光刻机为什么这么难造？三种光刻技术之间有什么区别

2024-05-29 19:24:12 来源：互联网分类：电气知识

　光刻机被认为是半导体行业的皇冠上的明珠，也是半导体制造中最复杂、最关键的工艺步骤。它的主要功能是将掩模上芯片的电路图转移到硅片上。光刻的工艺水平直接决定了芯片的工艺水平和性能水平。

根据曝光方式的不同，光刻可分为三种光刻技术：接触式光刻，接近式光刻和投影式光刻。

1、接触式光刻

在接触光刻技术中，涂有光刻胶的硅片与掩模板直接接触。由于光刻胶和掩模板之间的紧密接触，可以获得相对较高的分辨率。接触曝光的主要问题是容易损坏掩模板和光刻胶。当掩模板接触并对准硅片时，硅片上的小灰尘可能会损坏掩模板。因此，采用接触式光刻很难获得无缺点的VLSI芯片，因此接触式光刻技术一般只适用于中小型集成电路。

　 2、接近式光刻

　接近式光刻似于接触曝光，只是曝光时硅片和掩模板之间有很小的间隙，一般在10-25微米之间，可以大大减少对掩模板的损伤接近式暴光的分辨率较低，一般在2-4微米之间，因此接近式光刻机只能装配在特征尺寸交大的集成电路生产线中．接触或接近式光刻机的主要优点是生产效率较高。

3、投影式光刻

投影式光刻是一种使用透镜或镜子将掩模上的图案投影到衬底上的曝光方法。为了提高分辨率，一次只曝光硅片的一小部分，然后通过扫描和分步重复曝光整个硅片。在现代集成电路技术中，应用最广泛的光刻系统是分步投影光刻机。利用分步投影光刻机，再结合移相掩膜等技术，已经得到了最小线宽0．10微米的图形。

光刻技术说起来不难，但是光刻机的研发制造却很难。光刻机为什么这么难制造，又为什么卡住了这么多国家，这么多的厂家？

其实光刻机的技术原理是利用激光源照射，将芯片电路图投射至涂有光刻胶的硅衬底上，最终在硅衬底上形成芯片电路图。最重要的两个部件似乎是光源和镜头。目前激光源主要由美国生产，镜头由德国和日本提供。

这两个重要的组成部分基本上每个人都可以使用。真正令人惊叹的是组装技术。一个光刻机需要3万多个组件，而这3万个组件需要组装成一个光刻机，其中组装工艺非常高，一般公司和技术人员都无法满足要求。更重要的是，这一过程必须经过测试、磨合并与芯片生产商协调。

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