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光刻機(jī)是在半導(dǎo)體領(lǐng)域必不可少的設(shè)備，無論生產(chǎn)制造什么樣的芯片，都脫離不了光刻機(jī)，如果說航空發(fā)動(dòng)機(jī)代表了人類科技領(lǐng)域發(fā)展的頂級水百思特網(wǎng)平,那么光刻機(jī)則是半導(dǎo)體工業(yè)界最為耀眼的明珠，其具有技術(shù)難度最高、單臺(tái)成本最大、決定集成密度等特點(diǎn) 。

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今天我們就來了解一下光刻機(jī) 。
光刻機(jī)的工作原理在整個(gè)芯片制造工藝中，幾乎每個(gè)工藝的實(shí)施，都離不開光刻的技術(shù) 。光刻也是制造芯片的最關(guān)鍵技術(shù)，他占芯片制造成本的35%以上。
當(dāng)芯片完成 IC 設(shè)計(jì)后，就要委托晶圓代工廠進(jìn)行芯片制造封裝。
芯片制造中，晶圓必不可少，從二氧化硅（SiO2）礦石，比如石英砂中用一系列化學(xué)和物理冶煉的方法提純出硅棒，然后切割成圓形的單晶硅片，這就是晶圓。

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從硅棒上切下的晶圓片
晶圓是制造各式電腦芯片的基礎(chǔ) 。我們可以將芯片制造比擬成用積木蓋房子，藉由一層又一層的堆疊，完成自己期望的造型（也就是各式芯片）。然而，如果沒有良好的地基，蓋出來的房子就會(huì)歪來歪去，不合自己所意，為了做出完美的房子，便需要一個(gè)平穩(wěn)的基板。對芯片制造來說，這個(gè)基板就是晶圓。

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光刻技術(shù)是一種精密的微細(xì)加工技術(shù) 。常規(guī)光刻技術(shù)是采用波長為2000～4500埃的紫外光作為圖像信息載體，以光致抗光刻技術(shù)蝕劑為中間（圖像記錄）媒介實(shí)現(xiàn)圖形的變換、轉(zhuǎn)移和處理，最終把圖像信息傳遞到晶片(主要指硅片)或介質(zhì)層上的一種工藝。

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光刻技術(shù)就是把芯片制作所需要的線路與功能區(qū)做出來。簡單來說芯片設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的線路與功能區(qū)“印進(jìn)”晶圓之中，類似照相機(jī)照相。照相機(jī)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。

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就好像原本一個(gè)空空如也的大腦，通過光刻技術(shù)把指令放進(jìn)去，那這個(gè)大腦才可以運(yùn)作，而電路圖和其他電子元件就是芯片設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的指令。

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光刻包括光復(fù)印和刻蝕工藝兩個(gè)主要方面：

光復(fù)印工藝：經(jīng)曝光系統(tǒng)將預(yù)制在掩模版上的器件或電路圖形按所要求的位置，精確傳遞到預(yù)涂在晶片表面或介質(zhì)層上的光致抗蝕劑薄層上。
刻蝕工藝：利用化學(xué)或物理方法，將抗蝕劑薄層未掩蔽的晶片表面或介質(zhì)層除去，從而在晶片表面或介質(zhì)層上獲得與抗蝕劑薄層圖形完全一致的圖形。集成電路各功能層是立體重疊的，因而光刻工藝總是多次反復(fù)進(jìn)行。例如，大規(guī)模集成電路要經(jīng)過約10次光刻才能完成各層圖形的全部傳遞。

而光復(fù)印技術(shù)就是光刻機(jī)，而刻蝕工藝就是蝕刻機(jī) 。
在光刻技術(shù)的原理下，人們制造了光刻機(jī)，光刻機(jī)通過一系列的光源能量、形狀控制手段，將光束透射過畫著線路圖的掩模，經(jīng)物鏡補(bǔ)償各種光學(xué)誤差，將線路圖成比例縮小后映射到晶圓上，不同光刻機(jī)的成像比例不同，有5:1，也有4:1 。然后使用化學(xué)方法顯影，得到刻在晶圓上的電路圖（即芯片）。

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一般的光刻工藝要經(jīng)歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對準(zhǔn)曝光、后烘、顯影、硬烘、激光刻蝕等工序。經(jīng)過一次光刻的芯片可以繼續(xù)涂膠、曝光。越復(fù)雜的芯片，線路圖的層數(shù)越多，也需要更精密的曝光控制過程 ?，F(xiàn)在先進(jìn)的芯片有30多層。

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