在当今科技日新月异的时代,芯片作为电子设备的核心组件,扮演着越来越重要的角色。而生产芯片的机器则是生产芯片的核心工具,那么这些机器叫什么呢?下面从几个方面介绍。
一块芯片是由硅和其他原材料做成的,在生产中需要通过晶圆制造设备生产出硅晶圆。晶圆制造设备主要包括切片机、平磨机、玻璃盘、清洗机等一系列设备。它主要负责生产出能够接下来用于添加电子器件的硅基板,这个过程非常关键。
晶圆制造设备的生产原理其实就是在硅片上加上一层光阻,然后按照所需图形利用光刻机上的光学技术制作出来,接着在上面添加电子器件制作成芯片。
在硅基板上加上光刻胶来做芯片制作,为的是利用光的透过性和折射率对其进行刻画。而光刻机就是专门用于进行这项操作的设备。光刻机主要由光源、光学系统、控制系统等各种组件构成。
光刻机主要负责将芯片图形通过制造芯片所需要的技术制成半导体材料上,也就是把图形通过紫外线的反射刻画到上面。光源主要就是用来制作紫外线的,光学系统则是控制光束成像范围的设备,控制系统则是控制光源和光学系统的整体设备。
沉积设备主要负责在芯片表面添加各种电子元件所需要的材料,也就是所谓的沉积,它主要分为热氧化沉积设备、化学气相沉积设备、物理气相沉积设备等。不同特点的沉积设备适用于不同的沉积材料和沉积要求。
以热氧化沉积设备为例,它主要负责基础的制品沉积,硅基板需要经过这个设备,将外加高温氧气,才能沉积出高质量的一层二氧化硅。而在物理气相沉积设备中,它则可以通过电子束击穿等方式将气体转化为等离子体,再通过反应沉积到基板表面。这种方式主要用于包括金属、非金属和多种化合物等各种沉积物材料的制作,也被广泛应用在光、电、生物医药等领域。
当芯片需要制作多层元件时,就需要用到刻蚀设备。刻蚀设备主要用于刻蚀光刻胶使其模模板化的工具,同时还可以利用化学反应将电子元件的材料沉积到芯片表面。普通的刻蚀设备分为湿法蚀刻和干法蚀刻等不同种类。
湿法蚀刻主要是通过化学液体与目标物发生化学反应腐蚀物体表面,而干法蚀刻则是在一定温度下,通过将气体等物质转化到等离子态下进行化学反应来达到制造目的。
生产芯片是一个高度精密的过程,各种设备都需要遵循严格的生产规则和修正措施,否则就会导致产品质量下降。从晶圆制造、光刻机、沉积设备到芯片刻蚀设备等设备,每一个设备都有它自己的特点和工作原理。只有在相互协调和协作的基础上,才能生产出高质量、高性能的芯片。