什么是光刻機(jī)

　　光刻機(jī)（Mask Aligner） 又名：掩模對(duì)準(zhǔn)曝光機(jī)，曝光系統(tǒng)，光刻系統(tǒng)等。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(duì)準(zhǔn)曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕等工序。

　　Photolithography（光刻）意思是用光來制作一個(gè)圖形（工藝）；在硅片表面勻膠，然后將掩模版上的圖形轉(zhuǎn)移光刻膠上的過程將器件或電路結(jié)構(gòu)臨時(shí)“復(fù)制”到硅片上的過程。

　　光刻的目的

　　使表面具有疏水性，增強(qiáng)基底表面與光刻膠的黏附性。

　　光刻機(jī)工作原理

　　上圖是一張光刻機(jī)的簡易工作原理圖。下面，簡單介紹一下圖中各設(shè)備的作用。

　　測(cè)量臺(tái)、曝光臺(tái)：承載硅片的工作臺(tái)，也就是本次所說的雙工作臺(tái)。

　　光束矯正器：矯正光束入射方向，讓激光束盡量平行。

　　能量控制器：控制最終照射到硅片上的能量，曝光不足或過足都會(huì)嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。

　　光束形狀設(shè)置：設(shè)置光束為圓型、環(huán)型等不同形狀，不同的光束狀態(tài)有不同的光學(xué)特性。

　　遮光器：在不需要曝光的時(shí)候，阻止光束照射到硅片。

　　能量探測(cè)器：檢測(cè)光束最終入射能量是否符合曝光要求，并反饋給能量控制器進(jìn)行調(diào)整。

　　掩模版：一塊在內(nèi)部刻著線路設(shè)計(jì)圖的玻璃板，貴的要數(shù)十萬美元。

　　掩膜臺(tái)：承載掩模版運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，運(yùn)動(dòng)控制精度是nm級(jí)的。

　　物鏡：物鏡由20多塊鏡片組成，主要作用是把掩膜版上的電路圖按比例縮小，再被激光映射的硅片上，并且物鏡還要補(bǔ)償各種光學(xué)誤差。技術(shù)難度就在于物鏡的設(shè)計(jì)難度大，精度的要求高。

　　硅片：用硅晶制成的圓片。硅片有多種尺寸，尺寸越大，產(chǎn)率越高。題外話，由于硅片是圓的，所以需要在硅片上剪一個(gè)缺口來確認(rèn)硅片的坐標(biāo)系，根據(jù)缺口的形狀不同分為兩種，分別叫flat、notch。

　　內(nèi)部封閉框架、減振器：將工作臺(tái)與外部環(huán)境隔離，保持水平，減少外界振動(dòng)干擾，并維持穩(wěn)定的溫度、壓力。

　　光刻機(jī)分類

　　光刻機(jī)一般根據(jù)操作的簡便性分為三種，手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)。

　　A 手動(dòng)：指的是對(duì)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)方式，是通過手調(diào)旋鈕改變它的X軸，Y軸和thita角度來完成對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)精度可想而知不高了；

　　B 半自動(dòng)：指的是對(duì)準(zhǔn)可以通過電動(dòng)軸根據(jù)CCD的進(jìn)行定位調(diào)諧；

　　C 自動(dòng)：指的是從基板的上載下載，曝光時(shí)長和循環(huán)都是通過程序控制，自動(dòng)光刻機(jī)主要是滿足工廠對(duì)于處理量的需要。

　　光刻機(jī)可以分為接近接觸式光刻、直寫式光刻、以及投影式光刻三大類。接近接觸式通過無限靠近，復(fù)制掩模板上的圖案；投影式光刻采用投影物鏡，將掩模板上的結(jié)構(gòu)投影到基片表面；而直寫，則將光束聚焦為一點(diǎn)，通過運(yùn)動(dòng)工件臺(tái)或鏡頭掃描實(shí)現(xiàn)任意圖形加工。光學(xué)投影式光刻憑借其高效率、無損傷的優(yōu)點(diǎn)，一直是集成電路主流光刻技術(shù)。

　　光刻機(jī)應(yīng)用

　　光刻機(jī)可廣泛應(yīng)用于微納流控晶片加工、微納光學(xué)元件、微納光柵、ＮＭＥＭＳ器件等微納結(jié)構(gòu)器件的制備。

　　刻蝕機(jī)是什么

　　實(shí)際上狹義理解就是光刻腐蝕，先通過光刻將光刻膠進(jìn)行光刻曝光處理，然后通過其它方式實(shí)現(xiàn)腐蝕處理掉所需除去的部分。隨著微制造工藝的發(fā)展；廣義上來講，刻蝕成了通過溶液、反應(yīng)離子或其它機(jī)械方式來剝離、去除材料的一種統(tǒng)稱，成為微加工制造的一種普適叫法。

　　刻蝕機(jī)的原理

　　感應(yīng)耦合等離子體刻蝕法（Inductively CoupledPlasma Etch，簡稱ICPE）是化學(xué)過程和物理過程共同作用的結(jié)果。它的基本原理是在真空低氣壓下，ICP 射頻電源產(chǎn)生的射頻輸出到環(huán)形耦合線圈，以一定比例的混合刻蝕氣體經(jīng)耦合輝光放電，產(chǎn)生高密度的等離子體，在下電極的RF 射頻作用下，這些等離子體對(duì)基片表面進(jìn)行轟擊，基片圖形區(qū)域的半導(dǎo)體材料的化學(xué)鍵被打斷，與刻蝕氣體生成揮發(fā)性物質(zhì)，以氣體形式脫離基片，從真空管路被抽走。

　　刻蝕機(jī)和光刻機(jī)的區(qū)別

　　刻蝕相對(duì)光刻要容易。

　　光刻機(jī)把圖案印上去，然后刻蝕機(jī)根據(jù)印上去的圖案刻蝕掉有圖案（或者沒有圖案）的部分，留下剩余的部分。

　　光刻機(jī)相關(guān)文章：

　　光刻機(jī)結(jié)構(gòu)組成及工作原理

　　國產(chǎn)光刻機(jī)水平進(jìn)展和前景分析