对于半导体应用来说,什么是(光)光刻?
光刻是指通过选择性曝光将芯片设计转移到感光材料上。它是芯片制造过程的一部分,该过程类似于暗室摄影,但它们不是使用照片的底片,而是使用掩模或光罩将几何图案曝光到晶圆上,使用光线。与芯片几何形状相似的掩模被放置在预热并涂有光刻胶的晶圆上方。极高强度的紫外线通过掩模向下照射到晶圆上。这会导致被掩模曝光的光刻胶区域发生化学变化。然后使用显影剂溶解并洗去光刻胶的正片(最常见的)或负片区域。下一步是蚀刻过程,化学药剂会去除光刻胶未保护区域的基材最上层。一旦不再需要光刻胶,就会用化学方法将其从基材上去除。
将二氧化硅沉积在预热的晶圆的所有区域上,以覆盖在清洁过程中可能被改变的任何晶圆部分。去除光刻胶顶部剩余的多余二氧化硅,此时芯片几何形状的第一层已完成。重复此过程以获得尽可能多的不同几何形状层,以完成芯片的电路设计。最后,化学剂从晶圆上去除所有二氧化硅,使硅成为晶圆上唯一剩余的元素。
光刻技术的分辨率不断提高,这使得应用越来越小的结构成为可能。这导致集成电路中晶体管的密度更高,从而可以用更小的元件实现更高的计算机处理能力。
显然,光刻技术在摩尔定律的持续推进中发挥着关键作用。摩尔定律预期我们的创新速度是每两年微芯片上的晶体管数量大约翻一番。因此,电子设备能够变得更小、更强大、更便宜,从而推动整个行业的需求。
根据曝光所用的辐射,光刻方法可分为不同类型:
- 极紫外光刻(如上所述)
- 电子束光刻
- X射线光刻技术
- 离子束光刻
极紫外 (EUV) 光刻是本页的重点,因为它利用了 圣柏林 提供的专用矿物绝缘加热器
EUV 光刻技术对于半导体应用有哪些优点和缺点?
EUV 光刻技术可以生产更小的晶体管,从而提高集成电路中晶体管的密度。这符合计算机处理能力越来越强、元件越来越小的趋势。这是推动整个行业需求的核心动力。目前,EUV 光刻技术被认为是电路生产的前沿技术,据说是未来微芯片发展的关键。
尽管 EUV 光刻技术为行业带来了突破性的进展,但它也存在一些缺点和/或局限性:
- 价格:价格昂贵,不仅包括运营成本,还包括机械零部件的价格。
- 复杂性:这是一个高度复杂的过程,只有一家公司能够生产这些机器。
- 精度:绝对精度至关重要,即使是镜面上未被发现的小缺陷也可能导致数百万芯片的浪费。
- 产量: EUV 的微芯片每小时产量低于其他方法,因此不太适合某些大批量生产应用
圣柏林 为半导体应用的光刻提供哪些加热解决方案?
有多种方式可以加热光刻工艺,其中最重要的和最广泛使用的就是电阻加热。这是 圣柏林 的专业领域,拥有一系列非常适合光刻的高品质矿物绝缘加热元件。对整个晶圆区域进行均匀的温度控制是实施的主要原因之一。
在圣柏林,我们拥有设计定制加热系统的专业知识,该系统可应对光刻工艺中各个不同阶段的挑战。我们的任何 MI 加热器(例如晶圆加热器、微加热器和热跟踪)均可定制,以满足光刻工艺的特定条件。
真空焊接/钎焊
将我们的加热元件集成到光刻工艺(以及沉积系统)中的一种常见方法是通过面板真空焊接/钎焊。真空焊接具有以下几个优点:
- 所有部件的表面污染物均被清除,且无任何变色
- 整个产品加热精度极高
- 均匀加热可以很好地控制整个过程,有助于限制局部加热引起的不良变形
- 可以将真空焊接与基材退火或硬化工艺相结合。
矿物绝缘加热元件在光刻领域的优势
- 我们的加热器可确保高达 1000°C 的温度
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圣柏林 的加热元件专用矿物绝缘材料系列具有以下特点:
- 耐苛刻环境(真空、惰性气体)
- 耐化学性
- 优异的介电耐久性
- 护套材料的定制保证了矿物绝缘能够适应任何环境
- 加热器热段和冷段之间的无缝过渡
- 热段和冷段直径相等
- 由于冷端可防止过热,因此终止非常简单
- 可适应高功率密度
- 源、晶圆、目标或基板的热量分布均匀
- 较大的弯曲半径使加热元件适合复杂的弯曲应用
- 为关键工艺提供高精度、精密加热
- 可以实现更薄、更轻的设计
- 快速升温
- 密封加热元件可防止污染
- 热电偶可以包含在设计中