一、光刻機的種類有哪些

1、接觸式曝光（Contact Printing）

掩(yan)膜板(ban)直接(jie)(jie)與光(guang)刻膠層接(jie)(jie)觸(chu)。曝光(guang)出來的圖形(xing)(xing)與掩(yan)膜板(ban)上的圖形(xing)(xing)分(fen)辨率相當，設(she)備簡單。接(jie)(jie)觸(chu)式，根據施加力量的方式不(bu)同又分(fen)為：軟(ruan)接(jie)(jie)觸(chu)，硬接(jie)(jie)觸(chu)和真空接(jie)(jie)觸(chu)。

（1）軟(ruan)接觸(chu)：就是(shi)把基片(pian)通(tong)過托盤吸(xi)附住（類似(si)于(yu)勻(yun)膠(jiao)機的基片(pian)放置(zhi)方式），掩(yan)膜蓋在基片(pian)上面。

（2）硬接觸：是將基片通過一個氣(qi)壓（氮氣(qi)），往上頂，使(shi)之與掩(yan)膜接觸。

（3）真空接觸：是在掩膜和基(ji)片中間抽(chou)氣(qi)，使之(zhi)更加(jia)好的貼(tie)合（想一想把被(bei)子抽(chou)真空放置的方式）。

缺(que)點：光(guang)刻膠(jiao)污染掩膜(mo)板；掩膜(mo)板的(de)磨損，容易損壞，壽(shou)命很(hen)低（只能(neng)使(shi)用5～25次）；容易累積缺(que)陷；上個世(shi)紀七十年代的(de)工業水(shui)準，已經(jing)逐漸被(bei)接近式曝光(guang)方式所淘(tao)汰了(le)，國產(chan)光(guang)刻機(ji)均為(wei)接觸式曝光(guang)，國產(chan)光(guang)刻機(ji)的(de)開發機(ji)構無法(fa)提供工藝要求更(geng)高的(de)非接觸式曝光(guang)的(de)產(chan)品化。

2、接近式曝光（Proximity Printing）

掩膜板(ban)與光刻膠(jiao)基(ji)底層保留一個微小的縫隙（Gap），Gap大約為0～200μm。可以有效避(bi)免與光刻膠(jiao)直接(jie)接(jie)觸而(er)引(yin)起的掩膜板(ban)損傷，使(shi)掩膜和(he)光刻膠(jiao)基(ji)底能(neng)耐久使(shi)用(yong)；掩模壽(shou)命(ming)長（可提高10倍以上），圖(tu)形缺陷少。接(jie)近式在現代光刻工藝中(zhong)應(ying)用(yong)最(zui)為廣泛(fan)。

3、投影式曝光（Projection Printing）

在掩(yan)膜(mo)板(ban)(ban)(ban)與光刻(ke)膠(jiao)之(zhi)間使用(yong)光學系統聚(ju)集(ji)光實現曝光。一般掩(yan)膜(mo)板(ban)(ban)(ban)的(de)尺寸會以需(xu)要(yao)轉移圖形的(de)4倍制作。優點：提高(gao)了分辨率；掩(yan)膜(mo)板(ban)(ban)(ban)的(de)制作更(geng)加容易；掩(yan)膜(mo)板(ban)(ban)(ban)上的(de)缺陷影響減(jian)小。

投影式曝光分類：

（1）掃描投影曝光（Scanning Project Printing）。70年代(dai)末～80年代(dai)初(chu)，〉1μm工(gong)藝；掩(yan)膜板1：1，全(quan)尺寸；

（2）步進重復投(tou)影曝光（Stepping-repeating Project Printing或稱作(zuo)Stepper）。80年代末～90年代，0.35μm（I line）～0.25μm（DUV）。掩(yan)膜板縮(suo)小比(bi)例（4：1），曝光區域（Exposure Field）22×22mm（一次曝光所(suo)能覆蓋的(de)區域）。增加了棱鏡系統的(de)制(zhi)作(zuo)難度。

（3）掃描步進投影曝光(guang)（Scanning-Stepping Project Printing）。90年代末～至今，用于(yu)≤0.18μm工藝(yi)。采(cai)用6英(ying)寸(cun)的掩膜(mo)板按照4：1的比例曝光(guang)，曝光(guang)區域（Exposure Field）26×33mm。優點(dian)：增大(da)了(le)每次曝光(guang)的視場；提供硅片表面(mian)不平整(zheng)的補償；提高整(zheng)個(ge)硅片的尺寸(cun)均(jun)勻性。但是，同(tong)時因為需要反(fan)向運動，增加了(le)機(ji)械系統的精(jing)度要求。

4、高精度雙面

主要用于中(zhong)小規模集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)、半(ban)導體元(yuan)器件(jian)、光電(dian)子(zi)器件(jian)、聲表面波器件(jian)、薄膜電(dian)路(lu)、電(dian)力(li)電(dian)子(zi)器件(jian)的研制和生產。

高精度特制的翻版機構(gou)、雙視場CCD顯微顯示系(xi)統、多(duo)點光源(yuan)曝光頭、真(zhen)空管路(lu)系(xi)統、氣路(lu)系(xi)統、直聯式無油真(zhen)空泵、防震工(gong)作(zuo)臺(tai)等組成。

適用(yong)于φ100mm以下，厚(hou)度5mm以下的(de)各種(zhong)基片的(de)對準曝光。

5、高精度單面

針(zhen)對各大專院(yuan)校、企(qi)業及科研單位，對光刻機(ji)使(shi)用特性研發的一種高精度光刻機(ji)，中小規(gui)模集成電(dian)路、半(ban)導(dao)體(ti)元器(qi)件、光電(dian)子器(qi)件、聲表(biao)面波器(qi)件的研制和(he)生(sheng)產(chan)。

高(gao)精度對準(zhun)工作臺、雙目分離視場CCD顯(xian)微顯(xian)示系(xi)(xi)統(tong)、曝光頭、氣動系(xi)(xi)統(tong)、真空管(guan)路系(xi)(xi)統(tong)、直聯式(shi)無油(you)真空泵(beng)、防(fang)震工作臺和附(fu)件箱等組(zu)成(cheng)。

解(jie)決非(fei)圓形基(ji)片(pian)、碎片(pian)和底面不平的基(ji)片(pian)造成的版片(pian)分離不開所引(yin)起的版片(pian)無法(fa)對準的問題。

二、光刻機怎么制造芯片

1、沉積

制造芯片的第一步，通(tong)常(chang)是將材料薄(bo)膜沉(chen)積到晶圓上。材料可以是導體(ti)、絕緣體(ti)或半導體(ti)。

2、光刻膠涂覆

進行光刻前，首先要在晶圓上涂覆光敏材料“光刻膠”或“光阻”，然后將晶圓放入光刻機。

3、曝光

在掩模版上(shang)制作需要印刷的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)案(an)藍圖(tu)(tu)。晶(jing)圓放入光(guang)刻(ke)(ke)(ke)機(ji)后，光(guang)束(shu)會(hui)通過掩模版投(tou)射到晶(jing)圓上(shang)。光(guang)刻(ke)(ke)(ke)機(ji)內的(de)(de)(de)光(guang)學元件將圖(tu)(tu)案(an)縮小(xiao)并(bing)聚焦到光(guang)刻(ke)(ke)(ke)膠涂層上(shang)。在光(guang)束(shu)的(de)(de)(de)照(zhao)射下，光(guang)刻(ke)(ke)(ke)膠發生化學反應，光(guang)罩(zhao)上(shang)的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)案(an)由此印刻(ke)(ke)(ke)到光(guang)刻(ke)(ke)(ke)膠涂層。

4、計算光刻

光(guang)刻(ke)期間(jian)產(chan)生的(de)(de)物理、化(hua)學效(xiao)應(ying)可能(neng)造成圖(tu)案(an)形(xing)變，因此需要事先對掩(yan)模版上(shang)的(de)(de)圖(tu)案(an)進行調整，確(que)保(bao)最終光(guang)刻(ke)圖(tu)案(an)的(de)(de)準(zhun)確(que)。

5、烘烤與顯影

晶圓(yuan)離開光(guang)刻機(ji)后，要進行烘烤及顯(xian)影，使光(guang)刻的圖案永久固定(ding)。洗去多余光(guang)刻膠，部分涂層留出空(kong)白(bai)部分。

6、刻蝕

顯影完成(cheng)后，使用氣體等材(cai)料去除多余的(de)空白部分，形成(cheng)3D電路圖案。

7、計量和檢驗

芯(xin)片生產過程中，始(shi)終對晶圓進行計量(liang)和(he)檢驗，確(que)保(bao)沒有誤差。檢測(ce)結果反(fan)饋至光刻系統，進一步優化、調整(zheng)設(she)備(bei)。這一部，就需要(yao)用到納米級超精密運動平(ping)臺這一關鍵設(she)備(bei)了。

8、離子注入

在去除剩余(yu)的光刻(ke)膠之前，可以用正離子(zi)或負(fu)離子(zi)轟(hong)擊(ji)晶圓，對部分圖案的半(ban)導體特性進(jin)行調整。

9、視需要重復制程步驟

從薄膜沉積到去除光刻膠，整(zheng)個(ge)流(liu)程為(wei)晶圓片(pian)(pian)(pian)覆蓋上一(yi)層圖案。而(er)要在晶圓片(pian)(pian)(pian)上形(xing)成(cheng)集(ji)成(cheng)電(dian)路，完成(cheng)芯片(pian)(pian)(pian)制作(zuo)，這一(yi)流(liu)程需要不斷重復，可多達100次。

10、封裝芯片

最后一步(bu)，運(yun)用(yong)超精密(mi)運(yun)動平臺，進行晶圓(yuan)切割，獲得單個芯片，封裝在(zai)保(bao)護殼中(zhong)。這樣，成(cheng)品(pin)芯片就(jiu)可以用(yong)來生產電視、平板電腦或(huo)者其他數(shu)字(zi)設(she)備(bei)了(le)！