕精細圖形的表面加工技術。也就是使用可見光和紫外光線把電路圖案投影「印刷」到覆有感光材料的硅晶片表面，再經過蝕刻工藝去除無用部分，所剩就是電路本身了。光刻工藝的流程中有製版、矽片氧化、塗膠、曝光、顯影、腐蝕、去膠等。

光刻是製作半導體器件和集成電路的關鍵工藝。自20世紀60年代以來，都是用帶有圖形的掩膜覆蓋在被加工的半導體晶元表面，製作出半導體器件的不同工作區。隨著集成電路所包含的器件越來越多，要求單個器件尺寸及其間隔越來越小，所以常以光刻所能分辨的最小線條寬度來標志集成電路的工藝水平。國際上較先進的集成電路生產線是1微米線，即光刻的分辨線寬為1微米。日本兩家公司成功地應用加速器所產生的同步輻射X射線進行投影式光刻，製成了線寬為0.1微米的微細布線，使光刻技術達到新的水平。