光刻機(Mask Aligner)是制(zhì)造微機電(diàn)、光電(diàn)、二極體(tǐ)大(dà)規模集成電(diàn)路的關鍵設備。其分為(wèi)兩種,一種是模闆與圖樣大(dà)小(xiǎo)一緻的contact aligner,曝光時(shí)模闆緊貼晶圓;另一種是利用類似投影(yǐng)機原理(lǐ)的stepper,獲得(de)比模闆更小(xiǎo)的曝光圖樣。
光刻機可(kě)采用紫外光、深紫外光、甚至更短(duǎn)波長的*紫外光作(zuò)為(wèi)光源,用DMD數(shù)字微鏡陣列**傳統掩模闆,采用積木 錯位蠅眼透鏡實現高(gāo)均勻照明(míng)。
光刻機通(tōng)過一系列的光源能量、形狀控制(zhì)手段,将光束透射過畫(huà)着線路圖的掩模,經物鏡補償各種光學誤差,将線路圖成比例縮小(xiǎo)後映射到矽片上(shàng),不同光刻機的成像比例不同,有(yǒu)5:1,也有(yǒu)4:1。
一般的光刻工藝要經曆矽片表面清洗烘幹、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對準曝光、後烘、顯影(yǐng)、硬烘、激光刻蝕等工序。經過一次光刻的芯片可(kě)以繼續塗膠、曝光。越複雜的芯片,線路圖的層數(shù)越多(duō),也需要更精密的曝光控制(zhì)過程。
測量台、曝光台:承載矽片的工作(zuò)台,也就是本次所說的雙工作(zuò)台。
光束矯正器(qì):矯正光束入射方向,讓激光束盡量平行(xíng)。
能量控制(zhì)器(qì):控制(zhì)*終照射到矽片上(shàng)的能量,曝光不足或過足都會(huì)嚴重影(yǐng)響成像質量。
光束形狀設置:設置光束為(wèi)圓型、環型等不同形狀,不同的光束狀态有(yǒu)不同的光學特性。
遮光器(qì):在不需要曝光的時(shí)候,阻止光束照射到矽片。
能量探測器(qì):檢測光束*終入射能量是否符合曝光要求,并反饋給能量控制(zhì)器(qì)進行(xíng)調整。
掩模版:一塊在內(nèi)部刻着線路設計(jì)圖的玻璃闆。
掩膜台:承載掩模版運動的設備,運動控制(zhì)精度是nm級的。
物鏡:物鏡由20多(duō)塊鏡片組成,主要作(zuò)用是把掩膜版上(shàng)的電(diàn)路圖按比例縮小(xiǎo),再被激光映射的矽片上(shàng),并且物鏡還(hái)要補償各種光學誤差。技(jì)術(shù)難度就在于物鏡的設計(jì)難度大(dà),精度的要求高(gāo)。
矽片:用矽晶制(zhì)成的圓片。矽片有(yǒu)多(duō)種尺寸,尺寸越大(dà),産率越高(gāo)。題外話(huà),由于矽片是圓的,所以需要在矽片上(shàng)剪一個(gè)缺口來(lái)确認矽片的坐(zuò)标系,根據缺口的形狀不同分為(wèi)兩種,分别叫flat、notch。
內(nèi)部封閉框架、減振器(qì):将工作(zuò)台與外部環境隔離,保持水(shuǐ)平,減少(shǎo)外界振動幹擾,并維持穩定的溫度、壓力。