光刻機(Mask Aligner)是制造微機電、光電、二極體大(dà)規模集成電路的關鍵設備。其分爲兩種,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(yòng)類似投影機原理(lǐ)的stepper,獲得比模闆更小(xiǎo)的曝光圖樣。
光刻機可采用(yòng)紫外(wài)光、深紫外(wài)光、甚至更短波長的*紫外(wài)光作(zuò)爲光源,用(yòng)DMD數字微鏡陣列**傳統掩模闆,采用(yòng)積木(mù) 錯位蠅眼透鏡實現(xiàn)高(gāo)均勻照明(míng)。
光刻機通過一系列的光源能(néng)量、形狀控制手段,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(dào)矽片上(shàng),不同光刻機的成像比例不同,有5:1,也(yě)有4:1。
一般的光刻工(gōng)藝要經曆矽片表面清洗烘幹、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對(duì)準曝光、後烘、顯影、硬烘、激光刻蝕等工(gōng)序。經過一次光刻的芯片可以繼續塗膠、曝光。越複雜(zá)的芯片,線路圖的層數越多,也(yě)需要更精密的曝光控制過程。
測量台、曝光台:承載矽片的工(gōng)作(zuò)台,也(yě)就是本次所說的雙工(gōng)作(zuò)台。
光束矯正器:矯正光束入射方向,讓激光束盡量平行。
能(néng)量控制器:控制*終照射到(dào)矽片上(shàng)的能(néng)量,曝光不足或過足都會(huì)嚴重影響成像質量。
光束形狀設置:設置光束爲圓型、環型等不同形狀,不同的光束狀态有不同的光學特性。
遮光器:在不需要曝光的時(shí)候,阻止光束照射到(dào)矽片。
能(néng)量探測器:檢測光束*終入射能(néng)量是否符合曝光要求,并反饋給能(néng)量控制器進行調整。
掩模版:一塊在内部刻着線路設計(jì)圖的玻璃闆。
掩膜台:承載掩模版運動的設備,運動控制精度是nm級的。
物鏡:物鏡由20多塊鏡片組成,主要作(zuò)用(yòng)是把掩膜版上(shàng)的電路圖按比例縮小(xiǎo),再被激光映射的矽片上(shàng),并且物鏡還要補償各種光學誤差。技術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(yòng)矽晶制成的圓片。矽片有多種尺寸,尺寸越大(dà),産率越高(gāo)。題外(wài)話(huà),由于矽片是圓的,所以需要在矽片上(shàng)剪一個缺口來(lái)确認矽片的坐(zuò)标系,根據缺口的形狀不同分爲兩種,分别叫flat、notch。
内部封閉框架、減振器:将工(gōng)作(zuò)台與外(wài)部環境隔離,保持水(shuǐ)平,減少外(wài)界振動幹擾,并維持穩定的溫度、壓力。