光刻機(jī)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

光刻機(jī)分為無(wú)掩模光刻機(jī)和有掩模光刻機(jī)兩種，被大眾所致的ASML的深紫外光刻機(jī)和EUV光刻機(jī)等均為有掩模光刻機(jī)，所謂的掩模也稱(chēng)之為光罩，是一種可以選擇性阻擋光、輻射或物質(zhì)穿透的掩蔽模板，上面刻有電路圖形。

無(wú)掩模光刻機(jī)中常見(jiàn)的是電子束光刻機(jī)和離子束光刻機(jī)，是一種利用計(jì)算機(jī)輸入的地址和圖形數(shù)據(jù)控制聚焦電子束在涂有感光材料的基板上直接繪制電路圖形的設(shè)備。

光刻機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史—一代光刻機(jī)：接觸式/接近式光刻機(jī)

光刻機(jī)總體經(jīng)歷了六個(gè)發(fā)展階段。早期光刻機(jī)采用的是接觸式光刻技術(shù)，通常晶圓置于一個(gè)手動(dòng)控制水平位置和旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)上，操作者利用分立視場(chǎng)顯微鏡同時(shí)觀察光罩和晶圓位置，并通過(guò)手動(dòng)控制工作臺(tái)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)光罩與晶圓的對(duì)準(zhǔn)。

晶圓與光罩對(duì)準(zhǔn)后二者將被壓緊，使得光罩與晶圓表面的光刻膠直接接觸。移開(kāi)顯微鏡物鏡后，將壓緊的晶圓與光罩移入曝光臺(tái)進(jìn)行曝光，光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)透鏡準(zhǔn)直平行照射光罩，由于光罩與光刻膠直接接觸，所以曝光后光罩圖形按照1:1的比例轉(zhuǎn)印至光刻膠上，原理與公章類(lèi)似。

在70年代接近式光刻機(jī)逐漸發(fā)展成熟。相比接觸式光刻機(jī)，接近式光刻機(jī)的光罩與晶圓上的光刻膠沒(méi)有直接接觸，而是留有充滿(mǎn)氮?dú)獾拈g隙，間隙大小由氮?dú)獾臍鈮簺Q定。由于光罩與光刻膠沒(méi)有直接接觸，因此降低了光罩的損耗，同時(shí)降低了光刻中引入的缺陷，提高了成品率。在接近式光刻機(jī)中晶圓與光刻膠存在的間隙使得晶圓處于菲涅爾衍射區(qū)域，也因此限制了接近式光刻機(jī)分辨率的進(jìn)一步提升，因此接近式光刻機(jī)主要用于3m以上的半導(dǎo)體。